响应面法优化低盐花生银耳牛肉酱工艺配方

邓源喜，武杰，陈佳，许晖，王家良，闫永

（1.蚌埠学院食品与生物工程学院，安徽蚌埠 233030；2.安徽中粮油脂有限公司，安徽蚌埠 233705）

响应面法优化低盐花生银耳牛肉酱工艺配方

邓源喜1，武杰1，陈佳1，许晖1，王家良1，闫永2

（1.蚌埠学院食品与生物工程学院，安徽蚌埠 233030；2.安徽中粮油脂有限公司，安徽蚌埠 233705）

为提高花生银耳牛肉酱的感官品质，以花生、银耳、牛肉为主要原料，研究花生银耳牛肉酱加工的最优工艺配方。对黄豆酱使用量、复合糖使用量、牛肉使用量以及银耳花生加入比4个因素分别进行单因素试验，根据单因素试验结果设计Box-Benhnken中心组合试验，以花生银耳牛肉酱的感官评分为指标，采用响应面优化法确定花生银耳牛肉酱加工的最佳工艺配方。结果表明：花生银耳牛肉酱加工最优工艺配方为：黄豆酱添加量（A）34.99%、复合糖添加量（B）6.18%、牛肉用量（C）13.91%、银耳花生加入比（D）1.82∶1（总量16.18%）。按优化后的工艺配方预期制作的花生银耳牛肉酱感官评分为89.56，实际得分为88.08，花生银耳牛肉酱的感官品质达到最佳。

花生银耳牛肉酱；工艺配方；响应面分析

花生富含氨基酸、脂肪、卵磷脂，也含有维生素A、维生素B等多种维生素以及钙、铁等矿物元素，具有较高的营养价值，经常食用花生能起到滋补益寿作用［1］。而银耳享有“菌中之冠”的美名。银耳营养丰富，食味鲜美，不但是营养价值很高的食用菌，也是药用价值较高的药用菌，是世界公认的保健品。长期服用银耳多糖能降低血压、血脂，有防止动脉硬化、抑制肿瘤、增强机体免疫功能，有延缓衰老和护肤之功效［2，3］。牛肉是一种低脂肪、高蛋白的肉类食品，其蛋白质含量可达到22%，其氨基酸组成比猪肉更接近人体需要，可提高机体抗病能力，享有“肉中骄子”的美称［4，5］。随着国内外对三低（低盐、低糖、低脂肪）食品的发展越来越重视，食品低盐化也成为全球食品发展的总趋势。食品的低盐化可以较大程度地降低长期食用高盐食品可能会给人体带来的一系列危害。由于低盐酱制品中的食盐含量较低，因此对产品的保存有所影响，而天然香辛料对低盐酱中的主要微生物有抑制作用，所以可以通过添加适当的天然香辛料以延长保存期。酱制品在中国烹饪史上享有很高的地位。当代对于酱制品的研究也不占少数，比如谢主兰等以市售新鲜小虾为原料，通过对配方及工艺的优化，经中性蛋白酶酶解制备具有独特风味并具有保健功能的低盐虾酱。洪泽雄等以果蔬汁、骨汤为主要原料，再辅以食盐、糖、味精以及香辛料，通过正交试验选择出最佳的工艺参数，研制出了一种新型的营养复合调味料。另外，鱼香味调味酱、平菇鸡肉调味酱、中式鹅肝调味酱等一系列其他调味酱也已经研制成功，但截至目前花生银耳牛肉酱的研究还未见报道。因此，加快我国调味酱市场新科技开发和功能性调味料的研制势在必行［6－18］。低盐花生银耳牛肉酱是一种功能性的复合调味酱，是以牛肉、黄豆酱为主要原料，通过降低牛肉酱中食盐的含量，添加花生、银耳以及天然调味料等，经过熬制和炒酱等工艺过程制得的一种即食熟制调味酱。本研究重点对低盐花生银耳牛肉酱的制作工艺配方进行了优化，旨在为功能性调味酱新产品的开发提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

