正交實驗優化菠蘿番茄醬配方研究

馮明會，李銳，吳勇

(1.四川旅游學院 烹飪學院,成都 610100；2.嶺南師范學院 生命科學與技術學院，廣東 湛江 524048；3.中海油能源發展股份有限公司配餐服務分公司,廣東 湛江 524048)

番茄醬自發明以來已經有100多年的歷史，一直很受歡迎，不管是中外傳統烹飪，還是現代的快餐式烹飪以及快食產品等，都會有番茄醬的身影和貢獻[1]。其富含番茄紅素、B族維生素、多種礦物質以及天熱果膠，較鮮品更容易被人體消化吸收，制作者和消費者都很喜愛。不過由于其制作工藝相對簡單，原材料豐富，生產廠商數量眾多，產品的檔次和品牌眾多，甚至出現一些以次充好的現象，相對于消費者的口味需求日益變化的過程中，番茄醬的風味特色一直保持著原有的狀態，不能滿足消費者對新奇口味的需求[2,3]。基于此，開發復合口味的番茄醬成為調味企業的研發方向。

菠蘿屬熱帶水果，風味獨特，深受廣大消費者的喜愛，且成分中含有豐富的蛋白質、糖類、脂肪、維生素以及鈣、磷、鐵、有機酸類、尼克酸等，還有獨特的“菠蘿朊酶”蛋白質分解酵素等，這是一種跟胃液相類似的酵素，可以幫助消化吸收[4-6]。從中國傳統醫學來講，其味甘、微酸，性微寒，有清熱解暑、生津止渴、利小便的功效，可用于傷暑、身熱煩渴、腹中痞悶、消化不良、小便不利、頭昏眼花等癥。將其與番茄結合不僅能實現營養互補，還能形成一種新的復合調味品，滿足消費市場求新的需求[7,8]。

本研究以傳統番茄醬工藝為基礎，通過增加菠蘿鮮肉，來改善番茄醬風味，實現開發一種新的復合口味果醬。通過單因素實驗與正交實驗，對其配方進行優化，探討出菠蘿番茄醬的最佳配方，為菠蘿番茄醬的生產提供了參考依據[9]。

1 材料與方法

1.1 材料

新鮮菠蘿(徐聞香水菠蘿)；有機番茄(京東百匯豐生鮮專營店)；白砂糖(惠宜)；鹽(中鹽成都鹽業公司)；檸檬酸和黃原膠：符合GB 2760-2014《食用添加劑使用標準》的要求和GB 1886.41-2015《黃原膠》的要求；所有藥品均為國產分析純，營養瓊脂培養基(依據GB/T 4789.23-2003 配制)。

1.2 設備

JYL-Y921破壁料理機 九陽股份有限公司、500/0.01電子天平 上海花潮電器有限公司；JSA8-pH計 深圳吉順安科技有限公司；ZNN-D6S粘度計 青島恒泰達機電設備有限公司；DHG-9023A-T電熱鼓風干燥箱 上海丙林電子科技有限公司；MagNA Lyser System 勻漿儀；電磁爐 美的集團；不銹器皿等 實驗室提供。

1.3 工藝流程及要點

1.3.1 工藝流程

1.3.2 操作要點

1.3.2.1 原料初加工

選用新鮮菠蘿、番茄，對原料進行清洗。

1.3.2.2 去皮工藝

將菠蘿與番茄用100 ℃水漂燙去皮，去籽。

1.3.2.3 制漿工藝

將菠蘿與番茄漿加熱至煮沸，加入各種原料攪拌均勻。

1.3.2.4 熬煮

將各種原材料不停攪拌，于100 ℃加熱5 min。

1.3.2.5 包裝

將熬煮好的菠蘿番茄灌入容器，高溫蒸汽滅菌，冷卻包裝即可。

1.4 實驗方法

1.4.1 菠蘿番茄醬的預制實驗

本實驗基礎配方參照企業生產配方，結合預制實驗，最終以果漿量為依據，確定檸檬酸、白砂糖、鹽以及黃原膠的添加量，具體見表1[10]。

表1 菠蘿番茄醬配方的基礎數據Table 1 Basic data of formula of pineapple tomato sauce

1.4.2 感官評定方法

本實驗的感官評判員由5名具備專業素質的成員組成，前期針對菠蘿番茄醬進行專業品評培訓，分別在色澤、氣味與滋味、質構、涂抹性4個方面進行評分，滿分100分。評定時，樣品用代號表示，對同一樣品按不同順序重復進行3次評分，結果為3次評分的平均值，感官評定標準見表2[11]。

