食品评价结合响应面法优化配方

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发酵酱类调味品的含盐量普遍较高，食盐质量分数多在１０％以上，有的甚至超过２５％［１－２］。过量摄入食盐会导致人体内的钠浓度增加，渗透压升高，血管张力与心排血量增加，进而引发高血压［３－５］。目前，中国盐敏感性高血压患者超过４０％，日常膳食减少食盐摄入被认为是预防高血压最具成本效益的公共卫生策略［６－８］。东北地区冬季寒冷，人们喜欢食用具有高盐、高蛋白特点的发酵豆酱，并广泛地应用在烹饪菜品加工中［９］。随着人们健康意识的增强，降低发酵调味品的食盐含量，生产低盐甚至无盐的发酵调味品受到了人们的广泛关注。目前，通过发酵菌株优化，改善水解酶活性，控制生物胺等方法，已经实现了传统发酵酱的减盐发酵［１０－１１］。但是由于食盐添加减少，对产品风味产生影响，消费者接受度降低。为改善产品风味，在发酵酱中添加复合风味的原料，通过感官协调刺激作用，提供消费者对产品咸度的感受，实现“减盐、保咸、增鲜”的目的。双孢蘑菇含有大量以鲜味为主的复合风味肽［１２－１３］，通过热加工和水解的方法，可以有效增加蘑菇水解物中鲜味肽的释放数量，具有开发食品增鲜剂的发展前景。中式烹饪擅长制备复合风味的调味油，可以有效地提高对消费者的感官刺激［１４］。本研究计划开发一种“减盐、保咸、增鲜”的低盐蘑菇酱，以低盐发酵酱、双孢蘑菇提取物和调味油为基础原料，拟利用模糊数学感官评价方法结合响应面法对加工配方进行优化，并对产品品质进行分析，为食品减盐这一重要的健康需求提供实验科学依据。

１材料与方法

１．１主要材料与试剂

米曲霉菌株为吉林工商学院吉林省粮油食品深加工重点实验室保存的具有耐低盐发酵能力的菌株。双孢蘑菇（Ａｇａｒｉｃｕｓｂｉｓｐｏｒｕｓ）的选购条件为菌褶发育不全且呈浅棕色，果体较小、椭圆形，菌肉灰白色。黄豆、面粉、植物油、调味料等购自当地农贸市场。商品化蛋白酶、氢氧化钠、磷酸二氢钠、盐酸、酚酞等试剂购自长春博大生物科技公司。
１．２主要仪器与设备

ＤＨＰ－９０５２型恒温培养箱上海捷呈实验仪器有限公司；ＢＰＨ－７１００Ａ型台式ｐＨ计上海贝尔股份有限公司；ＸＦＨ－４０ＣＡ型压力蒸汽灭菌器浙江新丰医疗器械有限公司；ＳＪ－ＣＪ－１ＦＤ型超净工作台苏州苏洁净化设备有限公司；ＥＸ－Ｂ型精密电子天平厦门莱斯德科学仪器有限公司；ＨＺ８５－２型磁力搅拌器杭州彩谱科技有限公司；１０１－４型干燥箱上海琅玕实验设备有限公司；ＬＤ－５型高速离心机常州荣华仪器制造有限公司。

