全 文 ：第 30卷第 1期　　　　　　　　　西 南 大 学 学 报(自然科学版)　　　　　　　　　　　2008年 1 月
Vol.30　No.1 Journal of Southw est Unive rsity (N atural Science Edi tion) Jan.　2008
文章编号:1673 9868(2008)01 0119 07
魔芋多糖仿生食品工艺的研究＊
李崇高1 , 　黄建初1 , 　黄泳梅2
1.广州城市职业学院 , 广州 510405;2.福建农林大学 食品科学学院 , 福州 350002
摘要:以天然可食性魔芋多糖为主要原料制作仿生食品 , 探讨了魔芋多糖仿生食品的上色 、增香和塑形效果问题 , 并
研究了仿生效果及赋味等内容, 通过单因素试验和正交试验 , 得出了魔芋多糖仿生食品最佳配方和工艺参数:以 5%
可食性多糖为主料 , 辅以 2.0%β-CD、 0.5%黄原胶 、 0.4%卡拉胶 、 1.0%天然色素 、 0.1%蔗糖酯 , 在 pH 11 ～ 12 ,
蒸煮温度 93 ～ 97 ℃, 按照一定的加料顺序进行混合 , 注模脱模 , 所制得的魔芋仿生食品塑形效果好 、香气丰富 、有
光泽 、口感韧脆适度 、 咀嚼性好 、质地均匀 、 香甜可口 、弹性强 , 较好地解决了仿生食品的品质问题.
关　键　词:魔芋多糖仿生食品;可食性多糖;最佳配方;工艺参数
中图分类号:TS205 文献标识码:A
近年来 , 世界各国为满足消费者需要 , 开发出许多营养丰富 、食用方便 、物美价廉的仿生食品 , 它从营
养 、风味 、色泽及塑性等模仿天然食品.这类食品风味独特 、食用方便 、有利于健康 , 受到广大消费者的青
睐[ 1] .在国外 , 自从日本成功制成人造海蛰皮以后 , 仿生食品就开始快速发展 , 如仿生鱼翅 、仿生鲍鱼 、仿
生虾仁等;我国 80年代才开始研究仿生食品 , 虽然取得了一定成果 , 但与国外一样还多局限于仿生海洋食
品的研究[ 2 , 3] , 对多糖仿生食品的研究报道不多.
仿生食品因价格低廉 、食用方便 、营养价值不亚于天然食品 , 已成为理想的保健食品[ 3] ;但存在韧性
和脆度不够;且色泽 、香气及仿生材料的选择也是仿生食品工艺技术难点[ 3] .近年来 , 有关仿生食品原材
料的研究主要集中在大豆蛋白和海藻酸钠 , 而对天然可食性多糖的研究不多见.本文研究了以天然可食性
多糖为主料 , 利用食品工程手段 , 从营养 、风味 、色泽及塑性等模仿天然食品制成仿生食品 , 并对其色泽 、
香气 、塑性等工艺问题进行研究 , 旨在为仿生食品的开发提供理论参考和可操作性措施.
1　材料与方法
1.1　材　　料
可食性魔芋多糖(广西多环公司), β 环状糊精 、卡拉胶 、黄原胶 、乳化剂等(中国上海试剂总厂), 色
素(河北省曲周县辣椒红色素厂), 香精香料(上海孔雀香精香料有限公司), 均为食品级;芹菜 、白砂糖 、食
盐(市售).
1.2　仪　　器
85-2型恒温磁力搅拌器(常州国华电器有限公司);H H-4型数显恒温水浴锅(常州国华电器有限公
司);UV 751GD型紫外/可见分光光度计(上海分析仪器总厂).
1.3　方　　法
1.3.1　制作工艺
＊ 收稿日期:2007 11 20
作者简介:李崇高(1962 ), 男 , 副教授 , 硕士研究生 , 主要从事食品加工和食品营养的教学和科研.
