響應(yīng)面法優(yōu)化蘑菇山菌湯火鍋底料的制備工藝

王豐，李想，唐建華

(1.浙江商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 烹飪系，杭州 310053；2.四川旅游學(xué)院 烹飪學(xué)院，成都 610100；3.揚(yáng)州大學(xué) 旅游烹飪學(xué)院·食品科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225127)

蘑菇山菌湯火鍋是傳統(tǒng)火鍋的提升產(chǎn)品，以多種調(diào)味品為原料，經(jīng)過特殊風(fēng)味設(shè)計(jì)后，采用獨(dú)特配方制作而成[1]。蘑菇山菌湯火鍋底料中具有多種呈味成分，表現(xiàn)出復(fù)雜的口感。蘑菇山菌湯火鍋底料生產(chǎn)企業(yè)水平差異較大，因此市售蘑菇山菌湯火鍋底料的品質(zhì)也具有較大的差異[2-3]。本文在試驗(yàn)過程中，對蘑菇山菌湯火鍋底料的生產(chǎn)制備工藝進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，通過響應(yīng)面回歸方程進(jìn)行蘑菇山菌湯火鍋底料制備工藝優(yōu)化，為自動(dòng)化生產(chǎn)制備過程提供了參考。

1 火鍋底料樣品制備與測定評價(jià)方法

蘑菇山菌湯火鍋底料制備過程中，選用與普通火鍋相同的基礎(chǔ)材料，主要包含辣椒、牛油、食鹽、蔥、姜、蒜、花椒等，另外加入豆瓣以及復(fù)合香辛料[4-5]。在底料制備過程中，所選用的辣椒、花椒以及復(fù)合香辛料要求品質(zhì)優(yōu)良，無霉變現(xiàn)象，炒香后進(jìn)行粉碎[6]。將原材料和調(diào)味品按照配比要求混合，采用自動(dòng)炒鍋進(jìn)行炒制，炒制完成后利用水平自動(dòng)包裝機(jī)進(jìn)行包裝，包裝完成后進(jìn)行氣流冷卻[7]。

火鍋底料樣品制備完成后，由感官質(zhì)量評議專家組對火鍋底料品質(zhì)進(jìn)行單因素感官評價(jià)，由于火鍋底料僅可直接進(jìn)行組織形態(tài)評價(jià)，無法進(jìn)行其他因素的直接評價(jià)，因此將火鍋底料加水煮沸后，觀察料湯的色澤和渾湯度，加入土豆片煮熟后進(jìn)行品嘗，對滋味和香味進(jìn)行評價(jià)[8-10]。蘑菇山菌湯火鍋底料感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 蘑菇山菌湯火鍋底料感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

感官評價(jià)完成后，計(jì)算蘑菇山菌湯火鍋底料綜合指標(biāo)，根據(jù)不同評價(jià)指標(biāo)對蘑菇山菌湯火鍋底料品質(zhì)的影響程度，在試驗(yàn)基礎(chǔ)上確定各指標(biāo)在綜合品質(zhì)評價(jià)過程中所占比例，綜上所述，蘑菇山菌湯火鍋底料綜合指標(biāo)可表示為：

2 試驗(yàn)測定與結(jié)果分析

蘑菇山菌湯火鍋底料制備過程中，對品質(zhì)產(chǎn)生影響的因素主要包括底料炒制時(shí)間、底料炒制溫度、自動(dòng)炒鍋旋轉(zhuǎn)速度、豆瓣用量以及復(fù)合香辛料用量[11]。本文為進(jìn)行蘑菇山菌湯火鍋底料制備工藝優(yōu)化，設(shè)計(jì)以底料品質(zhì)綜合指標(biāo)分值為響應(yīng)面的組合試驗(yàn)，蘑菇山菌湯火鍋底料制備工藝響應(yīng)面法試驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù)見表2。

表2 制備工藝響應(yīng)面法試驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù)表

按照表2設(shè)計(jì)的蘑菇山菌湯火鍋底料制備工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化結(jié)果及綜合評價(jià)結(jié)果見表3，其中第1～26組試驗(yàn)為影響因素分析試驗(yàn)組，第27～36組為驗(yàn)證試驗(yàn)組。

表3 火鍋底料制備工藝優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果

續(xù) 表

試驗(yàn)完成后，采用統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，建立蘑菇山菌湯火鍋底料制備工藝條件與火鍋底料綜合評價(jià)指標(biāo)之間的二階響應(yīng)回歸模型[12]?；貧w方程、回歸方程各項(xiàng)以及制備工藝因素方差分析結(jié)果見表4。

表4 回歸方程、回歸方程各項(xiàng)以及制備工藝因素方差分析

續(xù) 表

由表4可知，二階響應(yīng)回歸模型的F=20.42且P<0.0001，表明該二階響應(yīng)回歸模型具有較好的擬合效果。二階響應(yīng)回歸模型的一次項(xiàng)和二次項(xiàng)的P<0.0001，表明該二階響應(yīng)回歸模型的自變量與因變量之間具有極顯著關(guān)系，且交互項(xiàng)的P>0.05，表明交互項(xiàng)對方程因變量的影響較小。

對蘑菇山菌湯火鍋底料制備工藝的影響程度進(jìn)行分析，建立以制備工藝為自變量，以組織形態(tài)、色澤、渾湯度、香味以及滋味綜合評價(jià)指標(biāo)為響應(yīng)值的二階響應(yīng)回歸模型方程為：

