板栗蚕豆酱的研制及工艺优化
2019-07-20商鹤琴曹恰周倩张伟杨倩贾丽娜
商鹤琴，曹恰，周倩，张伟，杨倩，贾丽娜
(河北农业大学 理工学院，河北 沧州 061100)
随着人们生活水平的提高和餐饮业的快速发展，调味品的生产与发展达到了前所未有的繁荣。随着对食品营养健康的更高追求，人们对食品口味多样化的要求越来越高，单一的调味品已经不能满足人们的要求。因此，营养丰富、口味独特、味道鲜美的调味品受到消费者的青睐。“民以食为天，食以味为先”，研制新型调味品不仅能满足人们的生活需求，同时也能创造一定的经济效益。
板栗在山区更为常见，已被人类广泛种植。板栗营养丰富，富含维生素C，同时含有钾、锌、铁等矿物元素，其中钾含量最高[1],具有健胃补肾、延年益寿、养胃健脾、补肾强筋、活血止血之功效，素有“干果之王”的美称[2]。
蚕豆又称“罗汉豆”，为粮食、蔬菜和饲料、绿肥兼用作物[3]。其营养价值丰富，含8种必需氨基酸以及丰富的膳食纤维，具有益气健脾、降低胆固醇、健脑、延缓动脉硬化、促进骨骼生长的功效[4]。
1 材料与方法
1.1 材料与设备
板栗、蚕豆、白砂糖、生姜、花椒、食用盐：均为市售；米曲霉：济宁玉园生物科技有限公司；YP2001N电子天平：上海菁海仪器有限公司；厨尚佳水浴锅；立式压力蒸汽灭菌锅；电热恒温培养箱；九阳电磁炉；超净工作台。
1.2 实验方法
1.2.1 工艺流程
新鲜板栗→蒸煮→脱壳→晾干；
蚕豆→洗净→浸泡→蒸煮→晾干；
米曲霉→扩大培养→种曲；
板栗、蚕豆与米曲霉混合→接种→制曲→加入食用盐→发酵→制得酱醅→调配→杀菌→包装→成品[5]。
1.2.2 操作要点[6]
1.2.2.1 板栗处理
将脱壳处理的板栗常压蒸煮至熟透，手工去壳，捣碎，自然晾干，备用。
1.2.2.2 蚕豆处理
剔除肉眼可见的杂质，用水洗净，在室温下用水浸泡至蚕豆表面无皱纹，浸泡后的大豆常压蒸煮2 h，自然晾干，备用。
1.2.2.3 混合制曲
蒸煮的板栗与蚕豆混合均匀，在30 ℃下按照3.6%的比例接入米曲霉种曲。之后在培养箱中培养，定期测定曲的温度[7]，当曲料温度上升到44 ℃时降温并打碎结块，培养约55 h，曲料出现黄绿色即为成曲[8]。
1.2.2.4 发酵
将成曲倒入容器中与食用盐混合均匀，控制温度在50 ℃左右，定时测定氨基酸态氮的含量。在制作酱醅时，采用传统工艺一次性加入足够的食用盐[9]。
1.2.3 感官评价
找10名具有一定品评经验的感官评价员进行感官评定培训，之后对板栗蚕豆酱从色泽、组织状态、风味、口感4个方面进行评价，评分结果去掉一个最高分，去掉一个最低分，取平均值，具体评分标准见表1。
表1 感官评定Table 1 Sensory evaluation
1.2.4 板栗蚕豆酱微生物指标的测定
大肠菌群的测定：参考国标GB 4789.3-2016《食品微生物学检验 大肠菌群计数》。
1.2.5 板栗蚕豆酱理化指标的测定
氨基酸态氮的测定：参考国标GB/T 5009.40-2003《酱卫生标准的分析方法》。
1.3 实验设计
1.3.1 单因素实验
选择板栗添加量、蚕豆添加量、食用盐用量、白砂糖用量进行单因素实验，让感官评定员对其进行感官评价，根据评分结果确定4个因素最合适的用量。板栗添加量、蚕豆添加量、食用盐用量、白砂糖用量作为固定因素时，其值分别为30%、45%、10%、15%。
1.3.2 响应面实验设计
结合单因素实验结果，采用Box-Behnken模型，选取以上4个单因素为考察变量，采用Design-Expert 8.0.6.1进行实验设计，实验自变量因素水平见表2。
表2 响应面实验因素水平Table 2 Factors and levels of response surface test
1.4 数据处理与分析
采用Design-Expert 8.0.6.1软件进行响应曲面数据分析，并建立二次模型，解析回归方程，从而获得最佳变量因素范围，通过F值(P<0.05)考察因素的显著性。
2 结果与分析
2.1 板栗添加量对板栗蚕豆酱口感及风味的影响
保持蚕豆添加量、食用盐用量、白砂糖用量不变，分别加入20，25，30，35，40 g板栗，制作板栗蚕豆酱，并对其进行感官评分，结果见表3。
表3 板栗添加量对感官评分的影响Table 3 Effect of the additive amount of chestnut on sensory score
由表3可知，在板栗添加量范围内，随着板栗添加量的不断增大，成品酱的感官评分先上升后下降，酱体的颜色由红褐色变为棕褐色，当板栗添加量达到30 g时，感官评分达到最大值。最终选取板栗添加量为30 g，此时板栗香气最浓郁。
2.2 蚕豆添加量对板栗蚕豆酱口感及风味的影响
保持板栗添加量、食用盐用量、白砂糖用量不变，分别加入35，40，45，50，55 g蚕豆，制作板栗蚕豆酱，并对其进行感官评分，结果见表4。
