響應面優化番茄巴沙魚罐頭制備工藝

譚屬瓊 謝勇武 廖宇星 謝三都 劉蒙佳

摘要：以巴沙魚、番茄為主要原料，配以料酒、米醋、白砂糖等輔料，制備出風味獨特、低卡的即食魚罐頭。以感官評分為評價指標，通過單因素試驗確定米醋添加量、白砂糖添加量、番茄添加量、巴沙魚的油炸時間對罐頭品質的影響。在此基礎上采用四因素三水平響應面試驗對番茄巴沙魚罐頭的制備工藝進行優化，得到最優制備工藝為巴沙魚200 g、米醋添加量3.0%、白砂糖添加量3.6%、番茄添加量88%、油炸時間3.0 min、食鹽添加量0.315%、料酒添加量2.5%、生粉添加量1.875%、生抽添加量2.0%、老抽添加量0.5%，在此工藝下制備的番茄巴沙魚罐頭感官評分為92.05分，品質最佳，口味純正，番茄香氣與魚鮮味融為一體，湯汁濃稠且酸甜適中，組織狀態良好，且檢測結果符合國家罐頭生產標準，豐富了罐頭品類和巴沙魚的加工方式，為消費者提供了更多選擇。

關鍵詞：巴沙魚；番茄；罐頭；響應面法

中圖分類號：TS295.4文獻標志碼：A 文章編號：1000-9973（2023）10-0139-06

Optimization of Preparation Process of Canned Tomato and Pangasius bocourti by Response Surface Methodology

TAN Shu-qiong， XIE Yong-wu， LIAO Yu-xing， XIE San-du， LIU Meng-jia

（School of Life Sciences and Chemistry， Minnan Science and Technology College， Quanzhou 362332， China）

Abstract： With Pangasius bocourti and tomato as the main raw materials， cooking wine， rice vinegar， white granulated sugar as the auxiliary materials， instant canned fish with unique flavor and low calorie is prepared. With sensory score as the evaluation index， the effects of rice vinegar addition amount， white granulated sugar addition amount， tomato addition amount and frying time of Pangasius bocourti on the quality of canned fish are determined by single factor test. On this basis， the four-factor and three-level response surface test is used to optimize the preparation process of canned tomato and Pangasius bocourti. The optimal preparation process is obtained as 200 g Pangasius bocourti， 3.0% rice vinegar， 3.6% white granulated sugar， 88% tomato， frying time 3.0 min， 0.315% salt， 2.5% cooking wine， 1.875% starchy flour， 2.0% light soy sauce and 0.5% dark soy sauce. Under this process， the sensory score of canned tomato and Pangasius bocourti is 92.05， the quality is the best， the taste is pure， the tomato aroma is integrated with fish umami， the soup is thick and it has moderate sweetness and sourness. The texture is good and the testing results meet the national production standards of canned food， which has enriched the canned food categories and processing methods of Pangasius bocourti and provided consumers with more choices.

Key words： Pangasius bocourti; tomato; can; response surface methodology （RSM）

巴沙魚（Pangasius bocourti）又名卡巴沙，是東南亞國家重要的淡水養殖品種，主要分布于柬埔寨、老撾、泰國、越南、中國云南，在我國廣東、廣西、海南及湖南等南方地區引種養殖[1—3]后迅速掀起一股潮流熱浪。該魚具有繁殖快、出肉率高、肉質鮮嫩、色澤呈白色、無肌間刺、魚糜品質好等優點[4]，富含優質蛋白、脂肪、氨基酸和礦物質元素等必需營養素[5]，由于其卡路里低，是減肥或低卡路里飲食者的完美選擇。番茄（Solanum lycopersicum L.）俗稱西紅柿，又稱洋柿子。番茄色澤鮮嫩、酸甜可口，其果實營養成分含量高，可以生食、煮食，也可加工成番茄醬、汁或整果罐藏[6]，熱量低且可為人體提供多種維生素、礦物質，是人體補充番茄紅素的主要來源之一。番茄紅素有“植物黃金”之稱[7—8]，有較強的抗氧化性，因此具有較好的延緩衰老、防癌抗癌等功能，為機體健康提供了重要保障[9—12]。中國作為罐頭進出口大國，在全球罐頭行業占據著重要地位，產品遠銷世界多國，而在我國市場上魚罐頭品種多為鱘魚、金槍魚、帶魚、羅非魚等[13—18]，少見使用巴沙魚作為原材料的魚罐頭，本研究進一步提升了巴沙魚的可利用性，豐富了魚類罐頭的品類，調動了養殖漁民的積極性，解決了淡水魚囤積等問題。番茄巴沙魚罐頭的研制旨在制備一款既能瘦身美顏，又可以為市場提供多元化可能性的即食產品。