DOI :10.13718/j.cnki.xdzk.2008.01.013
1.3.2　色素测定
色素测定参考高群玉等的方法[ 4] , 用分光光度计在最大λ=465nm 处测定其吸光值 , 色素保留率计算
公式[ 5] 如下:
色素保留率(%)= 成品中色素最大吸光值 A对照组中色素最大吸光值 A ×100%
1.3.3　香精保留率[ 6]
香精保留率测定参考关丽等方法 , 计算公式如下:
香精保留率(%)=成品中香精的残留量香精加入量 ×100%
1.3.4　仿生食品品质评价方法
产品品质评定采用感官评价法 , 随机选择 20 人对产品品质进行评定 , 采用风味描述法[ 8] 评价产品色
泽 、香气 、口感 、风味 、可塑性等[ 7] .采用 10分制 , 评分标准如表 1.
表 1　产品品质的评价标准
产品品质的评价标准 分值
色泽鲜艳 , 香气宜人 , 口感很好 , 有咬劲 , 风味很好 , 可塑性很强 9.49±0.5
色泽较鲜艳 , 有一定的香气 , 口感良好 , 风味较好 , 可塑性强 8.49±0.5
色泽一般 , 略有清香 , 口感一般 、 风味一般 , 可塑性一般 7.49±0.5
色泽较差 , 无清香 , 口感较差 , 风味较差 , 可塑性差 6.49±0.5
色泽很差 , 无清香 , 口感很差 , 风味很差 , 可塑性很差 5.49±0.5
　　注:色泽由色素保留率按百分比换算成感官品质.
2　结果与分析
2.1　仿生食品主要原材料的选择
制作仿生食品的主要原材料有大豆蛋白 、海藻酸钠 、可食性多糖 , 通过对上述原材料的溶解性 、耐热
性 、溶胀效果 、氧化性的比较.从表 2可看出 , 以可食性多糖最优.
表 2　原材料的品质比较
原材料 溶解性 耐热性 溶胀效果＊ 氧化性 色泽 综合评分
可食性多糖 好 较耐热 全部溶胀与分散 不易被氧化 白色 9.3
大豆蛋白 差 不耐热 未完全溶胀与分散 易被氧化 黄绿色 7.8
海藻酸钠 差 较耐热 全部溶胀 、未完全分散 易被氧化 黄绿色 8.5
　　注:30 min 冷水溶胀与分散效果.
2.2　仿生食品色泽香气材料的选择
要使仿生食品具有良好的色泽 , 应进行赋色 , 根据仿生食品品质要求 , 应选用食用天然色素.表 3
比较了天然红色素的主要性能 , 结果表明:辣椒红色素色泽鲜艳 、浓厚 , 色泽稳定 、耐酸碱 、耐高温 , 有
利于产品贮存;因此选用辣椒红色素作为仿生食品红色素.绿色素的选择 , 经研究[ 8] 芹菜叶柄榨成渣加
入效果最佳.
表 3　各种色素品质的比较
色素种类 来源 色调 pH 值 耐光性 耐热性 品质效果
辣椒红色素 红辣椒 红 橙红 3.0 ～ 12.0 稳定 稳定 9.5
玫瑰红色素 玫瑰花 红 2.5～ 6.5 稳定 稳定 8.7
甜菜红色素 红叶甜菜 红 4.0～ 7.0 敏感 敏感 7.1
胡萝卜色素 胡萝卜 黄 橙红 3.5～ 9.0 较稳定 稳定 8.0
120 西南大学学报(自然科学版)　　　　　　　　　　　　　　第 30卷
　　仿生食品中香精形态的选择 , 表 4比较了玫瑰花香精固液态的香气 、保留率等 , 结果表明:固体玫瑰
花香精的挥发性低 、保留率高且香气清香 , 效果明显优于液体玫瑰花香精.
