新型鱼肉辣椒酱的工艺研究及品质检验

2023-06-09白建沈辉于艳琴赵建英薛建娥

中国调味品 2023年6期

白建　沈辉　于艳琴　赵建英　薛建娥

摘要：研究以巴沙鱼、辣椒、植物油等主要原料制作的鱼肉辣椒酱的最佳工艺配方，并对其进行品质检验。在单因素試验结果的基础上，利用Plackett-Burman（PB）设计结合Box-Behnken Design（BBD）响应面优化法，以质构特性（咀嚼性、黏性）、色差（L*、a*）和感官评分为评价指标衡量鱼肉辣椒酱的品质，使用主成分分析法进一步优化鱼肉辣椒酱的加工工艺。结果表明，鱼肉辣椒酱的最佳工艺配方为：以鱼糜100 g为基准，植物油50%、辣椒粉15%、食盐15%、蚕豆酱10%、绵白糖5%、花椒2%、八角2%、丁香2%、白芷2%、桂皮2%、谷氨酸钠1%、食用香精1%、芝麻0.5%、5′-呈味核苷酸二钠0.1%、腌制时间120 min。在此工艺下制作的鱼肉辣椒酱符合国家标准，香辣味美，营养健康。

关键词：新型鱼肉辣椒酱；响应面法；Plackett-Burman设计；品质检验

中图分类号：TS264.24文献标志码：A 文章编号：1000-9973（2023）06-0152-07

Abstract： The optimum technological formula of fish chili sauce made from the main raw materials such as Pangasius bocourti， chili and vegetable oil is studied， and its quality is inspected. Based on the results of single factor test， Plackett-Burman （PB） design combined with Box-Behnken Design （BBD） response surface optimization method is used to evaluate the quality of fish chili sauce with texture properties （chewiness，viscosity）， color difference （L*， a*） and sensory score as the evaluation indexes. The processing technology of fish chili sauce is further optimized by principal component analysis. The results show that the best technological formula of fish chili sauce is： based on 100 g surimi， vegetable oil 50%， chili powder 15%， salt 15%， broad bean paste 10%， soft white sugar 5%， Zanthoxylum bungeanum 2%， star anise 2%， clove 2%， Angelica dahurica 2%， cinnamon 2%， sodium glutamate 1%， edible essence 1%， sesame 0.5%， disodium 5'-ribonucleotide 0.1%， curing time 120 min. The fish chili sauce produced by this technology conforms to the national standard， and is spicy， delicious， nutritional and healthy.

Key words： new-type fish chili sauce; response surface method; Plackett-Burman design; quality inspection

收稿日期：2022-11-22

基金项目：吕梁农产品加工及功能食品研发重点实验室（2021ZDSY-1-47）；吕梁市农业攻关项目（2021NYGG-1-24）

作者简介：白建（1976－），男，山西吕梁人，教授，硕士，研究方向：功能性食品的研发。

辣椒中含有丰富的维生素、蛋白质、有机酸等营养成分[1]，具有保健[2]、杀菌[3]、治疗炎症[4]、抗癌的功效[5]。研究发现，辣椒中的α-胡萝卜素和β-胡萝卜素可抑制皮肤、肝脏、肠道肿瘤的发生[6]。文献[7]报道辣椒碱可以抗菌，减轻瘙痒。巴沙鱼刺少、味美，营养价值很高[8]。鱼肉的鲜味主要源于其富含的谷氨酸、组氨酸、天冬氨酸、亮氨酸等呈鲜氨基酸[9]。姜鹏飞等[10]研究表明巴沙鱼的鲜味氨基酸占巴沙鱼总氨基酸的40%。

市场上常见的辣椒酱是一种以辣椒为主料，加入其他食材，经过炒制或发酵形成的酱制品[11]。我国的辣椒酱研发起步较晚，前人研究的种类基本都停留在素食配料型辣椒酱[12-14]，以荤食作为配料的辣椒酱鲜见报道。本试验将辣椒和巴沙鱼糜一同炒制做成鱼肉辣椒酱，填补了这一空白。这种鱼肉辣椒酱可以兼顾鱼肉和辣椒的营养，同时辣椒具有去腥增香的作用，中和了鱼肉的异味，成为新型的美味调味品。这种新型鱼肉辣椒酱的研发为酱类加工企业提供了参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

