響應(yīng)面法優(yōu)化黑蒜雞樅菌醬制備工藝

賈慶超，梁艷美，張宇恒

(1.鄭州科技學(xué)院 食品科學(xué)與工程學(xué)院，鄭州 450064；2.安陽工學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與信息工程學(xué)院，河南 安陽 455000)

雞樅菌，別名雞絲菇、雞耳菌，隸屬于傘菌目、自蘑科、雞樅菌屬[1]，是一類與大白蟻共存的野生大型真菌子實(shí)體，肉質(zhì)肥厚，質(zhì)地細(xì)嫩，滋味鮮美，為菌中之冠，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)表明，雞樅菌對降低血糖有明顯效果，含各種人體必需的氨基酸[2-4]，能健脾胃，提高人體的免疫力，是一款優(yōu)良的保健食品。黑蒜是由普通新鮮大蒜在發(fā)酵箱中發(fā)酵2～3個月后制得的，改變了原有鮮蒜的蒜臭味和辛辣味，變成香甜可口、沒有蒜臭的一種食品，不僅具有普通大蒜所有的營養(yǎng)物質(zhì)，而且含有更豐富的殺菌消毒物質(zhì)、微量元素等，具有抗氧化性、抗酸化、降血糖、降血壓、降血脂等功效，增強(qiáng)人體免疫能力，是一款優(yōu)良的保健食品[5-7]。隨著新冠病毒疫情的發(fā)生，人們更加注重食品的保健功能。目前黑蒜雞樅菌醬制品還未見報(bào)道，本研究以具有保健作用和營養(yǎng)豐富的黑蒜和雞樅菌為主要原料，研究制備一種具有保健功能、營養(yǎng)豐富、美味可口的方便即食的醬，滿足當(dāng)下人們對醬制品的需求，為黑蒜雞樅菌醬的工業(yè)化生產(chǎn)提供了可靠的科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與設(shè)備

黑蒜：宏康農(nóng)產(chǎn)品直銷店；雞樅菌：云谷源店；花生油：中糧集團(tuán)有限公司(魯花5S壓榨一級花生油)；鹽、糖、姜、蒜、干辣椒、八角、花椒：均購自大型超市；賽多利斯BSA2202S電子天平；博科BKQ-Z50I高壓蒸汽滅菌鍋。

1.2 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

1.2.1 原料處理

雞樅菌：將風(fēng)干的雞樅菌用1%的食鹽水浸泡10 min，用清水洗凈，瀝干水，將菌傘沿形狀切成1 cm長的條狀，將菌柄切成0.5 cm的塊狀備用；黑蒜：將腌制好的黑蒜剝開，切成1 cm2的塊狀備用；其他輔料：干辣椒切成小塊備用，蔥、蒜、姜切成小塊備用。

除去影響黑蒜雞樅菌醬風(fēng)味的主要因素黑蒜、雞樅菌、鹽、糖和香辛料的使用量，蔥、姜、蒜參考火鍋底料的配方即1∶1.5∶1的比例添加，添加量為蔥1 g、姜1.5 g、蒜1 g，將這一添加量稱為一份蔥姜蒜。

1.2.2 黑蒜雞樅菌醬的工藝流程

工藝流程：花生油燒至八成熱→加入花椒八角干辣椒→瀝油撈出→加入蔥、姜、蒜→小火加入雞樅菌、黑蒜→攪拌并加入鹽、糖和基礎(chǔ)調(diào)味料→裝罐→密封滅菌→成品[8]。

1.2.3 黑蒜雞樅菌的感官評價標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《食品感官評價》和《食品感官評價原理與實(shí)踐》，并結(jié)合GB/T 24399-2009《黃豆醬》，制定感官評價標(biāo)準(zhǔn)見表1，選10名經(jīng)過培訓(xùn)的人員進(jìn)行評價打分，對成品的色澤、滋味、風(fēng)味、體態(tài)4個方面進(jìn)行評定[9-11]。