表 4　固液香精的对比效果
香精形态 香气 挥发性 保留率/ %
固体香精 清香 低 85
液体香精 浓香 高 70
2.3　仿生食品色泽香气保留材料的选择
以色素保留率为指标 , 对可食性多糖 、β 环状糊精 、卡拉胶和黄原胶进行比较 , 从图 1 得知 , β
环状糊精 、可食性多糖对色素保留效果较好 , 对热处理较稳定 , 因此选用最优的 β 环状糊精作为色
泽保留材料.
以香气保留率为指标 , 对可食性多糖 、 β 环状糊精 、卡拉胶和黄原胶进行比较 , 从图 2 得知 , 卡拉胶 、
黄原胶的香气保留效果较好 , 而可食性多糖保留效果较差.
图 1　加热及后处理对色素的影响 图 2　加热及后处理对香气的影响
2.4　仿生食品最佳配方的确定
2.4.1　复配胶对仿生食品色泽香气保留的影响
将制作过程中色泽香气保留效果好的材料进行交互配比试验 , 并与单一材料效果进行比较(表 5).
表 5　各种制备材料的对比效果
制备材料 品质评定色泽 香气 口感 综合评分
黄原胶 7.30 7.20 8.60 7.75
卡拉胶 8.10 8.50 8.30 8.30
β-CD 8.80 8.50 9.00 8.76
黄原胶+卡拉胶 8.70 8.70 8.60 8.67
β-CD+黄原胶 8.90 8.40 8.50 8.60
β-CD+卡拉胶 8.50 8.70 8.70 8.63
β-CD+黄原胶+卡拉胶 9.10 8.90 8.65 8.89
CK 5.5 6.00 8.50 6.67
　　结果表明:多种材料复配使用的效果明显优于单独使用一种材料或 CK 的保留效果.β 环状糊精对色
素保留效果较好 , 黄原胶 、卡拉胶对香精保留效果较好 , 黄原胶与卡拉胶互配后对香精保留效果优于它们
单独使用时的效果.将 β 环状糊精 、黄原胶 、卡拉胶三种材料复配作为色素香精的保留的复配材料 , 可制
作最佳色泽和香气的仿生食品.
2.4.2　复配胶最佳配比的确定
色泽香气保留的复配材料选定后 , 需要对各个组分的用量选择 , 根据以上实验确定 β 环状糊精+黄原
胶+卡拉胶效果较好 , 为此进行 L9(34)正交试验 , 确定最佳配比 , 正交实验见表 6.
121第 1期　　　　　　　　　　 　李崇高 , 等:魔芋多糖仿生食品工艺的研究
表 6　正交实验结果表
处理号 Aβ 环状糊精/ %
B
黄原胶/ %
C
卡拉胶/ %
D 试验效果
可塑性 色泽 香气 口感
1 1(2.0) 1(1.5) 3 2 9.0 8.3 9.3 9.1
2 1 2(1.0) 1 3 8.8 8.6 8.4 8.8
3 1 3(0.5) 2 1 9.1 9.2 8.4 9.1
4 2(1.5) 1 2 3 8.5 8.6 9.2 8.5
5 2 2 3 1 9.1 9.2 9.0 8.3
6 2 3 1 2 8.2 7.5 8.9 9.0
7 3(1.0) 1 1(0.6) 1 7.5 8.1 7.3 8.0
8 3 2 2(0.5) 2 7.7 8.1 8.2 7.3
9 3 3 3(0.4) 3 8.3 8.8 8.3 8.5
　　采用直观分析法对表 6的结果进行分析 , 结果如图 3所示.
根据表6及图3的直观分析得出A 1 B3C3D3 的配比组合 , 得到最佳效果.以A 1 B3C3D3 配比进行验证实
验 , 结果表明:β 环状糊精(2.0%)+黄原胶(0.5%)+卡拉胶(0.4%)的组合所制成的仿生产品组织致密 、
色泽鲜艳 、香气清香 , 感官评价明显优于对照组.
2.4.2　仿生食品色素 、香精 、蔗糖酯最佳用量的确定
仿生食品的色泽 、香气及乳化剂(蔗糖酯)之间的配比选择经单因素试验确定后 , 进行 L9(33)正交试
验 , 以确定最佳用量(表 7).
