響應(yīng)面法優(yōu)化百香果茶油辣椒醬加工工藝

吳潔，王娟，徐格，馬立安

(長江大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州 434025)

辣椒醬是由多種材料組成的復(fù)合調(diào)味料，以基礎(chǔ)調(diào)味品為原料，添加各種成分加工而成，是具有獨特風味的調(diào)味品，具有廣闊的市場前景。辣椒味辛性熱，能溫中健胃、散寒祛濕，并有刺激唾液和胃液分泌，增加食欲，促進胃腸蠕動，幫助消化等作用[1]。隨著調(diào)味品的可選性不斷增加，人們對調(diào)味品的需求也在不斷改變，“營養(yǎng)性”已成為人們選擇調(diào)味品的一個新標準，消費者更注重調(diào)味品在營養(yǎng)搭配等方面的要求[2]，同時一些富有創(chuàng)意的搭配也很能吸引消費者，新搭配和好味道能賦予產(chǎn)品較大的市場占有率。

百香果是典型的藥食同源的高品質(zhì)水果，具有很高的食用價值和藥用價值[3]。百香果中含有豐富的碳水化合物、多糖、黃酮及酚類物質(zhì)，尤其富含果膠和粗纖維，研究表明，百香果具有抗炎、抗氧化、降血糖、抗焦慮、抗衰老等功效[4]，因此有必要對百香果果皮進行進一步加工利用[5-6]。

油茶籽油(CamelliaoleiferaAbel)又名茶油, 富含不飽和脂肪酸, 營養(yǎng)價值與橄欖油無異, 因此有“東方橄欖油”的美稱[7]。茶油的不飽和脂肪酸含量在80%以上[8]。醫(yī)學(xué)證明，足量不飽和脂肪酸的攝入對美白養(yǎng)顏有重要的作用。茶多酚和茶皂甙具有能有效改善心腦血管疾病，降低膽固醇，抑制甘油三酯和腫瘤細胞增殖等功效[9]。

本文采用新鮮的百香果與辣椒、茶油等原輔料結(jié)合，制備一款包含百香果的風味營養(yǎng)及茶油的保健功能的辣味調(diào)料醬，該辣椒醬風味清爽，便于食用，接受程度也相對較高。目前還沒有百香果茶油辣椒醬的開發(fā)研究，此研究將為百香果、茶油和辣椒的結(jié)合提供理論依據(jù)，也為進一步開拓水果類辣椒醬的市場提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原料及輔料

百香果；金桔；辣椒；茶油：浙江茶之語科技開發(fā)有限公司；糖、鹽、蒜。

1.1.2 儀器與設(shè)備

HH-2數(shù)顯恒溫水浴鍋 世通儀器檢測服務(wù)有限公司；101-1A電熱恒溫鼓風干燥箱 山東屹盛重工科技有限公司；SPX-S0085H-II生化培養(yǎng)箱 上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司；SW-CJ-2FD雙人單面潔凈工作臺 蘇州蘇潔凈化設(shè)備有限公司；C21S-C3150-A1電磁爐、JYL-C93T榨汁機 九陽股份有限公司；CX-12000電子分析天平 長協(xié)工業(yè)設(shè)備有限公司；KD-JZ-22智能電煮鍋 潮州市潮安區(qū)新博成電器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程

1.2.2 操作要點

原料選擇：挑選無霉變、無腐爛、無蟲害、色澤鮮亮的新鮮辣椒；挑選新鮮、無損壞且成熟度相當?shù)慕鸾?；選擇新鮮、無褶皺的百香果。

榨汁：金桔去籽榨汁均勻。

炒制：將稱量好的茶油放入鍋中，待油溫升到五六成熱放入蒜末炒香，然后依次放入原材料，油溫不可過高且需要不停翻炒，防止原料出現(xiàn)焦糊現(xiàn)象。

調(diào)味：輔料需翻炒均勻，防止出現(xiàn)結(jié)塊成團現(xiàn)象。

裝罐排氣：灌裝容器事先消毒滅菌。在90 ℃條件下水浴加熱排氣[10]約6 min，待中心溫度達到85 ℃后迅速擰緊瓶蓋密封，裝罐時間保持在10 min內(nèi)。

