應(yīng)用響應(yīng)面分析法優(yōu)化蒸煮火腿風(fēng)味添加物

成曉瑜，陳文華，郭愛菊，楊 巍，A.Fischer

(1.中國肉類食品綜合研究中心，北京100068;2.霍亨海姆大學(xué)食品科學(xué)與生物工程學(xué)院，德國斯圖加特70599)

應(yīng)用響應(yīng)面分析法優(yōu)化蒸煮火腿風(fēng)味添加物

成曉瑜1，陳文華1，郭愛菊1，楊 巍1，A.Fischer2

(1.中國肉類食品綜合研究中心，北京100068;2.霍亨海姆大學(xué)食品科學(xué)與生物工程學(xué)院，德國斯圖加特70599)

采用SAS軟件針對(duì)七種風(fēng)味添加劑:高湯粉、肉味香精、酵母抽提物、水解植物蛋白(HVP)、大蒜精粉、胡椒精粉和獨(dú)活草精粉對(duì)蒸煮火腿風(fēng)味的影響進(jìn)行因素水平實(shí)驗(yàn)，以感官評(píng)定結(jié)果進(jìn)行響應(yīng)面分析，建立影響因素與響應(yīng)值之間的回歸模型，根據(jù)回歸方程獲得用于蒸煮火腿的七種風(fēng)味添加物的最佳添加量:高湯粉2.99g/kg、肉味香精0.11g/kg、酵母抽提物1.9g/kg、植物水解蛋白2.64g/kg、大蒜精粉0.48g/kg、胡椒精粉4.81g/kg、獨(dú)活草精粉1.43g/kg，其感官評(píng)定值優(yōu)于商業(yè)化的“Schinkin”蒸煮火腿風(fēng)味添加劑。

響應(yīng)面分析法，感官評(píng)定，風(fēng)味添加劑，蒸煮火腿

Abstract:Using SAS software，the influences of seven kinds of flavor additives such as broth，meat flavor，yeast extract，hydrolyzed vegetable protein(HVP)，garlic flavor，pepper flavor and lovage flavor on the impact of cooked ham flavor were evaluated by factor experiments.With sensory evaluation results of response surface analysis，the regression model was built between factors and the response values.From the regression equation the best of seven flavor additives of cooked ham were obtained:broth powder 2.99g/kg，meat flavor 0.11g/kg，yeast extract 1.9g/kg，HVP 2.64g/kg，garlic flavor 0.48g/kg，pepper flavor 4.81g/kg，lovage flavor 1.43g/kg of the pickling liquid concentration.The experiment showed the sensory evaluation results of the optimal additives were better than the market－oriented“Schinkin”.

Key words:response surface methodology;sensory evaluation;flavor additives;cook ham

蒸煮火腿屬于西式火腿，在中國的市場(chǎng)上也十分常見。蒸煮火腿的工藝及其工業(yè)化已經(jīng)很成熟，因此，改善蒸煮火腿的風(fēng)味已經(jīng)成為提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，占領(lǐng)市場(chǎng)的有力手段。對(duì)于風(fēng)味來講，是將食品作為一種刺激物，刺激人的多種感覺器官，從而產(chǎn)生各種感官反應(yīng)，包括味覺、嗅覺、觸覺、視覺和聽覺等感覺印象的總和［1］。食品中的風(fēng)味物質(zhì)一般具有幾個(gè)特點(diǎn):種類繁多，相互影響;穩(wěn)定性差，易被破壞;風(fēng)味與風(fēng)味物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)缺乏普遍規(guī)律性;味道與味道的交互作用，易受濃度、介質(zhì)等外界條件影響等，這些特點(diǎn)使得風(fēng)味需要感官評(píng)定去判斷來得出結(jié)果［1］。食品的感官評(píng)定允許品評(píng)人員根據(jù)他們自己的感覺去評(píng)判食品的一個(gè)或者多個(gè)特性，如今感官評(píng)定廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)的多個(gè)領(lǐng)域，特別是在新產(chǎn)品的研發(fā)上［2］。感官評(píng)定被定義為一種科學(xué)的方法，用于啟動(dòng)、測(cè)定、分析和終止對(duì)于通過視覺、嗅覺、觸覺、味覺和聽覺等感覺判斷產(chǎn)品的反應(yīng)［3］。影響食品風(fēng)味物質(zhì)的因素很多，表面響應(yīng)分析法(RSM)是一個(gè)確定多因素及其交互作用影響的有效的統(tǒng)計(jì)工具和手段。它可以提供數(shù)學(xué)模型來顯示不同變量的影響關(guān)系，確立最好或最壞的影響因子，結(jié)合感官品評(píng)來優(yōu)化產(chǎn)品，預(yù)測(cè)消費(fèi)者口味，從而確定開發(fā)的目標(biāo)產(chǎn)品［4－5］。近年來，RSM 的應(yīng)用變地越來越重要，特別是在新產(chǎn)品研發(fā)和最佳配方確定方面［6－7］，其結(jié)果幫助研發(fā)人員和經(jīng)營管理者做出正確的決定，以尋求更大的市場(chǎng)份額［8］。本論文主要針對(duì)影響蒸煮火腿風(fēng)味的高湯粉、肉味香精、酵母抽提物、HVP、大蒜精粉、胡椒精粉和獨(dú)活草精粉等多個(gè)因素，確定蒸煮火腿的混合調(diào)味料配方，幫助一家德國食品加工企業(yè)進(jìn)行新產(chǎn)品研發(fā)。在我國，RSM主要被科研單位所使用，食品企業(yè)采用的很少，也藉本文為國內(nèi)食品企業(yè)研發(fā)提供一種參考手段。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