表 7　正交实验结果表
处理号 A色素/ %
B
香精/ %
C
蔗糖酯/ % D
试验效果
可塑性 色泽 香气 口感
1 1(1) 1 3 2 9.3 8.5 8.3 8.7
2 1 2 1 3 9.4 8.1 8.1 8.6
3 1 3 2 1 8.9 8.1 8.5 8.0
4 2(2) 1(3) 2 3 8.1 9.3 8.9 8.0
5 2 2(2) 3 1 8.3 8.4 7.7 7.6
6 2 3(1) 1 2 8.2 8.0 8.9 9.3
7 3(3) 1 1(0.3) 1 7.8 8.9 9.0 9.2
8 3 2 2(0.2) 2 8.5 9.3 8.1 7.9
9 3 3 3(0.1) 3 7.9 8.9 8.3 9.0
　　采用直观分析法对表 7的结果进行分析 , 结果如图 4.
图 3　正交实验直观分析图 图 4　正交实验直观分析图
　　根据表7及图4的直观分析得出A 1 B1C3D3 的配比组合 , 得到最佳效果.以A 1 B1C3D3 配比进行验证实
验 , 以色素(1%)+香精(3%)+乳化剂(0.1%)的配合所制成的产品香气浓郁 、味美及色泽鲜艳 , 感官评定
明显优于对照.
2.5　pH值对仿生食品品质的影响
仿生食品制作过程中 , 将 pH 值分别调节到9 、10 、 11 、 12 、13 , 来确定 pH 值对仿生食品凝胶性 、塑性
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的影响 , 根据表 1评价标准对产品进行感官品质评定 , 结果见图 5.
图 5　pH值对成品品质的影响
结果表明:pH 值在 10 ～ 11 范围内 , 评分随 pH 值
升高而迅速上升;pH 值在 11 ～ 12之间 , 评分比较稳定 ,
为 90分左右 , 且在 11.4时有最高分 94;pH 值在 11 ～
12之间 , 评分急剧下降 , 因为 pH 过高(>12), 产品失
去弹性 , 因而严重影响产品感官品质.实验最终选用 pH
范围为 11 ～ 12 , 此时产品韧性好 , 品质较高.
2.6　蒸煮温度对仿生食品品质的影响
制作过程中 , 将仿生食品置于不同温度恒温水浴锅
中煮制 , 温度分别为 70 ℃、 75 ℃、80 ℃、 85 ℃、90 ℃、
95 ℃、 100 ℃, 根据表 1的评价标准对产品进行感官品
质评定 , 结果见表 8.
表 8　温度对成品品质的影响
温度/ ℃ 70 75 80 85 90 95 100
评分 5.6 6.5 7.3 8.6 9.2 9.81 9.3
　　结果表明:在 95 ℃之前 , 成品品质随温度升高而增加 , 但当温度达到 100 ℃沸腾时 , 成品品质反而下
降.为此进一步以 95 ℃为中点来选择蒸煮温度 , 最终确定蒸煮温度范围 93 ～ 97 ℃.
2.7　仿生食品与天然食品比较
对所制作的仿生食品与天然食品在色泽 、香气 、外形 、口感等进行比较.
表 9　仿生食品与天然食品感官特性的比较
感官特性 仿生食品 天然食品
色泽 鲜艳 , 富有光泽 , 且均匀一致 鲜艳 , 富有光泽 , 且均匀一致
香气 清香同时带有天然多糖的香气 清香
外形 完整 , 结构紧密 , 表面平滑 , 少折皱 完整 , 结构紧密 , 表面平滑性差 , 易折皱
口感 口感细腻 , 富有一定的弹性和脆度 口感细腻 , 但无弹性或脆度
煮后情况 色泽及风味的损失较少 色泽及香气的损失严重
　　结果表明:多糖仿生食品具有天然食品固有的色泽和香气 , 具有明显逼真效果 , 还具有天然食品无可
比拟的特性 , 多糖仿生食品除具有天然食品清香外还具有天然多糖独特香气 , 且具有一定弹性和脆度 , 另
外多糖仿生食品具有药疗保健功能.