材料：新鲜牛肉、花生、银耳、干辣椒、大蒜、生姜、葱、黄豆酱、食用油、无碘低钠盐、味精、香辛料、黄酒、白砂糖、麦芽糖，均购于蚌埠华运超市。

试剂：木瓜蛋白酶（实验室提供）。

1.2 仪器与设备

DH-2082电磁炉 湖北美拉达电器集团；四旋玻璃罐（220 g容量） 徐州华联玻璃制品有限公司；OOP-243电子天平 上海精密科学仪器有限公司；AB-323分析天平 上海海康电子仪器厂；烘箱 苏州豪威乐烘箱设备有限公司；不锈钢锅、不锈钢刀。

1.3 试验方法

1.3.1 低盐花生银耳牛肉酱制作工艺

1.3.1.1 试验工艺流程

1.3.1.2 操作要点

银耳丁的制备：选择优质的银耳原料，冲淋干净后，放进清水中浸泡1 h，待银耳充分柔软即可，切成0.3～0.5 cm的可见碎丁，备用。

花生丁的制备：选择优质的花生原料，放入烘箱中烘熟烘干（注意烘干时间及烘箱温度，避免不熟或烘糊），然后冷却使其变脆，并揉搓以去除表皮。将表皮去除后的花生切碎成0.5 cm左右的可见碎丁，备用。

牛肉丁的制备：选择新鲜牛肉，清洗后剔除筋膜，放入浓度为3%的木瓜蛋白酶溶液中置于55℃的恒温水浴锅中保温40 min使牛肉软化，然后进行煮制，切成0.3～0.5 cm的可见碎丁后，备用。

其他原料的制备：干辣椒：干辣椒去籽，用不锈钢刀切成0.3 cm左右的辣椒片，备用。姜：用清水洗净，除去表皮后用刀切成姜末，备用。蒜：将大蒜头洗净后剥皮，拍碎，切成蒜末，备用。圆葱：将新鲜圆葱剥皮后用水清洗干净，切成0.3 cm的葱丁后，备用。

炒制：将适量食用油入锅后，加热，待油温八成热时向锅中加入备用的辣椒，炸出香味，接着放入葱丁、姜末、蒜末爆炒出香味，再放入黄豆酱，炒出酱香味，随后放入处理好的牛肉丁，炒制5 min左右后依次放入银耳丁、花生丁，加入复合糖和各种香辛料调味，煮沸5～8 min，在酱出锅前加入味精和黄酒并搅拌均匀。制酱过程的关键在于酱的炒制，炒制过程中应该注意控制油的温度以及酱的炒制程度。同时，加入辅料后注意搅拌以防酱体变焦以致产品味道变苦，影响成品的风味与色泽。

装罐、杀菌：将经上述步骤制得的酱体充分搅拌后趁热装入经消毒处理后的四旋玻璃瓶中，装填完毕后封口，不用封得太紧。将经前述步骤处理好后的玻璃瓶置于水浴锅中加热，待瓶内酱体中心温度达到85℃左右时封紧瓶盖。处理好后，继续放置在90℃水浴锅中加热杀菌10 min，经杀菌处理后快速分段冷却至40℃以下，经过上述一系列步骤处理后就可以得到成品。

1.3.2 低盐花生银耳牛肉酱感官评定标准

为了使低盐花生银耳牛肉酱具有最好的风味、色泽、口感以及组织状态，首先做各个因素的单因素试验，经过前期查阅大量资料之后，选出4个最主要的影响因素：黄豆酱的用量、花生与银耳的比、牛肉的加入量、复合糖（白砂糖∶麦芽糖为1∶1）添加量，选择这4个因素的最适使用量，在此基础上，分别选取这4个因素进行响应面优化试验，再经过对试验数据的分析，采用响应面分析法优化配方，以得到最优的工艺配方。

邀请15位实验室同学组成评定小组，根据表1的感官评定标准，对本试验研发的低盐花生银耳牛肉酱在口感、色泽、风味以及组织状态上进行综合性评分，取所得的平均分为感官评价最终得分。

