響應面法優化萵筍魚糕工藝

◎ 吉 薇，陳懿嫻，袁學文

（廣東第二師范學院 生物與食品工程學院，廣東 廣州 510303）

魚糕屬于魚糜產品的一種，魚糜產品是魚肉經洗凈、采肉和斬拌等工序制作而成的一種深加工制品[1]。魚糜制品富含優質蛋白質，脂肪含量低，不飽和脂肪酸含量高，適合人群范圍廣，是一種具有廣闊發展前景的現代水產加工食品[2]。此次選用淡水魚花鰱為原料制作魚糕，我國淡水魚產量占世界總產量的60%以上，鰱魚產量在淡水魚生產中居于首位，約占我國淡水魚總產量的35%[3]。花鰱是一種高蛋白、低脂肪、低膽固醇魚類，肉質富有彈性，刺少，適合作為各種魚糜制品的加工原料[4]。目前魚糕市場存在一些問題，如對魚糜制品缺少產品宣傳，產品缺乏創新，市場定位較窄等[5]。

本文通過試驗研發一款新型魚糕，在傳統魚糕中加入萵筍，更符合現代人追求健康飲食、均衡膳食的目標。萵筍在長江流域各地普遍栽培，為藥食兩用佳品[6]。已有研究表明，萵筍富含維生素，其主要功能物質為多糖、酚類、倍半萜類等成分[7]，具有抗氧化、增強免疫、降血糖、降血脂及鎮靜催眠等多種功效[8]，有“素食中的保健高手”之稱[9]。目前，關于萵筍的文獻報道主要集中在提取營養物質和研究貯藏方式等，對其加工產品的研究相對較少[10]。本文主要對萵筍、魚肉及其他配料的比例進行研究，不僅使產品的營養均衡，同時也注重萵筍魚糕的口感，打造出能被大眾所接受和喜愛的健康產品。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

花鰱魚購于千島魚先生京東自營旗艦店；萵筍購于京東祥祥果蔬專營店；生粉購于展藝烘培京東自營旗艦店；姜粉購于吉得利食品京東自營旗艦店。

1.1.2 儀器

H22-X3電陶爐（杭州九陽生活電器有限公司）；CLW2851GJ29不粘鍋（杭州九陽生活電器有限公司）；SB2002電子天平（上海滬粵明科學儀器有限公司）；FR-7235榨汁機（Fronton弗朗頓）。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程

原料魚整理→采肉→洗凈、瀝干→打漿→調配→裝盆→蒸制→成品[11]。

將冷凍的花鰱魚解凍后，除去魚刺，剁成小塊，洗凈瀝干，打成肉糜備用。取新鮮萵筍去皮洗凈切碎，放入榨汁機中打成漿備用。將預先準備好的萵筍、生粉、姜粉、食鹽等配料按比例與魚糜混合，混合均勻后取出物料放入鍋中用電磁爐蒸制15 min[12]。

1.2.2 感官評價

參照李銳等[13]的方法，由10位上過食品感官評定課程且具有較強感官評價能力的同學組成感官評定小組，根據表1所示的評分標準對萵筍魚糕的色澤、滋味、氣味、組織狀態和口感進行評定，判斷成品優劣。

表1 萵筍魚糕感官指標評分標準表

1.2.3 單因素試驗

（1）魚肉添加量對萵筍魚糕的影響。花鰱魚肉質嫩、富有彈性，是魚糕的主要原料。在添加萵筍30 g、生粉20 g、姜粉0.6 g的條件下，設置魚肉添加量為50 g、75 g、100 g、125 g和150 g，研究魚肉添加量對萵筍魚糕成品的色澤、滋味、氣味、組織狀態和口感的影響。以感官評定分數為指標，確定最佳魚肉添加量。