表1 黑蒜雞樅菌醬的感官評價標(biāo)準(zhǔn)Table 1 The sensory evaluation criteria of black garlic and Collybia albuminosa sauce

2 結(jié)果與分析

2.1 輔料的單因素試驗(yàn)

花生油15 g、雞樅菌5 g、黑蒜8 g、鹽1.5 g、糖1.5 g、蔥姜蒜1份量不變，進(jìn)行下列單因素試驗(yàn)。

2.1.1 八角的單因素試驗(yàn)

花椒1 g、干辣椒1 g，添加八角的量分別為0.5，1，1.5，2，2.5 g。

圖1 八角添加量對黑蒜雞樅菌醬品質(zhì)影響趨勢Fig.1 Effect of star anise additive amount on the quality of black garlic and Collybia albuminosa sauce

由圖1可知，隨著八角添加量的增加，感官評分先升高再下降。在添加量為1.5 g時，醬的評分最高，添加量繼續(xù)增加時，八角的味道開始過于突出。因此，1.5 g是最適添加量。

2.1.2 花椒的單因素試驗(yàn)

八角1.5 g、干辣椒1 g，添加花椒的量分別為0.5，1，1.5，2，2.5 g。

圖2 花椒添加量對黑蒜雞樅菌醬品質(zhì)影響趨勢Fig.2 Effect of Chinese prickly ash additive amount on the quality of black garlic and Collybia albuminosa sauce

由圖2可知，隨著花椒添加量的增加，感官評分先升高再下降，在添加量為1 g時評分最高，當(dāng)添加量繼續(xù)升高時，會有花椒的苦味，這可能是因?yàn)榛ń分泻谢ń穳A、苦味素等成分[12]，花椒的麻苦味有些突出。因此，1 g是最適添加量。

2.1.3 干辣椒的單因素試驗(yàn)

八角1.5 g、花椒1 g，添加干辣椒的量分別為0.5，1，1.5，2，2.5 g。

圖3 干辣椒添加量對黑蒜雞樅菌醬品質(zhì)影響趨勢Fig.3 Effect of dried chili additive amount on the quality of black garlic and Collybia albuminosa sauce

由圖3可知，隨著干辣椒添加量的增加，感官評分先升高再下降。干辣椒添加量不夠時，味道不足；在添加量為1 g時辣味剛好，評分最高，當(dāng)干辣椒添加量高于1 g時，辣味明顯，影響了醬的整體風(fēng)味。因此，1 g是最適添加量。

2.1.4 輔料試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，采用Design-Expert 10.0.7版本軟件，根據(jù)Box-Behnken設(shè)計(jì)原理，增加蔥姜蒜(各1，1.5，1 g，為1份)，對影響黑蒜雞樅菌醬的4個因素八角、花椒、干辣椒、蔥姜蒜進(jìn)行四因素三水平響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，結(jié)果見表2。

表2 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Table 2 Design and results of response surface experiment

續(xù) 表

2.1.5 二次回歸模型方差分析

對表2中數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合分析，得到回歸方程為：Y=81.28+6.52A+3.01B+3.47C+2.24D+4.95AB-1.23AC-3.92AD-4.30BC-1.23BD-0.83CD-5.09A2-2.63B2+2.89C2+8.08D2，方差分析見表3。

表3 響應(yīng)面回歸模型的方差分析Table 3 Analysis of variance of response surface regression model

由表4中的方差分析結(jié)果可知，模型的P<0.0001，表明試驗(yàn)所采用的二次模型是極顯著的。失擬項(xiàng)的P=0.112456>0.05，表明對模型是有利的，模型具有高度可靠性[13-15]。通過對試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷目尚哦冗M(jìn)行分析，得到R2=0.9194，表明響應(yīng)值的變化91.94%來自于所選因素，該方程的擬合度較好，方程的調(diào)整決定系數(shù)RAdj2=0.8389，說明有83.89%的試驗(yàn)符合該模型，與實(shí)際情況符合良好[16-18]。變異系數(shù)C.V.(%)=4.37，較小，方程模型具有良好的重現(xiàn)性[19]。一次項(xiàng)A、B、C和交互項(xiàng)AB 以及二次項(xiàng)A2、D2對結(jié)果的影響極顯著(P<0.01)，一次項(xiàng)D和交互項(xiàng)AD、BC以及二次項(xiàng)C2對結(jié)果的影響顯著(0.01C>B>D，即八角>干辣椒>花椒>蔥姜蒜。

