全 文 ：Science and Technology of Food Industry 工 艺 技 术
2012年第7期
凉粉草又名仙人草、仙草、仙人冻等，为唇形科
植物，在中国南方大量分布。凉粉草胶（Mesona Blume
Gum，简称MBG）是凉粉草中含有的一种具有凝胶性
的多糖，相对分子质量为43000u，单糖组成为葡萄
糖、半乳糖、阿拉伯糖、木糖、鼠李糖、糖醛酸和甘露
糖等[1-2]。由于具有清热解毒、降压抗癌等功效，由凉
粉草及凉粉草多糖制成的产品如凉粉、凉茶、龟苓膏
等在中国南方大受欢迎。凝胶共混是当前食用胶领
域的热点，两种胶体的共混可能产生的协同效应使
其具有弹性大、用量少、稳定性好等优良特性，当前
已有很多相关的报道[3-5]。响应面法是一种简便、精确
的方法，通过回归方程可以得出各个影响因素的显
著性大小，在食品、生物、化学等领域得到广泛的应
用。本文以凉粉草胶和卡拉胶共混制作的凉粉为研
究对象，以能够影响淀粉凝胶品质综合评价的弹性和
粘性作为评价指标[6]，以响应面分析法为研究手段，
研究影响共混胶体制作的凉粉质构特性的因素及其
之间的交互作用，旨在为共混凝胶在凉粉制作中的
应用和凉粉质构的预测模型提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
凉粉草、食用卡拉胶 市售；玉米淀粉、粘米粉
超市购买；氯化钾 天津市化学试剂一厂，分析纯；
95%乙醇 广州天晋仪器试剂有限公司；无水碳酸
钠 江苏强盛化工有限公司，分析纯。
HHS型电热恒温水浴锅 上海博迅实业有限公
司医疗设备厂；GZX 9140MBE数显鼓风干燥箱 上
海博讯实业有限公司医疗设备厂；SHZ-D（III）型循
环水式真空泵 巩义市予华仪器有限责任公司；5804R
型高速冷冻离心机 德国Eppendorf公司；RE-52型
旋转蒸发仪 上海亚荣生化仪器厂；GT4A1型自动手
王永志，赖富饶，吴 晖*
（华南理工大学食品安全与检测研究中心，广东广州 510640）
摘 要：用凉粉草胶和卡拉胶复配制作凉粉，利用响应面分析法研究了卡拉胶比例、淀粉添加量、胶体浓度对凉粉弹
性、粘性的影响，为复配胶凉粉的后续研究与实际生产提供参考。结果表明：胶体浓度对凉粉弹性具有显著影响，淀粉
添加量对凉粉粘性具有显著影响。凉粉能够具有较好的弹性和粘性的条件是：卡拉胶比例27%，淀粉添加量0.7g，胶体
浓度为1g/50mL。 胶体浓度和淀粉添加量对凉粉的质构有显著影响。
关键词：凉粉，复配胶体，弹性，粘性，响应面
Study on textural characteristics of jelly formulated with
κ-carrageenan-MBG compound gel
WANG Yong-zhi，LAI Fu-rao，WU Hui*
（Research Center of Food Safety and Detection，South China University of Technology，Guangzhou 510640，China）
Abstract：The special jelly was prepared by using compound gel with κ-carrageenan and MBG. In order to
provide the references for the subsequent research and practical production，the response surface methodology
was applied to analyze the impact on the springiness and adhesiveness of jelly which were caused by the ratio
of κ-carrageenan，starch addition and gel concentration. The results indicated that gel concentration had a
significant impact on the springiness of jelly，while starch addition had a significant impact on the adhesiveness
of jelly. The better characteristic of springiness and adhesiveness of jelly was achieved under the following
condition：27% κ-carrageenan，0.70g starch addition，gel concentration 1g/50mL. Both gel concentration and
starch addition had significant impact on texture characteristics of jelly.
