響應(yīng)面法優(yōu)化銀耳番茄醬的制作工藝

商鶴琴，趙崢山，孫倩，謝昀，張?zhí)N哲，賈麗娜

（河北農(nóng)業(yè)大學(xué)理工學(xué)院，河北黃驊061100）

銀耳呈白色或者乳白色，菌體半透明，味甘[1]，有補(bǔ)脾開(kāi)胃的作用，同時(shí)又有滋陰潤(rùn)肺的功能[2]。食用銀耳能夠增強(qiáng)人體免疫力，同時(shí)具有強(qiáng)心壯身的功效[3]。長(zhǎng)期食用銀耳還可以達(dá)到提神潤(rùn)膚以及減肥的功效[4]。

番茄果實(shí)顏色鮮亮，味道酸甜可口，同時(shí)富含豐富的維生素A 等多種維生素以及鈣、磷、鉀等多種元素[5]。食用番茄能降低人體膽固醇的含量[6]，可以有效地降低血液黏稠度，對(duì)高血脂癥很有益處[7]，同時(shí)還可以幫助人體調(diào)整胃腸功能，保護(hù)皮膚健康，維持皮膚彈性[8]。

隨著人們生活水平的提高以及對(duì)食品口味多樣性的更高追求，單一的口味的番茄醬已經(jīng)不能滿足大家的要求，因此，多重口味番茄醬已經(jīng)得到了迅速發(fā)展[9]。基于此現(xiàn)狀，本試驗(yàn)以藥食同源的銀耳和富含維生素C 的番茄味為原料，研制口味獨(dú)特，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富的銀耳番茄醬。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

銀耳、番茄：市售；黃原膠：浙江一諾生物科技有限公司；白砂糖：滄州市華海順達(dá)糧油調(diào)料有限公司；純凈水：深圳市科爾特水處理科技有限公司。

YP2001N 電子天平：上海菁海儀器有限公司；HH-6S 廚尚佳水浴鍋：上海唐河實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司；YX-600W 立式壓力蒸汽滅菌鍋：諸城市衡石機(jī)械有限公司；DHP9256 電熱恒溫培養(yǎng)箱：上海森信電熱恒溫培養(yǎng)箱生產(chǎn)有限公司；DJ13E-D79 九陽(yáng)電磁爐：九陽(yáng)股份有限公司；SW-CJ 超凈工作臺(tái)：上海滬凈醫(yī)療器械有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程

1.2.2 操作要點(diǎn)

挑選銀耳：挑選表面潔凈、顏色自然的干銀耳，用溫水浸泡1 h，過(guò)濾出多余的水分，切碎備用。

蒸煮番茄：挑選顏色鮮亮，無(wú)蟲(chóng)害的新鮮番茄，用鹽水浸泡30 min～40 min，洗凈備用，用100 ℃的熱水蒸煮番茄，去皮[10]。

銀耳、番茄打漿：將番茄、銀耳需打漿至軟爛，表面黏稠，使?jié){體細(xì)膩均一。

溶解黃原膠：黃原膠加入熱水進(jìn)行溶解，煮沸配置成溶液。

原料調(diào)配：在調(diào)配的過(guò)程中，需要將銀耳和番茄漿、黃原膠溶液以及白砂糖溶液按照一定的質(zhì)量比混合，加熱煮沸，邊加熱邊攪拌，使其混合均勻[11]。

1.2.3 感官評(píng)價(jià)

找10 名具有一定品評(píng)經(jīng)驗(yàn)的感官評(píng)價(jià)員對(duì)銀耳番茄醬從色澤、組織狀態(tài)、風(fēng)味、口感4 個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 感官評(píng)定Table 1 Sensory evaluation

1.2.4 銀耳番茄醬微生物指標(biāo)的測(cè)定

參考GB/T 4789.26-2013《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn)》對(duì)成品進(jìn)行菌落總數(shù)、大腸菌群、霉菌、致病菌的測(cè)定。

1.2.5 銀耳番茄醬理化指標(biāo)的測(cè)定

參考GB/T10786-2006《罐頭食品的檢驗(yàn)方法》對(duì)成品進(jìn)行可溶性固形物含量的測(cè)定。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 單因素試驗(yàn)

選擇銀耳和番茄添加質(zhì)量比、白砂糖用量、黃原膠用量、熬煮時(shí)間進(jìn)行單因素試驗(yàn)，讓感官評(píng)定員對(duì)其進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，根據(jù)評(píng)分結(jié)果確定4 個(gè)因素最佳值。通過(guò)預(yù)試驗(yàn)，確定本品的凈含量為100 g。銀耳和番茄添加質(zhì)量比、白砂糖用量、黃原膠用量、熬煮時(shí)間作為固定因素時(shí)，其最佳值分別為 3 ∶2、20 g、0.8 g、15 min。