（2）萵筍添加量對萵筍魚糕的影響。萵筍口感清爽脆嫩，有獨特的清香。在添加魚肉100 g、生粉20 g、姜粉0.6 g的條件下，設置萵筍添加量為10 g、20 g、30 g、40 g和50 g，研究萵筍添加量對萵筍魚糕成品的色澤、滋味、氣味、組織狀態和口感的影響。以感官評定分數為指標，確定最佳萵筍添加量。

（3）生粉添加量對萵筍魚糕的影響。生粉是指玉米淀粉，淀粉作為人們膳食的主要供能成分之一，還可作為膠凝劑、增稠劑、穩定劑和填充劑等在多種食品中廣泛應用，在魚糜產品中應用較多[14]。在添加魚肉100 g、萵筍30 g、姜粉0.6 g的條件下，設置生粉添加量為10 g、15 g、20 g、25 g和30 g，研究生粉添加量對萵筍魚糕成品的色澤、滋味、氣味、組織狀態和口感的影響。以感官評定分數為指標，確定最佳生粉添加量。

（4）姜粉添加量對萵筍魚糕的影響。姜粉比起生姜更加耐貯藏，姜粉可除去魚肉的腥味，且姜粉具有抗氧化和抗炎活性，對人體有益[15]。在添加魚肉100 g、萵筍30 g、生粉20 g的條件下，設置姜粉添加量為0.2 g、0.4 g、0.6 g、0.8 g和1.0 g，研究姜粉添加量對萵筍魚糕成品的色澤、滋味、氣味、組織狀態和口感的影響。以感官評定分數為指標，確定最佳姜粉添加量。

1.2.4 響應面優化試驗

以單因素試驗結果為基礎，根據Box-Behnken中心組合設計原理，選擇魚肉（A）、萵筍（B）、生粉（C）和姜粉（D）為自變量，以感官評定分數為響應值，用Design-Expert 8.0.6設計響應面試驗，進一步分析各因素對萵筍魚糕加工工藝的影響，尋找最適合的工藝參數，響應面試驗因素水平表見表2[16]。

表2 響應面試驗因素水平表

1.3 統計分析

每組試驗重復3次進行，最終結果用平均數表示。試驗數據采用Origin 2019和Excel 2019進行分析作圖，Design-Expert 8.0.6進行響應面分析和作圖。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果與分析

2.1.1 魚肉添加量對萵筍魚糕的影響

由圖1知，隨著魚肉添加量的增加，感官評分先上升后下降。當魚肉添加量為100 g時，感官評分最高，顯著高于其他處理。

2.1.2 萵筍添加量對萵筍魚糕的影響

由圖2知，萵筍添加量為30 g時，感官評定分數最高。添加量為30 g和40 g時，感官評定分數差異不顯著。萵筍可以給魚糕帶來爽脆的口感，萵筍本身的風味較為清淡，對魚糕整體的風味影響較小。

2.1.3 生粉添加量對萵筍魚糕的影響

由圖3知，生粉添加量為20 g時，感官評定分數最高，但不同生粉添加量下的感官評定分數之間差異不顯著。

2.1.4 姜粉添加量對萵筍魚糕的影響

由圖4知，姜粉添加量為0.6 g時，感官評定分數最高，且顯著高于其他處理。

2.2 響應面試驗結果與分析

2.2.1 二次響應面回歸模型的建立與分析

魚肉、萵筍、生粉和姜粉是構成萵筍魚糕的重要因素，這4個因素的比例會影響產品的整體口感、滋味等，均會對感官評定分數產生影響。以感官評定分數為響應值，根據Box-Behnken中心組合設計原理[17]，進行了29組試驗，其中24組為零點試驗和分析試驗，5組為中心重點重復實驗，試驗結果如表3所示。

表3 萵筍魚糕工藝研究試驗設計及結果表

用Design-Expert 8.0.6對響應面試驗結果進行二次多元回歸分析[18]，試驗結果見表4，得到回歸方程為感官評定分數Y=86.23-1.49A+2.63B+1.16C+0.5D-1.79AB-1.82AC+0.33AD+0.76BC+0.36BD-0.73CD-4.55A2-2.91B2-2.34C2-5.34D2。

