稳定剂类型与浓度对功能性瓜类雪芭品质特性的影响及其在水果-蔬菜-浆果复合配方中的优化研究

《Applied Food Research》：Impact of Stabilizer Type and Concentration on The Quality Attributes of Functional Melon-Based Sorbets Enriched With Fruit, Vegetable, and Berry Ingredients

本研究针对功能性瓜类雪芭中稳定剂选择与浓度优化问题，系统探究了果胶、琼脂和瓜尔胶（0.2–0.6%）对其理化特性、结构力学性能及感官品质的影响。通过响应面法（RSM）构建多项式回归模型，发现稳定剂浓度增加可显著提升粘度、总固形物含量、酸度及抗融性，同时降低pH。感官评价显示0.4%果胶样品评分最高，而琼脂组维生素C保留最佳。模型具有高解释度（R2 > 0.96），确认琼脂与果胶在0.4–0.5%浓度下为最优选择。该研究为开发高品质功能性冷冻甜品提供了理论依据和技术支撑。

　　

随着健康饮食理念的普及，无乳制品的冷冻甜品如雪芭（sorbet）因其低脂、高水分和天然糖分特性受到消费者青睐。然而，雪芭的质构稳定性和功能性成分保留仍是技术难点。尤其在添加水果、蔬菜和浆果等功能性成分后，如何通过稳定剂优化产品品质成为行业关注焦点。瓜类基质虽具有良好结构形成能力，但其品种差异和储存条件易导致质地与风味不稳定。现有研究多聚焦单一稳定剂或标准配方，缺乏对复杂植物基添加剂与稳定剂交互作用的系统探索。

为此，Bibipatyma Yerenova团队在《Applied Food Research》发表论文，探究了三种天然稳定剂（果胶、琼脂agar-agar、瓜尔胶guar gum）及其浓度（0.2%、0.4%、0.6%）对瓜类雪芭理化特性、结构力学性能、感官属性及功能成分（如维生素C）的影响。研究通过响应面方法论（RSM）建立预测模型，为开发高品质功能性雪芭提供精准配方指导。

关键技术方法包括：采用两因素三水平全因子实验设计（32），制备两种瓜类基底配方（配方1：菠菜+柠檬；配方2：黑莓+蓝莓），每种配方分别添加不同稳定剂；利用pH计、HPLC（高效液相色谱）测定维生素C、色差仪分析CIELAB颜色参数；通过冰激凌机制备雪芭并测定膨胀率（overrun）、融化速率及质地（质地分析仪TA-XT2）；流变仪（AR 2000）分析表观粘度；感官评价由11名训练评审进行 hedonic scale（0-5分）评分；数据通过STATISTICA软件进行ANOVA和RSM建模。

3.1 稳定剂类型与浓度对功能性瓜类雪芭理化特性的影响

pH值分析表明，稳定剂浓度增加会导致pH下降，尤其是瓜尔胶在0.6%时pH最低（3.7），而琼脂在低浓度（0.2–0.3%）下能维持较高pH（接近4.0–4.2），利于产品稳定性。总固形物含量随稳定剂浓度增加而上升，果胶和琼脂在0.5%以上浓度效果显著，瓜尔胶则呈现非线性增长。模型显示浓度线性效应极显著（p=0.0003），证实稳定剂剂量对固形物积累有直接相关性。

3.2 功能性瓜类雪芭的结构力学特性

膨胀率（overrun）在琼脂和果胶浓度为0.4–0.5%时最高（超34%），而瓜尔胶及低浓度稳定剂（<0.3%）导致膨胀率低于20%。融化抗性随浓度增加而提升，瓜尔胶在0.6%时表现最佳（>40%），但高粘度可能影响口感。流变测试表明瓜尔胶粘度最高，果胶最低，琼脂居中；粘度与稳定剂类型呈正相关（r=0.623），瓜尔胶的强增稠特性被证实，但易导致感官评分下降。

3.3 稳定剂类型与浓度对功能性瓜类雪芭感官特性的影响

感官评价显示，0.4%果胶样品获最高分（8.4/9），因其平衡了质地与风味；瓜尔胶样品得分最低，归因于“胶状”口感和残留余味。模型验证稳定剂类型对感官影响显著（p=0.0054），浓度二次项也具统计意义（p=0.039），表明存在最优剂量点。果胶和琼脂在0.4–0.5%浓度下可实现感官与结构的最佳平衡。

3.4 功能性瓜类雪芭中生物活性化合物含量分析

维生素C保留以琼脂稳定剂最优（0.4–0.6%浓度时达38 mg/100g以上），因其凝胶矩阵可能保护抗氧化成分免受降解。果胶也有较好效果，而瓜尔胶显示中等保留能力。此外，浆果添加剂（如黑莓、蓝莓）提供的多酚类和花青素进一步增强了产品功能性。模型显示维生素C含量与稳定剂类型和浓度高度相关（R2=0.994），琼脂的抗氧化保护作用被突出。

3.5 功能性瓜类雪芭颜色参数的变化

颜色测量（CIELAB体系）表明，稳定剂浓度增加导致亮度（L）下降和黄度（b）增强，绿度（a*）减弱。瓜尔胶在低浓度（0.2–0.3%）下提供最高亮度，但高浓度时所有稳定剂均导致颜色变暗。最佳视觉吸引力与瓜尔胶低浓度相关，而果胶和琼脂有助于维持更自然色调。

研究结论强调，稳定剂类型和浓度对瓜类雪芭品质有显著影响。果胶在0.4%浓度下综合表现最优，兼顾感官接受度与结构稳定性；琼脂则利于维生素C保留和颜色维持；瓜尔胶虽提升粘度与抗融性，但牺牲了口感。通过RSM构建的模型（R2 > 0.96）有效预测了产品行为，为功能性冷冻甜品的配方优化提供了可靠工具。该研究不仅解决了稳定剂选择的技术难题，还突出了植物基添加剂与稳定剂的协同效应，推动了低脂功能性食品的开发创新。讨论部分指出，未来研究可扩展浓度范围或探索复配稳定剂，以进一步挖掘品质提升潜力。