殺菌：將密封好的辣椒醬置于90 ℃熱水中水浴20 min，水位沒過瓶身。

1.2.3 單因素試驗

選擇影響辣椒醬風味的5個主要因素進行單因素試驗，每個因素設(shè)計5個水平：金桔添加量(5，10，15，20，25 g)、百香果添加量(5，15，25，35，45 g)、茶油添加量(10，20，30，40，50 g)、辣椒添加量(20，40，60，80，100 g)、炒制時間(2，4，6，8，10 min)，結(jié)果評定以感官評分為標準。

1.2.4 響應(yīng)面試驗設(shè)計

以單因素試驗結(jié)果為基礎(chǔ)，選取對辣椒醬感官影響較大的3個因素百香果添加量(A)、茶油添加量(B)、辣椒添加量(C)作為研究因素，以百香果茶油辣椒醬的感官評分Y為響應(yīng)值設(shè)計17組試驗點的響應(yīng)面優(yōu)化，響應(yīng)面因素水平見表1。

表1 響應(yīng)面優(yōu)化試驗因素水平表Table 1 The factors and levels of response surface optimization test

1.3 產(chǎn)品質(zhì)量測定方法

1.3.1 感官評定方法

選擇10名感官評定人員組成評定小組，每名成員均經(jīng)過專業(yè)的感官培訓(xùn)。評定人員需要從4個方面對百香果茶油辣椒醬進行感官評定。參照辣椒醬感官標準并根據(jù)添加的原材料特性制定評分標準(見表2)。

表2 感官評定標準Table 2 The sensory evaluation criteria

1.3.2 理化指標及微生物指標測定方法

水分含量：根據(jù)國家標準GB 5009.3-2016方法進行檢測；酸價的測定：根據(jù)國家標準GB 5009.229-2016方法進行檢測；過氧化值的測定：根據(jù)國家標準GB 5009.227-2016方法進行檢測；菌落總數(shù)的測定：根據(jù)國家標準GB 4789.2-2016方法進行檢測；大腸桿菌的測定：根據(jù)國家標準GB 4789.3-2016方法進行檢測；霉菌及酵母菌的測定：根據(jù)國家標準GB 4789.15-2016方法進行檢測。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果

2.1.1 金桔添加量單因素試驗結(jié)果

以原料百香果25 g、辣椒60 g、茶油30 g，輔料鹽3 g、糖7 g、蒜4 g，炒制時間6 min為不變量，以金桔添加量為變量進行5個水平的試驗，觀察其對百香果茶油辣椒醬品質(zhì)的影響，感官評分結(jié)果見圖1。

圖1 金桔添加量單因素試驗結(jié)果Fig.1 The single factor test results of kumquat additive amount

由圖1可知，金桔的添加量為15 g時，感官評分達到最高，此時辣椒醬的色澤鮮亮，滋味協(xié)調(diào)清爽，當金桔添加量較低時對香氣和口感的影響較大，主要是由于金桔添加量不夠，香氣不夠濃郁且對辣椒醬的滋味調(diào)配不夠明顯，且醬體色澤相對暗沉，但黏稠度較好；當金桔添加量過大時，辣椒醬的色澤和組織形態(tài)評分下降明顯，醬體變稀且色澤淺淡。因此，金桔的最佳添加量為15 g。

2.1.2 百香果添加量單因素試驗結(jié)果

以原料金桔15 g、辣椒60 g、茶油30 g，輔料鹽3 g、糖7 g、蒜4 g，炒制時間6 min為不變量，對百香果5個不同的添加量進行感官測試，觀察其對辣椒醬品質(zhì)的影響，感官評分結(jié)果見圖2。

圖2 百香果添加量單因素試驗結(jié)果Fig.2 The single factor test results of passion fruit additive amount

由圖2可知，百香果添加量對辣椒醬感官品質(zhì)的影響較大，其對辣椒醬的色澤、組織形態(tài)、香氣和口感均有細微的影響，當百香果添加量達到15 g時醬體的外觀及滋味都達到最佳狀態(tài)，當百香果添加量過大時，醬體色澤變淡，黃色逐漸掩蓋辣椒醬的鮮紅色，黏稠度變差，果香也逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位，滋味變酸，與辣椒的滋味協(xié)調(diào)失衡。

