响应面法优化莴笋鱼糕工艺

◎ 吉 薇，陈懿娴，袁学文

（广东第二师范学院 生物与食品工程学院，广东 广州 510303）

鱼糕属于鱼糜产品的一种，鱼糜产品是鱼肉经洗净、采肉和斩拌等工序制作而成的一种深加工制品[1]。鱼糜制品富含优质蛋白质，脂肪含量低，不饱和脂肪酸含量高，适合人群范围广，是一种具有广阔发展前景的现代水产加工食品[2]。此次选用淡水鱼花鲢为原料制作鱼糕，我国淡水鱼产量占世界总产量的60%以上，鲢鱼产量在淡水鱼生产中居于首位，约占我国淡水鱼总产量的35%[3]。花鲢是一种高蛋白、低脂肪、低胆固醇鱼类，肉质富有弹性，刺少，适合作为各种鱼糜制品的加工原料[4]。目前鱼糕市场存在一些问题，如对鱼糜制品缺少产品宣传，产品缺乏创新，市场定位较窄等[5]。

本文通过试验研发一款新型鱼糕，在传统鱼糕中加入莴笋，更符合现代人追求健康饮食、均衡膳食的目标。莴笋在长江流域各地普遍栽培，为药食两用佳品[6]。已有研究表明，莴笋富含维生素，其主要功能物质为多糖、酚类、倍半萜类等成分[7]，具有抗氧化、增强免疫、降血糖、降血脂及镇静催眠等多种功效[8]，有“素食中的保健高手”之称[9]。目前，关于莴笋的文献报道主要集中在提取营养物质和研究贮藏方式等，对其加工产品的研究相对较少[10]。本文主要对莴笋、鱼肉及其他配料的比例进行研究，不仅使产品的营养均衡，同时也注重莴笋鱼糕的口感，打造出能被大众所接受和喜爱的健康产品。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料

花鲢鱼购于千岛鱼先生京东自营旗舰店；莴笋购于京东祥祥果蔬专营店；生粉购于展艺烘培京东自营旗舰店；姜粉购于吉得利食品京东自营旗舰店。

1.1.2 仪器

H22-X3电陶炉（杭州九阳生活电器有限公司）；CLW2851GJ29不粘锅（杭州九阳生活电器有限公司）；SB2002电子天平（上海沪粤明科学仪器有限公司）；FR-7235榨汁机（Fronton弗朗顿）。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程

原料鱼整理→采肉→洗净、沥干→打浆→调配→装盆→蒸制→成品[11]。

将冷冻的花鲢鱼解冻后，除去鱼刺，剁成小块，洗净沥干，打成肉糜备用。取新鲜莴笋去皮洗净切碎，放入榨汁机中打成浆备用。将预先准备好的莴笋、生粉、姜粉、食盐等配料按比例与鱼糜混合，混合均匀后取出物料放入锅中用电磁炉蒸制15 min[12]。

1.2.2 感官评价

参照李锐等[13]的方法，由10位上过食品感官评定课程且具有较强感官评价能力的同学组成感官评定小组，根据表1所示的评分标准对莴笋鱼糕的色泽、滋味、气味、组织状态和口感进行评定，判断成品优劣。

表1 莴笋鱼糕感官指标评分标准表

1.2.3 单因素试验

（1）鱼肉添加量对莴笋鱼糕的影响。花鲢鱼肉质嫩、富有弹性，是鱼糕的主要原料。在添加莴笋30 g、生粉20 g、姜粉0.6 g的条件下，设置鱼肉添加量为50 g、75 g、100 g、125 g和150 g，研究鱼肉添加量对莴笋鱼糕成品的色泽、滋味、气味、组织状态和口感的影响。以感官评定分数为指标，确定最佳鱼肉添加量。

（2）莴笋添加量对莴笋鱼糕的影响。莴笋口感清爽脆嫩，有独特的清香。在添加鱼肉100 g、生粉20 g、姜粉0.6 g的条件下，设置莴笋添加量为10 g、20 g、30 g、40 g和50 g，研究莴笋添加量对莴笋鱼糕成品的色泽、滋味、气味、组织状态和口感的影响。以感官评定分数为指标，确定最佳莴笋添加量。

（3）生粉添加量对莴笋鱼糕的影响。生粉是指玉米淀粉，淀粉作为人们膳食的主要供能成分之一，还可作为胶凝剂、增稠剂、稳定剂和填充剂等在多种食品中广泛应用，在鱼糜产品中应用较多[14]。在添加鱼肉100 g、莴笋30 g、姜粉0.6 g的条件下，设置生粉添加量为10 g、15 g、20 g、25 g和30 g，研究生粉添加量对莴笋鱼糕成品的色泽、滋味、气味、组织状态和口感的影响。以感官评定分数为指标，确定最佳生粉添加量。

（4）姜粉添加量对莴笋鱼糕的影响。姜粉比起生姜更加耐贮藏，姜粉可除去鱼肉的腥味，且姜粉具有抗氧化和抗炎活性，对人体有益[15]。在添加鱼肉100 g、莴笋30 g、生粉20 g的条件下，设置姜粉添加量为0.2 g、0.4 g、0.6 g、0.8 g和1.0 g，研究姜粉添加量对莴笋鱼糕成品的色泽、滋味、气味、组织状态和口感的影响。以感官评定分数为指标，确定最佳姜粉添加量。

1.2.4 响应面优化试验

以单因素试验结果为基础，根据Box-Behnken中心组合设计原理，选择鱼肉（A）、莴笋（B）、生粉（C）和姜粉（D）为自变量，以感官评定分数为响应值，用Design-Expert 8.0.6设计响应面试验，进一步分析各因素对莴笋鱼糕加工工艺的影响，寻找最适合的工艺参数，响应面试验因素水平表见表2[16]。