本研究在以巴沙魚和番茄為主要原材料的基礎上，以感官評分為指標，在單因素試驗米醋添加量、白砂糖添加量、番茄添加量、油炸時間的基礎上，利用Box-Behnken中心組合試驗設計原理進行工藝優化。制得一款色澤誘人、具有濃郁番茄香氣、魚肉鮮嫩、酸甜可口的即食罐頭。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

優質巴沙魚：購于康美農貿市場；新鮮番茄、食鹽、食用油、生粉、生抽、老抽、料酒、米醋、白砂糖、香葉、蔥、姜、蒜等原料及輔料：購于康美豪利友超市。

1.2 主要儀器設備

C21-SN216型電磁爐 廣東美的生活電器制造有限公司；JJ600型電子秤常熟市雙杰測試儀器廠；GI36D自動壓力蒸汽滅菌器 致微（廈門）儀器有限公司；PHS-25 pH計 上海儀電科學儀器股份有限公司；SPX-150B-Z生化培養箱、SW-9J-1F潔凈工作臺、N-1α手持式糖度計 上海博迅實業有限公司醫療設備廠；SW-CJ-1FDG單人超凈工作臺 上海領儀科技有限公司。

1.3 工藝流程及操作要點

1.3.1 工藝流程

1.3.2 操作要點

原料處理：將巴沙魚洗凈，刮除魚鱗，去頭尾、內臟、魚皮得魚柳，切成長4～5 cm的小段備用；將番茄在80 ℃熱水中漂燙2 min去皮，切成塊狀備用[19]。腌制處理：加入適量料酒、食鹽、生姜腌制20 min去魚腥。油炸：鍋內倒油，待油溫180 ℃時加入蔥段、蒜末、姜片爆香撈出，倒入巴沙魚炸至表面金黃，盛出備用。調味熟化：于半碗清水中加入生粉、生抽、白砂糖、米醋、老抽、料酒，調制調味汁；鍋內倒油，加入番茄炒出汁液，待番茄變軟后加入調味汁和魚肉，轉小火微沸即可。殺菌：將魚肉和醬汁趁熱裝罐并封口，121 ℃殺菌30 min，冷卻得成品。

1.4 產品指標測定

1.4.1 感官評定

根據工藝制備產品，邀請10名食品專業同學分別從色澤、風味、組織形態、口感滋味4個方面進行評分，總分100分，每組做3個平行，計算平均值，感官評分標準見表1。

1.4.2 其他指標測定

凈含量、固形物含量的測定參考《罐頭食品的檢驗方法》[20]；可溶性固形物含量的測定參考鄭平等[21]的方法；pH的測定參考彭飛[22]的方法；菌落總數的測定參考《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數測定》[23]。

1.5 單因素試驗設計

番茄巴沙魚罐頭基礎配方：以巴沙魚200 g為基準，其他輔料按照質量百分比換算。即巴沙魚100%、食鹽0.315%、料酒2.5%、生粉1.875%、生抽2.0%、老抽0.5%，添加適量米醋、白砂糖、番茄。

稱取巴沙魚200 g，油炸（2.0，2.5，3.0，3.5，4.0 min），添加白砂糖（2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%）、番茄（60%、70%、80%、90%、100%）、米醋（2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%）并調味制成番茄巴沙魚罐頭，通過感官評價確定各因素對產品品質的影響。

1.6 響應面試驗設計

根據單因素試驗結果，以米醋添加量、白砂糖添加量、番茄添加量、油炸時間為響應因素，利用Box-Behnken中心組合試驗設計原理進行四因素三水平響應面優化試驗，以感官評價確定番茄巴沙魚罐頭的最佳工藝，響應面試驗因素水平見表2。

