响应面法优化黑蒜木耳酱的制备工艺*
2022-12-13杨茜贾庆超
杨茜 贾庆超
（郑州科技学院食品科学与工程学院，河南郑州 450000）
近年来，人们越来越重视饮食健康，保健型酱制品得到发展。黑蒜营养价值很高，含有人体必需氨基酸、膳食纤维等物质，能提高人体免疫力，具有抗氧化、抗酸化，增强消化功能及保护心血管作用，适宜“三高及癌症患者”食用。据史料记载，木耳是上古时帝王专享的佳品，含有碳水化合物、钙、铁、粗纤维、维生素、磷等营养物质。明代李时珍《本草纲目》中记载：“木耳性甘平，具有益气不饥，益智补脑，润肺补气，舒血止血的功效”。随着人民健康意识的提高，酱制品成为生活中不可或缺的一部分。目前市场未见黑蒜木耳酱制品，为满足市场需要，开发了一种风味浓郁、营养丰富、食用方便、易于携带的黑蒜木耳酱制品，并对其理化及微生物指标进行检验。
1 材料与方法
1.1 材料与设备
黑蒜，淘宝九秋居旗舰店；木耳，长白山小碗耳淘宝寒态旗舰店；花椒粉、葱姜蒜，市购；淀粉，郑州市牛记调味食品有限公司；豆瓣酱，6 月香豆瓣酱；植物油，益海嘉里食品工业有限公司；白砂糖，安琪酵母（赤峰）有限公司。
DZKW-S-4 电热恒温水浴锅，北京市永光明医疗仪器有限公司；101-0AB3 电热恒温干燥箱，上海科恒实业发展有限公司；JA2003A 分析天平，上海精天电子仪器有限公司；PHS-3 酸度计，上海仪电科学仪器股份有限公司；UV-2800H 紫外可见分光光度计，尤尼柯（上海）仪器有限公司；LDZX-50KBS 立式高压灭菌器，上海申安医疗器械厂；DHP-420 电热恒温培养箱，上海跃进医疗器械厂；SW-CJ-2G超净工作台，苏州净化设备有限公司。
1.2 试验方案设计
1.2.1 黑蒜木耳酱的原料配比
分别对影响黑蒜木耳酱的木耳、食用盐、植物油、豆瓣酱、葱姜蒜、花椒粉、淀粉及白砂糖添加量进行单因素试验，其中葱姜蒜比例为1∶1∶1。
影响黑蒜木耳酱的辅料因素：食用盐、植物油、豆瓣酱、葱姜蒜、花椒粉添加量通过正交试验进行确定。
影响黑蒜木耳酱的木耳、淀粉及辅料添加量采用响应面试验进行确定。
1.2.2 黑蒜木耳酱制备
1.2.2.1 原料处理
选择优质木耳，泡发、清洗、打碎备用，黑蒜、葱姜蒜用多功能料理器打碎备用。
1.2.2.2 炒制辅料
将10 g 植物油倒入锅中加热到七成热，放入葱姜蒜沫爆香，加入黑蒜、木耳翻炒出香味，放入食用盐、花椒粉、白砂糖。
1.2.2.3 制酱
将黑蒜、木耳放入锅中与炒制后的辅料翻炒至均匀，加入适量水，煮开后转至小火熬制，加入适量淀粉，熬至酱体黏稠均匀。
1.2.3 感官评价标准
将制好的黑蒜木耳酱分别放入试纸杯里，邀请10 名专业人员进行感官评价。感官评分标准参照GB/T24399—2009《黄豆酱》，具体见表1。
表1 黑蒜木耳酱感官评价标准
1.2.4 理化指标和微生物测定
对黑蒜木耳酱中亚硝酸盐、总酸、水分、菌落总数、大肠菌群进行测定，其中亚硝酸盐含量测定参照GB 5009.33—2016《食用安全国家标准 食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》、总酸测定参照GB 12456—2008《食品安全国家标准 食品中总酸的测定》、水分测定参照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》、菌落总数参照GB 4782.2—2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数的测定》、大肠杆菌数参照GB 4789.3—2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 大肠菌群计数》。