Key words：jelly；compound gel；springiness；adhesiveness；response surface
中图分类号：TS201.1 文献标识码：B 文 章 编 号：1002-0306（2012）07-0224-04
收稿日期：2011－07－18 * 通讯联系人
作者简介：王永志（1988-），男，硕士研究生，研究方向：食品质量与
安全。
基金项目：新世纪优秀人才支持计划项目（NCET-060746）。
凉粉草胶与卡拉胶复配制作凉粉的
质构特性研究
224
DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2012.07.077
工 艺 技 术 Vol . 33 , No . 07 , 2012
2012年第7期
板封罐机 从化力佳包装设备厂；TA.XT.Plus.Texture
Analyzer质构仪 英国Stable Micro Systems公司。
1.2 实验方法
1.2.1 凉粉草胶的提取工艺流程 凉粉草蒸煮→静置
过滤→浓缩→醇沉静置→离心→烘干→凉粉草多糖
操作要点：a.凉粉草浓度4%，碳酸钠浓度0.2%，
煮沸。b.醇沉静置：添加95%乙醇至溶液中，乙醇含量
为80%，静置12h。c.离心：6000r/min离心10min，倒掉
上清液回收酒精，收集沉降多糖。d.70℃干燥12h。
1.2.2 凉粉制作 按照质量比9∶1的比例混合玉米粉
和粘米粉。常温下按照实验设计称取一定量凉粉草
胶和卡拉胶于100mL可封口铝杯中，加入50mL蒸馏
水，搅拌均匀使其充分溶解。添加氯化钾至含量为
0.3%。转移至90℃水浴锅中，迅速添加淀粉至溶液
中，快速搅拌2min。从水浴锅中取出，加盖保鲜膜冷
却至室温。产品用封口机封口，120℃高温灭菌。冷却
后待测。
1.2.3 质构特性测定 采用TA.XT.Plus.Texture Analyzer
质构仪。选择合适的模式和参数在室温下进行测定[7]。
测定参数如下：探头P/0.5 1/2″ Diameter Cylinder Probe；
测试前速度1.00mm/s；触发力5.00g；测试速度1.00mm/s；
测试距离10.00mm；返回速度1.00mm/s；测试循环次
数1。重复测量三次，取平均值。
1.2.4 响应面法实验设计 选取影响凉粉质构特性
的三个因素：卡拉胶在复配胶中所占比例、胶体浓
度、淀粉添加量，以凉粉硬度、粘性为响应值，用Box-
Behnken设计了三因素三水平实验。根据预实验，选
取卡拉胶比例为25%～75%，胶体浓度0.6～1.4g/50mL，
淀粉添加量0.5～2.5g。中心点和中心点两侧的水平取
值分别用0、-1和1表示。三因素三水平共17组实验，
见表1。
2 结果与讨论
以凉粉的弹性、粘性为响应值，选取影响凉粉质
构的卡拉胶比例、胶体浓度、淀粉添加量等因素，按照
Box-Behnken设计了三因素三水平实验，结果见表2。
2.1 回归显著性检验和方差分析
凉粉弹性（Y1）与卡拉胶比例（A）、淀粉添加量
（B）、胶体浓度（C）三因素编码空间的多元回归方程
为：Y1=0.98+7.500×104A-4.250×103B+0.011C+7.500×
104AB -1.750 ×103AC -2.250 ×103BC +5.125 ×103A2 +
4.625×103B2-9.875×103C2。
凉粉粘性（Y2）与卡拉胶比例（A）、淀粉添加量
（B）、胶体浓度（C）三因素编码空间的多元回归方程
为：Y2=-83.15+17.41A-60.05B-28.69C+48.77AB+
25.50AC-50.02BC。
弹性方差分析见表3，粘性方差分析见表4。
由方差分析可以看出，凉粉弹性回归模型F值为
5.20，“Prob＞F”概率小于0.0500；凉粉粘性回归模型F
值为6.73，“Prob＞F”概率小于0.0500，说明两个模型
的回归效果都显著。C对弹性影响效果极显著，C2对
弹性影响效果显著，其余因素对弹性没有显著影响，