3　讨　　论
3.1　仿生食品主要原材料的选择
目前常用的仿生食品原材料有大豆蛋白 、海藻酸钠和海洋副产品等 , 但这些原料制作存在稳定性差 、
色泽效果差等缺陷.本实验所用可食性多糖由于具有特殊网络结构 , 既作为主料和各辅料的填充物 , 又可
作为色泽和香气保留材料[ 9] , 同时可食性多糖具有防癌 、防肥 、防糖尿病 、降低血中脂肪和胆固醇的食疗
功能[ 3] , 且产品品质稳定性好.
3.2　仿生食品色泽香气
3.2.1　色香原料选择
对仿生食品进行赋色增香 , 使其具有天然食品的色泽和香气.由于合成色素安全性差 , 近年来 , 人们
越来越热衷与天然色素的研制开发.天然色素无毒副作用 , 有些还兼有营养性与药效性[ 10] .红色素中 , 辣
椒红色素色泽鲜艳 、浓厚 , 且耐酸碱 、耐高温 , 有利于产品贮存.因此选用辣椒红色素作为仿生食品红色
素.绿色素则选择芹菜叶柄榨成渣加入.
香精赋予仿生食品香气 , 固体香精优于液体香精 , 其原因可能是固体在胶体溶液中分散速度慢于液
体 、β 环状糊精包埋作用以及颗粒大小受多糖大分子屏蔽作用所致.
3.2.2　色香保留材料选择
就仿生食品色泽而言 , β 环状糊精(β-CD)的色素保留率较好 , 而黄原胶 、卡拉胶对香气保留效果较
123第 1期　　　　　　　　　　 　李崇高 , 等:魔芋多糖仿生食品工艺的研究
好.针对色素与风味物质所取较好效果的材料不同 , 将 β 环状糊精 、黄原胶和卡拉胶进行互配效果最好 ,
这与前人[ 10 , 20] 的研究结果一致.
β 环状糊精具有疏水的内部与亲水的外部[ 21] , 易溶于水 , 浓度高效果明显.卡拉胶 、黄原胶与可食性
多糖具有协同增效作用[ 11 20] , 浓度过高溶胀不均匀 , 过低达不到对色香味保留的效果 , 宜选用中低浓度.
可食性多糖与其它食品胶很难完全混匀 , 故制作过程中加入一定量的蔗糖酯作为乳化剂促使它们充分混
匀.实验表明:蔗糖酯加入对色泽和香气有一定保护作用.这可能与可食性多糖与其它食品胶混匀后使得
色素等小分子更加均匀地渗入其间而被保留有关.
3.3　仿生食品的塑形效果
塑形效果是仿生食品重要感官指标 , 天然可食性多糖是高分子聚合物 , 在溶液中添加碱性凝胶剂 , 即
可具有赋形效果 , 呈现强力凝胶性能 , 用挤压或填充方法使其进入模具中 , 便可成型.经实验得出选用碳
酸钠作凝胶剂 , 减缓了凝胶速度 , 使得凝胶均匀 , 有利于成品塑形效果.
3.4　仿生食品的赋味
风味在仿生食品制作中起重要作用 , 赋味效果与黄原胶耐盐性密切相关 , 盐和糖的加入对胶凝胶程度
有一定影响 , 故需对糖和盐的加入量进行研究.实验得出:适当提高黄原胶用量 , 糖和盐的含量分别为
20%和 3%赋味效果较好.