１．３实验条件

１．３．１低盐蘑菇酱的加工方法低盐蘑菇酱是在传统发酵酱的基础上，应用蘑菇提取物和调味油制备的一种新型低盐蘑菇酱。具体的加工方法：分别制作低盐发酵酱、蘑菇提取物和调味油，按照一定比例进行熬酱，最后进行装罐、杀菌和冷却储存。１．３．２制备要点１．３．２．１低盐发酵酱的制备对选购的黄豆进行筛选，之后用纯净水浸泡１８ｈ。浸泡要求达到豆粒表皮无任何皱纹，豆瓣内部呈现出伸平状态。将处理好的大豆放入蒸锅，蒸煮２０ｍｉｎ，再冷水浸泡５ｍｉｎ，至豆粒软硬均匀，手捏成饼即可。熟豆出锅，摊平冷却，厚度２０ｃｍ，翻动至豆粒表面无浮水，降温至４０℃左右，放入等量的小麦粉和活化的米曲霉菌株，搅拌均匀，将接入菌种的曲料装入曲箱，摊平，保持曲料温度在２５℃，静置培养１６ｈ。待曲料开始结块并有裂缝，表层呈现白色，进行连续翻曲，注意控制温度不超过３０℃，经１６ｈ即为成曲。准备１个１００ｋｇ的酱缸，将制好的曲块打碎，放入缸中，灌入盐水，其中添加盐水含盐量为１０％，相当于将食盐添加量减少４０％，９０ｄ后发酵结束，实验过程中用手持盐度计检测食盐浓度。１．３．２．２蘑菇水解物的制备取新鲜的平菇在液氮下冷冻，之后使用设备冻干，取冻干平菇（１０００ｇ）在液氮下冷冻，用研磨机磨成细粉，转移到旋口瓶中备用。取１００ｇ平菇粉，加入４００ｍＬ的水和１．５ｍＬ的商品化蛋白酶。将得到的混合物充分混匀，５０℃作用４ｈ。完成后取出样品，用真空漏斗过滤，将液体与固体分离，所得液体即为蘑菇水解物，放置于４℃冰箱中保存。１．３．２．３调味油的制备调味油采用中式烹饪传统方式进行制备，每份调味油的主要原料为食用油（１００ｇ）、生抽（８ｇ）、辣椒粉（６ｇ）、糖（１０ｇ）、醋（５ｇ）、花椒（３ｇ）、八角（５ｇ）、桂皮（４ｇ）、葱（３０ｇ）、姜（２０ｇ）和蒜（２０ｇ）。具体制备方法：使用电磁炉加热，锅内加入食用油，先加入葱，再加入蒜末和姜末，放入桂皮、八角等，烧制少许时间，再加入辣椒粉，最后加入生抽、醋和白糖。去除八角、花椒、姜、蒜料渣，冷却备用。１．３．２．４熬酱取适量发酵酱、蘑菇提取物、调味油。油锅洗净后加热，倒入少量食用油，使油温快速升高到８５℃以上，加入减盐发酵酱，炒香，加入蘑菇提取物、适量饮用水，翻炒至微沸，转小火继续加热，加入制备好的调味油，熬煮。１．３．２．５装罐、杀菌将密封罐洗净后，灭菌３０ｍｉｎ，熬酱结束后，立即装入罐中，罐内保留适量顶隙，避免胀罐。装罐后进行杀菌（１５ｍｉｎ，１００℃），分段冷却到４０℃后避光保存。１．３．３单因素实验经预实验结果确定低盐蘑菇酱初步配方：固定蘑菇提取物添加量２０％、调味油添加量２５％，考察低盐发酵酱添加量（３０％、３５％、４０％、４５％、５０％）对感官评分的影响；固定低盐发酵酱添加量４０％、调味油添加量２５％，考察蘑菇提取物添加量（１０％、１５％、２０％、２５％、３０％）对感官评分的影响；固定低盐发酵酱添加量４０％、蘑菇提取物添加量２０％，考察调味油添加量（５％、１０％、１５％、２０％、２５％）对感官评分的影响。１．３．４响应面实验利用响应面法对实验进行优化研究，根据单因素实验结果确定响应面实验因素，具体见表１。响应值（Ｙ）设置为减盐蘑菇酱的感官评分，通过响应面实验确定减盐蘑菇酱制备的最佳工艺。１．３．５模糊数学感官评价体系的建立１．３．５．１对象集合Ｙ的确定每个待测的低盐蘑菇酱样品的隶属度为ｙ，设置Ｙ为评价对象集合，即Ｙ＝｛ｙ１，ｙ２，ｙ３……ｙｉ}。１．３．５．２评价因素集Ｕ的确定在本实验中以滋味（ｕ１）、香味（ｕ２）、色泽（ｕ３）、形态（ｕ４）４个评价指标建立减盐蘑菇酱感官评价因素集Ｕ＝｛ｕ１，ｕ２，ｕ３，ｕ４}。１．３．５．３分数集合Ｗ的确定本实验将减盐蘑菇酱评价等级Ａ（ｗ１），Ｂ（ｗ２），Ｃ（ｗ３），Ｄ（ｗ４）４个等级赋予不同的分数，即ｗ１＝９０，ｗ２＝８０，ｗ３＝７０，ｗ４＝６０，Ｗ＝｛ｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ４}＝｛９０，８０，７０，６０}。１．３．５．４权重集Ｖ的确定本实验中各个评级因素的权重系数值由ｖｉ表示，即减盐蘑菇酱滋味（ｖ１）、香味（ｖ２）、色泽（ｖ３）、形态（ｖ４），组成集合Ｖ＝｛ｖ１，ｖ２，ｖ３，ｖ４}。采用二元对比法确定每个指标的权重，邀请１０位感官评价人员进行投票评分，１票为１分，各因素两两对比，认为重要的得１分，次要的得０分，自身对比得１分，所得权重为各个因素得分与总分（１００分）的比值。１．３．５．５感官评价标准的确定所选择的１０位评测人员（５男５女）均经过感官评价培训，参照减盐蘑菇酱感官评分标准（见表２）对不同的样品进行滋味、香味、色泽和形态的品评。具体操作方法：把５０ｇ样品随机倒入白色瓷盘中，在采光良好的实验室内观察减盐蘑菇酱的色泽，轻轻晃动瓷盘观察形态，仔细闻气味观察香味，并用玻璃棒蘸取，尝其滋味，用温开水漱口后再进行下一个样品的品尝。１．３．６品质的测定１．３．６．１食盐的测定参考ＧＢ５００９．４２－２０１６《食盐指标的测定》。１．３．６．２水分的测定参考ＧＢ５００９．３－２０１６《食品中水分的测定》。１．３．６．３亚硝酸盐的测定参考ＧＢ５００９．３３－２０１６《食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》。１．３．６．４生物胺的测定参考ＧＢ５００９．２０８－２０１６《食品中生物胺的测定》。１．３．６．５微生物的测定参考ＧＢ４７８９．３－２０１６《食品微生物学检验大肠菌群计数》和ＧＢ４７８９．２－２０１６《食品微生物学检验菌落总数测定》。１．４数据分析本实验采用ＷＰＳ２０２１进行基本数据处理，采用ＧｒａｐｈＰａｄＰｒｉｓｍ９进行显著性分析和作图，采用ＤｅｓｉｇｎＥｘｐｅｒｔ１２进行响应面实验分析。