Y=-699.133+4.85625T+18.25104D+5.47492W+3.342917R+44.44792S-0.0814177T2-0.482292D2-0.014292W2-0.045167R2-36.19792S2-0.03TD+0.00025TW-0.002TR-0.04375TS-0.00875DW-0.00375DR+0.671875DS-0.002WR-0.015625WS-

0.11875RS。

二階響應(yīng)回歸模型的可信度參數(shù)見表5。

表5 二階響應(yīng)回歸模型可信度參數(shù)

由表5可知，二階響應(yīng)回歸模型方程的決定系數(shù)為0.9646，表明蘑菇山菌湯火鍋底料綜合評價(jià)值有96.46%受蘑菇山菌湯火鍋底料制備工藝參數(shù)底料炒制時(shí)間、底料炒制溫度、自動(dòng)炒鍋旋轉(zhuǎn)速度、豆瓣用量以及復(fù)合香辛料用量的影響。二階響應(yīng)回歸模型誤差為1.2023，表明該二階響應(yīng)回歸模型方程對試驗(yàn)結(jié)果能夠進(jìn)行較好的擬合，且試驗(yàn)誤差較小，具有較高的穩(wěn)定性，能夠?qū)χ苽涔に噮?shù)與綜合評價(jià)響應(yīng)值之間的真實(shí)響應(yīng)關(guān)系進(jìn)行較好的描述。綜上所述，可利用該二階響應(yīng)回歸模型方程對蘑菇山菌湯火鍋底料制備工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

3 火鍋底料制備工藝響應(yīng)面分析

蘑菇山菌湯火鍋底料綜合評價(jià)值與制備工藝參數(shù)底料炒制時(shí)間、底料炒制溫度、自動(dòng)炒鍋旋轉(zhuǎn)速度、豆瓣用量以及復(fù)合香辛料用量之間構(gòu)成響應(yīng)面圖，可用于進(jìn)行制備工藝參數(shù)之間的相互作用分析。

為了使響應(yīng)面圖能夠更加清晰地體現(xiàn)蘑菇山菌湯火鍋底料制備過程中工藝因素之間的相互關(guān)系，本文在進(jìn)行響應(yīng)面分析時(shí)，固定底料炒制溫度為180 ℃，復(fù)合香辛料用量為0.6%，自動(dòng)炒鍋旋轉(zhuǎn)速度為30 r/min，構(gòu)建豆瓣用量和底料炒制時(shí)間與蘑菇山菌湯火鍋底料綜合評價(jià)值之間的響應(yīng)面，豆瓣用量和底料炒制時(shí)間對綜合評分的響應(yīng)面見圖1。

圖1 豆瓣用量和底料炒制時(shí)間對綜合評分的響應(yīng)面

由圖1可知，蘑菇山菌湯火鍋底料制備過程中，豆瓣用量和炒制時(shí)間對火鍋底料的綜合評分影響程度表現(xiàn)為拋物線形式，且響應(yīng)面值具有穩(wěn)定點(diǎn)。響應(yīng)面穩(wěn)定點(diǎn)綜合指標(biāo)估計(jì)值見表6。

表6 綜合指標(biāo)估計(jì)值

根據(jù)以上蘑菇山菌湯火鍋底料制備工藝參數(shù)優(yōu)化結(jié)果，確定制備工藝參數(shù)(見表7)，并以此制備工藝參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。

表7 制備工藝響應(yīng)面法試驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù)表

4 試驗(yàn)驗(yàn)證

根據(jù)蘑菇山菌湯火鍋底料制備工藝參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，綜合考慮蘑菇山菌湯火鍋底料制備試驗(yàn)過程中的可操作性，調(diào)整設(shè)計(jì)試驗(yàn)過程所用制備工藝參數(shù)為炒制時(shí)間27 min，炒制溫度185 ℃，炒鍋旋轉(zhuǎn)速度31 r/min，豆瓣用量16.8%，復(fù)合香辛料用量0.66%，以此制備工藝參數(shù)進(jìn)行3組試驗(yàn)，試驗(yàn)完成后分別對蘑菇山菌湯火鍋底料的組織形態(tài)、色澤、渾湯度、香味以及滋味等評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行測定，并按照蘑菇山菌湯火鍋底料綜合指標(biāo)計(jì)算其綜合評價(jià)分值。試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果見表8。

表8 制備工藝試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果

由表8可知，對利用響應(yīng)面法設(shè)計(jì)的蘑菇山菌湯火鍋底料制備工藝參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，測定所得蘑菇山菌湯火鍋底料綜合評分為90.71分，與預(yù)測值之間的偏差為2.67%，其中蘑菇山菌湯火鍋底料組織形態(tài)指標(biāo)評分均值為90.4分，蘑菇山菌湯火鍋底料色澤指標(biāo)評分均值為91.2分，蘑菇山菌湯火鍋底料渾湯度指標(biāo)評分均值為89.4分，蘑菇山菌湯火鍋底料香味指標(biāo)評分均值為90分，蘑菇山菌湯火鍋底料滋味指標(biāo)評分均值為92分。

5 結(jié)論

本文利用響應(yīng)面法構(gòu)建二階響應(yīng)回歸模型方程，對蘑菇山菌湯火鍋底料制備工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化及試驗(yàn)驗(yàn)證，所得到的火鍋底料較硬，形態(tài)規(guī)整，色澤紅潤油亮，香味濃郁突出、醇厚，麻辣適中，回味濃郁。表明試驗(yàn)測定結(jié)果與預(yù)測結(jié)果之間具有極好的吻合度，因此該二階響應(yīng)回歸模型方程可用于實(shí)踐指導(dǎo)。