麥芽糊精、磷酸鹽(No.010321)、高湯粉(No.10141)、肉味香精(No.10185)、酵母抽提物(No.83)、HVP(No.12)、大蒜精粉、胡椒精粉(No.10414)、獨(dú)活草精粉、“Schinkin”蒸煮火腿風(fēng)味添加劑 德國埃爾夫特施塔特Reinert集團(tuán)提供;葡萄糖、異VC鈉 德國Gewürzmüller公司;腌制鹽 德國肉類工業(yè)合作企業(yè)。

HN82型絞肉機(jī) 德國Seydelmann公司;灌腸機(jī)德國Dick公司;K45SS型滾揉罐 美國HOBART公司;腸衣 德國 Naturin公司;打卡機(jī) 德國Technopack E.Hagedorn公司;VS 8D型切片機(jī) 德國Bizerba公司;Korimat KA 240/F型立式蒸煮罐 德國Christian Wagner公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 蒸煮火腿制作工藝流程

1.2.2 操作要點(diǎn) 將解凍后的原料肉去除大塊脂肪和筋膜，利用8mm的篦子將肉絞成小碎塊，將配好的腌制液與風(fēng)味添加劑混合均勻與小碎肉一同放入滾揉罐中，2℃條件下滾揉 40min，灌裝后 75℃蒸煮70min，冷水中冷卻后，放入冷庫中存放。

1.2.3 配料 將55%的麥芽糊精、21%的葡萄糖、8%的異VC鈉及16%的腌制鹽配成混合腌制劑，15%腌制劑溶解在85%的水中，再加入磷酸鹽配成腌制液，磷酸鹽的加入量由每公斤最終產(chǎn)品中含有1g推算出來。7種不同的風(fēng)味添加物添加的濃度見表1(以腌制液的重量計(jì))，對(duì)照不添加任何風(fēng)味添加物。

1.2.4 感官評(píng)定 感官評(píng)定小組由10位固定的具有專業(yè)經(jīng)驗(yàn)的人員組成。以滋味作為指標(biāo)，不添加風(fēng)味物質(zhì)的樣品作為對(duì)照，設(shè)定其感官評(píng)定標(biāo)尺值為0，其它樣品與其進(jìn)行比較，－5至+5的標(biāo)尺范圍由差到好進(jìn)行判斷，得出感官評(píng)定分?jǐn)?shù)。

1.2.5 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析 利用SAS統(tǒng)計(jì)軟件建立2個(gè)水平和1個(gè)響應(yīng)面的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，高湯粉、肉味香精、酵母抽提物、HVP、大蒜精粉、胡椒精粉和獨(dú)活草精粉7種風(fēng)味物質(zhì)作為影響因素，通過感官評(píng)定結(jié)果，進(jìn)行響應(yīng)面分析，研究多因素系統(tǒng)中因素的作用并計(jì)算出最大響應(yīng)值時(shí)所對(duì)應(yīng)的最優(yōu)化條件。

2 結(jié)果與討論

2.1 因素水平及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的確立

根據(jù)先前的實(shí)驗(yàn)每個(gè)影響因素選擇兩個(gè)濃度(見表1)，SAS軟件設(shè)計(jì)出62個(gè)實(shí)驗(yàn)(見表2)，其中有6個(gè)中間值的重復(fù)實(shí)驗(yàn)。而感官評(píng)定的顯著性根據(jù)不同的顯著性系數(shù)(p＜0.25，p＜0.05)來決定，并提出如下的統(tǒng)計(jì)模型公式:

表1 感官實(shí)驗(yàn)因素水平表

表2 蒸煮火腿風(fēng)味添加物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

式中，X1…X7為7種風(fēng)味添加物;y為感官評(píng)定值，是每一個(gè)評(píng)定人員做出的評(píng)判分?jǐn)?shù)(即感官評(píng)定分?jǐn)?shù))加上5計(jì)算得出;ε為偏差;β0…β77為相關(guān)系數(shù)。

續(xù)表

2.2 蒸煮火腿添加劑的響應(yīng)面分析

通過高湯粉、肉味香精、酵母抽提物、HVP、大蒜精粉、胡椒精粉和獨(dú)活草精粉的添加，蒸煮火腿的風(fēng)味比原有的風(fēng)味提高，回歸模型的方差分析見表3，模型的回歸平方極顯著(P＜0.05)，但是線性部分和交互作用不是很顯著(P＞0.25)。模型總回歸顯著(P＜0.25)，而失擬不顯著［ε在方程式(1)中可被忽略］，回歸方程擬合性好，說明此7種風(fēng)味添加劑對(duì)蒸煮火腿風(fēng)味的影響建立的回歸方程適合。