２结果与分析

２．１单因素实验结果与分析

２．１．１感官评价指标权重的确定各项感官评价指标权重（Ｖ）计算结果见表３，分别为滋味０．３２，香味０．３０，色泽０．１８，形态０．２０，即Ｖ＝｛０．３２，０．３０，０．１８，０．２０}。２．１．２减盐发酵酱添加量对产品感官评分和食盐含量的影响由图１可知，在减盐发酵酱添加的过程中，感官评分先升高后降低，当减盐发酵酱添加量为４５％时，感官评分达到最高值，此时减盐蘑菇酱具有良好的感官体验。减盐发酵酱的食盐含量随着发酵酱添加量的增加而升高，这是因为发酵酱在制备过程中，不可避免地添加了盐水。综合评定可知，选取蘑菇提取物添加量为４５％最佳。２．１．３蘑菇提取物添加量对产品感官评分和食盐含量的影响由图２可知，在蘑菇提取物添加的过程中，感官评分先升高后降低，当蘑菇提取物添加量为２５％时，感官评分达到最高值，此时减盐蘑菇酱具有良好的感官体验。说明蘑菇提取物的鲜味物质一方面提高了调味酱的鲜味感受，另一方面促进了人体味觉器官对咸味的识别。当蘑菇提取物添加过多后，反而会对感官体验产生负面的影响。随着蘑菇提取物添加量增多，减盐蘑菇酱的食盐含量略有升高，推测原因是在蘑菇提取物中含有少量食盐类似物，随着蘑菇提取物添加量逐渐增多，对减盐蘑菇酱中的食盐含量略有影响。综合评定可知，选取蘑菇提取物添加量为２５％最佳。２．１．４调味油添加量对产品感官评分和食盐含量的影响由图３可知，在调味油添加的过程中，感官评分先升高后降低，当调味油添加量为１５％时，感官评分达到最高值，此时减盐蘑菇酱具有良好的感官体验。在调味油添加的过程中，减盐蘑菇酱的食盐含量逐渐提高，为调味油提供了较为丰富的味道组合，在制备调味油时使用了少量生抽，生抽中的食盐含量会影响减盐蘑菇酱总体的食盐含量。综合评定可知，选取调味油添加量为１５％最佳。

