響應面法優化灰樹花驢肉醬加工工藝與配方研制

王林，谷晨舒，廖永春，李秋琦，孫萌

(四川旅游學院 烹飪學院，成都 610100)

灰樹花(Grifolafrondosa)，多孔菌科貝葉多孔菌的子實體，又名天花菌或栗蘑，是一種食藥兼用型蕈菌，主要分布在我國東北長白山區、華北和長江中下游等地，現以人工栽培為主[1]。灰樹花菌中富含優質蛋白、維生素和膳食纖維，其中蛋白質含量占32%，包含18種氨基酸(7種必需氨基酸)，總量近20%。灰樹花中含有活性成分灰樹花多糖 (D-fraction)，可以激活免疫細胞功能，有效減輕化療的毒副作用，抑制癌癥復發轉移，從而改善癌癥患者癥狀，有“抗癌之王”之稱；驢肉(EquusasinusLinnaeus.)，又名毛驢肉、漠驪肉，是魯西、魯東南地區的特色傳統食品，具有高蛋白、低脂肪、低膽固醇的特點[2]。驢肉含有的多種必需氨基酸占總氨基酸含量的39.4%，必需氨基酸指數(EAAI)為65.48，大于牛、羊、豬肉的數值，富含優質蛋白，反式脂肪酸和膽固醇含量較低，不飽和脂肪酸含量較高，營養價值較高，深受人們喜愛[3]。

以灰樹花、驢肉為主要原料，添加純天然復合香辛料、黃豆醬為輔料來降低工業調味品的使用，將傳統烹飪與現代食品加工相結合，調制出一款營養豐富、口感獨特、老少皆宜的醬類調味品，拓寬了灰樹花與驢肉的加工利用率，加快了該肉類調味品的發展進程與經濟價值。

1 材料與方法

1.1 材料

主料：灰樹花、驢肉，均購于山東省泰安市大汶口菜市場。

輔料：芝麻、生姜、大蒜、干辣椒、豆豉、花椒、草果、黃芪、當歸、甘松、香葉、八角，均購于四川省成都市龍泉驛區綜合菜市場。

調味料：白砂糖、鹽、料酒、味精、蠔油、辣椒油、黃豆醬、釀造食醋。

1.2 設備及器具

美的C21-WK2102電磁爐、四旋玻璃罐(350 g容量)、獵鋼狼JJ-2BS高速搗碎機、蘇泊爾SY-50YC9001Q電壓力鍋、炒鍋、耐爾尼HH-4水浴鍋。

1.3 試驗方法

1.3.1 灰樹花驢肉醬制作工藝流程

1.3.2 操作要點1.3.2.1 灰樹花的預處理

以肉體厚實、香味濃郁且表面干凈、無破碎、無污物的灰樹花為挑揀標準，將其放入2%的白醋水中浸泡15 min，洗凈瀝干水分后切成1 cm的小丁備用。

1.3.2.2 驢肉的預處理

挑揀干凈新鮮的驢肉，浸沒于流動的清水池中，漂去血水，控干水分后切成1 cm的肉丁，用蠔油進行20 min的腌制碼味。

1.3.2.3 其他輔料的預處理

將姜、蒜切成2 cm的片狀；白芝麻和花生仁放置在上下150 ℃烤箱內，設定脫皮工藝時間為15 min。

1.3.2.4 預煮制

將驢肉丁放入冷水鍋內，加入20 mL料酒和10 g花椒，中間不斷撇去水面上的浮沫保持水體清澈，呈肉棕色且散發濃郁香氣時出鍋，將香辛料以100 g驢肉為基準進行配制，在電壓力鍋內加入冷水至驢肉高度的1/2，加入草果、黃芪、當歸、甘松、香葉、八角等復合香辛料中火預煮25 min。

1.3.2.5 炒制

炒鍋中倒入適量豆油，油溫升高至110 ℃時放入黃豆醬43.2 g、豆瓣醬6 g炒香12 s，加蔥15 g、良姜6 g、蒜9 g、干辣椒3 g、花椒3 g、豆豉3 g炒香30 s，油溫升至150 ℃時，放入辣椒粉煸出香味，加入驢肉丁炒制3 min后加入灰樹花、料酒9 g、釀造食醋3 g、白砂糖3 g、食用鹽6 g、味精6 g繼續炒制5～8 min，出鍋前加入白芝麻6 g[4]。

