響應(yīng)面法優(yōu)化集安板栗調(diào)味醬配方

邵信儒，汪睿，齊丹賀，鄭爽，盛奇思，李茂玲

(1.通化師范學(xué)院 長白山食用植物資源開發(fā)工程中心，吉林 通化 134000；2.通化師范學(xué)院 制藥與食品科學(xué)學(xué)院，吉林 通化 134000)

板栗俗稱栗子，是殼斗科栗屬植物，有“干果之王”的美稱。集安板栗產(chǎn)于吉林集安市，其果實(shí)皮薄、肉質(zhì)細(xì)膩、甜軟適口，在市場上享有盛譽(yù)。集安板栗含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、維生素A、維生素B1、維生素C以及多種礦物質(zhì)，具有養(yǎng)胃健脾、補(bǔ)腎強(qiáng)筋、治療反胃、腰腿軟弱、消除疲勞等滋補(bǔ)功效[1]。2007年12月12日，集安板栗獲得地理標(biāo)志產(chǎn)品保護(hù)，目前，集安板栗種植面積發(fā)展到22800畝[2]。但由于集安板栗鮮果期短，采摘后含水量高，對(duì)干、熱、水分和溫度均較為敏感，不易貯存，主要以鮮銷為主，產(chǎn)品附加值低，嚴(yán)重制約了集安板栗產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展[3]。

本研究以集安板栗為主要原料，輔以山藥、紅糖，通過單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化集安板栗調(diào)味醬的配方，可為集安板栗資源的開發(fā)利用提供新途徑，提高其綜合利用的附加值。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑和儀器

1.1.1 材料與試劑

板栗(采摘于集安市)、山藥(購買于當(dāng)?shù)剞r(nóng)貿(mào)市場)、

紅糖、檸檬酸、黃原膠等(均為食品級(jí)添加劑)。

1.1.2 儀器

AL104型分析天平 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；CT3型質(zhì)構(gòu)儀 美國Brookfield公司；RT300型便攜式表面色度計(jì) 英國Tintometer公司；IH-MP2106C型電磁爐 佛山市富士寶電氣科技股份有限公司；DY2009-032-00型立式壓力蒸汽滅菌鍋 上海東亞壓力容器制造有限公司；FJ200-S型數(shù)顯高速分散均質(zhì)機(jī) 上海標(biāo)本模型廠。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程[4]

板栗→清洗、挑選→熱燙→去皮→打漿→調(diào)配→濃縮→灌裝→殺菌→冷卻→成品。

1.2.2 操作要點(diǎn)

選用新上市的飽滿、完整的集安板栗，除去有病蟲害、霉變及破損的籽粒，用95～100 ℃熱水燙漂8～15 min，直至板栗殼變軟，撈起去皮。加水打漿后加入山藥、紅糖、檸檬酸、黃原膠進(jìn)行調(diào)配，加熱濃縮至板栗調(diào)味醬成型，灌裝后放入蒸汽滅菌器內(nèi)進(jìn)行滅菌，冷卻后即為成品。

1.2.3 單因素試驗(yàn)

分別考察紅糖添加量(5%，10%，15%，20%，25%)、檸檬酸添加量(0.6%，0.8%，1.0%，1.2%，1.4%)、黃原膠添加量(0.02%，0.04%，0.06%，0.08%，0.1%)、板栗與山藥比例(8∶2，6∶4，5∶5，4∶6，2∶8)對(duì)集安板栗調(diào)味醬品質(zhì)的影響，固定水平為紅糖添加量20%、檸檬酸添加量1.0%、黃原膠添加量0.06%、板栗與山藥比例6∶4。

1.2.4 響應(yīng)面試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果和Box-Benhnken的中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理，以紅糖添加量(A)、檸檬酸添加量(B)和黃原膠添加量(C)為自變量，以產(chǎn)品感官評(píng)分(Y)為響應(yīng)值，進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)，各因素變化值及編碼見表1。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平表Table 1 Factors and levels of response surface design %

1.2.5 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

集安板栗調(diào)味醬感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表2[5，6]。

表2 集安板栗調(diào)味醬感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory scoring criteria of Ji'an chestnut sauce

1.2.6 質(zhì)構(gòu)測定

采用TA10探頭，測試速度0.50 mm/s，返回速度0.50 mm/s，測試距離10 mm，觸發(fā)點(diǎn)負(fù)載3 g，循環(huán)次數(shù)1次，分析集安板栗調(diào)味醬的質(zhì)構(gòu)特性。