表2 菠蘿番茄醬感官評定標準表Table 2 StandardTable for sensory evaluation of pineapple tomato sauce

1.4.3 正交實驗法

在菠蘿番茄醬制作過程中，工藝標準以傳統制作工藝為基礎，菠蘿和番茄的質量比、檸檬酸、白砂糖、鹽、黃原膠的添加量是決定菠蘿番茄醬滋味口感的主要因素。基于此，在菠蘿和番茄的質量比、檸檬酸、白砂糖、鹽、黃原膠5個單因素實驗基礎上，各選擇3個較好水平進行5因素3水平正交實驗，根據表2菠蘿番茄醬感官評定標準表進行評價，確定菠蘿番茄醬的最佳配方組合，具體因素水平見表3。

表3 菠蘿番茄醬因素水平表Table 3 Factors and levels of pineapple tomato sauce

1.4.4 理化指標分析與檢測

固形物：按GB/T 10786-2006的方法測定[12]；pH值：使用pH計(深圳吉順安JSA8-pH計)[13]；霉菌數：按GB 4789.15—2003的方法測定[14]；菌落總數：按GB 4789.2-2010的方法測定[15]；大腸菌群：按GB 4789.3-2010的方法測定[16]；致病菌：按GB 4789.4-2010的方法測定[17]。

2 結果與分析

2.1 單因素實驗

在工藝過程及原料批次等級相同的條件下，分別以菠蘿與番茄的質量比、檸檬酸、白砂糖、鹽、黃原膠添加量等因素變化進行單因素實驗。

2.1.1 菠蘿與番茄的質量比對菠蘿番茄醬感官品質的影響

菠蘿含有較多維生素A的前體胡蘿卜素，呈現出特有的黃色，同時也含有豐富的糖類、蛋白質以及風味物質等，所以，將其果肉與番茄醬混合，將直接影響菠蘿番茄醬的色澤、粘稠度和滋味等。為確定菠蘿果肉的最佳添加量，本實驗在預制實驗配方數據的基礎上，在其他因素恒定的情況下，制作5組菠蘿番茄醬,并對其進行感官評價，具體為分別取菠蘿和番茄質量比30∶70，40∶60,50∶50,60∶40,70∶30作為實驗組，由圖1可知，評分值最高的為菠蘿和番茄質量比在50∶50的時候。

圖1 菠蘿與番茄的質量比對菠蘿番茄醬感官品質的影響Fig.1 Effect of mass ratio of pineapple and tomato on sensory quality of pineapple tomato sauce

2.1.2 檸檬酸添加量對菠蘿番茄醬感官品質的影響

檸檬酸一般作為食品中酸度的調節劑添加，其酸味很強，在此實驗中其添加量將影響菠蘿番茄醬的酸度，為確定檸檬酸的最佳添加量，本實驗在預制實驗配方數據的基礎上，在其他因素恒定的情況下，制作5組菠蘿番茄醬,并對其進行感官評價，具體為分別添加0.2%,0.3%,0.4%,0.5%,0.6%的檸檬酸作為實驗組，由圖2可知，評分值最高的為檸檬酸添加量為0.4%的時候。

圖2 檸檬酸添加量對菠蘿番茄醬感官品質的影響Fig.2 Effect of additive amount of citric acid on sensory quality of pineapple tomato sauce

2.1.3 白砂糖添加量對菠蘿番茄醬感官品質的影響

白砂糖在食品中除了具有增加甜味的作用外，還具有增加粘稠度的作用，因此，白砂糖的添加將直接影響菠蘿番茄醬的甜度和粘稠度，為確定白砂糖的最佳添加量，本實驗在預制實驗配方數據的基礎上，在其他因素恒定的情況下，制作5組菠蘿番茄醬,并對其進行感官評價，具體為分別添加6%,8%,10%,12%,14%的白砂糖作為實驗組，由圖3可知，評分值最高的為白砂糖添加量為10%的時候。

