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面皮调味汁的最新研发

2023-05-30白建罗岳伟薛建娥

中国调味品 2023年5期
关键词:响应面法

白建 罗岳伟 薛建娥

摘要:以芝麻酱、香油、醋等为主料制作面皮调味汁。通过Plackett-Burman设计确定芝麻酱、食醋、香油等原料的添加量和各因素的显著性,应用主成分分析和响应面法,以色差和感官评分作为指标,得到面皮调味汁的最佳工艺配方。结果表明,面皮调味汁的最佳配方为以100 mL的饮用水为基准,添加芝麻酱20%、桂皮0.7%、陳醋65%、八角1%、丁香0.3%、食用盐1%、花椒2%、5′-呈味核苷酸二钠0.01%、香油2%、谷氨酸钠0.6%、熬制时间30 min。使用该配方制作出来的面皮调味汁色泽柔和、酸咸适中、清香可口,且具有芝麻酱、桂皮和食醋的特有香味。

关键词:响应面法;感官评分;面皮调味汁

中图分类号:TS264.9      文献标志码:A     文章编号:1000-9973(2023)05-0143-07

Abstract: Sesame paste, sesame oil and vinegar are used as the main materials to make flour wrappers sauce. Plackett-Burman design is used to determine the addition amounts of the raw maerials such as sesame paste, vinegar and sesame oil and the significance of each factor. Principal component analysis and response surface method are applied to obtain the optimal process formula of flour wrappers sauce with color difference and sensory score as the indexes. The results show that the optimal formula of the flour wrappers sauce is 20% sesame paste, 0.7% cinnamon, 65% aged vinegar, 1% star anise, 0.3% clove, 1% edible salt, 2% Zanthoxylum bungeanum, 0.01% disodium 5'-ribonucleotide, 2% sesame oil, 0.6% sodium glutamate, and boiling time of 30 min (with 100 mL drinking water as the base). The flour wrappers sauce made with this formula is delicate in color, moderate in sourness and saltiness, fragrant and delicious. It has the unique flavor of sesame paste, cinnamon and vinegar.

Key words: response surface method; sensory score; flour wrappers sauce

收稿日期:2022-11-06

基金项目:吕梁市农业重点研发项目(2021NYGG-1-24)

作者简介:白建(1976—),男,教授,硕士,研究方向:功能性食品。

面皮是我国民间的传统美食,口感滑嫩、有弹性,其主要制作原料为小麦、米粉,含有维生素、氨基酸以及不饱和脂肪酸等[1]。近年来,面皮逐渐成为大众熟悉的街边小吃。市场上既有现做现食的面皮,也有速食面皮。由于各地饮食习惯不同,面皮的制作方法也有所差异。常见的面皮有汉中面皮[2]、陕西米皮[3]、黑米凉皮等[4];常见的面皮食用方法是炒制和凉拌[5]。凉拌面皮因口感舒爽、清凉解暑,成为老百姓的夏日饮食佳品[6]。

研究面皮的口感,调味汁是其中最关键的一环[7]。辣椒、香菜、黄瓜丝等作为可以根据个人口感自助添加的传统调味品,具有成本较高、保鲜度不足、口味差异大等劣势。精选多种调味品,经过科学配伍,调制成适宜大众口味的复合面皮调味汁,可以方便商家和广大消费者,更易于被大众普遍接受。

目前为止,关于面皮调味汁的研发鲜有报道。为方便面皮商家和消费者,本研究以芝麻酱、食醋、香油等为原材料,通过单因素试验和Plackett-Burman试验以及主成分分析,进行响应面优化试验确定面皮调味汁的最优配比,为大规模生产面皮调味汁提供数据和工艺参考,促进复合调味品的发展,使传统的面皮小吃可以流通至全国乃至全世界,对发展民间小吃文化具有重要的意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

丰彩牌纯芝麻酱、四川汉源大红袍花椒、农夫山泉饮用水、金龙鱼纯芝麻香油、中盐牌精制食用盐、东湖精酿陈醋、广西八角、广西丁香、5′-呈味核苷酸二钠、谷氨酸钠、广西桂皮:均为食品级,市售。

1.2 主要试验设备

AX224ZHE电子天平 浙江纳德科学仪器有限公司;BCD-470WDPG海尔冰箱 青岛海尔电冰箱有限公司;YP-H3电磁炉 广东顺德盈派电器科技有限公司;DS-700D高精度色差仪 杭州彩谱科技有限公司;APV-1000均质机 安拓思纳米技术(苏州)有限公司。