2.1.3 辣椒添加量單因素試驗結(jié)果

以原料金桔15 g、百香果25 g、茶油30 g，輔料鹽3 g、糖7 g、蒜4 g，炒制時間6 min為不變量，對辣椒變量進行不同水平的試驗，觀察其對百香果茶油辣椒醬品質(zhì)的影響，感官評分結(jié)果見圖3。

圖3 辣椒添加量單因素試驗結(jié)果Fig.3 The single factor test results of chili additive amount

由圖3可知，辣椒的添加量對辣椒醬感官品質(zhì)的影響較大，低量辣椒主要對辣椒醬的色澤和組織狀態(tài)兩方面有明顯影響，隨著添加量的增大，辣椒醬的色澤逐漸鮮紅，富有食欲，醬體的黏稠度逐漸恰到好處，辣椒的辣味也變得明顯協(xié)調(diào)，當辣椒增多時，辣椒醬的醬體流動性下降，不利于食用，同時百香果的香氣變得淺薄，但其對辣椒醬的滋味影響不大，說明辣椒的辣味逐漸達到一個閾值。因此，辣椒的最佳添加量為60 g。

2.1.4 茶油添加量單因素試驗結(jié)果

以原料金桔15 g、百香果25 g、辣椒60 g，輔料鹽3 g、糖7 g、蒜4 g，炒制時間6 min為不變量，設(shè)置5個水平的茶油添加量，觀察其對辣椒醬品質(zhì)的影響，感官評分結(jié)果見圖4。

圖4 茶油添加量單因素試驗結(jié)果Fig.4 The single factor test results of camellia oil additive amount

由圖4可知，茶油添加量對辣椒醬感官品質(zhì)的影響較大，茶油添加量的多少會影響醬體的鮮亮度以及流體狀態(tài)，茶油會賦予辣椒醬獨特的香氣，同時對辣椒醬有一定的隔氧保質(zhì)作用，但過多的茶油會使辣椒醬的口感和氣味油膩不清爽，也會降低醬體的黏稠度，因此確定茶油的最佳添加量為30 g。

2.1.5 炒制時間單因素試驗結(jié)果

以原料金桔15 g、百香果25 g、辣椒60 g、茶油30 g，輔料鹽3 g、糖7 g、蒜4 g為不變量，設(shè)置5個水平的炒制時間，觀察其對辣椒醬感官品質(zhì)的影響，感官評分結(jié)果見圖5。

圖5 炒制時間單因素試驗結(jié)果Fig.5 The single factor test results of stir-frying time

由圖5可知，炒制時間對辣椒醬的感官有一定的影響，一定時間的高溫有利于原料中化學(xué)物質(zhì)的釋放和反應(yīng)，所以有提升滋味和香味的作用，同時對醬體的水分有一定濃縮作用，以形成良好的色澤與組織狀態(tài)，其中組織狀態(tài)也會進一步影響醬的口感，當炒制時間過長時，辣椒醬變得凝固暗淡，同時還會產(chǎn)生焦糊味，所以最佳炒制時間為6 min。

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗結(jié)果與分析

2.2.1 響應(yīng)面試驗結(jié)果

根據(jù)單因素試驗的結(jié)果，選取了對辣椒醬風味影響較大的3個因素，即百香果添加量(A)、茶油添加量(B)、辣椒添加量(C)，每個因素選擇3個水平進行響應(yīng)面優(yōu)化試驗，試驗結(jié)果見表3。

表3 響應(yīng)面優(yōu)化試驗結(jié)果Table 3 The response surface optimization test results

2.2.2 響應(yīng)面回歸模型的建立

利用Design-Expert 10軟件，以百香果添加量(A)、茶油添加量(B)、辣椒添加量(C)為因素，以感官評分Y為響應(yīng)值，結(jié)果得到3個因素與響應(yīng)值之間的關(guān)系方程，二次多項回歸方程為：Y(%)=88.88-1.39A+2.72B+1.71C-0.075AB-1.85AC-0.22BC-2.79A2-7.32B2-8.59C2?；貧w模型的方差分析見表4。

