响应面法优化香菇头酱加工工艺

朱小小，邓宇亮，曹 瑜，沈勇根，蔡志鹏

（江西农业大学食品科学与工程学院，江西南昌 330045）

香菇[Lentinus edodes（Berk.） Sing]又叫香蕈、香菌、花菇、香信、香菌等，春冬两季节生长在阔叶树的倒木中，为盛名的食用菌之一[1]。干香菇的可食用部分可达72%[2]。香菇味道鲜美、风味独特，富含氨基酸、蛋白质、维生素、矿物质、纤维等多种营养物质。香菇中丰富的多糖、核酸、多肽等多种活性物质，具有抗炎、抗病毒、抗肿瘤、抗氧化、降低血脂和血压等多种药用保健价值[3]。

藠头[Allium chinenseG.Don]，又叫藠子、薤、荞头、火葱等，百合目葱属段属一年生宿根草本植物[4]。成熟后的藠头肉质肥厚、质地脆爽，具有一定的辛辣味，富含糖、蛋白质、氨基酸、矿物质、维生素等多种营养成分。同时，藠头药理作用和保健功能多样，具有清除亚硝酸盐、抗血小板凝集、改善脂质代谢、抑制肿瘤和抗菌等多种功效[5]。藠头具有广泛的适应性和较强的抗逆性，在全国各地均有栽培，主要分布在热带及亚热带地区，包括江西、云南、广西、湖南、福建等地[6]。江西省是全国藠头种植面积第一的大省，也是主要的加工及出口地，南昌新建县生米镇有“中国藠头之乡”的称号[7-8]。

以干香菇、鲜藠头为主要原料，以辣椒、花椒、五香、芝麻等为辅料研发香菇藠头酱，获得添加藠头独特风味的新型保健酱制品，为藠头的开发利用提供新的途径，丰富了酱类产品的种类。

1 材料和方法

1.1 材料与仪器设备

1.1.1 试验材料

干香菇、新鲜生米藠头（去叶）、黄豆酱、食用油、辣椒粉、花椒粉、熟白芝麻、生姜粉、五香粉、食盐、味精、白砂糖等，均购自当地超市。

1.1.2 主要仪器设备

ME3002T/02 型电子天平，梅特勒托利多仪器有限公司产品；C21-SDHCB9E88 型电磁炉，浙江绍兴苏泊尔生活电器有限公司产品。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程原料预处理→炒料→炒酱→装瓶→排气→封口→灭菌→冷却→成品。

1.2.2 操作要点

（1） 原料预处理。①香菇。将挑选好的干香菇洗净，放于40 ℃左右的温水中浸泡1.5 h 进行复水处理后，挤干水分，切成0.5 cm3大小左右的香菇丁，油炸至金黄色，沥干油，备用[9]。②藠头。将去除老皮后的藠头洗净、切碎成厚薄均匀、大小一致的碎片，备用。

（2） 炒料。添加食用油后，将白芝麻倒入锅中，炸至金黄色、逸散出香味后，倒入辣椒粉、花椒粉、生姜粉，不断搅拌至出现辣椒红油、香辣味。

（3） 炒酱。将藠头碎倒入锅中，炒至散发独特香味，倒入香菇粒、黄豆酱不断持续翻炒，待炒出酱香味后，随即加入食盐、白砂糖、五香粉、味精等辅料进行调味，停止加热。

（4） 装瓶排气。将炒制好的酱趁热装入高温杀菌后的灌装瓶中，于90 ℃的恒温下水浴排气约6 min后，待中心温度达到85 ℃后立刻密封[10]。

（5） 杀菌冷却。将密封好的香菇藠头酱放在121 ℃的高压灭菌锅中灭菌20 min 后迅速冷却至室温[11]。

1.2.3 单因素试验设计方案

以100 g 预处理后的香菇与藠头总质量为基准，选择影响香菇藠头酱风味较大的几个因素：藠头用量（16，33，50，67，84 g）、食用油用量（40，50，60，70，80 g）、辣椒用量（0，2，4，6，8 g）、黄豆酱用量（20，40，60，80，100 g）、白砂糖用量（0，2，4，6，8 g），设计单因素试验，分别研究这些因素对该酱风味品质的影响。其他原料固定用量：芝麻5 g，花椒粉3 g，生姜粉2 g，五香粉1 g，食盐1 g，味精0.5 g。