1.3 工艺流程及操作要点

1.3.1 工艺流程

八角、花椒、桂皮、丁香(挑选、清洗、去梗、冲洗、晾干)→称量→按一定比例放入纱布袋中→加入煮沸的饮用水→密封熬制30 min→加入食盐、5′-呈味核苷酸二钠、谷氨酸钠并混合均匀→捞出料包→过滤→冷却后加入定量芝麻酱、食醋、香油→搅拌均质→杀菌→冷却→成品。

1.3.2 操作要点

原料预处理:选取八角、花椒、桂皮、丁香,去掉梗、石子,确定食材新鲜,味道浓重,香味、麻味扑鼻,洗净表面尘土后烘干。用天平称好后将其混合,放入食品级纱布袋中。加入称好的饮用水并煮沸后,将纱布袋放入水中,熬制30 min。使香料中的芳香物质全部溶解在水中。调配:加入称好的食盐、5′-呈味核苷酸二钠、谷氨酸钠,与料液混合均匀,提高鲜味。过滤:将料包捞出,并再次用食品级纱布过滤,确保无沉渣影响感官体验。待料水冷却后,加入称好的芝麻酱、食醋、香油,同时搅拌均匀。均质:使用均质机对调味汁进行高速均质,确保料液混合均匀。杀菌、冷却:将灌装好的料汁放入真空封罐机中杀菌,100 ℃杀菌10 min,然后冷却至室温。

1.4 单因素试验

参考已有的调味料工艺[8-9]进行预试验,得到面皮调味汁的基础配方:以100 mL的农夫山泉饮用水为基准,丰彩牌纯芝麻酱20%,广西桂皮0.7%,东湖精酿陈醋65%,广西八角1%,广西丁香0.3%,中盐牌精制食用盐1%,大红袍花椒2%,5′-呈味核苷酸二钠0.01%,金龙鱼纯芝麻香油2%,谷氨酸钠0.6%,熬制时间30 min。在基本配方不变的情况下,选择影响面皮调味汁风味最明显的6个因素:香油添加量(1%、1.5%、2%、2.5%、3%)、桂皮添加量(0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%)、食盐添加量(0.6%、0.8%、1%、1.2%、1.4%)、芝麻酱添加量(16%、18%、20%、22%、24%)、陈醋添加量(61%、63%、65%、67%、69%)、花椒添加量(1.6%、1.8%、2%、2.2%、2.4%)做单因素设计试验。

1.5 Plackett-Burman(PB)试验

以感官评分为评价标准,在单因素试验的基础上选取9个因素:丰彩牌纯芝麻酱(N1)、东湖精酿陈醋(N2)、空白1(N3)、金龙鱼纯芝麻香油(N4)、精制食用盐(N5)、空白2(N6)、广西桂皮(N7)、大红袍花椒(N8)、空白3(N9)进行PB试验。试验因素水平见表1。

1.6 响应面试验

基于PB试验,选出3个影响较大的因素,即芝麻酱添加量(A)、食醋添加量(B)、食盐添加量(C),用色差和感官评分作为响应值进行Box-Behnken Design(BBD)优化试验。试验因素水平见表2。

在响应面试验中,首先进行主成分分析,将响应面设计的色差和感官评分放入SPSS 26.0中进行降维。综合上述2个指标,根据因子分析可知主成分1的累计贡献率超过了85%,色差和感官评分中大部分信息都在主成分1中,再计算出主成分1的具体数值。由于主成分1有正有负,故对其进行最大、最小规范化处理。

以式(1)、式(2)计算综合评分:

F1=0.512M1+0.512M2 。(1)

F=0.976F1 。(2)

式中:M1为色差b*;M2为感官评分;F1为主成分一评分;F为综合评分。

规范化综合评分计算:

Z=(F-Fmin)/(Fmax-F min)。

式中:Z为规范化综合评分;Fmin为综合评分最小值;Fmax为综合评分最大值。

1.7 感官评分

参照参考文献[10-11]并稍作改动,评分标准见表3,由10名感官品评员进行现场打分。

1.8 色差测定

将样品置于特制的培养皿中,用色差仪测定黄度(b*)。

1.9 数据处理

单因素试验作图用GraphPad Prism 8.0软件,主成分分析用SPSS 26.0软件,响应面试验用Design-Expert 11软件。

2 结果和分析

2.1 单因素试验结果分析

2.1.1 芝麻酱添加量对面皮调味汁的影响

由图1可知,当芝麻酱添加量低于18%时,面皮调味汁的芝麻香味不明显,调味汁的黄度较低,色泽偏黑,口感和滋味寡淡,感官评分很低。當芝麻酱添加量在18%~22%时,面皮调味汁的芝麻香味较合适;芝麻酱添加量达20%时,面皮调味汁的口感和味道最佳,感官评分最高,究其原因是芝麻酱与其他配料如香油融合程度很好,几种调味料产生协同作用,芝麻酱香味四溢;同时外观呈现些许褐色,黄度较好。当芝麻酱添加量超过22%时,面皮调味汁的黄度较高,芝麻香味过浓,严重压制了其他配料的味道,感官评分最低。综上所述,面皮调味汁中添加20%芝麻酱最优。