1.2.7 色度測定

取20 g樣品置于保鮮袋中，將其按壓成5 mm的薄層，采用色度計(jì)測定其Lab值。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 紅糖添加量對(duì)集安板栗調(diào)味醬品質(zhì)的影響

不同的紅糖添加量對(duì)產(chǎn)品的組織狀態(tài)、口感和色澤有較大影響。紅糖添加量為5%時(shí)，甜味不明顯，產(chǎn)品呈淺黃色；紅糖添加量為10%時(shí)，紅糖滋味較淡，產(chǎn)品呈黃色；紅糖添加量為15%時(shí)，有一定的紅糖味道，產(chǎn)品呈淺黃棕色；紅糖添加量為20%時(shí)，紅糖滋味濃郁，產(chǎn)品呈黃棕色，顏色自然；紅糖添加量為25%時(shí)，紅糖滋味過重，掩蓋了板栗和山藥的味道，且在加熱濃縮時(shí)易發(fā)生焦糖化反應(yīng)，使產(chǎn)品顏色變深。因此，選擇紅糖添加量為10%～20%作為響應(yīng)面的考察范圍。

2.1.2 檸檬酸添加量對(duì)集安板栗調(diào)味醬品質(zhì)的影響

檸檬酸添加量對(duì)產(chǎn)品的口味有顯著的影響，隨著檸檬酸添加量的增加，產(chǎn)品的酸味逐漸提高，甜味逐漸降低。當(dāng)檸檬酸添加量為0.6%時(shí)，產(chǎn)品甜味突出，酸味不明顯，口感較膩；當(dāng)檸檬酸添加量為1.4%時(shí)，產(chǎn)品酸澀感明顯，掩蓋了板栗的香味；當(dāng)檸檬酸添加量為0.8%～1.2%時(shí)，產(chǎn)品酸甜適口，風(fēng)味協(xié)調(diào)。

2.1.3 黃原膠添加量對(duì)集安板栗調(diào)味醬品質(zhì)的影響

黃原膠添加量對(duì)產(chǎn)品的組織狀態(tài)有較大影響。黃原膠添加量為0.02%時(shí)，產(chǎn)品粘性小，流動(dòng)性強(qiáng)，易產(chǎn)生醬體流散、脫水等問題；黃原膠添加量為0.04%時(shí)，產(chǎn)品粘性較低，流動(dòng)性較好，涂抹性較好；黃原膠添加量為0.06%時(shí)，產(chǎn)品粘性適中，流動(dòng)性好，易涂抹；黃原膠添加量為0.08%時(shí)，產(chǎn)品粘性較大，流動(dòng)性較差；黃原膠添加量為0.10%時(shí)，產(chǎn)品粘性大，產(chǎn)品流動(dòng)性差，不易涂抹。綜合考慮，黃原膠添加量在0.04%～0.08%范圍內(nèi)較適宜。

2.1.4 板栗與山藥比例對(duì)集安板栗調(diào)味醬品質(zhì)的影響

不同比例的板栗與山藥對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)有一定影響。其比例為8∶2時(shí)，板栗味道過濃，無山藥滋味，產(chǎn)品粘稠，流動(dòng)性差，不易涂抹，顏色較深；其比例為6∶4時(shí)，板栗味道濃郁，且有一定的山藥香味，兩者風(fēng)味協(xié)調(diào)，產(chǎn)品流動(dòng)性好，粘性適中，顏色自然明亮；其比例為5∶5時(shí)，板栗味道較淡；其比例為4∶6時(shí)，板栗味道不突出；其比例為2∶8時(shí)，無板栗香味，山藥味突出，且產(chǎn)品粘性低，顏色較淺。因此，本研究采用板栗與山藥的比例為6∶4。

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)

2.2.1 試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析

利用Design Expert軟件對(duì)響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行二次多元回歸擬合，得到回歸方程如下：Y=88.61+1.26A+1.34B-0.37C+0.14AB-0.75AC+0.20BC-1.03A2-0.82B2-0.71C2。方差分析結(jié)果見表3，可知回歸方程模型極顯著(P<0.0001)，失擬項(xiàng)不顯著(P=0.2384>0.05)，模型調(diào)整決定系數(shù)(RAdj2=0.9911)，模型的預(yù)測值與實(shí)際值擬合度高。同時(shí)，分析可知各因素中檸檬酸添加量對(duì)板栗調(diào)味醬感官評(píng)分的影響最大，其次為紅糖添加量，最后是黃原膠添加量。

