基于響應(yīng)面法番茄炒制條件的研究

秦雨齊，朱其梅，楊柳青,2，殷夏偉，曹江偉，王儲(chǔ)炎,2

(1.合肥學(xué)院 生物食品與環(huán)境學(xué)院，合肥 230601；2.四川旅游學(xué)院 烹飪科學(xué)四川省高等學(xué)校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610100)

番茄又名西紅柿、番柿、洋柿子等，屬于一年生或多年生的茄科番茄屬植物，因其酸甜多汁、果實(shí)甜美、風(fēng)味獨(dú)特，備受人們歡迎。番茄含有許多對(duì)人體有益的活性物質(zhì)，如Vc、胡蘿卜素、番茄紅素等，其中維生素C是其主要活性物質(zhì)，陳其鋼等[1]研究發(fā)現(xiàn)不同品種番茄Vc含量為15～28.9mg/100g。民間番茄有多種食用方法，生吃番茄有利于維生素的攝取，但是番茄性偏寒，對(duì)于身體寒性大的人和兒童來說，容易導(dǎo)致腹瀉、胃不適、胃脹痛等癥狀。生活中人們多將其作為食材，烹飪制作成番茄炒雞蛋、番茄燉豆腐等菜肴，或者加工成番茄醬、番茄汁等產(chǎn)品。

本課題組成員前期研究發(fā)現(xiàn)，不同烹調(diào)方法對(duì)番茄中維生素C的影響不同，其中炒制番茄比煮制番茄更易于保持番茄中的Vc，此外隨著烹調(diào)時(shí)間的延長，番茄中VC含量也越來越少，若在烹飪過程中加入食醋，則有利于保護(hù)番茄中的維生素C。[2]同時(shí)發(fā)現(xiàn)，不同烹調(diào)參數(shù)也會(huì)對(duì)番茄的色澤、氣味、形態(tài)和口感有一定的影響。因此，本論文采取感官評(píng)價(jià)和Vc含量測(cè)定來研究番茄的炒制工藝，進(jìn)而通過單因素和響應(yīng)面法來優(yōu)化工藝參數(shù)，希望以此為家庭飲食生活提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

番茄、食鹽、金龍魚色拉油、海天白醋；碳酸氫鈉、偏磷酸、草酸、抗壞血酸：分析純，西隴化工股份有限公司；2，6-二氯靛酚鈉鹽：生工生物工程(上海)股份有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

電磁爐：C19-SH1982型，廣東美的生活電器制造有限公司；分析天平：TP-300D型，上海精密儀器有限公司；低速離心機(jī)：TDZ4-WS型，長沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司；恒溫雙向磁力攪拌器：90-3型，上海振榮科學(xué)儀器有限公司；循環(huán)水式多用真空泵：SHB-III型，鄭州長城科工貿(mào)有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 樣品處理

選用顏色鮮紅、七八成熟、無損傷、體積稍大的新鮮番茄。炒制前先用自來水洗凈、瀝干，均勻切塊后立即下鍋烹調(diào)，防止番茄中的VC在存放過程中被氧化而損失。

1.3.2 炒制流程

原料→分選→清洗→瀝干→切塊→炒制→冷卻→取樣→測(cè)定。

1.3.3 Vc測(cè)定

參照蓋瓊輝[3]、張彩珍等[4]測(cè)定方法，采用2,6-二氯靛酚法進(jìn)行測(cè)定。

1.3.4 感官評(píng)價(jià)

參照張榮春[5]、楊銘鐸等[6]方法，選取10名經(jīng)過培訓(xùn)的學(xué)生進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，以色澤、形態(tài)、風(fēng)味和口感為評(píng)價(jià)指標(biāo)，取平均值作為最終評(píng)價(jià)結(jié)果，具體評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 炒制番茄感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.3.5 單因素試驗(yàn)

(1)炒制溫度。稱取一定量的番茄，加入油和鹽(番茄:油:鹽50:4:1)，食醋添加量為0.4%，時(shí)間為3min，分別在160℃、180℃、210℃、240℃、270℃溫度下進(jìn)行炒制，測(cè)定炒制后番茄中VC含量，并進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

(2)炒制時(shí)間。參照1.3.5.1，選取食醋添加量為0.4%，溫度為210℃，分別炒制1min、2min、3min、4min和5min，測(cè)定炒制后番茄中VC含量，并進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

(3)食醋添加量。參照1.3.5.1，選取時(shí)間為3min，溫度為210℃，在食醋添加量分別為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%下進(jìn)行炒制，測(cè)定炒制后番茄中VC含量，并進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

1.3.6 響應(yīng)面設(shè)計(jì)

運(yùn)用Box-Behnken中心組合進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，利用Design Expert 8.06軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，進(jìn)而制作出不同因素的曲面圖和等高線圖。[7-9]

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1.1 炒制溫度對(duì)番茄VC含量及感官評(píng)分的影響

從圖1可看出，隨著溫度的升高，番茄中Vc含量逐漸下降，感官評(píng)分先增加后降低，但總體變化并不顯著。在番茄炒制過程中，Vc含量的降低主要是因?yàn)槠錈岱€(wěn)定

圖1 炒制溫度對(duì)番茄VC含量及感官評(píng)分的影響

性差，在高溫情況下，Vc會(huì)發(fā)生氧化分解。當(dāng)初始溫度為160℃時(shí)，Vc含量最高，此時(shí)炒制的番茄成熟度不夠；當(dāng)溫度達(dá)到210℃時(shí)，Vc含量相對(duì)較高，此時(shí)炒制番茄達(dá)到一定的成熟度，口感較好；當(dāng)溫度升高至210℃以上，Vc含量繼續(xù)下降，到270℃時(shí)，Vc含量達(dá)到最低。