1.2.5 单因素试验设计
以感官评价为标准，设定黑蒜添加量为固定值20 g、木耳20 g、植物油8 g、葱姜蒜（比例为1∶1∶1）2 份、食用盐2 g、花椒0.4 g、淀粉2 g、豆瓣酱6 g、白砂糖1.5 g进行单因素试验。
分别考察木耳（10 g、15 g、20 g、25 g、30 g），植物油（4 g、6 g、8 g、10 g、12 g），葱姜蒜（1份、2份、3份、4份、5份），食用盐（1 g、2 g、3 g、4 g、5 g），花椒粉（0.2 g、0.3 g、0.4 g、0.5 g、0.6 g），淀粉（1 g、2 g、3 g、4 g、5 g），豆瓣酱（2 g、3 g、6 g、8 g、10 g），白砂糖（0.5 g、1.0 g、1.5 g、2.0 g、2.5 g）添加量对黑蒜木耳酱质量的影响。
1.2.6 正交试验和响应面优化试验
根据单因素试验结果，以植物油、食用盐、白砂糖、花椒粉、葱姜蒜添加量为主要影响因素，采用5 因素4 水平进行L16（45）正交试验。正交试验因素水平设计见表2。
表2 正交试验因素水平设计
以木耳、辅料（植物油4 g、豆瓣酱6 g、食用盐1 g、葱姜蒜3 份、花椒粉0.2 g、白砂糖1 g）和淀粉添加量为试验因素，以感官评价为响应值，进行3 因素3 水平响应面优化试验。采用Design-Expert10.0.7版本软件进行数据分析。响应面试验因素水平设计见表3。
表3 响应面因素水平设计
2 结果与分析
2.1 黑蒜木耳酱单因素试验
由图1 可知，木耳添加量达到25 g 的时，得分最高，当木耳添加量过低时木耳脆鲜味不明显，当木耳添加量过大时，影响酱的口感，味道偏淡。因此，木耳添加用量选择25 g为宜。
图1 木耳添加量对产品品质的影响
由图2可知，当植物油添加量为10 g时，感官评分最高，酱的口感最佳。当植物油添加量超过10 g时，感官评分降低，这时有多余油脂，较油腻，口感差。因此，当植物油添加量为10 g 时，酱的感官最佳。
图2 植物油添加量对产品品质的影响
由图3 可知，当葱姜蒜添加量为3 份时，感官评分最高，口感最佳，添加量超过3 份时，感官评价降低，葱姜蒜味太浓，影响产品整体风味，且口感差。因此，选择葱姜蒜添加量3份为宜。
图3 葱姜蒜添加量对产品品质的影响
由图4可知，食用盐添加量为2 g时，感官评分最高，食用盐添加量过大时，感官评价降低，酱味道太咸，口感较差，影响酱的味道。因此，选择食用盐添加量2 g为宜。
图4 食用盐添加量对产品品质的影响
由图5 可知，当花椒粉添加量为0.5 g 时，感官评价最高，再增高花椒粉添加量后感官评分呈现出降低的趋势，此时花椒粉麻辣风味过重，酱的口感较差。因此，选择花椒粉添加量0.5 g为宜。
图5 花椒粉添加量对产品品质的影响
由图6可知，当淀粉达到3 g时，酱感官得分达到最高，再继续增多淀粉添加量时，感官评分下降，此时酱体较浓稠，颜色变暗，口感较差。因此，选择淀粉添加量3 g为宜。
图6 淀粉添加量对产品品质的影响
由图7 可知，由于豆瓣酱本身较咸，酱的评分随着豆瓣酱添加量的增高呈先上升后下降的趋势，当添加量为6 g 时，评分最高，当添加量继续增多时，酱咸味过重，豆瓣酱的味道掩盖了黑蒜木耳酱的味道，故豆瓣酱添加量6 g为宜。
图7 豆瓣酱添加量对产品品质的影响
由图8可知，当白砂糖添加量为1 g时，酱的评分最高，继续增加白砂糖添加量，酱的口感较甜，咸味较弱。因此，选择白砂糖添加量1 g为宜。