圖3 白砂糖添加量對菠蘿番茄醬感官品質的影響Fig.3 Effect of additive amount of sugar on sensory quality of pineapple tomato sauce

2.1.4 鹽添加量對菠蘿番茄醬感官品質的影響

圖4 鹽添加量對菠蘿番茄醬感官品質的影響Fig.4 Effect of additive amount of salt on sensory quality of pineapple tomato sauce

鹽在食品中主要體現出咸味的作用，同時也具有增強甜味和緩解酸味的作用，在傳統烹飪中也有“要想甜加點兒鹽”的說法。所以，鹽的添加量將直接影響菠蘿番茄醬的滋味，為確定鹽的最佳添加量，本實驗在預制實驗配方數據的基礎上，在其他因素恒定的情況下，制作5組菠蘿番茄醬,并對其進行感官評價，具體為分別添加2%,4%,6%,8%,10%的鹽作為實驗組，由圖4可知，評分值最高的為鹽添加量為6%的時候。

2.1.5 黃原膠添加量對菠蘿番茄醬感官品質的影響

黃原膠是一種生物多糖，具有遇水分散、乳化變成穩定的親水性粘稠膠體的性質，在食品中可以改善粘稠度。所以，黃原膠的添加量直接影響菠蘿番茄醬的粘稠度，為確定黃原膠的最佳添加量，本實驗在預制實驗配方數據的基礎上，在其他因素恒定的情況下，制作5組菠蘿番茄醬,并對其進行感官評價，具體為分別添加0.6%,0.8%,1.0%,1.2%,1.4%的黃原膠作為實驗組，由圖5可知，評分值最高的為黃原膠添加量為1.0%的時候。

圖5 黃原膠添加量對菠蘿番茄醬感官品質的影響Fig.5 Effects of additive amount of xanthan gum on sensory quality of pineapple tomato sauce

2.2 正交實驗

在菠蘿番茄醬制作過程中，菠蘿和番茄的質量比、檸檬酸、白砂糖、鹽、黃原膠的組成是決定菠蘿番茄醬品質的主要因素，考慮各單因素的相互交叉影響，為了更科學合理地確定菠蘿番茄醬的配方，使菠蘿番茄醬出品效果最佳，本實驗采用L18(35)正交表進行正交實驗，實驗結果見表4[18]。

表4 正交實驗結果分析表Table 4 AnalysisTable of orthogonal test results

續 表

由表4可知，比較R值發現影響菠蘿番茄醬的因素大小為RC>RD>RE>RA>RB,即白砂糖的添加量對菠蘿番茄醬品質影響最大。由表4正交實驗結果極差分析可知菠蘿番茄醬的最佳配方組合為A2B2C1D3E2，即菠蘿與番茄的質量比值50∶50、檸檬酸0.4%、白砂糖6%、鹽8%、黃原膠1.0%制作的菠蘿番茄醬感官評分最高，風味達到最佳效果。

2.3 其他理化指標

通過對菠蘿番茄醬最佳配方的樣品理化分析，發現其理化指標符合行業生產標準及國家衛生標準，具體見表5。

表5 菠蘿番茄醬理化指標Table 5 Physical and chemical indexes of pineapple tomato sauce

3 結論

本研究以番茄醬為基礎，通過增加菠蘿鮮肉，來改善番茄醬的風味，實現開發一種新的復合口味果醬。利用感官鑒定，結合單因素實驗與正交實驗，最終確定菠蘿番茄醬的最佳配方為：菠蘿和番茄的質量比值50∶50、檸檬酸0.4%、白砂糖6%、鹽8%、黃原膠1.0%，由此配方制作出的菠蘿番茄醬酸甜可口、風味濃郁。并通過理化分析成品固形物、pH值、霉菌數、菌落總數、大腸菌群以及致病菌，以評價其食用的安全性，本研究為傳統調味醬料的開發提供了參考依據。