应用响应面分析法优化蒸煮火腿风味添加物

成晓瑜，陈文华，郭爱菊，杨 巍，A.Fischer

(1.中国肉类食品综合研究中心，北京100068;2.霍亨海姆大学食品科学与生物工程学院，德国斯图加特70599)

应用响应面分析法优化蒸煮火腿风味添加物

成晓瑜1，陈文华1，郭爱菊1，杨 巍1，A.Fischer2

(1.中国肉类食品综合研究中心，北京100068;2.霍亨海姆大学食品科学与生物工程学院，德国斯图加特70599)

采用SAS软件针对七种风味添加剂:高汤粉、肉味香精、酵母抽提物、水解植物蛋白(HVP)、大蒜精粉、胡椒精粉和独活草精粉对蒸煮火腿风味的影响进行因素水平实验，以感官评定结果进行响应面分析，建立影响因素与响应值之间的回归模型，根据回归方程获得用于蒸煮火腿的七种风味添加物的最佳添加量:高汤粉2.99g/kg、肉味香精0.11g/kg、酵母抽提物1.9g/kg、植物水解蛋白2.64g/kg、大蒜精粉0.48g/kg、胡椒精粉4.81g/kg、独活草精粉1.43g/kg，其感官评定值优于商业化的“Schinkin”蒸煮火腿风味添加剂。

响应面分析法，感官评定，风味添加剂，蒸煮火腿

Abstract:Using SAS software，the influences of seven kinds of flavor additives such as broth，meat flavor，yeast extract，hydrolyzed vegetable protein(HVP)，garlic flavor，pepper flavor and lovage flavor on the impact of cooked ham flavor were evaluated by factor experiments.With sensory evaluation results of response surface analysis，the regression model was built between factors and the response values.From the regression equation the best of seven flavor additives of cooked ham were obtained:broth powder 2.99g/kg，meat flavor 0.11g/kg，yeast extract 1.9g/kg，HVP 2.64g/kg，garlic flavor 0.48g/kg，pepper flavor 4.81g/kg，lovage flavor 1.43g/kg of the pickling liquid concentration.The experiment showed the sensory evaluation results of the optimal additives were better than the market－oriented“Schinkin”.

Key words:response surface methodology;sensory evaluation;flavor additives;cook ham

蒸煮火腿属于西式火腿，在中国的市场上也十分常见。蒸煮火腿的工艺及其工业化已经很成熟，因此，改善蒸煮火腿的风味已经成为提高企业竞争力，占领市场的有力手段。对于风味来讲，是将食品作为一种刺激物，刺激人的多种感觉器官，从而产生各种感官反应，包括味觉、嗅觉、触觉、视觉和听觉等感觉印象的总和［1］。食品中的风味物质一般具有几个特点:种类繁多，相互影响;稳定性差，易被破坏;风味与风味物质的分子结构缺乏普遍规律性;味道与味道的交互作用，易受浓度、介质等外界条件影响等，这些特点使得风味需要感官评定去判断来得出结果［1］。食品的感官评定允许品评人员根据他们自己的感觉去评判食品的一个或者多个特性，如今感官评定广泛应用于食品工业的多个领域，特别是在新产品的研发上［2］。感官评定被定义为一种科学的方法，用于启动、测定、分析和终止对于通过视觉、嗅觉、触觉、味觉和听觉等感觉判断产品的反应［3］。影响食品风味物质的因素很多，表面响应分析法(RSM)是一个确定多因素及其交互作用影响的有效的统计工具和手段。它可以提供数学模型来显示不同变量的影响关系，确立最好或最坏的影响因子，结合感官品评来优化产品，预测消费者口味，从而确定开发的目标产品［4－5］。近年来，RSM 的应用变地越来越重要，特别是在新产品研发和最佳配方确定方面［6－7］，其结果帮助研发人员和经营管理者做出正确的决定，以寻求更大的市场份额［8］。本论文主要针对影响蒸煮火腿风味的高汤粉、肉味香精、酵母抽提物、HVP、大蒜精粉、胡椒精粉和独活草精粉等多个因素，确定蒸煮火腿的混合调味料配方，帮助一家德国食品加工企业进行新产品研发。在我国，RSM主要被科研单位所使用，食品企业采用的很少，也藉本文为国内食品企业研发提供一种参考手段。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