1.3.2.6 裝瓶與殺菌

熱水浸泡玻璃罐10 min，清水沖洗后用75%的酒精消毒，上述步驟制好的醬體裝入瓶凈含量為350 g的容器中，然后注入辣椒油15 g進行封頂，并保持容器翻邊的距離為4～8 mm[5]，產品中心溫度達85 ℃左右時封緊蓋口，緊接著放入90 ℃的水浴鍋，溫度在100 ℃時開始計算殺菌時間，17 min后立即出鍋進入快速分段冷卻三步驟，即80，60，40 ℃，最終溫度控制在38～40 ℃。

1.3.2.7 灰樹花驢肉醬感官評定標準

為使灰樹花驢肉在形態、色澤、口感、組織形態等方面呈現出較好的狀態，根據預試驗確定灰樹花驢肉質量比、驢肉預煮制時間、復合香辛料添加量對成品效果影響較大的因素，進行三因素三水平響應面試驗，確定較為合理的工藝配方標準。

邀請10名烹飪專業人員以及5名食品專業人員共同組成品鑒團隊，按照表1從色澤、風味、組織形態、口感4個方面進行評價打分，在評鑒過程中將樣品進行編碼處理，以不同順序重復3次，取15人的平均值得到最后的綜合性試驗評分。

表1 灰樹花驢肉醬感官評價標準Table 1 The sensory evaluation standard of Grifola frondosa and donkey meat sauce

1.3.3 單因素試驗設計

在其他條件不變的預試驗中，選擇3個對感官評分影響較大的因素：灰樹花與驢肉質量比(1∶1.2、1∶1.3、1∶1.4、1∶1.5、1∶1.6)、驢肉預煮制時間(14，16，18，20，22 min)和復合香辛料添加量(2%、3%、4%、5%、6%)，以感官評定人員反饋的成品綜合評價分為響應值，進行單因素試驗。

1.3.4 響應面試驗設計

根據單因素試驗結果，確定3個因素的大致范圍，以灰樹花與驢肉質量比(A)、驢肉煮制時間(B)、復合香辛料添加量(C)為3個因素，以感官綜合評分為響應值進行響應面試驗設計。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果與數據分析

2.1.1 灰樹花與驢肉質量比對產品感官品質的影響

由圖1可知，主料質量比范圍在1∶1.2～1∶1.6之間，隨著主料質量比的升高，總體感官評分先升高后降低，并在灰樹花與驢肉質量比為1∶1.4時獲得最高評分79.6分，之后隨著質量比增高，成品出現口味不協調、口感不佳的問題，評分持續呈下降趨勢，因此主料質量比為1∶1.4時是最適宜添加比，可得到最佳產品感官評分。

圖1 灰樹花與驢肉質量比對產品感官品質的影響Fig.1 Effect of mass ratio of Grifola frondosa and donkey meat on sensory quality of product

2.1.2 驢肉煮制時間對產品感官品質的影響

由圖2可知，驢肉預煮制時間范圍在14～22 min之間，隨著驢肉煮制時間的延長，總體感官評分呈先升高后下降的趨勢，在18 min時獲得最高評分81.0分，此時產品的感官品質最佳，此后隨著時間增長，成品出現肉制變老的現象。因此18 min為最適宜預煮時間，可得到最佳產品感官評分。

圖2 驢肉預煮制時間對產品感官品質的影響Fig.2 Effect of donkey meat pre-cooking time on sensory quality of product

2.1.3 復合香辛料添加量對產品感官品質的影響

由圖3可知，復合香辛料添加量范圍在2%～6%之間，隨著香辛料的增加,總體感官評分呈先升高后下降的趨勢，并在添加量為4%時獲得最高評分82.1分，此后隨著香辛料添加量的增加，成品出現口味咸、香味不突出的問題，因此復合香辛料為4%為最適宜添加量，可得到最佳產品感官評分。

圖3 復合香辛料添加量對產品感官品質的影響Fig.3 Effect of additive amount of compound spices on sensory quality of product

2.2 響應面優化驢肉醬配方工藝

2.2.1 響應面試驗設計

運用Design Expert 11，采用BBD試驗方法設計試驗，對影響驢肉醬感官評定的主料質量比(灰樹花∶驢肉)、驢肉預煮制時間、復合香辛料添加量3個對評分影響較大的因素為自變量，分別用A，B，C表示，并以-1，0，1代表自變量的相應水平，將響應值設定為總體感官評定得分(Y)，見表2。