巴沙鱼、食盐、蚕豆酱、绵白糖、辣椒、植物油、花椒、大料、小茴香、白芷、桂皮、谷氨酸钠、芝麻等：均为食品级，市售。

1.2 主要试验设备

梅特勒XSR105DU电子天平深圳市盛美仪器有限公司；CT1200美菱冰箱佛山市雪牌制冷设备有限公司；京帝电磁炉中山市芭莎科技有限公司；TA-300W质构仪济南赛成电子科技有限公司；DS-700D色差仪杭州彩谱科技有限公司。

1.3 工艺流程及操作要点

1.3.1 工艺流程

干辣椒→预处理（挑选、清洗、去梗、去籽）→粉碎；

腌料（花椒、八角、小茴香、白芷、桂皮）放入水中熬煮30 min→关火冷却至室温；

鱼肉→挑选、取肉→漂洗→放入装有室温料水的容器中→腌制120 min→取出鱼肉自然晾干至表面无水分→剁成鱼糜；

加热植物油→炒香蚕豆酱→加入鱼糜→炒熟后加入调味料（盐、糖、辣椒粉、芝麻、谷氨酸钠、食用香精）→装罐→灭菌→成品。

1.3.2 操作要点

1.3.2.1 干辣椒预处理

挑选完整、颜色正常的干辣椒，用水冲洗，晾干后去掉辣椒的梗，在初步研磨后，用孔径较大的筛网筛去辣椒籽，最后放入打粉机中打碎。

1.3.2.2 腌料预处理

将花椒、八角、丁香、白芷、桂皮用水冲洗掉灰尘，然后放入1 L水中煮开30 min，关火后去掉上述腌料，将水放置到室温。

1.3.2.3 鱼肉预处理

将市售的冷冻巴沙鱼在室温下解冻，去掉巴沙鱼中残留的骨头和鱼皮，将鱼肉放入水中漂洗，取出后放在室温的腌料水中，腌制120 min，然后放置在架子上晾干到表面无水分，用刀剁成鱼糜。

1.3.2.4 空瓶处理

将盖子和瓶分别清洗后消毒，晾干后放置在一旁备用。

1.3.2.5 炒制蚕豆酱

将油加热到160 ℃，用测温枪确认后，放入蚕豆酱快速翻炒，直至炒出香味。

1.3.2.6 加入鱼糜及调味

将蚕豆酱炒好后，快速放入鱼糜，炒散，等待鱼糜炒至金黄色，并闻到鱼肉香味后，关火，依次放入盐、糖、辣椒、芝麻、谷氨酸钠并混合均匀。

1.3.2.7 灌装、排气

将做好的辣椒酱立即装入之前清洗的玻璃瓶中，不要装满，装到离瓶口约3 cm处，扣上盖子，排气10 min后拧紧瓶盖。

1.3.2.8 杀菌

将排气后的辣椒酱快速放置在夹层锅中，用沸腾的水持续加热20 min，然后使用分步降温法冷却。

1.4 单因素试验

参照文献[15-16]并稍作改动，由预试验得到鱼肉辣椒酱的基本配方：以鱼糜100 g为基准，植物油50%、辣椒粉15%、食盐15%、蚕豆酱10%、绵白糖5%、花椒2%、八角2%、丁香2%、白芷2%、桂皮2%、谷氨酸钠1%、食用香精1%、芝麻0.5%、5′-呈味核苷酸二钠0.1%、腌制时间120 min。在基础配方不变的情况下，选择影响鱼肉辣椒酱风味最明显的6个因素：食盐添加量（1%、3%、5%、7%、9%）、绵白糖添加量（1%、3%、5%、7%、9%）、蚕豆酱添加量（6%、8%、10%、12%、14%）、辣椒粉添加量（10%、15%、20%、25%、30%）、腌制时间（60，90，120，150，180 min）、植物油添加量（40%、50%、60%、70%、80%）做单因素设计试验，并进行色差和质构特性测定及感官评价。