1.3.2 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

結(jié)合以上單因素試驗(yàn)結(jié)果，采用Box-Behnken 模型，選取以上4 個(gè)單因素為考察變量，采用Design-Expert8.0.6.1 進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，試驗(yàn)自變量因素水平見(jiàn)表2。

表2 響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平Table 2 Response surface test factor level

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Design-Expert8.0.6.1 軟件進(jìn)行響應(yīng)曲面數(shù)據(jù)分析，并建立二次模型，解析回歸方程，從而獲得最佳變量因素范圍，通過(guò)F 值（P＜0.05）考察因素的顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 銀耳和番茄的質(zhì)量比對(duì)銀耳番茄醬的口感及風(fēng)味的影響

保持白砂糖用量、黃原膠用量、熬煮時(shí)間不變，分別控制銀耳和番茄的添加質(zhì)量比為 1 ∶1、5 ∶4、3 ∶2、7 ∶4、2 ∶1，制作銀耳番茄醬，并對(duì)其進(jìn)行感官評(píng)分。結(jié)果如表3 所示。

表3 銀耳和番茄添加質(zhì)量比對(duì)感官評(píng)分的影響Table 3 Effect of the quality ratio of tremella and tomato on sensory score

由表3 可知，隨著銀耳和番茄添加質(zhì)量比的增加，醬的感官評(píng)分先上升后下降。醬體顏色由淺到深，當(dāng)添加質(zhì)量比達(dá)到1 ∶1 時(shí)，口感色澤達(dá)到最優(yōu)。最終選取銀耳和番茄的添加質(zhì)量比為3 ∶2，此時(shí)醬口感最佳。

2.2 白砂糖用量對(duì)銀耳番茄醬的口感及風(fēng)味的影響

保持銀耳和番茄添加質(zhì)量比、黃原膠用量、熬煮時(shí)間不變，分別加入 10、15、20、25、30 g 白砂糖，制作銀耳番茄醬，并對(duì)其進(jìn)行感官評(píng)分。結(jié)果如表4 所示。

表4 白砂糖用量對(duì)感官評(píng)分的影響Table 4 Effect of white sugar dosage on sensory score

由表4 可知，在白砂糖添加量范圍內(nèi)，隨著白砂糖用量的不斷增大，成品的感官評(píng)分先上升后下降，白砂糖添加過(guò)多，口感偏甜膩，在白砂糖添加量達(dá)到20 g時(shí)，感官評(píng)分達(dá)到最大值，此時(shí)醬酸甜可口，醬體細(xì)膩均勻。最終選取白砂糖添加量為20 g。

2.3 黃原膠用量對(duì)銀耳番茄醬的口感及風(fēng)味的影響

保持銀耳和番茄添加質(zhì)量比、白砂糖用量、熬煮時(shí)間不變，分別加入 0.4、0.6、0.8、1、1.2 g 黃原膠，并對(duì)其進(jìn)行感官評(píng)分。結(jié)果如表5 所示。

表5 黃原膠用量對(duì)感官評(píng)分的影響Table 5 Effect of xanthan gum dosage on sensory score

由表5 可知，在黃原膠添加量范圍內(nèi)，隨著黃原膠添加量的不斷增大，醬的感官評(píng)分先上升后下降，當(dāng)黃原膠添加量達(dá)到0.8 g，感官評(píng)分達(dá)到最大值。添加一定量的黃原膠，可以顯著提高銀耳番茄醬的口感。但添加量過(guò)多，導(dǎo)致口感偏硬，最終選黃原膠添加量為0.8 g。

2.4 熬煮時(shí)間對(duì)銀耳番茄醬的口感及風(fēng)味的影響

保持銀耳和番茄添加質(zhì)量比、白砂糖用量、黃原膠用量不變，分別使果漿的熬煮時(shí)間為11、13、15、17、19 min，并對(duì)其進(jìn)行感官評(píng)分。結(jié)果如表6 所示。

表6 熬煮時(shí)間對(duì)感官評(píng)分的影響Table 6 Effect of cooking time on sensory score

由表6 可知，隨著熬煮時(shí)間的不斷增加，醬的感官評(píng)分先上升后下降，熬煮時(shí)間為15 min 時(shí)，銀耳番茄醬的色澤風(fēng)味及口感達(dá)到最佳，醬體流動(dòng)性較好。白砂糖添加量過(guò)多，因此，最終選取熬時(shí)間為15 min。

2.5 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果及分析

2.5.1 響應(yīng)面回歸模型的建立與分析

在醬制作過(guò)程中，選取感官評(píng)分Y 為響應(yīng)值，針對(duì)A 銀耳和番茄添加質(zhì)量比、B 白砂糖用量、C 黃原膠用量、D 熬煮時(shí)間4 個(gè)試驗(yàn)變量，采用Box-Behnken 模型設(shè)計(jì)四因素三水平試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 四因素三水平試驗(yàn)結(jié)果Table 7 Four factors and three levels of test results