1.2.4 响应面优化设计

根据单因素试验结果，选取藠头用量（A）、黄豆酱用量（B）、辣椒用量（C） 为响应变量，按照Box-behnken 中心组合设计原则，以产品感官评分（Y） 为响应值，用Design Expert 8.0.6 软件进行响应面优化分析[12-14]。

Box-behnken 试验因素与水平设计见表1。

表1 Box-behnken 试验因素与水平设计/g

1.2.5 评价方法

（1） 感官评定方法。选择10 位具有一定经验的食品科学与工程专业的学生作为评定员，按照评价标准从色泽、气味、口感、组织形态4 个方面进行评分，取平均值。

香菇藠头酱的感官评分标准见表2。

表2 香菇头酱的感官评分标准

表2 香菇头酱的感官评分标准

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（2） 理化指标和微生物指标检验方法。参考T/SZZL 002—2021《香菇酱》[15]中水分、食盐、酸价、过氧化值、微生物检验的方法进行检验。

理化指标和微生物指标检验方法见表3。

表3 理化指标和微生物指标检验方法

1.2.6 数据统计方法

图表绘制和数据处理及统计分析分别利用Origin 2018 和Design Expert 8.0.6 软件。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 藠头用量对香菇藠头酱风味的影响

按照1.2.3 中所述，基础配方为以100 g 预处理后的香菇与藠头的总质量为基准，辅料用量分别为食用油60 g，辣椒4 g，黄豆酱60 g，白砂糖4 g，芝麻5 g，花椒粉3 g，生姜粉2 g，五香粉1 g，食盐1 g，味精0.5 g。探究藠头用量（16，33，50，67，84 g） 对香菇藠头酱风味的影响。

藠头用量对香菇藠头酱风味的影响见图1。

图1 头用量对香菇头酱风味的影响

由图1 可知，当藠头用量为50 g 时，该酱的可接受度较高。此时，酱体组织形态较好，既有香菇特有的鲜香味又有藠头特有的辣味，且颜色较油亮、均匀。通过观察可知，当藠头用量过多时，酱体颜色不均匀、藠头辛辣味过重、整体口感不佳；当香菇用量较多时，酱体光泽较差、香菇味明显。

2.1.2 食用油用量对香菇藠头酱风味的影响

在基础配方的基础上改变食用油用量，设置5 个水平：40，50，60，70，80 g，探究食用油用量对香菇藠头酱风味品质的影响。

食用油用量对香菇藠头酱风味的影响见图2。

图2 食用油用量对香菇头酱风味的影响

由图2 可知，食用油用量为60 g 时，该酱的可接受度较高。此时，酱体光泽油亮均匀、整体气味协调、口感醇厚。通过观察，食用油用量过少时，酱体色泽过暗、干燥感明显、酱香味弱；食用油用量过多时，酱体黏腻感过重。

2.1.3 辣椒用量对香菇藠头酱风味的影响

在基础配方的基础上改变辣椒用量，设置5 个水平：0，2，4，6，8 g，探究辣椒用量对香菇藠头酱风味品质的影响。

辣椒用量对香菇藠头酱风味的影响见图3。

图3 辣椒用量对香菇头酱风味的影响

由图3 可知，当辣椒用量为4 g 时，该酱的可接受度较高。此时，酱体颜色较可观且均匀、味道适中，可以品尝出原料组成、有酱香味。通过观察，辣椒用量过少时，酱体过暗沉且味道过淡；辣椒用量过多时，酱体红亮明显、辣味过重而掩盖了原料本身的风味。

2.1.4 黄豆酱用量对香菇藠头酱风味的影响

在基础配方的基础上改变黄豆酱用量，设置5 个水平：20，40，60，80，100 g，探究黄豆酱用量对香菇藠头酱风味品质的影响。

黄豆酱用量对香菇藠头酱风味的影响见图4。

图4 黄豆酱用量对香菇头酱风味的影响

由图4 可知，当黄豆酱用量为60 g 时，该酱的可接受度较高。此时，酱体黏稠适当、整体气味协调。通过观察，黄豆酱用量过少时，酱体不足以成型、颗粒感明显、有较强光泽感；黄豆酱用量过多时，酱体过度黏稠、咸味重、光泽感弱。

