響應(yīng)面法優(yōu)化百香果茶油辣椒醬加工工藝

吳潔，王娟，徐格，馬立安

(長(zhǎng)江大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州 434025)

辣椒醬是由多種材料組成的復(fù)合調(diào)味料，以基礎(chǔ)調(diào)味品為原料，添加各種成分加工而成，是具有獨(dú)特風(fēng)味的調(diào)味品，具有廣闊的市場(chǎng)前景。辣椒味辛性熱，能溫中健胃、散寒祛濕，并有刺激唾液和胃液分泌，增加食欲，促進(jìn)胃腸蠕動(dòng)，幫助消化等作用[1]。隨著調(diào)味品的可選性不斷增加，人們對(duì)調(diào)味品的需求也在不斷改變，“營(yíng)養(yǎng)性”已成為人們選擇調(diào)味品的一個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)，消費(fèi)者更注重調(diào)味品在營(yíng)養(yǎng)搭配等方面的要求[2]，同時(shí)一些富有創(chuàng)意的搭配也很能吸引消費(fèi)者，新搭配和好味道能賦予產(chǎn)品較大的市場(chǎng)占有率。

百香果是典型的藥食同源的高品質(zhì)水果，具有很高的食用價(jià)值和藥用價(jià)值[3]。百香果中含有豐富的碳水化合物、多糖、黃酮及酚類物質(zhì)，尤其富含果膠和粗纖維，研究表明，百香果具有抗炎、抗氧化、降血糖、抗焦慮、抗衰老等功效[4]，因此有必要對(duì)百香果果皮進(jìn)行進(jìn)一步加工利用[5-6]。

油茶籽油(CamelliaoleiferaAbel)又名茶油, 富含不飽和脂肪酸, 營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與橄欖油無(wú)異, 因此有“東方橄欖油”的美稱[7]。茶油的不飽和脂肪酸含量在80%以上[8]。醫(yī)學(xué)證明，足量不飽和脂肪酸的攝入對(duì)美白養(yǎng)顏有重要的作用。茶多酚和茶皂甙具有能有效改善心腦血管疾病，降低膽固醇，抑制甘油三酯和腫瘤細(xì)胞增殖等功效[9]。

本文采用新鮮的百香果與辣椒、茶油等原輔料結(jié)合，制備一款包含百香果的風(fēng)味營(yíng)養(yǎng)及茶油的保健功能的辣味調(diào)料醬，該辣椒醬風(fēng)味清爽，便于食用，接受程度也相對(duì)較高。目前還沒有百香果茶油辣椒醬的開發(fā)研究，此研究將為百香果、茶油和辣椒的結(jié)合提供理論依據(jù)，也為進(jìn)一步開拓水果類辣椒醬的市場(chǎng)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原料及輔料

百香果；金桔；辣椒；茶油：浙江茶之語(yǔ)科技開發(fā)有限公司；糖、鹽、蒜。

1.1.2 儀器與設(shè)備

HH-2數(shù)顯恒溫水浴鍋 世通儀器檢測(cè)服務(wù)有限公司；101-1A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 山東屹盛重工科技有限公司；SPX-S0085H-II生化培養(yǎng)箱 上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司；SW-CJ-2FD雙人單面潔凈工作臺(tái) 蘇州蘇潔凈化設(shè)備有限公司；C21S-C3150-A1電磁爐、JYL-C93T榨汁機(jī) 九陽(yáng)股份有限公司；CX-12000電子分析天平 長(zhǎng)協(xié)工業(yè)設(shè)備有限公司；KD-JZ-22智能電煮鍋 潮州市潮安區(qū)新博成電器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程

1.2.2 操作要點(diǎn)

原料選擇：挑選無(wú)霉變、無(wú)腐爛、無(wú)蟲害、色澤鮮亮的新鮮辣椒；挑選新鮮、無(wú)損壞且成熟度相當(dāng)?shù)慕鸾郏贿x擇新鮮、無(wú)褶皺的百香果。

榨汁：金桔去籽榨汁均勻。

炒制：將稱量好的茶油放入鍋中，待油溫升到五六成熱放入蒜末炒香，然后依次放入原材料，油溫不可過高且需要不停翻炒，防止原料出現(xiàn)焦糊現(xiàn)象。

調(diào)味：輔料需翻炒均勻，防止出現(xiàn)結(jié)塊成團(tuán)現(xiàn)象。

裝罐排氣：灌裝容器事先消毒滅菌。在90 ℃條件下水浴加熱排氣[10]約6 min，待中心溫度達(dá)到85 ℃后迅速擰緊瓶蓋密封，裝罐時(shí)間保持在10 min內(nèi)。