表1 感官评定标准Table 1 Sensory evaluation standards

1.3.3 单因素试验

按不同的花生与银耳的比例、牛肉的使用量、黄豆酱的使用量、复合糖的使用量分别做单因素试验，并测定各因素对牛肉酱感官评定的影响，以此选出各因素的最适宜使用量。

1.3.3.1 黄豆酱添加量的选择

根据试验前所做预试验得到的结果，保持其他原料的加入量不变，将黄豆酱按照20%，30%，40%，50%，60%的添加量分别制酱，邀请15位实验室同学组成评定小组，根据表1所述的评定标准进行感官评分，并根据感官评价得分，选出最适的黄豆酱添加量。

1.3.3.2 复合糖添加量的选择

在上述试验结果的基础上，控制黄豆酱添加量不变，并保持其他原料的加入量不变，将复合糖（白砂糖∶麦芽糖为1∶1复配而成）以2%，4%，6%，8%，10%5个不同添加量进行制酱，邀请15位实验室同学组成评定小组，根据表1所述的评定标准进行感官评分，并根据感官评价得分，选出最适的复合糖添加量。

1.3.3.3 牛肉添加量的选择

在上述试验结果的基础上，控制复合糖加入量以及黄豆酱添加量不变，将处理好的牛肉以5%，10%，15%，20%，25%5个不同添加量分别制酱，邀请15位实验室同学组成评定小组，根据表1所述的评定标准进行感官评分，并根据感官评价得分，选出最适的牛肉添加量。

1.3.3.4 银耳花生加入比的选择

在上述试验结果的基础上，控制黄豆酱使用量、牛肉添加量、复合糖添加量不变，将处理好的银耳丁、花生丁以5∶1，4∶1，3∶1，2∶1，1∶1 5个不同配比进行制酱，并且邀请15位实验室同学组成评定小组，根据表1所述的评定标准进行感官评分，并根据感官评价得分，选出最适的银耳与花生添加比。

1.3.4 响应面试验设计及数据处理

根据以上单因素试验结果，选取对牛肉酱感官评分有影响的单因素作为自变量，以各个因素在各自的单因素试验中感官评定得分值最高点以及周围的2个点作为自变量水平，以感官评定得分为响应值，采用Box-Benhnken Design（BBD）试验方法设计试验，对影响牛肉酱感官评定的以下4个主要因素：黄豆酱添加量、复合糖（白砂糖∶麦芽糖为1∶1）添加量、牛肉添加量及银耳与花生之比进行优化试验，以黄豆酱添加量（g）、复合糖（白砂糖∶麦芽糖为1∶1）添加量（g）、牛肉添加量（g）及银耳与花生之比为自变量，分别用A，B，C，D代表，并以－1，0，1分别代替每个自变量的相应水平，以感官评定得分为响应值，按工艺流程进行炒制、装罐、杀菌，并邀请15位实验室同学组成感官评定小组，根据表1所述的评定标准进行感官评分，采用响应面软件Design Expert 8.0.6处理数据，得出最佳工艺配方。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果及数据分析

2.1.1 黄豆酱添加量对产品感官品质的影响

图1 黄豆酱添加量对花生银耳牛肉酱感官品质的影响Fig.1 Influence of soybean paste additive amount on the sensory quality of low-salt beef sauce with peanut and tremella

由图1可知，黄豆酱在20%～60%的添加范围内，随着黄豆酱的添加，感官评定分值也逐渐增加；当黄豆酱加入量为40%时，牛肉酱的风味、口感、色泽及组织状态均达到相对较好的水平，此时感官评定得分最高，随着黄豆酱加入量的增多，产品的风味、口感均开始有不同程度地下降。故可确定40%为黄豆酱的最佳加入量。

2.1.2 复合糖添加量对产品感官品质的影响

不同复合糖添加量对产品品质的感官影响见图2。

图2 复合糖添加量对花生银耳牛肉酱感官品质的影响Fig.2 Influence of complex sugar additive amount on the sensory quality of low-salt beef sauce with peanut and tremella