1.7 數據分析

利用SPSS 17.0、Excel 2010、Design Expert 12軟件進行數據分析。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果分析

2.1.1 米醋添加量對番茄巴沙魚罐頭品質的影響

米醋添加量對番茄巴沙魚罐頭品質的影響結果見表3。

由表3可知，米醋添加量對番茄巴沙魚罐頭評分的整體趨勢為先上升后下降，風味、組織形態、口感滋味的感官評分均在米醋添加量為3.0%時達到最高；色澤評分也在增加，米醋添加量為4.0%時色澤評分達到最高，這是由于米醋保護了番茄中的維生素C不被破壞，在色澤上達到最佳。當米醋添加量低于3.0%時，魚肉未與湯汁較好地融合，略帶些魚腥味，番茄湯汁偏甜；當米醋添加量高于3.0%時，罐頭風味略微偏酸，與番茄滋味不協調，回味略苦；當米醋添加量為3.0%時，感官評分最高，番茄巴沙魚罐頭具有明顯的番茄香氣，魚肉鮮而不腥，較好地保留了食材的色澤與營養。因此，米醋添加量以3.0%左右為宜。

2.1.2 白砂糖添加量對番茄巴沙魚罐頭品質的影響

白砂糖添加量對番茄巴沙魚罐頭品質的影響結果見表4。

由表4可知，白砂糖添加量對番茄巴沙魚罐頭評分的整體趨勢為先上升后下降，組織形態、口感滋味的評分均在白砂糖添加量3.5%時達到最高；在風味的感官評分方面，白砂糖添加量3.0%與3.5%時相等；色澤評分則在白砂糖添加量3.0%時達到最高，這是由于白砂糖添加過少時，湯汁不黏稠，色澤暗淡；而白砂糖添加過多時，在熬煮過程中白砂糖焦糖化，顏色加深，會影響罐頭的整體色澤。當白砂糖添加量低于3.5%時，番茄巴沙魚罐頭整體風味單調，番茄和湯汁偏酸，魚肉略柴；當白砂糖添加量高于3.5%時，番茄巴沙魚罐頭風味酸味不足，魚肉和湯汁均偏甜；當白砂糖添加量為3.5%時，感官評分最高，此時的番茄巴沙魚罐頭品質上乘，湯汁濃稠，酸甜適中，組織狀態好。因此，白砂糖添加量以3.5%左右為宜。

2.1.3 番茄添加量對番茄巴沙魚罐頭品質的影響

番茄添加量對番茄巴沙魚罐頭品質的影響結果見表5。

由表5可知， 番茄添加量對番茄巴沙魚罐頭評分的整體趨勢為先上升后下降，色澤、風味、組織形態、口感滋味的感官評分均在番茄添加量為90%時達到最高。當番茄添加量低于90%時，番茄巴沙魚罐頭中汁液偏少，湯汁顏色偏淡，缺少番茄特有的香氣；當番茄添加量高于90%時，番茄巴沙魚罐頭中魚肉偏少，湯汁顏色略微過深，整體味道偏酸；當番茄添加量為90%時，感官評分最高，此時巴沙魚肉與番茄的比例協調，湯汁色澤鮮艷誘人，使人口齒留香。因此，番茄添加量以90%左右為宜。

2.1.4 油炸時間對番茄巴沙魚罐頭品質的影響

油炸時間對番茄巴沙魚罐頭品質的影響結果見表6。

由表6可知， 油炸時間對番茄巴沙魚罐頭品質評分的整體趨勢為先上升后下降，色澤、風味、組織形態和口感滋味的評分均在油炸時間為3.0 min時達到最高，這是由于3.0 min的油炸時間處理既不會殘留魚腥味，也不會導致魚肉組織松散過焦。當油炸時間低于3.0 min時，罐頭魚肉腥味略重，組織狀態偏軟，香味不足；當油炸時間高于3.0 min時，罐頭中魚肉組織狀態松散，魚肉不完整，視覺感官不佳；當油炸時間為3.0 min時，感官評分最高，此時的番茄巴沙魚罐頭魚肉完整，口感飽滿，軟嫩滑爽，回味悠長。因此，油炸時間以3.0 min左右為宜。