續(xù)表7 四因素三水平試驗(yàn)結(jié)果Continue table 7 Four factors and three levels of test results

將表7 中數(shù)據(jù)利用Design-Expert8.0.6.1 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，得到模型的二次多項(xiàng)回歸方程如下：Y=82.28-1.50A-1.17B-0.42C+1.58D-2AB-3.50AC-4.50AD+2.25BC-0.75BD+1CD+1.02A2-4.78B2-0.1C2+0.40D2。

為了檢驗(yàn)方程的有效性與合理性，對(duì)銀耳番茄醬感官評(píng)分的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行方差分析，結(jié)果見(jiàn)表8 和表9。

表8 回歸方程的方差分析Table 8 Analysis of variance of regression equations

表9 R2 綜合分析Table 9 R2 comprehensive analysis

由表8 可知，在模型中，P<0.000 1，說(shuō)明回歸方程達(dá)到了極顯著的水平，因此可用該回歸方程對(duì)最佳試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)。該表中一次項(xiàng)A、B、C、D 和交互項(xiàng)AB、AC、AD、BC、CD 以及二次項(xiàng) A2、B2的 P 值都小于0.01，說(shuō)明他們對(duì)銀耳番茄醬的感官評(píng)分有極顯著影響。從A、B、C、D 的P 值來(lái)看，銀耳和番茄的添加質(zhì)量比、白砂糖用量、熬煮時(shí)間都對(duì)感官評(píng)分達(dá)到了極顯著的影響，而黃原膠用量比以上三者影響都小，但是也達(dá)到了顯著水平。

由表9 可知，決定系數(shù)R2為0.975 5，校正決定系數(shù)為0.987 8，說(shuō)明此模型與實(shí)際試驗(yàn)效果擬合較好為0.980 9，說(shuō)明該模型預(yù)測(cè)性良好；變異系數(shù)為0.71%，小于5%，表明方程有良好的重現(xiàn)性；信噪比為31.368，大于4，說(shuō)明模型可信度較好。

2.5.2 響應(yīng)曲面分析

根據(jù)回歸方程建立響應(yīng)曲面圖，進(jìn)而分析銀耳和番茄添加質(zhì)量比、白砂糖用量、黃原膠用量、熬煮時(shí)間對(duì)感官評(píng)分的影響，響應(yīng)曲面的陡峭程度說(shuō)明響應(yīng)值隨試驗(yàn)因素的變化情況，應(yīng)面越陡峭，說(shuō)明因素對(duì)感官評(píng)分影響越大。結(jié)果如圖1 所示。

2.5.3 配方參數(shù)優(yōu)化和模型驗(yàn)證

圖1 響應(yīng)面分析圖Fig.1 Response surface analysis

經(jīng)過(guò)響應(yīng)面回歸分析，預(yù)測(cè)得到的最佳銀耳番茄醬的配方參數(shù)為：銀耳和番茄的添加質(zhì)量比為1.69 ∶1、白砂糖用量10.40 g、黃原膠用量0.82 g、熬煮時(shí)間15.84 min。在此優(yōu)化條件下，銀耳和番茄醬的感官評(píng)分理論值是98.22 分。在此條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，重復(fù)3次，取平均值，制作的銀耳番茄醬感官評(píng)分為97.08，與預(yù)測(cè)值接近度為98.83%。

2.6 銀耳番茄醬的質(zhì)量指標(biāo)

按照規(guī)定的方法測(cè)得菌落總數(shù)為3 CFU/g；測(cè)得大腸菌群＜1CFU/mL；參照GB 4789.15-2010《食品微生物學(xué)檢驗(yàn)霉菌和酵母計(jì)數(shù)》規(guī)定的方法測(cè)得霉菌、酵母菌＜5 CFU/mL，且無(wú)致病菌檢出。可溶性固形物含量31 g/100 g，符合食品質(zhì)量與安全標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，利用響應(yīng)面法出銀耳和番茄質(zhì)量比、白砂糖用量、黃原膠用量、熬煮時(shí)間的最優(yōu)條件，且從 A、B、C、D 的 P 值來(lái)看，銀耳和番茄的添加質(zhì)量比、白砂糖用量、熬煮時(shí)間都對(duì)感官評(píng)分達(dá)到了極顯著的影響，而黃原膠用量比以上三者影響都小，但是也達(dá)到了顯著水平。最終確定銀耳番茄醬的加工最優(yōu)配方為：銀耳和番茄的添加質(zhì)量比為1.69 ∶1、白砂糖用量 10.40 g、黃原膠用量 0.82 g、熬煮時(shí)間15.84 min。此方案下，銀耳番茄醬色澤鮮亮，口感細(xì)膩，黏稠適度，酸甜可口，風(fēng)味最優(yōu)。