1.5 Plackett-Burman（PB）试验

将单因素试验得出的3个评分较高的水平，取两边值，分别设定为1和－1，设计因素水平表进行Plackett-Burman试验，评价指标为感官评分，预试验设定的6个因素和3个空白列：食盐添加量（N1）、绵白糖添加量（N2）、空白1（N3）、蚕豆酱添加量（N4）、辣椒粉添加量（N5）、空白2（N6）、腌制时间（N7）、植物油添加量（N8）、空白3（N9）。

1.6 Box-Behnken Design（BBD）响应面优化试验设计

在PB试验中，得到影响鱼肉辣椒酱最显著的3个因素为食盐添加量（A）、辣椒粉添加量（B）、植物油添加量（C），設计BBD响应面优化试验因素水平，见表2。

在响应面试验中，首先进行主成分分析，将响应面设计取得的质构特性（咀嚼性、黏性）、色差（L*、a*）和感官评分放入SPSS 26.0中进行降维。

综合上述5个指标，根据因子分析，选择出合适的主成分[23]。将数据另存为变量，用来消除不同指标之间数值相差过大和单位不同而造成的影响，得到的数据称为标准化值。将所得的标准化值与因子分析得出的结果综合计算，得出主成分F1。通过相对贡献率对主成分进行线性加权，从而整合得出综合评分，见公式（1）～（3）。

F1＝0.199M1+0.203M2＋0.202M3 +0.202M4＋0.203M5。（1）

F=0.981F1。（2）

式中：F1是主成分1；F是综合评分；M1是咀嚼性；M2是黏性；M3是亮度值；M4是红度值；M5是感官评分。

接下来对F做出处理，使F统一为正数。规范化综合评分（Y）公式如下：

Y＝（F－Fmin）/（Fmax－Fmin）。（3）

式中：Fmin和Fmax分别为F中的最小值和最大值。

1.7 品质检验

1.7.1 感官评分

参照文献[17-18]并稍作改动，评分标准见表3。由10名专业人员对鱼肉辣椒酱进行感官评分。

1.7.2 色差测定

将样品置于特定容器内，使用DS-700D色差仪测定样品鱼肉辣椒酱的颜色，以红度值、亮度值作为评价鱼肉辣椒酱的指标。每组样品变换角度测量5次，取平均值。

1.7.3 质构测定

参照杨芳等[19]的试验方法测定鱼肉辣椒酱的黏性和咀嚼性。每组样品变换位置各测5次，取平均值。

1.7.4 理化指标测定

鱼肉辣椒酱中酸价的测定采用GB 5009.229－2016中的方法，氯化钠含量的测定采用GB 5009.44－2016中的方法，亚硝酸盐含量的测定采用GB 5009.33－2016中的方法。

1.7.5 微生物指标的测定

致病菌：使用GB 29921－2021《食品安全国家标准预包装食品中致病菌限量》中的规定进行测定。

大肠杆菌：使用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》中的规定进行测定。

1.8 数据处理

单因素作图使用GraphPad Prism 8.0，主成分分析使用SPSS 26.0处理，Plackett-Burman设计和响应面优化试验使用Design-Expert 11。

2 结果和分析

2.1 单因素试验结果分析

2.1.1 食盐添加量对鱼肉辣椒酱品质的影响

由图1可知，食盐添加量小于3%时，鱼肉辣椒酱的红度较低，色泽暗淡，辣味浓郁，鱼的腥味突出，风味不足，感官评分低。食盐添加量在3%～7%时，鱼肉辣椒酱的红度较高，亮度好，有特有的鲜辣味，适量的食盐提高了辣椒酱的鲜味，增加了鱼肉的咀嚼性和黏性，感官评分较高。当食盐添加达到5%时，鱼肉辣椒酱的红度高，亮度充足，鲜辣味最佳，此时鲜味和辣味相互协调作用，口感更好，感官评分最高。食盐添加量超过7%时，咸味突出，食用感受不佳，感官评分较低。