表4 回歸模型的方差分析Table 4 The analysis of variance of regression model

由表4可知，模型的P值<0.01表示該模型的差異極顯著，失擬項的P值為0.3226表示不顯著，說明此回歸模型適用。模型決定系數(shù)R2值和校正系數(shù)RAdj2值均趨近于1，說明建立的模型擬合程度較高，能較好反映各因素對感官值的影響。由P值可看出各單因素及交互作用均有顯著性差異，即對感官的影響較大，再由P值和F值可看出各因素對辣椒醬感官評分的影響程度大小為茶油添加量(B)>辣椒添加量(C)>百香果添加量(A)。該回歸方程擬合度較高，可以為辣椒醬加工工藝優(yōu)化提供理論參考，且可信度較高。

2.2.3 響應(yīng)面各因素交互作用

利用Design-Expert 10軟件處理響應(yīng)面優(yōu)化試驗的數(shù)據(jù)，結(jié)果見圖6。

圖6 各因素兩兩交互作用對辣椒醬感官評分影響的響應(yīng)面圖Fig.6 The response surface diagrams of effects of interaction of various factors on the sensory scores of chili sauce

響應(yīng)面圖可以直觀反映出各因素對辣椒醬的影響，曲面的陡峭程度反映了兩因素交互作用對響應(yīng)值的影響顯著性，由圖6可知，茶油添加量、辣椒添加量、百香果添加量之間兩兩交互作用對辣椒醬的感官評分影響較大，與方差分析中結(jié)果基本一致，進一步驗證了其結(jié)果。

2.2.4 驗證試驗

結(jié)合單因素試驗結(jié)果及響應(yīng)面試驗結(jié)果確定百香果茶油辣椒醬的最佳工藝為金桔添加量15.0 g，百香果添加量12.0 g，茶油添加量31.9 g，辣椒添加量62.6 g，輔料鹽添加量3 g，糖添加量7 g，蒜添加量4 g以及炒醬時間6 min，以此為條件測得其實際感官評分值為89.7分，與理論值89.4分相比，結(jié)果差異不大，表明了響應(yīng)面結(jié)果的可靠性，有一定參考價值。

2.3 產(chǎn)品質(zhì)量指標測定結(jié)果

根據(jù)行業(yè)標準NY/T 1070-2006《辣椒醬》[11]的感官要求對產(chǎn)品進行感官檢驗，結(jié)果表明百香果茶油辣椒醬的色澤為鮮亮辣椒紅，醬體均勻黏稠，無異物，滋味微辣鮮香，辣椒香氣濃郁且伴有百香果的清香。

表5 質(zhì)量指標檢測結(jié)果Table 5 The test results of quality indexes

根據(jù)行業(yè)標準NY/T 1070-2006規(guī)定，產(chǎn)品的水分含量應(yīng)小于80%，酸價應(yīng)小于4 mg KOH/g，試驗測得結(jié)果均符合該標準；參考地方標準T/FSSA 001-2020的過氧化值，試驗所測得的過氧化值小于規(guī)定值。

百香果茶油辣椒醬的細菌菌落總數(shù)<10 CFU/g，未檢出霉菌及酵母菌等致病菌，大腸桿菌指標和微生物指標符合相應(yīng)的行業(yè)標準和地方標準。

3 討論與結(jié)論

本試驗采用了與傳統(tǒng)辣椒醬不同的原料，通過添加百香果、金桔、茶油制作風味獨特且營養(yǎng)價值豐富的水果辣椒醬，由單因素試驗結(jié)果可知對辣椒醬感官評分影響較大的3個因素為百香果添加量、茶油添加量、辣椒添加量，下一步針對這3個因素進行響應(yīng)面優(yōu)化試驗。最終結(jié)果表明百香果茶油辣椒醬的最適加工工藝為金桔添加量15.0 g、百香果添加量12.0 g、茶油添加量31.9 g、辣椒添加量62.6 g和炒醬時間6 min，該配方的百香果茶油辣椒醬色澤為鮮亮辣椒紅，醬體均勻黏稠，滋味清爽協(xié)調(diào)，香味濃郁且有百香果的果香。同時對最佳配方產(chǎn)品進行了相應(yīng)的質(zhì)量指標檢測，結(jié)果均符合國家標準。該產(chǎn)品原料結(jié)構(gòu)簡單，融合了傳統(tǒng)辣椒醬與果醬的特點，在風味上具有一定的獨特性，且富有果蔬復(fù)合營養(yǎng)，也為水果辣椒醬類產(chǎn)品的開發(fā)提供了一定的參考數(shù)據(jù)。