由此，得出蒸煮火腿風(fēng)味添加劑的表面相應(yīng)模型(見方程式2)。

表3 回歸模型方差分析表

表4中顯示的是蒸煮火腿風(fēng)味添加劑對(duì)蒸煮火腿風(fēng)味影響的所有因素的線性、平方、交互影響的顯著性。肉味香精、HVP、大蒜精粉的線性以及肉味香精、酵母抽提物、HVP、大蒜精粉、獨(dú)活草精粉的平方對(duì)響應(yīng)值的影響極顯著(P＜0.05)，說明它們的添加對(duì)火腿風(fēng)味的影響很大。此外，酵母抽提物線性、HVP與高湯粉、肉味香精與HVP、肉味香精與大蒜精粉、酵母抽提物與胡椒精粉的交互作用、高湯粉的平方也表現(xiàn)出顯著(P＜0.25)，只有胡椒精粉在設(shè)定的添加范圍對(duì)蒸煮火腿的風(fēng)味影響不大。

表4 所有因素的線性、平方、交互影響的顯著性

由表3的表面響應(yīng)值顯著性結(jié)果將方程式(2)進(jìn)行優(yōu)化，得到蒸煮火腿風(fēng)味添加劑對(duì)蒸煮火腿風(fēng)味影響表面響應(yīng)模型(見方程式3)。

2.3 蒸煮火腿添加劑的響應(yīng)面優(yōu)化

圖1是根據(jù)響應(yīng)面模型呈現(xiàn)的肉味香精和其它因素的響應(yīng)面立體圖，對(duì)于肉味香精、酵母抽提物、HVP、大蒜精粉在所篩選的濃度范圍內(nèi)對(duì)于蒸煮火腿風(fēng)味的感官評(píng)定值均出現(xiàn)最大值，且影響顯著;胡椒精粉對(duì)火腿的風(fēng)味起到正面的影響，但是添加量還應(yīng)進(jìn)一步的提高，在所選的范圍內(nèi)沒有出現(xiàn)最大值。過多的獨(dú)活草精粉的添加使火腿風(fēng)味下降，不易讓評(píng)定人員接受。

圖1 各因素的響應(yīng)面分析立體圖

通過二次回歸的表面響應(yīng)模型，計(jì)算出所有因素的最佳添加量(表5)，高湯粉2.99g/kg、肉味香精0.11g/kg、酵母抽提物1.9g/kg、植物水解蛋白2.64g/kg、大蒜精粉0.48g/kg、胡椒精粉4.81g/kg、獨(dú)活草精粉1.43g/kg(以腌制液的重量計(jì))。

2.4 優(yōu)化添加劑與商品添加劑比較

將響應(yīng)面優(yōu)化的最佳因素值與這家德國企業(yè)已商品化的蒸煮火腿添加劑“Schinkin”進(jìn)行比較(見表6)，所優(yōu)化的混合添加物明顯優(yōu)于已商品化的“Schinkin”，說明新研發(fā)的風(fēng)味添加物是可行的，可以推廣到市場(chǎng)上做進(jìn)一步的放大實(shí)驗(yàn)。

表5 響應(yīng)面優(yōu)化的最佳因素表

表6 優(yōu)化的添加物品評(píng)表

3 結(jié)論

采用表面響應(yīng)分析法對(duì)7種風(fēng)味添加物進(jìn)行蒸煮火腿的風(fēng)味影響分析，得出因素的平方對(duì)蒸煮火腿的風(fēng)味影響顯著，并建立了顯著影響因素?cái)?shù)學(xué)模型Y=4.3764+11.5139X2+0.5898X3+0.4005X4+2.9694X5－0.0300X4X1－0.8333X4X2－0.1583X5X4+0.0467X6X3－0.0351－36.9444－0.1781－0.0327－2.0528－0.1503。優(yōu)化出最佳因素配比，高湯粉2.99g/kg、肉味香精0.11g/kg、酵母抽提物1.9g/kg、植物水解蛋白2.64g/kg、大蒜精粉0.48g/kg、胡椒精粉4.81g/kg、獨(dú)活草精粉1.43g/kg。經(jīng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，在蒸煮火腿中添加優(yōu)化的風(fēng)味添加物感官評(píng)定明顯優(yōu)于商品“Schinkin”風(fēng)味劑的添加，企業(yè)可對(duì)此優(yōu)化的風(fēng)味添加物考慮做進(jìn)一步推廣。

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Application of response surface methodology on optimization of flavor additives for cooked ham

CHENG Xiao－yu1，CHEN Wen－h(huán)ua1，GUO Ai－ju1，YANG Wei1，A.Fischer2
(1.China Meat Research Center，Beijing 100068，China;2.Department of Food Science and Biotechnology，Hohenheim University，Stuttgart 70599，German)

TS251.6+5

A

1002－0306(2010)08－0290－05

2009－09－04

成曉瑜(1972－)，女，高級(jí)工程師，研究方向:畜禽骨綜合利用及食品風(fēng)味。

國家農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化資金項(xiàng)目資助(2008T01016)。