3.5　蒸煮温度 、 pH值对仿生食品的影响
由于黄原胶及卡拉胶经过蒸煮从有序态变为无序 , 与可食性多糖产生更加充分协同增效[ 11 20] , 加速
凝胶过程 , 因而产品品质受蒸煮温度的影响 , 温度过高过低均不利于产品的品质.蒸煮温度以 93 ～ 97
℃为宜.
pH 值对多糖凝胶有巨大影响.当 pH 值在11 ～ 12之间时 , 葡甘聚糖分子相联结形成立方体网状结构 ,
形成具有弹性的半固体[ 21] , 对产品色泽香气具有保留作用.碱性过低 , 效果不明显 , 碱性过高则产品弹性
立即下降 , 影响产品品质 , 不仅提高成本 , 增加设备腐蚀 , 而且对人体有害.因此 , 为了保证最佳的仿生效
果 , pH 值控制在 11 ～ 12之间.
3.6　多糖仿生食品的最佳生产工艺
仿生食品各种制作材料及用量确定后 , 需要研究它们的加入顺序.实验得出最佳的制备工艺为:①β-
CD溶液加色素混合;②黄原胶加卡拉胶混合后按顺序加入香精 、蔗糖酯;③将①和②的混合液混合后加
入可食性多糖;④注模 、脱模.可食性多糖具有一定的胶凝温度与时间 , 在制作过程中应控制凝胶温度 、
时间为:T >90 ℃, t>55 min.在注模时 , 先涂上一层植物油有助于后期脱模.
4　结　　论
1)魔芋多糖仿生食品的最佳配方:可食性多糖 5%、β-CD 2.0%、黄原胶 0.5%、卡拉胶 0.4%、天然
色素 1.0%、蔗糖酯 0.1%、 pH 值 11 ～ 12 , 蒸煮温度 93 ～ 97 ℃, 并按照一定的加料顺序进行混合 , 注模脱
模 , 所制得的仿生食品塑形效果好 、香气丰富 、有光泽 、口感韧脆适度 、咀嚼性好 、质地均匀 、香甜可口 、
弹性强.
2)以天然可食性魔芋多糖为主料 , 以天然色素 、天然香精和天然乳化剂为辅料 , 制成多糖仿生食品 ,
是将天然可食性多糖资源与天然食品有机结合 , 既有天然食品的基本特征 , 又兼有天然多糖的保健功能 ,
是人类饮食文化上的一种创新 , 符合当今仿生食品的发展趋势.
3)成功用食品胶对魔芋多糖仿生食品进行增香 、赋味和上色 , 可将大部分风味剂及香料与外界环境隔
离 , 改善对光和氧的稳定性 , 起到了保护仿生食品色 、香 、味 , 减少损失 , 并控制香料及风味物质缓慢释
放 , 保证香气 、风味和色泽稳定 , 是对仿生食品加工业的一大改进.
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Studies on the Technology of Konjac Polysaccharide Simulated Food
LI Chong-gao1 , 　HUANG Jian-chu1 , 　HUANG Yong-mei2
1.Guangzhou City Polytechnic College , Guangzhou Guangdong 510405 , China;
2.College of Food Science , Fujian Agricul ture and Forestry University , Fuzhou Fujian 350002 , China
Abstract:With the natural edible konjac poly saccharide as the main raw material , the techno logies of colo-
ring , f lavoring and shaping in konjac-based bionic food production w ere studied w i th single-facto r test and
orthogonal test.The fo llow ing optimum fo rmula and processing parameters w ere obtained:5%edible po l-
y saccharide w as used as the basic raw materials , supplemented wi th 2.0% β-CD , 0.5% xanthan gum ,
0.4%karrageenin , 1.0%natural pigment and 0.1% sucrose esters;they w ere cooked at a pH o f 11-12
and a temperature of 93-97 ℃;the adding , mix ing , mo lding and st ripping w ere performed in a def ini te
sequence.The resul ting bionic fo od w as pleasant-shaped , aroma-rich , g lossy-tex tured , elastic and good-
tasting.
Key words:Konjac poly saccha ride bionic fo od;edible poly saccharide;optimum formula;proce ssing param-
eter
责任编辑　汤振金　　　　
125第 1期　　　　　　　　　　 　李崇高 , 等:魔芋多糖仿生食品工艺的研究