殺菌：將密封好的辣椒醬置于90 ℃熱水中水浴20 min，水位沒過瓶身。

1.2.3 單因素試驗(yàn)

選擇影響辣椒醬風(fēng)味的5個(gè)主要因素進(jìn)行單因素試驗(yàn)，每個(gè)因素設(shè)計(jì)5個(gè)水平：金桔添加量(5，10，15，20，25 g)、百香果添加量(5，15，25，35，45 g)、茶油添加量(10，20，30，40，50 g)、辣椒添加量(20，40，60，80，100 g)、炒制時(shí)間(2，4，6，8，10 min)，結(jié)果評(píng)定以感官評(píng)分為標(biāo)準(zhǔn)。

1.2.4 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以單因素試驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)，選取對(duì)辣椒醬感官影響較大的3個(gè)因素百香果添加量(A)、茶油添加量(B)、辣椒添加量(C)作為研究因素，以百香果茶油辣椒醬的感官評(píng)分Y為響應(yīng)值設(shè)計(jì)17組試驗(yàn)點(diǎn)的響應(yīng)面優(yōu)化，響應(yīng)面因素水平見表1。

表1 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)因素水平表Table 1 The factors and levels of response surface optimization test

1.3 產(chǎn)品質(zhì)量測(cè)定方法

1.3.1 感官評(píng)定方法

選擇10名感官評(píng)定人員組成評(píng)定小組，每名成員均經(jīng)過專業(yè)的感官培訓(xùn)。評(píng)定人員需要從4個(gè)方面對(duì)百香果茶油辣椒醬進(jìn)行感官評(píng)定。參照辣椒醬感官標(biāo)準(zhǔn)并根據(jù)添加的原材料特性制定評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(見表2)。

表2 感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table 2 The sensory evaluation criteria

1.3.2 理化指標(biāo)及微生物指標(biāo)測(cè)定方法

水分含量：根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.3-2016方法進(jìn)行檢測(cè)；酸價(jià)的測(cè)定：根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.229-2016方法進(jìn)行檢測(cè)；過氧化值的測(cè)定：根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.227-2016方法進(jìn)行檢測(cè)；菌落總數(shù)的測(cè)定：根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 4789.2-2016方法進(jìn)行檢測(cè)；大腸桿菌的測(cè)定：根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 4789.3-2016方法進(jìn)行檢測(cè)；霉菌及酵母菌的測(cè)定：根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 4789.15-2016方法進(jìn)行檢測(cè)。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 金桔添加量單因素試驗(yàn)結(jié)果

以原料百香果25 g、辣椒60 g、茶油30 g，輔料鹽3 g、糖7 g、蒜4 g，炒制時(shí)間6 min為不變量，以金桔添加量為變量進(jìn)行5個(gè)水平的試驗(yàn)，觀察其對(duì)百香果茶油辣椒醬品質(zhì)的影響，感官評(píng)分結(jié)果見圖1。

圖1 金桔添加量單因素試驗(yàn)結(jié)果Fig.1 The single factor test results of kumquat additive amount

由圖1可知，金桔的添加量為15 g時(shí)，感官評(píng)分達(dá)到最高，此時(shí)辣椒醬的色澤鮮亮，滋味協(xié)調(diào)清爽，當(dāng)金桔添加量較低時(shí)對(duì)香氣和口感的影響較大，主要是由于金桔添加量不夠，香氣不夠濃郁且對(duì)辣椒醬的滋味調(diào)配不夠明顯，且醬體色澤相對(duì)暗沉，但黏稠度較好；當(dāng)金桔添加量過大時(shí)，辣椒醬的色澤和組織形態(tài)評(píng)分下降明顯，醬體變稀且色澤淺淡。因此，金桔的最佳添加量為15 g。

2.1.2 百香果添加量單因素試驗(yàn)結(jié)果

以原料金桔15 g、辣椒60 g、茶油30 g，輔料鹽3 g、糖7 g、蒜4 g，炒制時(shí)間6 min為不變量，對(duì)百香果5個(gè)不同的添加量進(jìn)行感官測(cè)試，觀察其對(duì)辣椒醬品質(zhì)的影響，感官評(píng)分結(jié)果見圖2。

圖2 百香果添加量單因素試驗(yàn)結(jié)果Fig.2 The single factor test results of passion fruit additive amount

由圖2可知，百香果添加量對(duì)辣椒醬感官品質(zhì)的影響較大，其對(duì)辣椒醬的色澤、組織形態(tài)、香氣和口感均有細(xì)微的影響，當(dāng)百香果添加量達(dá)到15 g時(shí)醬體的外觀及滋味都達(dá)到最佳狀態(tài)，當(dāng)百香果添加量過大時(shí)，醬體色澤變淡，黃色逐漸掩蓋辣椒醬的鮮紅色，黏稠度變差，果香也逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位，滋味變酸，與辣椒的滋味協(xié)調(diào)失衡。