由图2可知，复合糖在2%～10%的添加范围内，随着复合糖的添加，产品的感官评定分值逐渐增加，在复合糖加入量为6%时，产品的感官评定得分达到最高，此时制得的酱具有相对较好的品质。而当复合糖添加量超过6%后，随着糖的加入，所得产品的感官评分逐渐下降，并且由于复合糖的过多加入，导致制得的酱甜度太大，让人感觉过于甜腻。所以，确定6%为复合糖的最适添加量。

2.1.3 牛肉添加量对产品感官品质的影响

图3 牛肉添加量对花生银耳牛肉酱感官品质的影响Fig.3 Influence of beef additive amount on the sensory quality of low-salt beef sauce with peanut and tremella

由图3可知，牛肉添加量在5%～25%的范围内，随着牛肉加入量的增多，所制得的酱的感官评分逐渐升高，产品酱的风味随之改善，在牛肉添加量达到15%时，制得的酱既有黄豆酱的风味，又有牛肉、花生、银耳所特有的肉制品风味。当牛肉加入量超过15%时，所得到的牛肉酱的感官评分逐渐下降。因此，选择15%为牛肉的最适加入量。

2.1.4 银耳、花生添加比对产品感官品质的影响

不同银耳、花生添加比对产品感官品质的影响见图4。

图4 银耳花生加入比对花生银耳牛肉酱感官品质的影响Fig.4 Influence of the additive ratio of tremella and peanut on sensory quality of low-salt beef sauce with peanut and tremella

由图4可知，随着加入的银耳与花生之比的改变，产品的感官评分分值先升高再下降，随着银耳添加量所占比例的减小，产品酱的感官评定分值先升高再降低。当银耳与花生之比为2∶1时，产品综合评分最高，牛肉酱品质最好。因此，选择银耳与花生的加入比2∶1为适宜添加比。

2.2 响应面法优化工艺配方的试验结果与分析

2.2.1 响应面优化试验

根据上述的单因素试验结果，选取对牛肉酱感官评分有影响的单因素作为自变量，以每个因素在各自的单因素试验中感官评定获得的最优值以及周围的2个点作为自变量水平，以感官评定得分为响应值，采用Box-Benhnken Design（BBD）试验方法设计试验，对影响牛肉酱感官评定的黄豆酱添加量、复合糖（白砂糖∶麦芽糖为1∶1）添加量、牛肉添加量及银耳与花生之比4个主要因素进行优化试验，以黄豆酱添加量（%）、复合糖（白砂糖∶麦芽糖为1∶1）添加量（%）、牛肉添加量（%）及银耳与花生之比为自变量，分别用A，B，C，D表示，并以－1，0，1分别代表每个自变量的相应水平，以感官评定得分为响应值，得到各因素水平值与编码值见表2。

表2 响应面试验因素水平与编码Table 2 Factor level and encoding of response surface experiments

根据表2，将各因素的水平值依次输入Design Expert 8.0.6软件中，按照BBD试验方案进行试验，得到表3，记录每组因素组合的试验结果。

表3 响应面试验设计及结果Table 3 Experimental design and results of response surface experiments

2.2.2 试验结果分析

根据上述试验，利用软件Design Expert进行回归拟合，可得到以感官评分为函数的二次多项式回归方程：Y＝89.20－0.67A＋0.75B－1.0C－0.58D＋0.75AB＋0.25AD＋0.25BC－0.75BD－0.25CD－0.64A2－2.52B2－2.14C2－2.02D2，该式中A，B，C，D分别为黄豆酱用量、复合糖用量、牛肉用量及银耳与花生加入比。

该多项式中各项系数的绝对值大小反映出各响应因素对产品感官评分的影响程度，由多项式可知，各因素影响程度大小顺序为：牛肉用量（C）＞复合糖用量（B）＞黄豆酱用量（A）＞银耳与花生加入比（D）。为进一步确定回归方程的有效性，运用Design Expert 8.0.6软件对上述回归方程进行方差分析，见表4。

