響應面分析法提高腐竹產(chǎn)率研究

肖付剛，候雪貝，屠青霞

(許昌學院食品與生物工程學院，河南許昌461000)

腐竹是以黃豆和水為主要原料，由變性蛋白質(zhì)分子之間發(fā)生碰撞，并與脂肪結合而聚結形成的蛋白質(zhì)-脂類薄膜［1］．腐竹營養(yǎng)價值豐富，深受大眾喜愛．本研究利用國家標準允許使用的添加劑蔗糖酯、海藻酸鈉、焦磷酸鈉，對提高腐竹產(chǎn)率的工藝條件進行優(yōu)化，力求添加符合國家標準的食品添加劑，達到提高腐竹產(chǎn)率的目的，同時保證腐竹的安全性，使腐竹制品生產(chǎn)有更大的進步．

1 材料與設備

東北大豆，礦泉水，蔗糖酯(SE-11)(日本三菱化學株式會社)，海藻酸鈉(青島明月海藻集團有限公司)，焦磷酸鈉(柳州格富食品科技股份有限公司)．

九陽豆?jié){機，玻璃浮計，101-2AB電熱鼓風干燥箱，B-220恒溫水浴鍋，YP2002N電子天平．

2 實驗方法

2．1 工藝流程

腐竹制備的工藝流程如圖1所示．

圖1 制備工藝流程

2．2 操作要點

2．2．1 篩選

選擇光澤好，無發(fā)芽，顆粒均勻且飽滿的大豆，除去劣質(zhì)大豆和碎石等雜質(zhì)．

2．2．2 稱豆、清洗

稱取篩選好的大豆，用自來水清洗大豆表面灰塵及臟污．

2．2．3 泡豆脫皮

將大豆置于65℃水浴鍋中浸泡1 h，使豆瓣中間淺黃無硬心［2］，除去外皮．

2．2．4 打漿煮漿

將大豆和水倒入豆?jié){機中進行打漿煮漿，然后將一定比例的蔗糖酯、海藻酸鈉、焦磷酸鈉溶液置于豆?jié){中，攪拌均勻．

2．2．5 過濾

將漿液紗布進行過濾去除豆?jié){中的豆渣．

2．2．6 注漿揭皮

將豆?jié){倒入成型盆中，90℃下揭皮;切勿使豆?jié){煮沸，嚴格控制揭皮時間．

2．2．7 晾竹烘干

將腐竹放在通風處晾干1．5 h，然后置于65℃的電熱鼓風干燥箱中烘干．

2．2．8 稱重包裝

將腐竹稱重，包裝封口置于干燥處．

3 實驗設計及結果分析

3．1 單因素實驗

3．1．1 蔗糖酯影響腐竹產(chǎn)率的研究

設定焦磷酸鈉和海藻酸鈉添加量分別為大豆質(zhì)量的0．06%和0．30%，蔗糖酯添加量為0、0．25%、0．50%、0．75%、1%，蔗糖酯對腐竹產(chǎn)率影響的結果見圖2．蔗糖酯對蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物具有良好的乳化分散作用，促使以上物質(zhì)相互凝聚，有利于腐竹形成．由圖2可知，隨著蔗糖酯添加量的增加，腐竹產(chǎn)率呈現(xiàn)先上升又下降的趨勢，在蔗糖酯添加量為0．5%時，腐竹產(chǎn)率最高．

3．1．2 海藻酸鈉影響腐竹產(chǎn)率的研究

確定蔗糖酯和焦磷酸鈉添加量為 0．50%、0．06%，海藻酸鈉添加量為 0、0．10%、0．30%、0．50%、0．70%，腐竹產(chǎn)率結果如圖3所示．海藻酸鈉是增稠劑，增加漿液粘稠度利于腐竹形成．但當海藻酸鈉的濃度升高到一定程度時，漿液粘稠度增大，反而會影響蛋白質(zhì)、脂肪的聚合，影響腐竹的形成．由圖3可知，腐竹產(chǎn)率最高時，海藻酸鈉添加量為0．30%．

圖2 蔗糖酯添加量對腐竹產(chǎn)率的影響

圖3 不同海藻酸鈉添加量對腐竹產(chǎn)率的影響

3．1．3 焦磷酸鈉影響腐竹產(chǎn)率的研究

在蔗糖酯和海藻酸鈉的添加量分別是0．50%、0．30%的條件下，不斷改變焦磷酸鈉的添加量，分別為0、0．02%、0．04%、0．06%、0．08%，其對腐竹產(chǎn)率影響結果見圖4．焦磷酸鈉作為保水劑，在腐竹烘干的過程中，可保持更多水分使腐竹質(zhì)量增加．但超過一定量后，會影響腐竹的形成，反而使產(chǎn)率下降，故最佳添加量為0．06%．