表2 响应面试验因素水平表

1.3 统计分析

每组试验重复3次进行，最终结果用平均数表示。试验数据采用Origin 2019和Excel 2019进行分析作图，Design-Expert 8.0.6进行响应面分析和作图。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果与分析

2.1.1 鱼肉添加量对莴笋鱼糕的影响

由图1知，随着鱼肉添加量的增加，感官评分先上升后下降。当鱼肉添加量为100 g时，感官评分最高，显著高于其他处理。

2.1.2 莴笋添加量对莴笋鱼糕的影响

由图2知，莴笋添加量为30 g时，感官评定分数最高。添加量为30 g和40 g时，感官评定分数差异不显著。莴笋可以给鱼糕带来爽脆的口感，莴笋本身的风味较为清淡，对鱼糕整体的风味影响较小。

2.1.3 生粉添加量对莴笋鱼糕的影响

由图3知，生粉添加量为20 g时，感官评定分数最高，但不同生粉添加量下的感官评定分数之间差异不显著。

2.1.4 姜粉添加量对莴笋鱼糕的影响

由图4知，姜粉添加量为0.6 g时，感官评定分数最高，且显著高于其他处理。

2.2 响应面试验结果与分析

2.2.1 二次响应面回归模型的建立与分析

鱼肉、莴笋、生粉和姜粉是构成莴笋鱼糕的重要因素，这4个因素的比例会影响产品的整体口感、滋味等，均会对感官评定分数产生影响。以感官评定分数为响应值，根据Box-Behnken中心组合设计原理[17]，进行了29组试验，其中24组为零点试验和分析试验，5组为中心重点重复实验，试验结果如表3所示。

表3 莴笋鱼糕工艺研究试验设计及结果表

用Design-Expert 8.0.6对响应面试验结果进行二次多元回归分析[18]，试验结果见表4，得到回归方程为感官评定分数Y=86.23-1.49A+2.63B+1.16C+0.5D-1.79AB-1.82AC+0.33AD+0.76BC+0.36BD-0.73CD-4.55A2-2.91B2-2.34C2-5.34D2。

由表4知，模型P＜0.000 1，失拟项为0.063 1不显著，表示模型极其显著。本模型决定系数R2=0.945 5，表明试验所建立的数学回归模型拟合度良好，矫正系数R2Adj=0.890 9，表明模型能解释89.09%的响应值变化。因素一次项中A、B以及二次项A2、B2、C2和D2对莴笋鱼糕的影响极显著（P＜0.01），一次项D以及交互项AD、BC、BD和CD对莴笋鱼糕影响不显著（P＞0.05）。试验结果表明相关因素对本试验具有较大的影响，响应值的变化不是简单的线性关系。将4因素中的2种因素固定为0水平，测定剩余2因素的交互作用，通过模型获取相应的响应面图[19]和等高线。

表4 回归模型方差分析结果表

2.2.2 响应面与等高线分析结果

通过Design-Expert 8.0.6软件，根据回归分析和回归方程拟合，得出响应面及对应的等高线分析图。响应面图中若图形越陡峭，则两者交互作用影响越显著，越平坦则影响不明显。等高线图可以依据其图形的形状来判断其交互影响的程度，若图形为椭圆且密集则交互现象越明显[20]。

由响应面分析图进一步分析了4个因素对鱼糕的作用。由图5可知，鱼肉与莴笋添加量对感官评分的影响中，三维曲面图较为陡峭，等高线图形为椭圆形且较为紧密，表明鱼肉添加量（A）和莴笋添加量（B）交互作用显著。图6与图5有一定的相似性，表明鱼肉添加量（A）和生粉添加量（C）交互作用显著，与前面进行二次多元回归分析结果一致。

图7与图8中三维曲面图陡峭，但等高线图形为圆形，表明鱼肉添加量（A）和姜粉添加量（D）交互作用与生粉添加量（C）和莴笋添加量（B）交互作用不太显著。图9与图10中，三维曲面图较陡峭，但等高线图形接近椭圆形，表明莴笋添加量（B）和姜粉添加量（D）交互作用和姜粉添加量（D）和生粉添加量（C）交互作用较显著。

2.2.3 验证试验结果

根据响应面优化试验和二次多项回归方程，用Design-Expert 8.0.6进行分析，预测最佳参数为鱼肉111.92 g，莴笋33.24 g，生粉20.53 g，姜粉0.61 g，模型预测感官评分为84.814分。按照上述参数，重复3组试验，最终得到莴笋鱼糕感官评定平均分为82.650分，与预测最佳感官评定分数相差2.164分，相对误差为2.62%，无显著差异。结果说明模型拟合度较好，对于莴笋鱼糕工艺的研究，应用响应面分析法是可行的，试验合理。

3 结论

鱼糕作为我国传统食品，营养丰富，口感软嫩，适合人群较广，但鱼糕产品市场较窄，缺乏创新，本研究在传统鱼糕中加入莴笋，丰富口感，改善营养，拓宽鱼糕市场。本研究通过单因素试验得到最佳比例，鱼肉、莴笋、生粉和姜粉添加量分别为100 g、30 g、20 g和0.6 g。利用Design-Expert 8.0.6软件，结合Box-Behnken响应面法优化，以单因素试验中感官评定分数为基础，进行响应面试验，得到莴笋鱼糕最佳工艺为鱼肉111.92 g，莴笋33.24 g，生粉20.53 g，姜粉0.61 g。以此工艺制得的产品预测感官评分为84.814分，实际感官评分为82.65分，相对误差为2.62%。该模型能较好地评价各成分添加量对莴笋鱼糕的影响，结果具有可靠性。