2.1.2 食醋添加量对面皮调味汁的影响

由图2可知,当食醋添加量小于63%时,面皮调味汁的黄度较高,不能明显感受到应有的酸味,更无食醋味,芝麻酱味浓厚,感官评分很低。食醋添加量在63%~67%之间时,面皮调味汁的黄度适中,有明显的食醋味;食醋添加量达65%时,面皮调味汁的酸度最优,感官评分最好。此时,面皮调味汁中食醋的酸味与芝麻酱的味道相融,与桂皮、八角料水混合均匀,同时添加食盐,此时面皮调味汁的酸度最好,食醋特有的香味更好地发挥出来;当食醋添加量高于67%时,面皮调味汁的黄度较低,酸味过重,掩盖了香油和桂皮原有的味道,感官评分最低。综上所述,面皮调味汁中添加65%食醋最优。

2.1.3 桂皮添加量对面皮调味汁的影响

由图3可知,当桂皮添加量低于0.6%时,面皮调味汁的黄度较低,香味不足,滋味较寡淡,感官评分很低。桂皮添加量在0.6%~0.8%之间时,面皮调味汁的黄度适中,香辛味适宜;桂皮添加量达0.7%时,面皮调味汁散发出淡淡的桂皮味,此时各种调味料间相互作用达到最大阈值,感官评分最高。当桂皮添加量大于0.8%时,面皮调味汁的黄度过高,桂皮味过重,感官评分最低。综上所述,面皮调味汁中添加0.7%桂皮最优。

2.1.4 香油添加量对面皮调味汁的影响

由图4可知,当香油添加量低于1.5%时,面皮调味汁的黄度较低,品尝不出香油特有的味道,面皮调味汁的感官评分不高;香油添加量在1.5%~2.5%范围内,面皮调味汁的黄度适中,香味适宜;香油添加量在2.0%时,面皮调味汁中香油味恰当,感官评分最高。原因是此时香油与其他调味料的协同作用效果最好;当香油添加量超过2.5%时,面皮调味汁的黄度变低,香油味过重,掩盖了其他香料本身的味道。综上所述,面皮调味汁中添加2.0%香油最优。

2.1.5 食盐添加量对面皮调味汁的影响

由图5可知,当食盐添加量不足0.8%时,面皮调味汁的黄度高,口感平淡;食盐添加量在0.8%~1.2%之间时,面皮调味汁的黄度适中,咸度适中,很好地保留了酸、咸、香相混合的味道;当食盐添加量为1.0%时,面皮调味汁的咸味最佳,口感最好,感官评分最高。原因是此时食盐配伍香料和醋的协同作用,咸度适中,符合大众口感;当食盐添加量超过1.2%时,面皮调味汁的黄度较低,咸味过重,对香油、桂皮等调味品产生不良风味,影响面皮的口感。综上所述,面皮调味汁中添加1.0%食盐最优。

2.1.6 花椒添加量对面皮调味汁的影响

由图6可知,当花椒添加量低于1.8%时,面皮调味汁味淡,花椒特有的麻味没有得以体现;当花椒添加量在1.8%~2.2%之间时,花椒味浓度适宜;花椒添加量在2.0%时,面皮调味汁的黄度好,色泽丰满,花椒味独特,口感最佳,感官评分最高。原因是此时花椒添加量适中,与桂皮、丁香相混,达到极佳味道;当花椒添加量超过2.2%时,面皮调味汁的黄度较高,花椒味过重,对芝麻酱、香油等产生不良风味,影响面皮的口感。综上所述,面皮调味汁中添加2.0%花椒最优。

2.2 PB试验结果分析

由表5可知,模型P=0.018 6<0.05,模型显著。芝麻酱添加量(N1)、食醋添加量(N2)、食盐添加量(N5)这3项的P值均小于0.05,说明N1、N2、N5显著;其他因素:空白1(N3)、香油添加量(N4)、空白2(N6)、桂皮添加量(N7)、花椒添加量(N8)、空白3(N9)的P值均大于0.05,不具有显著性,故选择N1、N2、N5进行响应面优化试验。

2.3 响应面试验设计与分析

2.3.1 响应面试验结果

用Design-Expert 11软件进行响应面试验设计,响应面试验设计及指标测定结果见表6。

2.3.2 主成分分析

用SPSS 26.0软件对面皮调味汁的指标进行主成分分析。对表6中数据进行处理得到表7和表8。

由表7可知,主成分1的特征根大于1,且方差贡献率大于85%,达到95.288%。由表8可知,b*和感官评分基本可以表达原始数据的所有信息。因此将主成分1经过规范化综合评分处理后,得到一组正数数列,即响应面设计的响应值。规范化综合评分见表9。