2.1.3 辣椒添加量單因素試驗(yàn)結(jié)果

以原料金桔15 g、百香果25 g、茶油30 g，輔料鹽3 g、糖7 g、蒜4 g，炒制時(shí)間6 min為不變量，對(duì)辣椒變量進(jìn)行不同水平的試驗(yàn)，觀察其對(duì)百香果茶油辣椒醬品質(zhì)的影響，感官評(píng)分結(jié)果見圖3。

圖3 辣椒添加量單因素試驗(yàn)結(jié)果Fig.3 The single factor test results of chili additive amount

由圖3可知，辣椒的添加量對(duì)辣椒醬感官品質(zhì)的影響較大，低量辣椒主要對(duì)辣椒醬的色澤和組織狀態(tài)兩方面有明顯影響，隨著添加量的增大，辣椒醬的色澤逐漸鮮紅，富有食欲，醬體的黏稠度逐漸恰到好處，辣椒的辣味也變得明顯協(xié)調(diào)，當(dāng)辣椒增多時(shí)，辣椒醬的醬體流動(dòng)性下降，不利于食用，同時(shí)百香果的香氣變得淺薄，但其對(duì)辣椒醬的滋味影響不大，說(shuō)明辣椒的辣味逐漸達(dá)到一個(gè)閾值。因此，辣椒的最佳添加量為60 g。

2.1.4 茶油添加量單因素試驗(yàn)結(jié)果

以原料金桔15 g、百香果25 g、辣椒60 g，輔料鹽3 g、糖7 g、蒜4 g，炒制時(shí)間6 min為不變量，設(shè)置5個(gè)水平的茶油添加量，觀察其對(duì)辣椒醬品質(zhì)的影響，感官評(píng)分結(jié)果見圖4。

圖4 茶油添加量單因素試驗(yàn)結(jié)果Fig.4 The single factor test results of camellia oil additive amount

由圖4可知，茶油添加量對(duì)辣椒醬感官品質(zhì)的影響較大，茶油添加量的多少會(huì)影響醬體的鮮亮度以及流體狀態(tài)，茶油會(huì)賦予辣椒醬獨(dú)特的香氣，同時(shí)對(duì)辣椒醬有一定的隔氧保質(zhì)作用，但過多的茶油會(huì)使辣椒醬的口感和氣味油膩不清爽，也會(huì)降低醬體的黏稠度，因此確定茶油的最佳添加量為30 g。

2.1.5 炒制時(shí)間單因素試驗(yàn)結(jié)果

以原料金桔15 g、百香果25 g、辣椒60 g、茶油30 g，輔料鹽3 g、糖7 g、蒜4 g為不變量，設(shè)置5個(gè)水平的炒制時(shí)間，觀察其對(duì)辣椒醬感官品質(zhì)的影響，感官評(píng)分結(jié)果見圖5。

圖5 炒制時(shí)間單因素試驗(yàn)結(jié)果Fig.5 The single factor test results of stir-frying time

由圖5可知，炒制時(shí)間對(duì)辣椒醬的感官有一定的影響，一定時(shí)間的高溫有利于原料中化學(xué)物質(zhì)的釋放和反應(yīng)，所以有提升滋味和香味的作用，同時(shí)對(duì)醬體的水分有一定濃縮作用，以形成良好的色澤與組織狀態(tài)，其中組織狀態(tài)也會(huì)進(jìn)一步影響醬的口感，當(dāng)炒制時(shí)間過長(zhǎng)時(shí)，辣椒醬變得凝固暗淡，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生焦糊味，所以最佳炒制時(shí)間為6 min。

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)單因素試驗(yàn)的結(jié)果，選取了對(duì)辣椒醬風(fēng)味影響較大的3個(gè)因素，即百香果添加量(A)、茶油添加量(B)、辣椒添加量(C)，每個(gè)因素選擇3個(gè)水平進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果Table 3 The response surface optimization test results

2.2.2 響應(yīng)面回歸模型的建立

利用Design-Expert 10軟件，以百香果添加量(A)、茶油添加量(B)、辣椒添加量(C)為因素，以感官評(píng)分Y為響應(yīng)值，結(jié)果得到3個(gè)因素與響應(yīng)值之間的關(guān)系方程，二次多項(xiàng)回歸方程為：Y(%)=88.88-1.39A+2.72B+1.71C-0.075AB-1.85AC-0.22BC-2.79A2-7.32B2-8.59C2。回歸模型的方差分析見表4。