2.1.6 響應(yīng)面分析

根據(jù)回歸方程建立響應(yīng)面圖，結(jié)果見圖4。

圖4 響應(yīng)面及等高線圖Fig.4 Response surface plots and contour lines

等高線越密集，表明該因素對試驗(yàn)結(jié)果的影響越顯著[20]，等高線越接近于橢圓形，二者的交互作用越強(qiáng)，反之圓形則交互作用不強(qiáng)[21]。利用Design-Expert 10.0.7對回歸方程進(jìn)行回歸分析，確定輔料的最佳添加量為八角1.5 g、花椒1.5 g、干辣椒0.5 g、蔥姜蒜1.87份，得分93.115分。

2.2 主料的單因素試驗(yàn)

花生油15 g、雞樅菌5 g、最佳輔料配方不變，進(jìn)行下列單因素試驗(yàn)[22]。

2.2.1 黑蒜單因素試驗(yàn)

鹽1.5 g、糖1.5 g，添加黑蒜的量分別為6，8，10，12，14 g。

圖5 黑蒜添加量對黑蒜雞樅菌醬品質(zhì)影響趨勢Fig.5 Effect of black garlic additive amount on the quality of black garlic and Collybia albuminosa sauce

由圖5可知，隨著黑蒜添加量的增加，感官評分先升高再下降，在黑蒜的添加量為10 g時評分最高，添加量繼續(xù)增大，黑蒜比例過大，味道過濃，評分下降。因此，10 g是最合適的添加量。

2.2.2 鹽單因素試驗(yàn)

黑蒜10 g、糖1.5 g，添加鹽的量分別為1，1.5，2，2.5，3 g。

圖6 鹽的添加量對黑蒜雞樅菌醬品質(zhì)影響趨勢Fig.6 Effect of salt additive amount on the quality of black garlic and Collybia albuminosa sauce

由圖6可知，隨著鹽添加量的增加，感官評分先升高再下降，在鹽的添加量為1.5 g時評分最高，當(dāng)繼續(xù)增加鹽的量時，咸味過重，掩蓋了醬的酸甜味，也使雞樅菌的特殊鮮味變淡。因此，1.5 g是最合適的添加量。

2.2.3 白糖的單因素試驗(yàn)

黑蒜10 g、鹽1.5 g，添加糖的量分別為1，1.5，2，2.5，3 g。

圖7 糖的添加量對黑蒜雞樅菌醬品質(zhì)影響趨勢Fig.7 Effect of sugar additive amount on the quality of black garlic and Collybia albuminosa sauce

由圖7可知，隨著糖添加量的增加，感官評分先升高再下降，在添加量為2 g時甜度適中，評分最高，但糖量過多時甜味會遮蓋雞樅菌的香味。因此，2 g是最合適的添加量。

2.2.4 主料試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，采用Design-Expert 10.0.7版本軟件，根據(jù)Box-Behnken設(shè)計(jì)原理，對影響黑蒜雞樅菌醬的4個因素黑蒜、鹽、白糖、輔料進(jìn)行四因素三水平響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果見表4。

表4 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Table 4 Design and results of response surface experiment

續(xù) 表

2.2.5 二次回歸模型方差分析

對表4中數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合分析，得到回歸方程為：Z=80.06+2.82E+4.32F-3.36G-1.99K+9.55EF-0.65EG-1.10EK+1.00FG+0.20FK-4.07GK-5.42E2-0.57F2-1.75G2-0.71K2，方差分析見表5。

表5 響應(yīng)面回歸模型的方差分析Table 5 Analysis of variance of response surface regression model