麦芽糊精、磷酸盐(No.010321)、高汤粉(No.10141)、肉味香精(No.10185)、酵母抽提物(No.83)、HVP(No.12)、大蒜精粉、胡椒精粉(No.10414)、独活草精粉、“Schinkin”蒸煮火腿风味添加剂 德国埃尔夫特施塔特Reinert集团提供;葡萄糖、异VC钠 德国Gewürzmüller公司;腌制盐 德国肉类工业合作企业。

HN82型绞肉机 德国Seydelmann公司;灌肠机德国Dick公司;K45SS型滚揉罐 美国HOBART公司;肠衣 德国 Naturin公司;打卡机 德国Technopack E.Hagedorn公司;VS 8D型切片机 德国Bizerba公司;Korimat KA 240/F型立式蒸煮罐 德国Christian Wagner公司。

1.2 实验方法

1.2.1 蒸煮火腿制作工艺流程

1.2.2 操作要点 将解冻后的原料肉去除大块脂肪和筋膜，利用8mm的篦子将肉绞成小碎块，将配好的腌制液与风味添加剂混合均匀与小碎肉一同放入滚揉罐中，2℃条件下滚揉 40min，灌装后 75℃蒸煮70min，冷水中冷却后，放入冷库中存放。

1.2.3 配料 将55%的麦芽糊精、21%的葡萄糖、8%的异VC钠及16%的腌制盐配成混合腌制剂，15%腌制剂溶解在85%的水中，再加入磷酸盐配成腌制液，磷酸盐的加入量由每公斤最终产品中含有1g推算出来。7种不同的风味添加物添加的浓度见表1(以腌制液的重量计)，对照不添加任何风味添加物。

1.2.4 感官评定 感官评定小组由10位固定的具有专业经验的人员组成。以滋味作为指标，不添加风味物质的样品作为对照，设定其感官评定标尺值为0，其它样品与其进行比较，－5至+5的标尺范围由差到好进行判断，得出感官评定分数。

1.2.5 实验设计与统计分析 利用SAS统计软件建立2个水平和1个响应面的实验设计，高汤粉、肉味香精、酵母抽提物、HVP、大蒜精粉、胡椒精粉和独活草精粉7种风味物质作为影响因素，通过感官评定结果，进行响应面分析，研究多因素系统中因素的作用并计算出最大响应值时所对应的最优化条件。

2 结果与讨论

2.1 因素水平及实验设计的确立

根据先前的实验每个影响因素选择两个浓度(见表1)，SAS软件设计出62个实验(见表2)，其中有6个中间值的重复实验。而感官评定的显著性根据不同的显著性系数(p＜0.25，p＜0.05)来决定，并提出如下的统计模型公式:

表1 感官实验因素水平表

表2 蒸煮火腿风味添加物实验设计

式中，X1…X7为7种风味添加物;y为感官评定值，是每一个评定人员做出的评判分数(即感官评定分数)加上5计算得出;ε为偏差;β0…β77为相关系数。

续表

2.2 蒸煮火腿添加剂的响应面分析

通过高汤粉、肉味香精、酵母抽提物、HVP、大蒜精粉、胡椒精粉和独活草精粉的添加，蒸煮火腿的风味比原有的风味提高，回归模型的方差分析见表3，模型的回归平方极显著(P＜0.05)，但是线性部分和交互作用不是很显著(P＞0.25)。模型总回归显著(P＜0.25)，而失拟不显著［ε在方程式(1)中可被忽略］，回归方程拟合性好，说明此7种风味添加剂对蒸煮火腿风味的影响建立的回归方程适合。