２．２响应面优化实验结果与分析

２．２．１感官评价结果由感官评分结果和模糊数学关系矩阵进行计算。评价对象ｙ１（实验号１）的矩阵：由上式得：Ｘ１＝（４１．０４２４．９６１０．６４４．８０），以此为基础，计算感官评价结果为Ｚ１＝Ｘ１×Ｗ＝８１．４４。２．２．３响应面实验结果应用ＤｅｓｉｇｎＥｘｐｅｒｔ１２软件进行回归分析，得出减盐发酵酱添加量、蘑菇提取物添加量、调味油添加量３个因素与减盐蘑菇酱感官评分响应面值之间的结果，见表４和表５。２．２．４回归模型的建立与方差分析实验求得减盐蘑菇酱的二次多项式回归方程：Ｙ＝８５．０６＋０．５２７５Ａ＋０．２０２５Ｂ－０．０７Ｃ＋０．１５５ＡＢ－０．３３ＡＣ－０．３２ＢＣ－１．７９Ａ２－１．６５Ｂ２－１．７５Ｃ２。由响应面图可以看出，在减盐发酵酱添加量为４０％～５０％、蘑菇提取物添加量为２０％～３０％、调味油添加量为１０％～２０％时减盐蘑菇酱的感官评分均是先升高后降低，且在曲面最高点感官评分最大。综上所述，３个因素对减盐蘑菇酱交互影响程度由大到小为ＡＣ＞ＢＣ＞ＡＢ。２．２．５验证实验感官评分越高，说明人们对产品的喜欢程度越高。通过响应面分析，预测低盐蘑菇酱的最佳配方和感官评分分别为：减盐发酵酱添加量４５．７７％，蘑菇提取物添加量２５．３６３％，调味油添加量１４．７９６％，在该配方下，预测所得感官评分为８５．１０５分。为适应实际操作，将实验条件定为减盐发酵酱添加量４５．８％、蘑菇提取物添加量２５．４％、调味油添加量１４．８％，按照前述方法制作减盐蘑菇酱，产品色泽均一，香味突出，鲜而不咸。在此配方下制作的减盐蘑菇酱感官评分为（８５．０２±０．６５）分，在预测值附近，可靠性高。

２．３品质分析

对优化后的产品，参考相应的标准，确定了减盐蘑菇酱的主要品质指标并进行检测，结果见表６，产品达到设计需求。

３结论

本研究通过建立减盐蘑菇酱的模糊数学感官评价体系，运用响应面法优化得到减盐蘑菇酱的最佳配方。在方差分析中，各因素对减盐蘑菇酱感官评分的影响由大到小为减盐发酵酱添加量＞蘑菇提取物添加量＞调味油添加量。减盐蘑菇酱最佳配方为减盐发酵酱添加量４５．８％、蘑菇提取物添加量２５．４％、调味油添加量１４．８％。应用该配方生产的产品颜色均一，表面呈金黄色，外形完整，形态一致，营养品质更好。该研究指出减盐对酱中生物胺形成以及理化指标、微生物指标均有一定程度的影响，本研究制备的减盐蘑菇酱在食品安全品质方面较佳，为新品种减盐蘑菇酱的开发提供了依据。

作者:刘东 夏金龙 单位:吉林工商学院 吉林省饮食文化研究院