2.1.2 炒制時(shí)間對(duì)番茄Vc含量及感官評(píng)分的影響

由圖2可知，隨著炒制時(shí)間增加，番茄中Vc含量逐漸降低，感官評(píng)分基本維持在一個(gè)水平線保持不變。Vc含量的降低是由于炒制時(shí)間越長，Vc在高溫中停留時(shí)間越長，損失就越大。炒制1min時(shí)，Vc含量雖然高，但時(shí)間過短導(dǎo)致炒制番茄成熟度、口感并不夠好；炒制3min時(shí)，Vc含量保持較高水平的同時(shí)，番茄成熟度適中，口感較好；3min以上時(shí)，Vc含量繼續(xù)降低，達(dá)到5min時(shí)，Vc含量損失最多，此時(shí)番茄色澤暗淡形態(tài)松散。

圖2 炒制時(shí)間對(duì)番茄Vc含量及感官評(píng)分的影響

2.1.3 食醋添加量對(duì)番茄Vc含量及感官評(píng)分的影響

課題組前期試驗(yàn)證實(shí)，加醋炒制的番茄Vc含量總體高于不加醋炒制，這是因?yàn)閂c在酸性環(huán)境中比較穩(wěn)定，而食醋溶液正好提供了酸性環(huán)境，從而間接地阻止VC氧化為脫氫抗壞血酸以及Vc水解聚合成其他物質(zhì)。[2,10]從圖3可知，隨著食醋添加量的增加，番茄中Vc含量先增后減，在0.4%時(shí)，Vc含量達(dá)到最高，但同時(shí)添加過多的食醋，使炒制番茄過酸，進(jìn)而導(dǎo)致感官評(píng)分降低。

圖3 食醋添加量對(duì)番茄Vc含量及感官評(píng)分的影響

2.2 響應(yīng)面法試驗(yàn)結(jié)果分析

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素選擇

由于感官評(píng)分具有一定的主觀性，考慮試驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性，本試驗(yàn)選擇Vc含量作為響應(yīng)值，炒制溫度、炒制時(shí)間和食醋添加量作為三因素，進(jìn)而通過Box-Behnken中心組合進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，具體因素水平見表2。

表2 響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平編碼表

2.2.2 響應(yīng)面回歸方程建立及方差分析

通過開展三種因素響應(yīng)面交互作用實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見表3，應(yīng)用Design-Expert分析軟件建立響應(yīng)面回歸模型，得到番茄中Vc含量(R1)對(duì)自變量炒制溫度(X1)、炒制時(shí)間(X2)、食醋添加量(X3)三因素的數(shù)學(xué)回歸模型為：R1=17.38-0.24X1-0.47X2-0.036X3+0.065X1X2+0.29X1X3-0.35X2X3-1.13X12-0.71X22-1.55X32。

表3 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

對(duì)上述模型系數(shù)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)和方差分析，結(jié)果見表4，從中可看出，該模型極為顯著，一次項(xiàng)X2及二次項(xiàng)X12、X22、X32表現(xiàn)顯著。從各因素對(duì)番茄中VC含量的影響結(jié)果比較來看，X2(炒制時(shí)間) >X1(炒制溫度) >X3(食醋添加量)。同時(shí)，表4可知該模型失擬項(xiàng)不顯著，模型復(fù)相關(guān)系數(shù)R2為91.33%，調(diào)整后為80.19%，說明該模型擬合度良好，能夠應(yīng)用分析和預(yù)測(cè)不同炒制工藝條件下番茄中VC的含量。

表4 回歸模型方差分析結(jié)果

2.2.3 交互作用分析

圖4至圖6分別為各因素交互作用的曲面圖和等高線圖，結(jié)合表4可得出兩兩之間交互作用大小為X2X3>X1X3>X1X2，這也說明可在保持一個(gè)因素的水平下，通過控制另外兩個(gè)因素來適當(dāng)?shù)靥岣叱粗品阎械腣c含量。

圖4 炒制溫度與時(shí)間的曲面圖及等高線圖

圖5 炒制溫度與食醋添加量的曲面圖及等高線圖

圖6 炒制時(shí)間與食醋添加量的曲面圖及等高線圖

2.2.4 最佳條件確定及驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

根據(jù)2.2.2回歸模型方程算出番茄炒制的最佳工藝參數(shù)為：溫度206.64℃，時(shí)間2.66min，食醋添加量0.4%。但由于理論炒制因素不好控制，考慮到實(shí)際操作的可行性，確定炒制溫度210℃，時(shí)間3min，食醋添加量0.4%，在此條件下炒制番茄，Vc含量理論值為17.47mg/100g。通過驗(yàn)證性試驗(yàn)，測(cè)出此時(shí)VC含量為17.38mg/100g，與理論值接近，說明此工藝參數(shù)具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

3 結(jié) 論

本研究通過開展番茄炒制工藝參數(shù)的研究，確定了影響番茄炒制中Vc含量的因素依次為炒制時(shí)間、炒制溫度、食醋添加量，感官評(píng)分隨著炒制溫度、炒制時(shí)間及食醋添加量的增加變化不明顯，由于感官評(píng)價(jià)具有一定的主觀性，因此本試驗(yàn)以Vc含量為響應(yīng)值，進(jìn)行優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，確定了番茄炒制的最佳工藝條件為：炒制溫度210℃，時(shí)間3min，食醋添加量0.4%，并通過驗(yàn)證試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)模型預(yù)測(cè)Vc含量與實(shí)驗(yàn)值接近，這也進(jìn)一步說明模型的可行性，該研究結(jié)果可為人們家庭健康的飲食生活提供一定的借鑒，也為促進(jìn)烹調(diào)工藝標(biāo)準(zhǔn)化提供相關(guān)的理論依據(jù)。