由此，得出蒸煮火腿风味添加剂的表面相应模型(见方程式2)。

表3 回归模型方差分析表

表4中显示的是蒸煮火腿风味添加剂对蒸煮火腿风味影响的所有因素的线性、平方、交互影响的显著性。肉味香精、HVP、大蒜精粉的线性以及肉味香精、酵母抽提物、HVP、大蒜精粉、独活草精粉的平方对响应值的影响极显著(P＜0.05)，说明它们的添加对火腿风味的影响很大。此外，酵母抽提物线性、HVP与高汤粉、肉味香精与HVP、肉味香精与大蒜精粉、酵母抽提物与胡椒精粉的交互作用、高汤粉的平方也表现出显著(P＜0.25)，只有胡椒精粉在设定的添加范围对蒸煮火腿的风味影响不大。

表4 所有因素的线性、平方、交互影响的显著性

由表3的表面响应值显著性结果将方程式(2)进行优化，得到蒸煮火腿风味添加剂对蒸煮火腿风味影响表面响应模型(见方程式3)。

2.3 蒸煮火腿添加剂的响应面优化

图1是根据响应面模型呈现的肉味香精和其它因素的响应面立体图，对于肉味香精、酵母抽提物、HVP、大蒜精粉在所筛选的浓度范围内对于蒸煮火腿风味的感官评定值均出现最大值，且影响显著;胡椒精粉对火腿的风味起到正面的影响，但是添加量还应进一步的提高，在所选的范围内没有出现最大值。过多的独活草精粉的添加使火腿风味下降，不易让评定人员接受。

图1 各因素的响应面分析立体图

通过二次回归的表面响应模型，计算出所有因素的最佳添加量(表5)，高汤粉2.99g/kg、肉味香精0.11g/kg、酵母抽提物1.9g/kg、植物水解蛋白2.64g/kg、大蒜精粉0.48g/kg、胡椒精粉4.81g/kg、独活草精粉1.43g/kg(以腌制液的重量计)。

2.4 优化添加剂与商品添加剂比较

将响应面优化的最佳因素值与这家德国企业已商品化的蒸煮火腿添加剂“Schinkin”进行比较(见表6)，所优化的混合添加物明显优于已商品化的“Schinkin”，说明新研发的风味添加物是可行的，可以推广到市场上做进一步的放大实验。

表5 响应面优化的最佳因素表

表6 优化的添加物品评表

3 结论

采用表面响应分析法对7种风味添加物进行蒸煮火腿的风味影响分析，得出因素的平方对蒸煮火腿的风味影响显著，并建立了显著影响因素数学模型Y=4.3764+11.5139X2+0.5898X3+0.4005X4+2.9694X5－0.0300X4X1－0.8333X4X2－0.1583X5X4+0.0467X6X3－0.0351－36.9444－0.1781－0.0327－2.0528－0.1503。优化出最佳因素配比，高汤粉2.99g/kg、肉味香精0.11g/kg、酵母抽提物1.9g/kg、植物水解蛋白2.64g/kg、大蒜精粉0.48g/kg、胡椒精粉4.81g/kg、独活草精粉1.43g/kg。经对比实验，在蒸煮火腿中添加优化的风味添加物感官评定明显优于商品“Schinkin”风味剂的添加，企业可对此优化的风味添加物考虑做进一步推广。

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［2］丁耐克.食品化学［M］.北京:中国轻工业出版社，1997:1－5.

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Application of response surface methodology on optimization of flavor additives for cooked ham

CHENG Xiao－yu1，CHEN Wen－hua1，GUO Ai－ju1，YANG Wei1，A.Fischer2
(1.China Meat Research Center，Beijing 100068，China;2.Department of Food Science and Biotechnology，Hohenheim University，Stuttgart 70599，German)

TS251.6+5

A

1002－0306(2010)08－0290－05

2009－09－04

成晓瑜(1972－)，女，高级工程师，研究方向:畜禽骨综合利用及食品风味。

国家农业科技成果转化资金项目资助(2008T01016)。