響應面優化侗族香辣魚腌料制作工藝

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(桂林理工大學 旅游與風景園林學院，廣西 桂林 541004)

侗族，是中國的一個少數民族，主要分布在黔、桂、湘三省毗臨地域，特殊的地域環境鑄就了侗族村寨大多依山而居，依水而建。由于水資源十分豐富，侗族的飲食文化常與魚蝦相關，常見的食物包括草魚、鯉魚、鯽魚、泥鰍、河蝦、螃蟹、螺螄等[1,2]。除此之外，喜辣是侗族飲食文化中的另一大特色，這與當地氣候濕熱、氣溫較高相關，辣椒中含有豐富的辣椒素，食用后可以促進人體血液循環，利于排汗排濕毒[3-5]。

侗族傳統美食眾多，其中，香辣魚則屬于一道具有千年歷史的傳統食品，主要材料由侗族草魚、鰱魚或鯉魚，輔以辣椒、生姜、花椒等調料進行腌制油炸。但隨著市場上水煮魚、酸菜魚、烤魚等其他魚類食品的不斷增多，消費者的口味也越來越挑剔，為了滿足消費者的需求，則需要不斷對該制品進行改進創新[6,7]。腌制作為侗族香辣魚制作過程中的一個重要環節，通過一定比例的食鹽、料酒、辣椒等輔料對魚塊進行軟化，使各種調料更好地滲入魚肉組織內，保持其食用品質，以便獲得更好的感官品質，同時還可延長香辣魚的保質期，因此，腌料的配方及腌制工藝在侗族香辣魚制作過程中具有十分重要的作用，是其制作的核心關鍵步驟[8-10]。本研究在傳統香辣魚的制作工藝上重點對其腌制過程中的腌料配方進行改進，研制出既能使制品具有良好風味，又能使制品具有一定保質期的配方，以此為推動香辣魚的開發和弘揚侗族飲食文化奠定一定的技術基礎。

1 材料與方法

1.1 主要材料

草魚、食鹽、白砂糖、姜粉、淀粉、五香粉、醬油、白醋、料酒、辣椒粉、味精、食用油：均購于本地農貿市場。

1.2 主要設備

電子天平、電子秤 Mettler-Toledo公司；多功能電磁爐 中山奔騰電器有限公司；微波爐 長虹美菱股份有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程

選料→預處理→切塊成形→腌制→干燥→油炸→成品。

1.3.2 各工藝主要的注意事項

預處理：選取新鮮草魚，用自來水沖洗干凈，采用背部切開的方式宰殺，刮凈魚鱗，去頭部及內臟，刮凈腹腔內的黑衣，然后用流水洗凈，置于潔凈的不銹鋼盆中，備用。

切塊成形：將草魚從魚腹中心線處一分為二，然后切成約4 cm×3 cm大小的魚塊。

腌制：按原料與配料的比例加入醬油、料酒、淀粉、味精、食鹽等輔料。用筷子不斷將肉翻動，使配料與魚塊混合均勻。放置于4 ℃冰箱中腌制3 h，每隔20 min攪拌1次。

干燥：將腌制好的魚塊在400 W微波功率下干燥1 min。

油炸：將煎鍋加熱，倒入食用油，待油溫升高后，將魚塊放入鍋中，在120 ℃溫度下煎制2～3 min即可。

1.3.3 香辣魚腌料配方

基礎腌料：食鹽4%(以魚塊質量為基礎，下同)、白醋8%、白砂糖1.5%、味精0.2%、淀粉10%、料酒6%、醬油5%。補加腌料：辣椒粉3%、五香粉0.3%、姜粉0.4%、大蒜粉0.6%。本研究固定基礎腌料配方不變，對補加腌料進行探討分析，確定出香辣魚的最佳腌料配方，使之風味、口感達到最佳。

1.3.4 感官評價

挑選20名食品加工從業人員或接受過專業訓練的人士組成評定小組，根據香辣魚感官質量評分標準(見表1)，從色澤、氣味、口感、味道、組織狀態5個方面進行綜合評價打分[11,12]。

表1 香辣魚感官評定標準Table 1 Sensory assessment standard for spicy fish

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 辣椒粉添加量對香辣魚感官評分的影響

圖1 辣椒粉添加量對香辣魚感官品質的影響Fig.1 Effect of additive amount of chili powder on sensory quality of spicy fish

按1.3.3所述的配方，分別按1%，2%，3%，4%，5%，6%的辣椒粉添加量進行魚塊的腌制，考察辣椒粉添加量對香辣魚感官評分的影響。由圖1可知，辣椒粉的添加量在1%～4%時，香辣魚的感官評分快速上升；當辣椒粉添加量為4%時，香辣魚感官評分最高，達到75.4分；辣椒粉的添加量超過4%，感官評分開始下降。這是因為辣椒粉添加不足會使香辣魚中辣味不濃郁，口感降低；而辣椒粉添加過量會掩蓋魚塊的鮮味，導致感官評分降低。因此，選擇辣椒粉的最佳添加量為4%。

2.1.2 五香粉添加量對香辣魚感官評分的影響

按1.3.3所述的配方，分別添加0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%的五香粉進行魚塊的腌制，考察五香粉添加量對香辣魚感官評分的影響。由圖2可知，隨著五香粉添加量的增加，香辣魚的感官評分逐漸增加，當五香粉添加量為0.3%時，其感官評分最高，隨后開始下降。這是因為五香粉對香辣魚的貢獻很大，其添加量不足容易造成香味不足；過量會掩蓋其他味道，導致香辣魚的整體味道不協調。因此，本試驗選擇0.3%五香粉進行魚塊的腌制較為合適。