2.2 響應面試驗結果

通過單因素試驗確定米醋添加量、白砂糖添加量、番茄添加量、油炸時間為考察因素，選擇Design-Expert 12進行四因素三水平的響應面試驗優化番茄巴沙魚罐頭工藝，共設計29組試驗，番茄巴沙魚罐頭響應面試驗結果見表7，模型的方差分析結果見表8。

利用Design-Expert 12 軟件分析可得回歸方程為Y=91.63－1.34A+1.88B－1.44C－1.46D+3.96AB－3.17AC－2.59AD－2.96BC+1.84BD－3.26CD－5.99A2－6.87B2－5.22C2－4.72D2。

由表8可知，模型的P<0.000 1，差異極顯著；失擬項的P=0.166 0＞0.05，差異不顯著，番茄巴沙魚罐頭的感官評分（Y）與米醋添加量（A）、白砂糖添加量（B）、番茄添加量（C）、油炸時間（D）存在線性關系﹐該模型具有統計學意義。B、AB、AC、CD、A2、B2、C2、D2對感官評分的影響極顯著（P<0.01）；A、C、D、AD、BC對感官評分的影響顯著（P＜0.05）。根據F值的大小可知，各因素對罐頭感官評分的影響為白砂糖添加量>油炸時間>番茄添加量＞米醋添加量。相關系數R2=0.938 7，試驗模型RAdj2=0.877 3，信噪比13.643＞4是理想的，表明信號充足，該數據可靠，模型擬合度較高，該模型可用于番茄巴沙魚罐頭感官評分的理論預測。

2.3 各因素交互作用的響應面圖分析

通過Design-Expert 12軟件分析得到番茄巴沙魚罐頭的響應面分析圖，交互作用對響應值影響的響應曲面及等高線見圖1～圖6。

由圖1～圖6可知，感官評分隨著交互項因素的增加呈先上升后下降的趨勢，響應曲面開口朝下且坡度較陡，等高線密集且呈橢圓形，白砂糖添加量對番茄巴沙魚罐頭感官評分的影響最大，油炸時間對番茄巴沙魚罐頭感官評分的影響次之，番茄添加量和米醋添加量的影響相對較小，交互項AB、AC、CD對感官評分的影響極顯著，交互項AD、BC對感官評分的影響顯著，交互項BD對番茄巴沙魚罐頭感官評分的影響不顯著。

利用Design-Expert 12預測的最優工藝為米醋添加量3.000%、白砂糖添加量3.582%、番茄添加量88.363%、油炸時間2.967 min，預測感官評分為91.953分。

2.4 驗證試驗及產品理化指標結果

為便于實際操作，調整工藝為米醋添加量3.0%、白砂糖添加量3.6%、番茄添加量88%、油炸時間3.0 min，進行3次平行試驗得感官評分為92.05分，與預測值基本一致，即所得回歸方程與實際情況有較好的擬合程度，模型可靠。

該罐頭富有番茄紅的色澤，整體無渾濁，具有番茄特有的香氣，無魚腥味，湯汁濃郁，酸甜可口，組織緊密且魚肉完整，巴沙魚肉入口即化。

產品凈含量（150±3） g、固形物含量≥72%、可溶性固形物含量0.08%、pH 6.54，菌落總數符合罐頭商業無菌標準。

3 結論

以番茄和巴沙魚為原料，通過感官評定確定各因素對罐頭品質的影響以及響應面優化試驗，得到番茄巴沙魚罐頭制備的最優工藝：以巴沙魚200 g為基準，米醋添加量3.0%、白砂糖添加量3.6%、番茄添加量88%、油炸時間3.0 min、食鹽添加量0.315%、料酒添加量2.5%、生粉添加量1.875%、生抽添加量2.0%、老抽添加量0.5%，此工藝下感官評分為92.05分。經檢測，番茄巴沙魚罐頭產品凈含量（150±3） g、固形物含量≥72%、可溶性固形物含量0.08%、pH 6.54，菌落總數符合罐頭商業無菌標準。此工藝下制備的罐頭品質佳，具有番茄特有的色澤和風味，與巴沙魚的鮮味融為一體，湯汁濃郁，酸甜可口，組織緊密且魚肉完整，巴沙魚肉入口即化。同時具有低卡優勢，為巴沙魚的生產加工提供了新的途徑，也為魚類罐頭行業提供了更多的生產形式。

參考文獻：

[1]江山，謝敏，曾國清.湖南區域養殖新品種——巴沙魚[J].當代水產，2019（8）：98-99.