由表5中的方差分析結(jié)果可知，模型的P<0.0001，表明試驗(yàn)所采用的二次模型是極顯著的。失擬項(xiàng)的P=0.1979>0.05，表明對模型是有利的，所用模型與試驗(yàn)擬合程度高，模型具有高度可靠性。通過對試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷目尚哦冗M(jìn)行分析，得到R2=0.9002，表明響應(yīng)值的變化有90.02%來自于所選因素，該方程的擬合度較好，方程的調(diào)整決定系數(shù)RAdj2=0.8004，說明有80.04%的試驗(yàn)符合該模型，與實(shí)際情況符合良好。變異系數(shù)C.V.(%)=3.93，較小，方程模型具有良好的重現(xiàn)性。一次項(xiàng)E、F、G和交互項(xiàng) EF及二次項(xiàng)E2對結(jié)果的影響極顯著(P<0.01)，一次項(xiàng)K及交互項(xiàng)GK對結(jié)果的影響顯著(0.01G>F>K，即黑蒜>白糖>食鹽>輔料。

2.2.6 響應(yīng)面分析

根據(jù)回歸方程建立響應(yīng)面圖，結(jié)果見圖8。

圖8 響應(yīng)面及等高線圖Fig.8 Response surface plots and contour lines

等高線越密集，表明該因素對試驗(yàn)結(jié)果影響越顯著，等高線越接近于橢圓形，二者的交互作用越強(qiáng)，反之圓形則交互作用不強(qiáng)。利用Design-Expert 10.0.7對回歸方程進(jìn)行回歸分析，經(jīng)過優(yōu)化最優(yōu)配方為：黑蒜12 g、鹽2 g、糖1.5 g、輔料2.8份，此時經(jīng)過優(yōu)化的感官評價得分為94.507分。

2.3 配方參數(shù)優(yōu)化和模型驗(yàn)證

綜上，預(yù)測得到的最佳黑蒜雞樅菌醬的配方參數(shù)為：花生油15 g、雞樅菌5 g、黑蒜12 g、鹽2 g、糖1.5 g、輔料2.8份(1份為八角1.5 g、花椒1.5 g、干辣椒0.5 g、蔥姜蒜各為蔥1.87 g、姜2.81 g、蒜1.87 g)，在此配方條件下，感官評分理論值為94.507分。在此條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，重復(fù)3次，取平均值，制作的黑蒜雞樅菌醬的感官評分分別為93.811，93.562，94.879分，平均值為94.084分，與理論值非常接近。

3 理化指標(biāo)的測定

理化指標(biāo)分析見表6。

表6 理化指標(biāo)Table 6 The physicochemical indexes

4 結(jié)論

本研究以黑蒜和雞樅菌為主要原料，添加八角等輔料，以感官評分為響應(yīng)值，通過單因素和響應(yīng)面法首先研究了輔料八角、花椒、干辣椒和蔥姜蒜的最佳配方，其次在此最佳輔料的配方下，將輔料作為一個因素，與黑蒜、鹽、糖確定黑蒜雞樅菌醬的最佳工藝參數(shù)：花生油15 g、雞樅菌5 g、黑蒜12 g、鹽2 g、糖1.5 g、輔料2.8份(1份為八角1.5 g、花椒1.5 g、干辣椒0.5 g、蔥姜蒜各為蔥1.87 g、姜2.81 g、蒜1.87 g)，此時經(jīng)過優(yōu)化的感官評價得分為94.507分。在此配方下醬體鮮艷有光澤，雞樅菌呈棕褐色、香脆可口，有雞樅菌的特殊香味，黑蒜呈黑色塊狀，外脆里軟，酸甜可口，醬汁具有濃郁的醬香味和輕微的香辛料味，組織較黏稠且可見黑蒜塊狀和雞樅菌條塊狀，味道醇厚可口。為黑蒜雞樅菌醬的加工生產(chǎn)及工業(yè)化提供了數(shù)據(jù)參考。采用分光光度法測定成品的亞硝酸鹽，其含量均滿足食用的要求，對人體健康不會產(chǎn)生影響。