响应面分析法优化虾油酱腌菜工艺 贾朝爽 赵子彤 单长松 刘娟 周涛 吴澎 山东农业大学食品科学与工程学院 山东农业大学园艺科学与工程学院 摘 要： 以芥菜头为原料, 对其腌制工艺进行优化选取酱油与虾油体积比、红糖添加量、Ca Cl2 添加量进行 3 因素 3 水平中心组合试验, 建立虾油酱腌菜品质综合分数的二次回归方程, 确定虾油酱腌菜技术的优化组合条件结果表明:影响腌制虾油酱腌菜品质的因素按主次顺序排列为:酱油与虾油体积比>红糖添加量>Ca Cl2 添加量最佳腌制工艺条件:芥菜丁 100 g, 酱油与虾油体积比为 3.318, 红糖添加量为 2.87%, Ca Cl2 添加量为 0.04%在最佳腌制工艺条件下得到的虾油酱腌菜感官平均得分为 91.80, 与理论预测值 91.90 分相比, 其相对误差约为 0.1%关键词： 虾油酱腌菜; 腌制; 响应面; 作者简介：贾朝爽 (1990-) , 在读硕士研究生, 研究方向:食品质量与安全E-mail:JCS13465033747@作者简介：吴澎 (1972-) , 博士, 副教授, 硕士生导师, 研究方向:食品安全与质量控制E-mail:wupengguai@。
Optimization Pickle Technology of Shrimp Sauce Pickles by Response Surface AnalysisJIA Chao-shuang ZHAO Zi-tong SHAN Chang-song LIU Juan ZHOU Tao WU Peng College of Food Science and Engineering, Shandong Agricultural University; (College of Horticulture Science and Engineering, Shandong Agricultural University; Abstract： The pickle process optimization of rutabaga is studied in this paper. Based on single factor experiment, different volume ratio of soy sauce and shrimp oil, amount of brown sugar added, Ca Cl2 adding amount were selected to conduct a 3 factors, 3 levels central combination experiment according to the design principle of Box-Behnken experiment by establishing a quadratic regression equation for comprehensive scores of shrimp sauce pickles. Results showed that: technological factors that influenced the quality of shrimp sauce pickles according to the primary and secondary order was volume ratio of soy sauce and shrimp oil, amount of brown sugar added, Ca Cl2 adding amount; the optimum processing technologies was that rutabaga 100 g, soy sauce and shrimp oil ratio of 3.318, brown sugar concentration 2.87% and Ca Cl2 concentration 0.04%. The comprehensive score of shrimp sauce pickles under the condition of optimum process was 91.80 points and its relative error was about 0.1%, compared to the theoretical prediction value of 91.90. These revealed that the regression equation optimized by response surface analysis had practical guiding significance.Keyword： shrimp sauce pickles; pickle technology; response surface analysis; 我国生产酱腌菜已有 200 多年的历史, 酱腌菜作为大众喜爱的一种佐餐食品, 不仅畅销国内, 还远销国外[1]。
随着生活水平的不断提高, 人们对酱腌菜的质量要求也越来越高[2]我国传统酱腌菜生产大都采用手工制作方式, 这种制作方式存在生产设备落后、生产者劳动强度大、生产产品产量低、生产环境易污染和腌制过程慢等缺点[3]另外, 目前酱腌菜行业存在较多的食品安全问题, 如亚硝酸盐含量超标, 防腐剂添加过多, 添加剂含量过高等, 严重背离了人类日益增长的消费需求[4-6]因此, 在保证酱腌菜品质的同时, 如何生产出色香味俱全, 又可以符合大众消费需求的酱腌菜制品, 具有极其重要的意义[7-10]近年来, 越来越多的人通过对酱腌菜的低盐化生产工艺与接种发酵来降低酱腌菜的不安全因素[11-12]虾油中含有丰富的人类所必需的二十碳五烯酸 (eicosapntemacnioc acid, EPA) 和二十二碳六烯酸 (docosahexaenoic acid, DHA) , 它们可以预防心脑血管疾病、炎性反应疾病、恶性肿瘤、痴呆症、糖尿病、视力退减等[13]研究表明, 芥菜头作为酱腌菜的一种, 其中含有大量的生物胺, 对提高人体健康有着重要的意义[14]为了满足市场经济消费水平的提高, 适应消费者的需要, 提高腌制酱腌菜的速度变得尤为重要, 本试验以虾油酱腌菜为试验材料, 在单因素试验的基础上, 采用响应面法对虾油酱腌菜的腌制工艺参数进行优化, 旨在提高虾油酱腌菜的品质与腌制速度。