由表6和表9可知,方差分析后得到回归方程,规范化综合评分:Y=0.968-0.154A-0.086B+0.043C+0.305AB-0.058AC-0.058BC-0.369A2-0.184B2-0.122C2。

2.3.3 响应面分析

由表10可知,模型的P<0.000 1,远小于0.01,所以响应面模型极显著,且失拟项不显著,说明拟合度良好。由显著性分析可知,该模型极显著的有A项、B项、交互项AB、二次项A2、B2,显著的有C项、交互项AC、BC、二次项C2。根据数据中响应值大小可知,各因素对响应值影响的主次顺序为 A(芝麻酱添加量)>B(食醋添加量)>C(食盐添加量)。可以看出相关系数R2与校正系数RAdj2两者都接近于1,表明该模型可以用于实际情况,对于面皮调味汁模型的预测和优化是成立的。

2.3.4 芝麻酱、食醋与食盐添加量的交互作用分析

由图7可知,芝麻酱添加量(A)与食醋添加量(B)的交互面曲度较大,其曲面陡峭程度高,且等高线为椭圆形,表明AB对面皮调味汁的规范化综合评分(Z)的影响极显著。从等高线图的变化趋势可以看出,芝麻酱添加量变化更剧烈,食醋添加量变化缓慢,表明在面皮调味汁Z值的影响方面,芝麻酱添加量大于食醋添加量,Z值主要受芝麻酱添加量的影响。当芝麻酱添加量(A)为20%(Z=0),食醋添加量(B)為65%(Z=0)时,面皮调味汁的响应值最高,为0.968。

由图8可知,芝麻酱添加量(A)与食盐添加量(C)的交互面曲度平缓,其曲面陡峭程度中等,但等高线为椭圆形,表明AC对面皮调味汁的规范化综合评分(Z)的影响显著。从等高线图的变化趋势可以看出,芝麻酱添加量变化更加剧烈,食盐添加量变化缓慢,表明在面皮调味汁Z值的影响方面,芝麻酱添加量大于食盐添加量,Z值主要受芝麻酱添加量的影响。当芝麻酱添加量(A)为20%(Z=0),食盐添加量(C)为1.0%(Z=0)时,面皮调味汁的响应值最高,为0.968。

由图9可知,食醋添加量(B)与食盐添加量(C)的交互面曲度较大,其曲面陡峭程度高,但等高线近似椭圆形,表明BC对面皮调味汁的规范化综合评分(Z)的影响显著。从等高线图的变化趋势可以看出,食醋添加量变化剧烈,食盐添加量变化缓慢,表明在面皮调味汁Z值的影响方面,食醋添加量大于食盐添加量,Z值主要受食醋添加量的影响。当食醋添加量(B)为65%(Z=0),食盐添加量(C)为1%(Z=0)时,面皮调味汁的响应值最高,为0.968。

2.4 验证试验

利用Design-Expert 11对响应面模型进行方差分析后,将芝麻酱、食醋、食盐添加量的水平分别确定为18%~22%、63%~67%、0.8%~1.2%,响应值的目标设为最大值,得到的添加量组合为芝麻酱18.87%、食醋64.17%、食盐1.07%,得到的面皮调味汁规范化综合评分(Z)为1.032分。根据生产实际,对现有工艺进行改良,改良后的芝麻酱添加量为20%、食醋添加量为65%、食盐添加量为1%,改良后的面皮调味汁规范化综合评分为0.968分,与预测值接近。说明此回归模型很准确,以BBD响应面和主成分分析法进行试验,对面皮调味汁的配方进行优化,其评价方法合理可行。

3 结论

本研究通过单因素试验、PB设计以及响应面试验对面皮调味汁的色差和感官评分进行综合考量,得出了对面皮调味汁综合评分影响最大的3个因素,依次为芝麻酱添加量>食醋添加量>食盐添加量。通过主成分分析,综合上述指标,以规范化综合评分作为响应值,得到回归方程:Y=0.968-0.154A-0.086B+0.043C+0.305AB-0.058AC-0.058BC-0.369A2-0.184B2-0.122C2。

综合实际情况,得到面皮调味汁的最佳配方:以100 mL的饮用水为基准,芝麻酱20%、桂皮0.7%、陈醋65%、八角1%、丁香0.3%、食用盐1%、花椒2%、5′-呈味核苷酸二钠0.01%、香油2%、谷氨酸钠0.6%、熬制时间30 min。使用该配方制作的面皮调味汁色泽柔和、酸咸适中、清香可口,且具有芝麻酱、桂皮和食醋的特有香味。

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