2.1.5 白砂糖添加量对香菇藠头酱风味的影响

在基础配方的基础上改变白砂糖添加量，设置5 个水平：0，2，4，6，8 g，探究白砂糖用量对香菇藠头酱风味品质的影响。

白砂糖用量对香菇藠头酱风味的影响见图5。

图5 白砂糖用量对香菇头酱风味的影响

由图5 可知，当白砂糖用量为4 g 时，该酱的可接受度较高。此时，酱体鲜咸适中且酱香味较好。通过观察，白砂糖用量过少时，该酱可接受但鲜味不够充足；白砂糖用量过多时，该酱甜味过重会掩盖其他风味。

2.2 响应面优化试验

2.2.1 响应面试验结果

为了研制出接受度更好的香菇藠头酱，基于单因素试验，选取影响较大的藠头用量（A）、黄豆酱用量（B）、辣椒用量（C） 为试验设计因素，进行三因素三水平响应面优化。

响应面优化试验方案及结果见表4。

表4 响应面优化试验方案及结果

对表4 中数据进行分析，获得香菇藠头酱感官评分（Y） 的回归拟合方程为：

2.2.2 响应面回归模型的建立与分析

方差分析和显著性检验见表5。

表5 方差分析和显著性检验

由表5 可知，所建立的回归模型的F=67.05，p＜0.000 1，说明该模型的差异极显著（p＜0.01）；失拟项的p值为0.528 4＞0.050，视为不显著，说明该回归模型可靠；模型决定系数R2=0.988 5，校正系数RAdj2=0.973 8，均接近于1，表明模型拟合程度较高。模型中A，B，A2，B2，C2对感官评价分的影响极显著（p＜0.01）；C影响显著（p＜0.05）；交互项BC影响极显著、AB影响显著、AC影响不显著。从F值和p值来看，各个因素影响的顺序为黄豆酱用量＞藠头用量＞辣椒用量。表5 中数据表明，试验设计可靠、误差较小，可为香菇藠头酱加工工艺优化提供理论的分析和预测。

2.2.3 响应面各因素交互作用分析

运用Design Expert 8.0.6 软件，分析响应面优化试验结果。

各因素两两交互作用对香菇藠头酱感官评分影响的响应面图见图6。

图6 各因素两两交互作用对香菇头酱感官评价分影响的响应面图

响应曲面图直观地反映因素交互作用对香菇藠头酱品质的影响，曲面越陡峭，说明因素交互作用对响应值的影响越大。由图6 可知，藠头用量（A）与黄豆酱用量（B） 的交互作用对香菇藠头酱品质影响较大，藠头用量（A） 与辣椒用量（C） 的交互作用、黄豆酱用量（B） 与辣椒用量（C） 的交互作用相比之下更弱。该试验结果与上述模型的分析基本相同，说明该多元回归方程能够较好地描述香菇藠头酱的工艺配方。

2.2.4 最佳工艺验证试验

由响应面法优化可知，预测得到香菇藠头酱最佳工艺为香菇53 g，藠头47 g，食用油60 g，黄豆酱56 g，芝麻5 g，辣椒4 g，白砂糖4 g，花椒粉3 g，生姜粉2 g，五香粉1 g，食盐1 g，味精0.5 g；验证试验重复3 次，取平均值，制作的香菇藠头酱的感官评分分别为96.2，95.8，94.9 分，平均值为95.6 分，接近理论值95.9 分，说明此条件下香菇藠头酱的可接受度较高，可用于实际工艺。

2.3 产品指标的测定结果及分析

理化指标及微生物指标测定结果见表6。

表6 理化指标及微生物指标测定结果

3 结论

香菇藠头酱是一款以香菇和藠头为主要原料，辅以黄豆酱、辣椒、白砂糖、食盐等辅料而制成的新型复合酱。为得到香菇藠头酱制作的最佳工艺，在单因素试验基础上进行了响应面优化试验，得出其配方为香菇53 g，藠头47 g，食用油60 g，黄豆酱56 g、芝麻5 g、辣椒4 g，白砂糖4 g，花椒粉3 g，生姜粉2 g，五香粉1 g，食盐1 g，味精0.5 g。该工艺条件下感官评分为95.6 分，此时香菇藠头酱可接受度较高，酱体鲜香醇厚、黏稠适度。并对制得的香菇藠头酱进行了相应的品质检查，各项指标均符合行业标准要求。