表4 蚕豆添加量对感官评分的影响Table 4 Effect of the additive amount of broad bean on sensory score
由表4可知，在蚕豆添加量范围内，随着蚕豆添加量的不断增大，成品的感官评分先上升后下降，在蚕豆添加量达到45 g时，感官评分达到最大值，此时板栗蚕豆香气浓郁，酱香浓郁，口感细腻，咸味适中。最终选取蚕豆添加量为45 g，此时板栗蚕豆酱的酱香风味最明显。
2.3 食用盐添加量对板栗蚕豆酱口感及风味的影响
保持板栗添加量、蚕豆添加量、白砂糖用量不变，分别加入6，8，10，12，14 g食用盐，并对其进行感官评分，结果见表5。
表5 食用盐添加量对感官评分的影响Table 5 Effect of the additive amount of edible salt on sensory score
由表5可知，在食用盐添加量范围内，随着食用盐添加量的不断增大，成品的感官评分先上升后下降，当食用盐添加量达到8 g时，感官评分达到最大值。添加一定量的食用盐，可以显著提高板栗蚕豆酱的口感及风味。但添加量过多，导致口感偏咸，最终选取食用盐添加量为8 g。
2.4 白砂糖添加量对板栗蚕豆酱口感及风味的影响
保持板栗添加量、蚕豆添加量、食用盐用量不变，分别加入5，10，15，20，25 g白砂糖，并对其进行感官评分，结果见表6。
由表6可知，随着白砂糖添加量的不断增加，成品的感官评分先上升后下降，白砂糖添加量为15 g时，板栗蚕豆酱的色泽、风味及口感达到最佳，酱体流动性较好，发酵酱香浓郁。白砂糖添加量过多，会掩盖板栗和蚕豆的香气。因此，最终选取白砂糖添加量为15 g。
表6 白砂糖添加量对感官评分的影响Table 6 Effect of the additive amount of sugar on sensory score
2.5 响应面实验设计结果及分析
2.5.1 响应面回归模型的建立与分析
选取感官评分Y为响应值，针对板栗添加量(A)、蚕豆添加量(B)、食用盐添加量(C)、白砂糖添加量(D)4个实验变量，采用Box-Behnken模型设计四因素三水平实验，结果见表7。
表7 四因素三水平实验数据表Table 7 Data table of four factor-three level experiment
续 表
由表7可知，数据利用Design-Expert 8.0.6.1软件进行数据拟合，得到模型的二次多项回归方程如下：感官评分Y=85.80+0.083A-6.83B+6.67C+0.082D+0.25AB-2.500E-003AD+20.00BC-0.25BD-2.500E-003CD+4.31A2-5.57B2-5.57C2+4.56D2。
为了检验方程的有效性与合理性，对板栗蚕豆酱感官评分的数学模型进行方差分析，结果见表8。
表8 回归方程的方差分析Table 8 Variance analysis of regression equation
由表8可知，在模型中P<0.0001，说明回归方程达到了极显著的水平，因此可用该回归方程对最佳实验结果进行预测。表8中一次项A，B，C，D和交互项AB、BC、BD以及二次项A2、B2、C2、D2的P值都小于0.01，说明它们对板栗蚕豆酱的感官评分有极显著影响。
2.5.2 响应曲面分析
根据回归方程建立响应曲面图，进而分析板栗添加量、蚕豆添加量、食用盐用量、白砂糖用量对感官评分的影响，结果见图1。响应曲面的陡峭程度说明响应值随实验因素的变化情况，响应面越陡峭，说明因素对感官评分影响越大。
图1 响应面分析Fig.1 Analysis of response surface
2.5.3 配方参数优化和模型验证
经过响应面回归分析，预测得到的最佳板栗蚕豆酱的配方参数为：板栗添加量21.24%，蚕豆添加量42.29%，食用盐添加量13.94%，白砂糖添加量14.85%。在此优化条件下，板栗蚕豆酱的感官评分理论值是95.22分。在此条件下进行验证实验，重复3次，取平均值，制作的板栗蚕豆酱感官评分为94.08，与预测值接近度为98.80%。
2.6 板栗蚕豆酱的质量指标
参照GB 4789.3-2016《食品微生物学检验 大肠菌群计数》规定的方法测得大肠菌群<1 CFU/mL；参照GB/T 5009.40-2003测得的氨基酸态氮为0.5 g/100 g。
3 结论
本实验在单因素实验的基础上，利用响应面法建立板栗蚕豆酱的二次多项式数学模型，最终确定板栗蚕豆酱加工最优配方为：板栗添加量21.24%，蚕豆添加量42.29%，食用盐添加量13.94%，白砂糖添加量14.85%。此方案下，板栗蚕豆酱色泽鲜亮，口感细腻，粘稠适度，无杂质，酱体香气浓郁，有独特的发酵酱香。