1 材料与方法1.1 原料芥菜头:要求以新鲜饱满、无虫害、成熟度适中的大头菜经过高浓度的食盐腌制而成的半成品;虾油 (东古一品鲜) 、食糖、氯化钙等辅料均为市售优级, 符合食用标准;水必须符合国家颁布的《生活饮用水卫生标准》1.2 主要试剂硝酸银、铬酸钾、氢氧化钠, 以上均为分析纯;酚酞 (指示剂) 1.3 仪器设备电子天平、UV-8000 紫外可见分光光度计、酸式滴定管、碱式滴定管、滴定架、腌菜缸或腌菜罐、菜刀、案板、真空包装机、食品包装袋等1.4 加工工艺流程选料→切菜→配料→酱制→装袋→抽真空封口→检查→杀菌→冷却→保温检验→装箱1.5 加工方法将芥菜头切成丁 (经感官鉴定丁比丝口感好) , 选取红糖、氯化钙、虾油和酱油按一定比例添加到原料中, 按不同腌制时间在室温下进行腌制1.6 试验因素设计与优化1.6.1 单因素试验优化腌制工艺1.6.1. 1 酱油与虾油体积比对芥菜丁品质的影响试验本试验设置 5 个处理组, 各个处理组准确称取芥菜丁 100 g, 分别放入 1000 mL烧杯中在同一试验条件下, 按质量分数加入酱油与虾油体积比分别为1:1、2:1、3:1、4:1、5:1, 红糖添加量 3%, Ca Cl2添加量 0.1%, 腌制 14 h, 取出沥干, 对其进行感官测评。
1.6.1. 2 红糖添加量对芥菜丁品质的影响试验本试验设置 5 个处理组, 各个处理组准确称取芥菜丁 100 g, 分别放入 1000 mL烧杯中在同一试验条件下, 按质量分数加入红糖添加量分别为1、2、3、4、5%, 酱油与虾油体积比为 3:1, Ca Cl2添加量 0.1%, 腌制 14 h, 取出沥干, 对其进行感官测评1.6.1. 3 Ca Cl2添加量对芥菜丁品质的影响试验本试验设置 5 个处理组, 各个处理组准确称取芥菜丁 100 g, 分别放入 1000 mL烧杯中在同一试验条件下, 按质量分数加入 CaC l2添加量分别为0、0.05、0.1、0.15、0.2%, 酱油与虾油体积比为 3:1, 红糖添加量 3%, 腌制14 h, 取出沥干, 对其进行感官测评1.6.2 响应面试验设计为综合考虑各因素对芥菜丁品质的影响, 在单因素试验的基础上, 根据 Box-Behnken 的中心组合设计原理, 以芥菜丁品质综合得分为优化指标, 选取酱油与虾油之比、红糖添加量、Ca Cl 2添加量三个因素进行优化设计, 因素水平设计见表 1表 1 响应面试验设计因素水平及编码 Table 1 Factors and levels in the response surface design 下载原表 表 1 响应面试验设计因素水平及编码 Table 1 Factors and levels in the response surface design 下载原表 1.6.3 产品评价方法请 10 位有过品评经验的食品专业人员按照下面的感官评分标准对产品品质进行评价, 感官评定的最终得分取 10 人评判分数的平均值 (注:每次感官测定人数不变) , 感官评分标准见表 2。
表 2 虾油酱腌菜的感官评分标准 Table 2 Sensory scoring criteria of shrimp sauce pickles 下载原表 1.6.4 数据处理与分析利用 Design Expert 8.0.6 软件, 对响应面试验结果进行多元线性回归分析, 拟合二阶多项式方程, 研究酱油与虾油体积比、红糖添加量、Ca Cl 2添加量对芥菜丁品质的影响[15]并对得到的回归方程的系数进行显著性比较, 进一步分析试验因素及水平对响应值的影响1.7 理化指标检验1.7.1 水分含量测定采用 GB/T 5009.3-2003 食品中水分的测定方法中的直接干燥法1.7.2 总酸的测定[16]参考 GB/T 12456-20081.7.3 食盐的测定[16]参考 GB/T 12457-20082 结果与讨论2.1 单因素试验优化腌制工艺2.1.1 酱油与虾油体积比对感官评分的影响从图 1 中可以看出, 酱油与虾油体积比对芥菜丁品质有一定的影响当酱油与虾油体积比为 5:1 时, 芥菜丁的感官评分最高, 随着酱油加入量的逐渐增加, 感官评分逐渐下降这是因为随着酱油量的增大, 虾油的鲜味逐渐被覆盖, 甜味变小, 咸味太重, 影响芥菜丁的品质。
当酱油添加量较少时, 导致腌制液不足, 芥菜丁腌制不充分, 鲜味太重, 口感差;颜色太浅, 视觉效果也明显变差图 1 酱油与虾油之比对感官评分的影响 Fig.1 Effect of the ratio of soy sauce and shrimp sauce addition on the sensory score 下载原图2.1.2 红糖添加量对感官评分的影响从图 2 中可以看出, 红糖添加量对芥菜丁品质也会产生一定的影响随着红糖添加量的不断增加, 芥菜丁的感官评分先缓慢升高, 之后又呈现出下降的趋势, 当红糖添加量为 3%时, 芥菜丁的感官评分最高当红糖添加量较少时, 不足以中和酱油与虾油的鲜味和香味, 色泽也较浅, 使芥菜丁品质变差;红糖添加量较多时, 又掩盖了酱油与虾油的鲜味与香味, 色泽变得太重, 。