表2 響應面試驗因素水平表Table 2 The factors and levels of Box-Behnken experimental design

運用Design Expert 11軟件將各因素水平輸入到其中，得出具體試驗因素水平(見表2)，按照提供的試驗方案進行試驗，并得出具體感官評分數值，見表3。

表3 設計矩陣響應數據結果Table 3 The results of matrix and response data

2.2.2 響應面試驗結果分析

經過Design Expert 11軟件分析后，對表 3設計矩陣響應數據結果進行多項回歸擬合，并得到下列多元回歸方程：

Y=95.64-2.84A-1.03B-1.16C+2.12AB-0.35AC+0.75BC-3.86A2-7.76B2-8.03C2。

二次多項式的各項影響因素系數的絕對值可以反映出各因素對該試驗感官評分的影響大小[6]，故由上式可知影響力從大到小依次為A>C>B。為進一步確定該試驗的有效性，進行方差分析，結果見表4。

表4 回歸模型方差分析Table 4 Variance analysis of regression model

由表4可知，感官評分回歸方程模型極顯著(F=383.21，P<0.0001)，且失擬項(P=0.5702>0.05)不顯著，可知該方程模型擬合有效，試驗方法可靠所得方程與實際結果擬合較好；決定系數R2=0.9980，說明灰樹花驢肉醬感官評價的預測值和試驗值之間具有很好的擬合度[7]；RAdj2=0.9954，總變異約為0.54%，模型的信噪比(PAdeq)為48.0531，一般認為模型的可接受信噪比大于4，說明模型的擬合度和可信度非常高[8]；綜上可知，該回歸模型適用于對灰樹花驢肉醬的工藝配方進行優化。此外，各影響變量的P值與標準對比可知，二次項A2、B2、C2和一次項A和AB對感官評分影響極顯著，一次項B、C和BC對感官評分影響顯著。

2.2.3 等高線圖和響應面圖分析

利用Design Expert 11軟件進行響應面繪制，具體步驟是將其中上述3個變量中的2個因素確定，使得變量響應值能夠被響應面進行預測和估算，從而確定各變量的影響關系，得出另外一個因素對成品感官評分的影響。其中等高線圖呈現圓形，則表示影響因素之間交互作用不顯著；若等高線圖為橢圓形，則表示影響因素之間交互作用顯著[9]。

由圖4可知，當A和B為定量時，等高線呈橢圓，響應面相對陡峭，且A和B均隨著一方的增加呈現出較為明顯的先上升后下降的趨勢，可知A、B因素的交互作用極顯著。

圖4 Y=f(A,B)曲面和等高線圖Fig.4 The surface plot and contour line for Y=f(A,B)

由圖5可知，當A和C為定量時，等高線呈圓形，響應面相對平緩，且A和C均隨著一方的增加呈現出浮動較小的先上升后下降的趨勢，可知A、C因素的交互作用不顯著。

圖5 Y=f(A,C)曲面和等高線圖Fig.5 The surface plot and contour line for Y=f(A,C)

由圖6可知，當B和C為定量時，等高線呈橢圓，響應面相對陡峭，且B和C均隨著一方的增加呈現出較為明顯的先上升后下降的趨勢，可知B、C因素的交互作用顯著。

圖6 Y=f(B,C)曲面和等高線圖Fig.6 The surface plot and contour line for Y=f(B,C)

2.2.4 驗證試驗

根據表4和利用Design Expert的回歸模型預測，A為1∶1.41，B為18.84 min，C為3.82%。為方便實際操作對響應因素值進行修正：A為1∶1.4，B為18.8 min，C為3.8%時，進行3次平行檢驗，平均值為88.57，與預測值88.97的相對誤差為0.4%，可知響應面預測出的灰樹花驢肉醬的最佳配方相對可靠，進而根據等高線和響應面圖分析，設計灰樹花驢肉醬的最佳投料比例，見表5。

表5 驢肉醬最佳投料比例Table 5 The best feeding proportion of donkey meat sauce

3 結論

在響應面設計方法下，以灰樹花和驢肉為主要原料，選取主料質量比(A)、驢肉預煮制時間(B)、復合香辛料添加量(C)為自變量，綜合評分為因變量的回歸模型及回歸方程為：Y=95.64-2.84A-1.03B-1.16C+2.12AB-0.35AC+0.75BC-3.86A2-7.76B2-8.03C2。同時也驗證了該模型的可靠性，得出影響力從大到小依次為A >C>B，由模型得出A為1∶1.4、B為18.8 min、C為3.8%時，總體感官評分值達到最高，為88.57分，在該條件下加工而成的灰樹花驢肉醬品質最佳。