三个因素中对凉粉弹性影响的显著性从高到低依次
排列为胶体浓度、淀粉添加量、卡拉胶比例；B对粘性
影响效果极显著，AB，BC对粘性影响效果显著，其余
表1 响应面因素水平设计表
Table 1 Factors and levels of response surface methodology
水平
因素
A 卡拉胶比例
（%）
B 淀粉添加量
（g）
C 胶体浓度
（g/50mL）
-1 25 0.5 0.6
0 50 1.5 1.0
1 75 2.5 1.4
表2 Box-Behnken实验设计方案及响应值
Table 2 Box-Behnken design and results of experiment
实验号 A B C Y1弹性 Y2粘性
1 -1 1 0 0.98 -233.13
2 1 -1 0 1.00 -41.22
3 -1 -1 0 0.99 -38.58
4 -1 0 -1 0.97 -22.93
5 1 1 0 0.99 -40.75
6 0 -1 -1 0.96 -21.59
7 0 0 0 0.98 -81.23
8 1 0 -1 0.96 -99.12
9 0 0 0 0.98 -79.32
10 0 0 0 0.98 -86.78
11 -1 0 1 0.99 -83.44
12 0 0 0 0.97 -80.47
13 0 1 1 0.98 -269.91
14 0 -1 1 0.99 -26.71
15 0 0 0 0.98 -86.80
16 1 0 1 0.98 -57.66
17 0 1 -1 0.96 -64.64
表3 凉粉弹性方差分析
Table 3 ANOVA of RSM for the springiness of jelly
方差来源 平方和 自由度 均方 F值 Prob>F 显著性
Model 1777 9 19740 5.20 0.0205 *
A 4500000 1 4500000 0.12 0.7409
B 14450 1 14500 3.80 0.0992
C 1013 1 1013 26.64 0.0013 **
AB 2250000 1 2250000 0.059 0.8147
AC 122500 1 122500 0.32 0.5879
BC 202500 1 202500 0.53 0.4891
A2 11060 1 11060 2.91 0.1318
B2 900700 1 900700 2.37 0.1676
C2 41060 1 41060 10.81 0.0134 *
残差 26600 7 380000
总离差 2043 16
表4 凉粉粘性方差分析
Table 4 ANOVA of RSM for the adhesiveness of jelly
方差来源 平方和 自由度 均方 F值 Prob>F 显著性
Model 59984.37 6 9997.39 6.73 0.0045 **
A 2425.56 1 2425.56 1.63 0.2301
B 28848.02 1 28848.02 19.42 0.0013 **
C 6583.78 1 6583.78 4.43 0.0615
AB 9516.00 1 9516.00 6.41 0.0298 *
AC 2601.00 1 2601.00 1.75 0.2152
BC 10010.00 1 10010.00 6.74 0.0267 *
残差 14852.49 10 1485.25
总离差 74836.86 16
225
Science and Technology of Food Industry 工 艺 技 术
2012年第7期
因素对粘性没有显著影响。三个因素中对凉粉粘性
影响的显著性从高到低依次排列为淀粉添加量、胶
体浓度、卡拉胶比例。
2.2 凉粉弹性及粘性影响因素分析
2.2.1 影响凉粉弹性因素分析 弹性是指物体在外
力作用下发生形变后的回复能力，良质凉粉必须具有
一定的弹性。由弹性方差分析可以看出，卡拉胶比例
和淀粉添加量对凉粉弹性影响不显著，胶体浓度的