图8 白砂糖添加量对产品品质的影响
2.2 辅料正交试验结果
辅料正交试验结果见表4。
表4 正交试验结果分析
通过表4 中黑蒜木耳酱的极差分析得出，影响黑蒜木耳酱品质的因素为：B>D>E>A=C，即食用盐添加量>白砂糖加量>花椒粉添加量>葱姜蒜添加量=食用油添加量；得到辅料最优配方为：A1B1C3D2E1，即植物油4 g，食用盐1 g，葱葱姜蒜3 份（比例为1∶1∶1，各3 g），白砂糖1 g，花椒粉0.2 g，此条件下黑蒜木耳酱感官品质最佳。
2.3 黑蒜木耳酱响应面优化试验
黑蒜木耳酱响应面试验结果如表5 所示，方差分析见表6。
表5 响应面试验设计与结果
表6 响应面回归模型的方差分析
由图6 方差分析结果可知，模型的P<0.000 1，表明试验所采用的二次模型极显著。失拟项P=0.61>0.05，不显著，表示回归模型能够被接受，模型有高度的可靠性。为分析试验模型的可信程度，得到R2=0.991 4，调整决定系数Radj2=0.980 4，表明黑蒜木耳酱感官评价与此模型拟合程度较高，能较好反应出各因素和响应值的联系。变异系数C.V.%=2.08，较小，表明方程模型则具有良好的重现性。一次项A、C及二次项、A2、B2、C2对结果影响极显著（P<0.01），一次项B及二次项AB、BC、AC对结果影响显著（0.01
由图9～图11 可知，AC、BC等高线较接近椭圆形，二者交互作用较强。A、C影响较大，B影响较小，这与方差分析结果一致。用Design-Ex-pert10.0.7对回归方程进行回归分析，确定最佳添加量为木耳30 g，淀粉3.13 g，辅料1.59 份，得分81.86 分。此时黑蒜木耳酱为棕褐色，色泽较好，具有酱香味和木耳脆鲜风味，酱体较为黏稠，味道鲜美咸味适口。
图9 木耳与淀粉添加量交互作用对产品品质的影响
图10 木耳与辅料添加量交互作用对产品品质的影响
图11 淀粉与辅料添加量交互作用对产品品质的影响
2.4 验证试验
根据响应面优化结果分析可知，预测最佳的黑蒜木耳酱配比参数为：黑蒜20 g、木耳30 g、植物油6.36 g、葱姜蒜4.77 g、豆瓣酱9.54 g、食用盐1.59 g、花椒粉0.32 g、淀粉3.13 g、白砂糖1.59 g，得分81.86。在这个条件下进行验证试验，重复3次，取平均值，制作黑蒜木耳酱的感官评分为80.23 分、83.68 分、82.06 分，平均值为81.99 分，与理论值非常接近。
2.5 微生物和理化指标检测
根据1.2.4中理化和微生物检测方法，对成品酱制品进行分析检测，结果如表7所示。
表7 理化和微生物检测结果
3 结论
本课题研究了黑蒜木耳酱的配方，并对其理化和微生物指标进行了检测，通过单因素试验和5因素4 水平正交试验，得到最佳配方方案：植物油4 g、食用盐1 g、葱姜蒜3 份（各3 g 为1 份）、白砂糖1 g、花椒粉0.2 g，黑蒜木耳酱感官品质最佳。采用响应面法和验证试验对黑蒜木耳酱配方方案进行优化探究，得到黑蒜木耳酱最佳方案为：黑蒜20 g、木耳30 g、食用油6.36 g、葱姜蒜4.77 g、豆瓣酱9.54 g、食用盐1.59 g、花椒粉0.32 g、白砂糖1.59 g、淀粉3.13 g，其颜色为棕褐色且鲜艳有光泽、具有浓郁的酱香味和轻微的香辛料味、组织较黏稠且咸味适口。产品检测结果为：亚硝酸盐1.06 6 mg/kg、水分41 g/100 g、总酸2.13 g/g、菌落总数910 CFU/g、大肠菌群未检测出，各项指标测定结果均符合相关国家标准。