2.1.2 绵白糖添加量对鱼肉辣椒酱品质的影响

由图2可知，绵白糖添加量低于3%时，鱼肉辣椒酱的红度较高，亮度过高，口感单一，鲜辣味不足，感官评分较低。绵白糖添加量在3%～7%时，鱼肉辣椒酱的红度较高，亮度好，有特有的鲜辣味。绵白糖添加量在5%时，鱼肉辣椒酱的红度和亮度适中，鲜辣味最佳，此时各种调味品相互协调，口感最好，感官评分最高。绵白糖添加量大于7%时，红度较高，亮度不足，食用时明显有甜味，可能是发生了美拉德反应的缘故。

2.1.3 蚕豆酱添加量对鱼肉辣椒酱品质的影响

由图3可知，蚕豆酱添加量低于8%时，鱼肉辣椒酱的红度和亮度不足，鲜味欠佳，这可能是由于蚕豆酱中含有的色素物质影响了辣椒酱的颜色。蚕豆酱添加量在8%～12%时，鱼肉辣椒酱的红度和亮度都比较好，口感良好，既有蚕豆酱的酱香味，又有辣椒本身的辣味。蚕豆酱添加量在10%时，鱼肉辣椒酱的亮度达到最佳，辣香十足，感官评分最高。蚕豆酱添加量高于12%时，蚕豆酱的红度和亮度降低，此时蚕豆酱的浓味掩盖了鱼肉的鲜味。

2.1.4 辣椒粉添加量对鱼肉辣椒酱品质的影响

由图4可知，辣椒粉添加量低于15%时，鱼肉辣椒酱的红度和亮度较低，辣味不足，巴沙鱼本身特有的腥味突出，口感不适，感官评分比较低。辣椒粉添加量在15%～25%之间时，鱼肉辣椒酱的色泽较好，辣度适中，口感较好。当辣椒粉添加量在20%时，红度和亮度最佳，口感最好，感官评分最高。辣椒粉添加量高于25%时，红度和亮度均下降，辣味掩盖了鱼肉的风味，感官评分低。

2.1.5 腌制时间对鱼肉辣椒酱品质的影响

由图5可知，腌制时间小于90 min时，巴沙鱼特有的鱼腥味突出，炒制后鱼肉去腥不完全，风味较差。腌制时间在90～150 min之间时，腌制效果好，鱼肉辣椒酱的红度和亮度适中，风味良好，合适的腌制时间使得鱼肉含水量适宜，从而咀嚼性良好。腌制时间在120 min时，鱼肉辣椒酱的感官评分达到最高。腌制时间超过150 min时，水溶性蛋白质损失过多，口感严重下降，感官评分较低。

2.1.6 植物油添加量对鱼肉辣椒酱品质的影响

由图6可知，植物油添加量低于50%时，鱼肉在炒制时容易焦糊，鱼肉辣椒酱的口感干涩，质构特性較差，风味不佳。其原因可能是植物油过少，无法使鱼肉中蛋白质和水分充分乳化，导致在炒制中水分流失严重。植物油添加量在50%～70%时，鱼肉辣椒酱中香气扑鼻，鱼肉口感好，味道佳。当植物油添加量在60%时，鱼肉中水分流失较少，咀嚼性和黏性最好，感官评分达到最高。当植物油添加量高于70%时，鱼肉辣椒酱油腻感重，口感较差。

2.2 PB试验结果分析

由表4和表5可知，P=0.034 9＜0.05，模型显著。食盐添加量（N1）（P=0.014 3）、辣椒粉添加量（N5）（P=0.017 8）、植物油添加量（N8）（P=0.009 3）这3项的P值均小于0.05，表明N1、N5、N8显著。其他因素：绵白糖添加量（N2）、空白1（N3）、蚕豆酱添加量（N4）、空白2（N6）、腌制时间（N7）、空白3（N9）的P值均大于0.05，不具有显著性。因此，选择食盐添加量、辣椒粉添加量、植物油添加量作为响应面试验的因素。