圖2 五香粉添加量對香辣魚感官品質的影響Fig.2 Effect of additive amount of five spices powder on sensory quality of spicy fish

2.1.3 姜粉添加量對香辣魚感官評分的影響

圖3 姜粉添加量對香辣魚感官品質的影響Fig.3 Effect of additive amount of ginger powder on sensory quality of spicy fish

按1.3.3所述的配方，分別添加0.2%，0.4%，0.6%，0.8%，1.0%的姜粉進行魚塊的腌制，考察姜粉添加量對香辣魚感官評分的影響。由圖3可知，隨著姜粉添加量的增加，香辣魚的感官評分逐漸增加；當姜粉的添加量為0.6%時，感官評分為80.5分；姜粉添加量超過0.6%時，香辣魚的感官評分緩慢下降。姜粉能夠去腥提味，中和魚肉的寒性，其添加量不足會導致魚塊帶有腥味，過量又會掩蓋其他味道。因此，本試驗選擇0.6%姜粉的添加量進行下一步試驗。

2.1.4 大蒜粉添加量對香辣魚感官評分的影響

按1.3.3所述的配方，分別添加0.3%，0.6%，0.9%，1.2%，1.5%的大蒜粉進行魚塊的腌制，考察大蒜粉添加量對香辣魚感官評分的影響。由圖4可知，隨著大蒜粉添加量的增加，香辣魚的感官評分的變化趨勢跟姜粉一致，當大蒜粉添加量為0.9%時，感官評分達到最大，為84.6分。因此，本試驗選擇大蒜粉添加量為0.9%。

圖4 大蒜粉添加量對香辣魚感官品質的影響Fig.4 Effects of additive amount of garlic powder on sensory quality of spicy fish

2.2 響應面優化

2.2.1 響應面試驗設計與結果

在單因素試驗結果的基礎上，根據Box-Behnken中心組合試驗設計原理，以辣椒粉添加量4%、五香粉添加量0.3%、姜粉添加量0.6%、大蒜粉添加量0.9%為中心點，以感官評價為響應值，進行4因素3水平響應面優化，以確定最佳的香辣魚腌料配方，試驗方案與結果見表2。

表2 香辣魚腌料的Box-Behnken試驗方案及結果Table 2 The Box-Behnken test scheme and results of spicy fish marinades

利用Design Expert軟件對表2中的感官評價和香辣魚腌料配方進行回歸擬合，獲得感官評價(Y)與辣椒粉添加量(A)、五香粉添加量(B)、姜粉添加量(C)、大蒜粉添加量(D)這4個因素之間的二次回歸方程：Y=-168.51667+97.01667A+278.83333B-184.16667C+151.66667D-34.00000AB-2.75000AC-7.75000AD+237.50000BC-5.00000BD+22.50000CD-9.33750A2-471.25000B2+95.00000C2-73.75000D2。回歸方程的方差分析見表3。

表3 香辣魚腌料配方二次回歸方程模型的顯著性檢驗表Table 3 Significance test table for the quadratic regression equation model of spicy fish marinades

由表3可知，回歸模型極顯著(P<0.0001)，失擬項不顯著(P>0.05)，香辣魚腌料配方模型與實際情況擬合程度非常高。該模型相關系數R2=0.9949，表明該模型可以解釋響應面中99.49%的可變性，可以用于香辣魚腌料配方的優化。模型中一次項A、C，交互項AD、AB、BC，二次項A2、B2、C2、D2對香辣魚感官評價的影響極顯著(P<0.01)，而一次項B、D，交互項AC、BD、CD對香辣魚感官評價的影響不顯著(P>0.05)，表明香辣魚腌料配方各影響因素和感官評價之間是非線性關系。

2.2.2 響應面分析及最優條件

根據構建的回歸模型，做香辣魚腌料配方與感官評價構成的響應曲面圖，從而分析各因素對香辣魚感官評價的影響，結果見圖5。

由圖5可知，任一響應面圖中，固定一個因素條件，感官評價隨另一個因素呈現先增加而后下降的趨勢，根據相應曲面能找到最佳的香辣魚腌料配方[13,14]。由圖5還可知，辣椒粉添加量與五香粉添加量，辣椒粉添加量與大蒜粉添加量、五香粉添加量與姜粉添加量之間的交互曲面較為陡峭，表明這些因素之間的交互作用對香辣魚的感官評價影響顯著，這與表2中的方差分析結果是一致的。

通過回歸模型的預測，得出香辣魚腌料的最佳配方為：辣椒粉添加量4.14%，五香粉添加量0.32%，姜粉添加量0.70%，大蒜粉添加量0.91%，此時香辣魚的理論感官評價最大值為92.5分。

圖5 腌料配方各因素交互影響感官評價的響應面圖Fig.5 Response surface diagrams of sensory evaluation for interaction of various factors of marinade formula

2.3 海鮮菇醬制醬工藝驗證

為了驗證構建模型的可靠性，采用香辣魚的最佳腌料配方進行香辣魚的腌制，經過3次試驗，香辣魚的最終感官評價為92.2分，和預測值非常接近，表明獲得的腌制條件穩定。

3 結論

侗族香辣魚帶有濃郁的民族色彩，保存著濃重的民族傳統，對于香辣魚腌料的研究可以促進侗族文化的傳承與發展。本研究以香辣魚的補充腌料為主要原料，采用單因素試驗和響應面法對香辣魚的腌料配方進行優化。最終得到了最佳的香辣魚腌料配方組合：辣椒粉添加量4.14%，五香粉添加量0.32%，姜粉添加量0.70%，大蒜粉添加量0.91%，采用該配方腌制出的香辣魚口感飽滿，有嚼勁，香辣風味濃郁，最終感官評分達到92.2分。