表4 回归模型方差分析Table 4 Analysis of variance of regression equation

由表4可知，回归方程模型极显著（F＝9.35，p＜0.0001），失拟项不显著（p＝0.4652＞0.05），表明该方程模型极显著，使用该方程模拟真实的四因素三水平的分析是可行的，通过试验得到的二次回归方程能很好地对响应面值进行预测。模型的相关系数R2＝0.9034，表明自变量与响应值之间的线性关系显著，可用于试验的理论预测。调整确定系数RAdj2＝0.8068，表明回归方程与试验值具有高度拟合性，该模型可很好解释响应值的变化，试验误差小。因此，该回归模型可用来对低盐花生银耳牛肉酱的工艺配方进行优化。经回归系数显著性检验可知，模型中因素C对牛肉酱感官总分的线性效应极显著，因素B，A，D对牛肉酱感官总分的线性效应显著，因素B2，C2，D2对牛肉酱感官总分的曲面效应极显著。

2.2.3 响应曲面和等高线图分析

依据回归方程模型依次做出试验因素间交互作用的三维立体响应面图以及相应的等高线图，反映出在某因素保持在中心值稳定的条件下，其他2个因素的交互作用对产品酱感官品质的影响。等高线为椭圆形表明因素间交互作用显著，圆形则表明交互作用不显著。

牛肉使用量为15%，银耳花生加入比为2∶1的情况下制酱，考察黄豆酱用量（A）与复合糖用量（B）对产品感官品质的交互影响见图5。

图5 Y＝f（A，B）曲面和等高线（C＝15.00，D＝2.00）Fig.5 Curved surface plot and contour line for Y＝f（A，B）（C＝15.00，D＝2.00）

由图5可知，黄豆酱用量与复合糖用量的交互作用不显著，感官总分主要受B因素影响。黄豆酱用量为40%时，添加较多的复合糖才能得到较高的感官总分，当复合糖添加量为6%时，随着复合糖添加量的增加，感官总分开始下降。

在复合糖添加量为6%，银耳与花生的加入比为2∶1的情况下制酱，考察黄豆酱添加量（A）与牛肉添加量（C）的交互作用对成品酱感官品质的影响见图6。

图6 Y＝f（A，C）曲面和等高线（B＝6.00，D＝2.00）Fig.6 Curved surface plot and contour line for Y＝f（A，C）（B＝6.00，D＝2.00）

由图6可知，黄豆酱添加量与牛肉添加量的交互作用不显著，感官总分主要受C因素影响。黄豆酱用量为40%时，随着复合糖添加量的增加，感官总分显著升高然后缓慢下降。

在复合糖添加量（B）为6%和牛肉添加量（C）为15%的条件下制酱，考察黄豆酱添加量和银耳花生加入比的交互作用对产品感官品质的影响见图7。

图7 Y＝f（A，D）曲面和等高线（B＝6.00，C＝15.00）Fig.7 Curved surface plot and contour line for Y＝f（A，D）（B＝6.00，C＝15.00）

由图7可知，黄豆酱使用量与银耳花生加入比的交互作用不显著，感官总分主要受A因素影响。当银耳花生加入比为2∶1时，添加较多的黄豆酱才能得到较高的感官总分。

在黄豆酱用量为40%，花生银耳加入比为2∶1的情况下制酱，考察复合糖用量与牛肉用量的交互作用对产品感官品质的影响见图8。

图8 Y＝f（B，C）曲面和等高线（A＝40.00，D＝2.00）Fig.8 Curved surface plot and contour line for Y＝f（B，C）（A＝40.00，D＝2.00）

由图8可知，因素B、因素C交互作用不显著，产品感官总分主要受因素C影响。在复合糖用量为6%时，添加较少的牛肉就可以得到较高的感官总分。

在黄豆酱添加量（A）为40%和牛肉添加量（C）为15%的条件下制酱，考察复合糖添加量和银耳花生加入比的交互作用对产品感官品质的影响见图9。

图9 Y＝f（B，D）曲面和等高线（A＝40.00，C＝15.00）Fig.9 Curved surface plot and contour line for Y＝f（B，D）（A＝40.00，C＝15.00）

由图9可知，复合糖使用量与银耳花生加入比的交互作用不显著，感官总分主要受因素B影响。银耳花生加入比为2∶1时，感官总分随着复合糖添加量的增加先缓慢升高然后迅速下降。