2.3 响应面试验设计与分析

2.3.1 响应面试验结果

采用Design-Expert 11软件进行BBD响应面试验设计，17次试验对鱼肉辣椒酱品质测定的结果见表6。

2.3.2 主成分分析

采用SPSS 26.0软件对表6中鱼肉辣椒酱的质构特性、色差和感官评分进行主成分分析，结果见表7和表8。

由表7可知，主成分1的特征根大于1，且累计方差贡献率为98.117%（>85%），说明可以从该主成分中了解原始数据的大部分信息。

用Design-Expert 11对表6和表9中数据进行多元回归拟合并进行模型优化，得到回归方程：Y=0.92－0.088A+0.11B－0.091C－0.089AB－0.11AC+0.12BC－0.25A2-0.45B2-0.15C2。

由表10可知，模型的P＜0.000 1，表明模型显著，失拟项的P=0.604 6>0.05，表明失拟项不显著。证明模型拟合效果好，能够很好地分析数据。由显著性分析可知，该模型中A、B、C、AB、AC、BC、A2、B2、C2均表现为极显著。根据F值大小可知，B辣椒粉添加量＞C植物油添加量＞A食盐添加量。模型相关系数R2 =0.989 7，校正系数RAdj2=0.976 4，这两者都十分接近于1，表明该模型能用于分析和预测鱼肉辣椒酱的加工工艺。

2.3.4 响应面分析

由图7中a和c可知，B（辣椒粉添加量）和C（植物油添加量）的变化曲面均比A（食盐添加量）的变化曲面陡峭；由图7中e可知，B（辣椒粉添加量）比A（食盐添加量）的变化曲面陡峭，因此得出3个因素的影响程度大小排序为B辣椒粉添加量＞C植物油添加量＞A食盐添加量，与表10中方差分析结果一致。图7中b，d和f的等高线均呈明显的椭圆形，且椭圆的长半轴均变长，说明它们之间的交互作用极显著[20]，这与表10中方差分析结果完全吻合。

2.4 理化指标测定结果

由表11可知，对最优结果的5个样品进行酸价、氯化钠、亚硝酸盐的测定，根据GB/T 20293－2006，测定结果均符合国标要求。

2.5 微生物指标测定结果

由表12可知，该鱼肉辣椒酱符合GB 29921－2021《食品安全国家标准预包装食品中致病菌限量》的规定，是合格产品。

2.6 验证试验

使用Design-Expert 11软件，得到规范化综合评分最高的组合为食盐添加量4.7%、辣椒粉添加量20.548%、植物油添加量57.942%，在此组合下，鱼肉辣椒酱的规范化综合评分是0.939分。根据实际情况进行修正，得出最终组合为食盐添加量5%、辣椒粉添加量20%、植物油添加量60%，改良后的鱼肉辣椒酱的规范化综合评分为0.910分，这和预测值非常接近，表明通过响应面法对鱼肉辣椒酱配方工艺优化的评价方法准确可行。

3 结论

本研究通过单因素试验、Plackett-Burman设计以及响应面优化试验，对鱼肉辣椒酱的质构特性、色差和感官评分依次进行了品质检测，得出对鱼肉辣椒酱的综合评分影响较大的3个因素依次为辣椒粉添加量＞植物油添加量＞食盐添加量；并通过主成分分析，綜合上述指标，以规范化综合评分作为响应值，然后进行响应面试验，得到回归方程：Y=0.92－0.088A+0.11B－0.091C－0.089AB－0.11AC+0.12BC－0.25A2－0.45B2－0.15C2。

综合上述及实际情况，鱼肉辣椒酱的最佳工艺配方为：以鱼糜100 g为基准，植物油50%、辣椒粉15%、食盐15%、蚕豆酱10%、绵白糖5%、花椒2%、八角2%、丁香2%、白芷2%、桂皮2%、谷氨酸钠1%、食用香精1%、芝麻0.5%、5′-呈味核苷酸二钠0.1%、腌制时间120 min。在此工艺下制作的鱼肉辣椒酱符合国家标准，香辣味美，营养健康。

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