由表4知，模型P＜0.000 1，失擬項為0.063 1不顯著，表示模型極其顯著。本模型決定系數R2=0.945 5，表明試驗所建立的數學回歸模型擬合度良好，矯正系數R2Adj=0.890 9，表明模型能解釋89.09%的響應值變化。因素一次項中A、B以及二次項A2、B2、C2和D2對萵筍魚糕的影響極顯著（P＜0.01），一次項D以及交互項AD、BC、BD和CD對萵筍魚糕影響不顯著（P＞0.05）。試驗結果表明相關因素對本試驗具有較大的影響，響應值的變化不是簡單的線性關系。將4因素中的2種因素固定為0水平，測定剩余2因素的交互作用，通過模型獲取相應的響應面圖[19]和等高線。

表4 回歸模型方差分析結果表

2.2.2 響應面與等高線分析結果

通過Design-Expert 8.0.6軟件，根據回歸分析和回歸方程擬合，得出響應面及對應的等高線分析圖。響應面圖中若圖形越陡峭，則兩者交互作用影響越顯著，越平坦則影響不明顯。等高線圖可以依據其圖形的形狀來判斷其交互影響的程度，若圖形為橢圓且密集則交互現象越明顯[20]。

由響應面分析圖進一步分析了4個因素對魚糕的作用。由圖5可知，魚肉與萵筍添加量對感官評分的影響中，三維曲面圖較為陡峭，等高線圖形為橢圓形且較為緊密，表明魚肉添加量（A）和萵筍添加量（B）交互作用顯著。圖6與圖5有一定的相似性，表明魚肉添加量（A）和生粉添加量（C）交互作用顯著，與前面進行二次多元回歸分析結果一致。

圖7與圖8中三維曲面圖陡峭，但等高線圖形為圓形，表明魚肉添加量（A）和姜粉添加量（D）交互作用與生粉添加量（C）和萵筍添加量（B）交互作用不太顯著。圖9與圖10中，三維曲面圖較陡峭，但等高線圖形接近橢圓形，表明萵筍添加量（B）和姜粉添加量（D）交互作用和姜粉添加量（D）和生粉添加量（C）交互作用較顯著。

2.2.3 驗證試驗結果

根據響應面優化試驗和二次多項回歸方程，用Design-Expert 8.0.6進行分析，預測最佳參數為魚肉111.92 g，萵筍33.24 g，生粉20.53 g，姜粉0.61 g，模型預測感官評分為84.814分。按照上述參數，重復3組試驗，最終得到萵筍魚糕感官評定平均分為82.650分，與預測最佳感官評定分數相差2.164分，相對誤差為2.62%，無顯著差異。結果說明模型擬合度較好，對于萵筍魚糕工藝的研究，應用響應面分析法是可行的，試驗合理。

3 結論

魚糕作為我國傳統食品，營養豐富，口感軟嫩，適合人群較廣，但魚糕產品市場較窄，缺乏創新，本研究在傳統魚糕中加入萵筍，豐富口感，改善營養，拓寬魚糕市場。本研究通過單因素試驗得到最佳比例，魚肉、萵筍、生粉和姜粉添加量分別為100 g、30 g、20 g和0.6 g。利用Design-Expert 8.0.6軟件，結合Box-Behnken響應面法優化，以單因素試驗中感官評定分數為基礎，進行響應面試驗，得到萵筍魚糕最佳工藝為魚肉111.92 g，萵筍33.24 g，生粉20.53 g，姜粉0.61 g。以此工藝制得的產品預測感官評分為84.814分，實際感官評分為82.65分，相對誤差為2.62%。該模型能較好地評價各成分添加量對萵筍魚糕的影響，結果具有可靠性。