影响极显著，即胶体浓度＞淀粉添加量＞卡拉胶比例。
图1～图3显示出卡拉胶比例、淀粉添加量、胶体浓度
对凉粉弹性的影响。随着胶体中卡拉胶比例逐渐增
大，弹性呈现出先降低后升高的趋势。有研究指出卡
拉胶在浓度小于0.2%时能够使淀粉凝胶的质构特性
如硬度、粘聚力等较大的增强，但是在浓度大于0.2%
时则变化不明显，卡拉胶浓度的变化对淀粉凝胶的
弹性影响不显著[9，13]。陶立德等在芹菜牛肉丸中添加
卡拉胶，结果显示浓度在0.5%～1%时弹性呈现下降
的趋势，大于1%时弹性又会随着浓度升高而加大[10]。
当卡拉胶比例逐步增加时，凉粉草胶比例逐步下降，
造成弹性在最初时呈现降低的趋势。当卡拉胶比例
大到某程度时，弹性又有小幅度的上升，可能是因为
卡拉胶本身的凝胶性造成一定程度的凉粉弹性的增
加。随着淀粉添加量的增加，凉粉弹性呈现下降的趋
势。J.Carballo等证实随着淀粉添加量的增加，淀粉凝
胶形成的微孔数量增加，微孔半径变小，微孔之间差
距变小[11]，淀粉添加量增加使分散相中结晶体密度
增加进而使凝胶强度增加，弹性因此而降低。胶体浓
度对凉粉弹性的影响是显著的，随着胶体浓度的增
加，弹性逐步增强，当浓度为1.3g/50mL时，弹性达到
了最大值，此后继续增加胶体浓度凉粉弹性变化不
大。已知卡拉胶比例对凉粉弹性影响并不显著，推测
是凉粉草胶能够显著增强凉粉的弹性。
综合以上所述，使用Design Expert软件得到凉粉
最大弹性的条件是：卡拉胶比例25%，淀粉添加量0.5g，
胶体浓度为1.31g/50mL。
2.2.2 影响凉粉粘性因素的分析 粘性是食品质构
特性之一，在不同的情况下会对食品产生或积极或
消极的效果[12]。良质的凉粉应该具有较低的粘性。由
粘性方差分析可以看出，淀粉添加量对凉粉粘性的
影响极显著，卡拉胶比例和胶体浓度的影响不显著，
即淀粉添加量＞胶体浓度＞卡拉胶比例。从图4～图6可
以看出，卡拉胶比例、淀粉添加量、胶体浓度对凉粉
粘性的影响。随着卡拉胶比例的增加，凉粉粘性呈现
降低的趋势。Min Huang测定了卡拉胶和不同的大米
淀粉形成的凝胶，结果显示，在低浓度下随着卡拉胶
浓度的升高，淀粉凝胶的粘性会增加，但高浓度卡拉
胶对淀粉凝胶的作用不显著[13]。弹性降低可能与凉
粉草胶比例的降低有关，而凉粉草胶及卡拉胶两种
胶体参与形成淀粉凝胶机理的不同有待于进一步的
研究。淀粉添加量对粘性的影响是显著的，这与Min
Huang等的测定结果一致。胶体浓度的增加会带来淀
粉凝胶粘性的增加，对比卡拉胶比例对粘性的影响，
推测凉粉草胶对粘性的影响更为显著。
图3 淀粉添加量和胶体浓度对凉粉弹性影响的相应曲面
Fig.3 The response surface chart of starch addition and gel
concentration to the springiness of jelly
0.984
0.993
0.975
0.966
0.957
弹
性
0.501.00
1.502.00
胶体浓度（g/50mL）
2.50
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
淀粉添加量（g）
图1 卡拉胶比例和淀粉添加量对凉粉弹性影响的相应曲面
Fig.1 The response surface chart of the ratio of κ-carrageenan
and starch addition to the springiness of jelly
0.9935
1
0.987
0.9805
0.974
弹
性
0.501.00
1.502.00
淀粉添加量（g）
2.50
25.00
37.50
50.00
62.50
75.00
卡拉胶比例（%）
图2 卡拉胶比例和胶体浓度对凉粉弹性影响的相应曲面
Fig.2 The response surface chart of the ratio of κ-carrageenan
and gel concentration to the springiness of jelly