表4 回歸模型的方差分析Table 4 The analysis of variance of regression model

由表4可知，模型的P值<0.01表示該模型的差異極顯著，失擬項(xiàng)的P值為0.3226表示不顯著，說(shuō)明此回歸模型適用。模型決定系數(shù)R2值和校正系數(shù)RAdj2值均趨近于1，說(shuō)明建立的模型擬合程度較高，能較好反映各因素對(duì)感官值的影響。由P值可看出各單因素及交互作用均有顯著性差異，即對(duì)感官的影響較大，再由P值和F值可看出各因素對(duì)辣椒醬感官評(píng)分的影響程度大小為茶油添加量(B)>辣椒添加量(C)>百香果添加量(A)。該回歸方程擬合度較高，可以為辣椒醬加工工藝優(yōu)化提供理論參考，且可信度較高。

2.2.3 響應(yīng)面各因素交互作用

利用Design-Expert 10軟件處理響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，結(jié)果見圖6。

圖6 各因素兩兩交互作用對(duì)辣椒醬感官評(píng)分影響的響應(yīng)面圖Fig.6 The response surface diagrams of effects of interaction of various factors on the sensory scores of chili sauce

響應(yīng)面圖可以直觀反映出各因素對(duì)辣椒醬的影響，曲面的陡峭程度反映了兩因素交互作用對(duì)響應(yīng)值的影響顯著性，由圖6可知，茶油添加量、辣椒添加量、百香果添加量之間兩兩交互作用對(duì)辣椒醬的感官評(píng)分影響較大，與方差分析中結(jié)果基本一致，進(jìn)一步驗(yàn)證了其結(jié)果。

2.2.4 驗(yàn)證試驗(yàn)

結(jié)合單因素試驗(yàn)結(jié)果及響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果確定百香果茶油辣椒醬的最佳工藝為金桔添加量15.0 g，百香果添加量12.0 g，茶油添加量31.9 g，辣椒添加量62.6 g，輔料鹽添加量3 g，糖添加量7 g，蒜添加量4 g以及炒醬時(shí)間6 min，以此為條件測(cè)得其實(shí)際感官評(píng)分值為89.7分，與理論值89.4分相比，結(jié)果差異不大，表明了響應(yīng)面結(jié)果的可靠性，有一定參考價(jià)值。

2.3 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)測(cè)定結(jié)果

根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1070-2006《辣椒醬》[11]的感官要求對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行感官檢驗(yàn)，結(jié)果表明百香果茶油辣椒醬的色澤為鮮亮辣椒紅，醬體均勻黏稠，無(wú)異物，滋味微辣鮮香，辣椒香氣濃郁且伴有百香果的清香。

表5 質(zhì)量指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果Table 5 The test results of quality indexes

根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1070-2006規(guī)定，產(chǎn)品的水分含量應(yīng)小于80%，酸價(jià)應(yīng)小于4 mg KOH/g，試驗(yàn)測(cè)得結(jié)果均符合該標(biāo)準(zhǔn)；參考地方標(biāo)準(zhǔn)T/FSSA 001-2020的過氧化值，試驗(yàn)所測(cè)得的過氧化值小于規(guī)定值。

百香果茶油辣椒醬的細(xì)菌菌落總數(shù)<10 CFU/g，未檢出霉菌及酵母菌等致病菌，大腸桿菌指標(biāo)和微生物指標(biāo)符合相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)。

3 討論與結(jié)論

本試驗(yàn)采用了與傳統(tǒng)辣椒醬不同的原料，通過添加百香果、金桔、茶油制作風(fēng)味獨(dú)特且營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富的水果辣椒醬，由單因素試驗(yàn)結(jié)果可知對(duì)辣椒醬感官評(píng)分影響較大的3個(gè)因素為百香果添加量、茶油添加量、辣椒添加量，下一步針對(duì)這3個(gè)因素進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)。最終結(jié)果表明百香果茶油辣椒醬的最適加工工藝為金桔添加量15.0 g、百香果添加量12.0 g、茶油添加量31.9 g、辣椒添加量62.6 g和炒醬時(shí)間6 min，該配方的百香果茶油辣椒醬色澤為鮮亮辣椒紅，醬體均勻黏稠，滋味清爽協(xié)調(diào)，香味濃郁且有百香果的果香。同時(shí)對(duì)最佳配方產(chǎn)品進(jìn)行了相應(yīng)的質(zhì)量指標(biāo)檢測(cè)，結(jié)果均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。該產(chǎn)品原料結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，融合了傳統(tǒng)辣椒醬與果醬的特點(diǎn)，在風(fēng)味上具有一定的獨(dú)特性，且富有果蔬復(fù)合營(yíng)養(yǎng)，也為水果辣椒醬類產(chǎn)品的開發(fā)提供了一定的參考數(shù)據(jù)。