2.2.2 交互作用分析

在其他因素條件不變的情況下，分析各因素交互作用對(duì)集安板栗調(diào)味醬感官評(píng)分的影響，結(jié)果見圖1。

a.紅糖添加量和黃原膠添加量

b.檸檬酸添加量和黃原膠添加量圖1 顯著交互作用對(duì)集安板栗調(diào)味醬感官評(píng)分的影響Fig.1 The effect of significant interaction on sensory score of Ji'an chestnut sauce

由圖1可知，紅糖添加量與黃原膠添加量的交互作用對(duì)板栗調(diào)味醬感官評(píng)分的影響達(dá)到極顯著水平，紅糖添加量在二者交互作用的影響中起主要作用；檸檬酸添加量與黃原膠添加量的交互作用對(duì)板栗調(diào)味醬感官評(píng)分的影響顯著，檸檬酸添加量在二者交互作用的影響中起主要作用；紅糖添加量與檸檬酸添加量的交互作用對(duì)板栗調(diào)味醬感官評(píng)分的影響不顯著。

2.2.3 回歸方程綜合尋優(yōu)與試驗(yàn)驗(yàn)證

回歸模型方差分析表見表3。

表3 回歸模型方差分析表Table 3 Regression model variance analysis table

注：**為差異極顯著(p<0.01)；*為差異顯著(p<0.05)。

結(jié)合回歸模型的數(shù)學(xué)分析并由Design-Expert Trial分析得到集安板栗調(diào)味醬的最佳配方為紅糖添加量19.5%，檸檬酸添加量1.1%，黃原膠添加量0.05%，在此條件下得到集安板栗調(diào)味醬的感官評(píng)分預(yù)測值為89.78。采用已優(yōu)化的最佳配方進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，得到集安板栗調(diào)味醬的感官評(píng)分的平均值為89.50，與模型預(yù)測值的偏差小，說明模型可靠。制得的集安板栗調(diào)味醬流動(dòng)性好，粘性適中，易涂抹，酸甜適口，口感細(xì)膩，具有濃郁的板栗和山藥香味，色澤自然明亮，呈黃棕色。

2.3 質(zhì)構(gòu)測定

圖2 集安板栗調(diào)味醬的質(zhì)構(gòu)分析Fig.2 Texture analysis of Ji'an chestnut sauce

將最佳配方得到的產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析，由圖2可知其粘力為20.00 g，粘性為2.11 mJ，彈力為0.02，拉絲長度為9.44 mm，硬度為60.5 g。

2.4 色度測定

將最佳配方得到的產(chǎn)品進(jìn)行色度測定，其L值為60.51，a值為7.65，b值為37.44。

3 結(jié)論

以集安板栗為主要原料，通過單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面試驗(yàn)確定集安板栗調(diào)味醬的配方，最佳配方為紅糖添加量19.5%，檸檬酸添加量1.1%，黃原膠添加量0.05%。制得的集安板栗調(diào)味醬流動(dòng)性好，粘性適中，易涂抹，酸甜適口，口感細(xì)膩，具有濃郁的板栗和山藥香味，色澤自然明亮，呈黃棕色。其粘力為20.00 g，粘性為2.11 mJ，彈力為0.02，拉絲長度為9.44 mm，硬度為60.5 g。L值為60.51，a值為7.65，b值為37.44。

[1]李鳳林,張麗麗.板栗果酒生產(chǎn)工藝的初步探討[J].江蘇調(diào)味副食品,2006,23(3):13-15.

[2]呂潔.“栗栗”生香——集安板栗[J].食品安全導(dǎo)刊,2013(14):69.

[3]高海生,常學(xué)東,蔡金星,等.我國板栗加工產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].中國食品學(xué)報(bào),2006(1):429-436.

[4]邵信儒,孫海濤,徐晶,等.山榛蘑蒜茸調(diào)味醬生產(chǎn)工藝的研究[J].中國調(diào)味品,2010,35(8):75-77.

[5]王立江,裴秀秀.黑豆花生調(diào)味醬的研制[J].中國調(diào)味品,2015，40(3):91-95.

[6]孫海濤,高玉超.毛酸漿番茄復(fù)合調(diào)味醬的研制[J].中國調(diào)味品,2013,38(12):58-59.