0.98175
0.99
0.9735
0.96525
0.957
弹
性
0.501.00
1.502.00
胶体浓度（g/50mL）
2.50
25.00
37.50
50.00
62.50
75.00
卡拉胶比例（%）
图5 卡拉胶比例和胶体浓度对凉粉粘性影响的相应曲面
Fig.5 The response surface chart of the ratio of κ-carrageenan
and gel concentration to the adhesiveness of jelly
-55
-20
-90
-125
-160
粘
性
0.600.80
1.001.20
胶体浓度（g/50mL）
1.40
25.00
37.50
50.00
62.50
75.00
卡拉胶比例（%）
-52.5
10
-115
-177.5
-240
粘
性
0.501.00
1.502.00
淀粉添加量（g）
2.50
25.00
37.50
50.00
62.50
75.00
卡拉胶比例（%）
图4 卡拉胶比例和淀粉添加量对凉粉粘性影响相应曲面
Fig.4 The response surface chart of the ratio of κ-carrageenan
and starch addition to the adhesiveness of jelly
226
工 艺 技 术 Vol . 33 , No . 07 , 2012
2012年第7期
综合以上所述，利用Design Expert软件得到凉粉
最低粘性的条件为：卡拉胶比例为28.88%，淀粉添加
量为0.80g，胶体浓度为0.72g/50mL。
2.3 验证实验
弹性和粘性等质构特性是凉粉品质的重要方
面。优质凉粉应该具有较高的弹性和较低的粘性。本
文设计了一种运用卡拉胶与凉粉草胶复配制作凉粉
的工艺，并运用响应面分析方法优化了产品配方，得
到凉粉最高弹性的条件是卡拉胶比例25%，淀粉添
加量0.5g，胶体浓度为1.31g/50mL；得到凉粉最低粘
性的条件为：卡拉胶比例为28.88%，淀粉添加量为
0.80g，胶体浓度为0.72g/50mL。结合实际操作条件，
验证实验采用卡拉胶比例27%，淀粉添加量0.7g，胶
体浓度为1g/50mL的条件制作凉粉，结果为，弹性为
0.985±0.005，粘性-27.40±3.60，符合优质凉粉对弹性
和粘性的要求。
3 结论
本文运用响应面分析法对凉粉草胶和卡拉胶共
混制作而成的凉粉的弹性、粘性进行了初步研究，建
立了卡拉胶比例、淀粉添加量、胶体浓度等影响因素
与凉粉弹性、粘性之间的数学模型。方差分析显示，
凉粉弹性的影响因素从高到低依次为胶体浓度、淀
粉添加量、卡拉胶比例；凉粉粘性的影响因素从高到
低依次为淀粉添加量、胶体浓度、卡拉胶比例。其中
胶体浓度对弹性的影响是极显著的，淀粉添加量对
粘性的影响是极显著的。所建立的回归模型也显示
了几种因素之间的交互作用对凉粉弹性和粘性的影
响，为后续的理论研究和实际生产提供了参考。经过
验证实验，当卡拉胶比例27%，淀粉添加量0.7g，胶体
浓度为1g/50mL时，凉粉弹性为0.985±0.005，粘
性-27.4±3.6，具有较好质构特性。
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-67.5
0
-135
-202.5
-270
粘
性
0.600.80
1.001.20
胶体浓度（g/50mL）
1.40
0.50 1.00
1.50 2.00
2.50
淀粉添加量（g）
图6 淀粉添加量和胶体浓度对凉粉粘性影响的相应曲面
Fig.6 The response surface chart of starch addition and gel
concentration to the adhesiveness of jelly
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（上接第223页）
227