[2]任秀芳，高啟平，孫瑞健，等.巴沙魚池塘精養技術[J].科學養魚，2019（7）：36.

[3]陳輝崇，孫漢濱，曹明.巴沙魚產業發展前景探析[J].中國水產，2018（10）：39-41.

[4]何立，李細毛，胡冰悅，等.3種魚糜蛋白質特性及油炸特性比較[J].食品與機械，2022，38（6）：40-44.

[5]姜鵬飛，郭敏強，祁立波，等.巴沙魚與龍利魚肌肉中營養成分分析及安全性評價[J].大連工業大學學報，2018，37（5）：340-344.

[6]張燕，陳國輝，宋振.番茄塊罐頭制作工藝的研究[J].食品工業，2018，39（11）：56-58.

[7]張學杰，王金玉，郭科，等.不同加工番茄品種的加工特性評價[J].食品科學，2009，30（15）：33-35.

[8]ROWLES J L， RANARD K M， SMITH J W， et al. Increased dietary and circulating lycopene are associated with reduced prostate cancer risk： a systematic review and meta-analysis[J].Prostate Cancer and Prostatic Diseases，2017，20（4）：361-377.

[9]HAN H， LIM J W， KIM H Y. Lycopene inhibits activation of epidermal growth factor receptor and expression of cyclooxygenase-2 in gastric cancer cells[J].Nutrients，2019，11（9）：2113.

[10]JEONG Y， LIM J W， KIM H. Lycopene inhibits reactive oxygen species-mediated NF-κB signaling and induces apoptosis in pancreatic cancer cells[J].Nutrients，2019，11（4）：762.

[11]黃若安，賀延苓，趙明霞，等.番茄紅素的抗癌功效及其生物學機制的研究進展[J].藥物生物技術，2022，29（2）：217-220.

[12]岳云雙，周曉璐，馬晨，等.體外發酵番茄紅素的益生元作用[J].中國食品學報，2022，22（7）：40-48.

[13]相玉秀，邱佳興，郭玲玲.番茄醬糖醋帶魚罐頭的工藝研制[J].肉類工業，2018（5）：14-16，19.

[14]林莉莉，姚春霞.黃豆油浸金槍魚罐頭生產技術[J].現代食品，2018（20）：151-153.

[15]呂倩倩，白冬，王婷，等.鰹魚軟罐頭食品的加工工藝技術研究[J].浙江海洋學院學報（自然科學版），2016，35（5）：403-409.

[16]王素華，胡靜，段振華，等.金槍魚罐頭調味汁配方的研制[J].水產科技情報，2014，41（1）：39-42.

[17]王文勇，張英慧，賴長生.羅非魚帶骨魚排罐頭的加工工藝研究[J].中國調味品，2017，42（8）：99-105.

[18]任華，蘭澤橋，答和慶，等.鱘魚罐頭食品的五種生產工藝[J].江西水產科技，2015（3）：45-48.

[19]張彩芳，羅雙群，高愿軍.番茄醬加工過程中Vc含量變化及控制研究[J].河南工業大學學報（自然科學版），2019，40（3）：63-66，85.

[20]國家質量監督檢驗檢疫總局，國家標準化管理委員會.罐頭食品的檢驗方法：GB/T 10786－2006[S].北京：中國標準出版社，2006.

[21]鄭平，王在謙，李秀萍，等.果醋釀造中糖度測定方法及酒精度和酸度對糖度測定的影響[J].中國調味品，2015（9）：16-20.

[22]彭飛.我國傳統泡菜自然發酵與接種發酵中微生物及其代謝特性研究[D].南昌：南昌大學，2015.

[23]國家食品藥品監督管理總局，國家衛生和計劃生育委員會.食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數測定：GB 4789.2－2016[S].北京：中國標準出版社，2016.