在黄豆酱添加量为40%，复合糖添加量为6%的情况下制酱，考察牛肉加入量（C）和银耳花生加入比（D）的交互作用对产品酱感官品质的影响见图10。

图10 Y＝f（C，D）曲面和等高线（A＝40.00，B＝6.00）Fig.10 Curved surface plot and contour line for Y＝f（C，D）（A＝40.00，B＝6.00）

由图10可知，牛肉用量和银耳花生加入比的交互作用不显著，感官总分主要受因素C影响。银耳花生加入比为2∶1时，随着银耳花生加入比的增加，感官总分先迅速升高然后缓慢下降，添加少量的牛肉就能得到较高的感官总分。

2.2.4 验证试验

通过回归模型的预测，得到花生银耳牛肉酱的最佳配方为：黄豆酱添加量（A）为34.99%、复合糖添加量（B）为6.18%、牛肉用量（C）为13.91%、银耳花生加入比（D）1.82∶1（总量16.18%），模型预测值为89.56。为验证这一模型的可靠性，在上述最优条件下进行验证试验，实际感官评分值分别是87.72，88.18，88.35，故可得到其感官评分平均值为88.08，与对应条件下的模型预测值89.56进行对比，相对误差仅为1.65%。说明基于响应面法得出的最佳配方准确可靠，具有实用价值。

3 结论

通过单因素试验和响应面优化试验，对低盐花生银耳牛肉酱的制作工艺配方进行了考察，牛肉酱的添加量是影响牛肉酱感官品质的最关键因素，各因素对牛肉酱感官总分的影响顺序为：牛肉用量（C）＞复合糖用量（B）＞黄豆酱用量（A）＞银耳与花生加入比（D）。低盐花生银耳牛肉酱的最佳配方为：黄豆酱添加量（A）34.99%、复合糖添加量（B）6.18%、牛肉用量（C）13.91%、银耳花生加入比（D）1.82∶1（总量16.18%）。在此条件下预期的低盐花生银耳牛肉酱的感官总分为89.56，实际得分为88.08。经此配方制作出的低盐花生银耳牛肉酱酱香浓厚，既有花生的香脆口感，又有银耳的特殊风味。

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Optimization of Technological Formula of Low-salt Beef Sauce with Peanut and Tremella by Response Surface Methodology

DENG Yuan-xi1，2，WU Jie1，CHEN Jia1，XU Hui1，WANG Jia-liang1，YAN Yong2
（1.College of Food and Bioengineering，Bengbu University，Bengbu 233030，China；2.Anhui COFCO Oil Co.，Ltd.，Bengbu 233705，China）

The present study is to investigate the optimal technological formula of low-salt beef sauce with peanut and tremella while beef，peanut and tremella are taken as raw materials.The effect of soybean paste additive amount，complex sugar additive amount，beef additive amount and the ratio of tremella and peanut on the sensory quality of low-salt beef sauce with peanut and tremella are examined by single factor experiment，based on which the Box-Benhnken center combination experiment is designed.The sensory scores of low-salt beef sauce with peanut and tremella are taken as evaluation indexes，and the optimal technological formula are determined by response surface method.The results show that the optimal processing conditions are as follows：soybean paste additive amount（A）is 34.99%，complex sugar additive amount（B）is 6.18%，beef additive amount（C）is 13.91%，and the ratio of tremella and peanut（D）is 1.82∶1（16.18%of the total）.Under the optimal technological formula conditions，theexpected sensory score of low-salt beef sauce with peanut and tremella is 89.56，the actual score is 88.08，and the sensory quality of low-salt beef sauce with peanut and tremella are reached to the best conditions.

low-salt beef sauce with peanut and tremella；technological formula；response surface methodology

TS264.9

A

10.3969／j.issn.1000-9973.2017.10.011

1000-9973（2017）10-0049-08

2017－04－16

安徽省科技厅科技攻关项目（1604a0702031）；2016年安徽省教育厅优秀中青年骨干人才国内外访学重点项目（gxfxZD2016268）

邓源喜（1977－），男，讲师，硕士，研究方向：食品加工与安全；武杰（1975－），男，教授，硕士，研究方向：食品加工与安全。