3．2 響應面分析實驗優(yōu)化最佳配方

3．2．1 響應面試驗結果與分析

在單因素試驗的基礎上，利用Box-Behnken設計原理進行三因素三水平的響應面分析試驗［3］，試驗因素水平編碼見表1．

圖4 不同焦磷酸鈉添加量對腐竹產(chǎn)率的影響

表1 Box-Behnken設計試驗因素水平編碼表

3．2．2 響應面試驗結果

試驗分析方案及結果見表2(1～12是析因?qū)嶒灒?3～17是中心實驗)．

表2 響應面試驗方案及結果

采用design expert軟件對表2中試驗數(shù)據(jù)進行多元回歸擬合，獲得腐竹產(chǎn)率(Y)的回歸方程如下:

式中:蔗糖酯(A)、海藻酸鈉(B)、焦磷酸鈉(C)在設計中均經(jīng)量綱線性編碼處理，故各因素對指標值的影響程度及影響方向分別通過各項系數(shù)絕對值的大小及正負來反映．

3．2．3 方差分析

對腐竹產(chǎn)率的數(shù)學模型進行方差分析，結果見表3．由表3可知，本實驗選用的模型有較好的顯著性(P=0．014 9);失擬項為0．103 7，在 α =0．05 的水平上不顯著;R2=0．882 4 ＞0．85，說明該模型能夠描述實驗結果，擬合程度較好，以上數(shù)據(jù)說明各因素與響應值之間的關系可用該模型來函數(shù)化［4］．回歸方程的一次項和二次項均有顯著，說明各因素對腐竹產(chǎn)率的影響不是簡單的線性關系．

表3 回歸模型方差分析表

3．2．4 響應面和等高線分析

通過響應面的形狀，可以直觀地反應各因素對腐竹產(chǎn)率的影響，坡度越陡，表明對響應值的影響越大，坡度平緩則說明影響較小;等高線的形狀用來反應兩因素交互作用的顯著性，橢圓表示交互作用顯著，圓形則與之相反［5］．蔗糖酯與海藻酸鈉交互作用對腐竹產(chǎn)率影響的響應面圖和等高線圖見圖5，6，7．綜合觀察這三組響應面圖可知，海藻酸鈉和蔗糖酯對腐竹產(chǎn)率的影響最顯著，表現(xiàn)為坡度較陡;而焦磷酸鈉影響較?。傻雀呔€圖可以看出，海藻酸鈉和蔗糖酯的交互作用對腐竹產(chǎn)率較為顯著，表現(xiàn)為等高線密集，呈橢圓型．

圖5 蔗糖酯與海藻酸鈉交互作用對腐竹產(chǎn)率影響的響應面圖和等高線圖

圖6 蔗糖酯與焦磷酸鈉交互作用對腐竹產(chǎn)率影響的響應面圖和等高線圖

圖7 海藻酸鈉與焦磷酸鈉交互作用對腐竹產(chǎn)率影響的響應面圖和等高線圖

3．3 優(yōu)化與驗證

優(yōu)化得到腐竹產(chǎn)率的最佳工藝條件為:蔗糖酯添加量為0．59%，海藻酸鈉為0．40%，焦磷酸鈉為0．08%，預測腐竹產(chǎn)率可達到31．77%．為了驗證模型的預測性，即在最佳工藝條件下進行3次平行實驗，得到腐竹平均產(chǎn)率為30．82%，與預測值31．77%相差不大，充分說明模型優(yōu)化條件較為準確，響應面法可用于優(yōu)化腐竹產(chǎn)率最佳工藝參數(shù)．

4 結論

通過單因素實驗分析蔗糖酯、海藻酸鈉和焦磷酸鈉對腐竹產(chǎn)率的影響，并通過響應面分析實驗進行優(yōu)化．確定提高腐竹產(chǎn)率的最佳添加量為:蔗糖酯為0．59%，海藻酸鈉為0．4%，焦磷酸鈉為0．08%，在此條件下腐竹產(chǎn)率達31．77%．驗證試驗說明模型優(yōu)化條件較為準確．本實驗確定配方所用添加劑的量均在國家標準范圍內(nèi)，添加量少節(jié)省費用，且能提高腐竹產(chǎn)率，對腐竹生產(chǎn)有一定的借鑒．

［1］ 張弘澧．優(yōu)質(zhì)腐竹的生產(chǎn)要求［J］．食品科學，1992，13(2):23-25．

［2］ 路來翠．腐竹主要有哪些營養(yǎng)價值［J］．監(jiān)督與選擇，2006(4):48-49．

［3］ 劉海軍，黃寶旭，蔣德超．響應面分析法優(yōu)化艾葉多糖提取工藝研究［J］．食品科學，2009，30(2):114-118．

［4］ 王淑霞，李愛梅，張俊杰，等．響應面分析法優(yōu)化龍眼核中多酚物質(zhì)提取工藝［J］．食品科學，2011，32(10):35-39．

［5］ 王振字，周 芳，趙 鑫．響應面分析法優(yōu)化超聲波提取大果啥棘總黃酮工藝［J］．中國食品學報，2007，7(6):44-51．