響應面法優化蘑菇山菌湯火鍋底料的制備工藝

王豐，李想，唐建華

(1.浙江商業職業技術學院 烹飪系，杭州 310053；2.四川旅游學院 烹飪學院，成都 610100；3.揚州大學 旅游烹飪學院·食品科學與工程學院，江蘇 揚州 225127)

蘑菇山菌湯火鍋是傳統火鍋的提升產品，以多種調味品為原料，經過特殊風味設計后，采用獨特配方制作而成[1]。蘑菇山菌湯火鍋底料中具有多種呈味成分，表現出復雜的口感。蘑菇山菌湯火鍋底料生產企業水平差異較大，因此市售蘑菇山菌湯火鍋底料的品質也具有較大的差異[2-3]。本文在試驗過程中，對蘑菇山菌湯火鍋底料的生產制備工藝進行統計分析，通過響應面回歸方程進行蘑菇山菌湯火鍋底料制備工藝優化，為自動化生產制備過程提供了參考。

1 火鍋底料樣品制備與測定評價方法

蘑菇山菌湯火鍋底料制備過程中，選用與普通火鍋相同的基礎材料，主要包含辣椒、牛油、食鹽、蔥、姜、蒜、花椒等，另外加入豆瓣以及復合香辛料[4-5]。在底料制備過程中，所選用的辣椒、花椒以及復合香辛料要求品質優良，無霉變現象，炒香后進行粉碎[6]。將原材料和調味品按照配比要求混合，采用自動炒鍋進行炒制，炒制完成后利用水平自動包裝機進行包裝，包裝完成后進行氣流冷卻[7]。

火鍋底料樣品制備完成后，由感官質量評議專家組對火鍋底料品質進行單因素感官評價，由于火鍋底料僅可直接進行組織形態評價，無法進行其他因素的直接評價，因此將火鍋底料加水煮沸后，觀察料湯的色澤和渾湯度，加入土豆片煮熟后進行品嘗，對滋味和香味進行評價[8-10]。蘑菇山菌湯火鍋底料感官評價標準見表1。

表1 蘑菇山菌湯火鍋底料感官評價標準

感官評價完成后，計算蘑菇山菌湯火鍋底料綜合指標，根據不同評價指標對蘑菇山菌湯火鍋底料品質的影響程度，在試驗基礎上確定各指標在綜合品質評價過程中所占比例，綜上所述，蘑菇山菌湯火鍋底料綜合指標可表示為：

2 試驗測定與結果分析

蘑菇山菌湯火鍋底料制備過程中，對品質產生影響的因素主要包括底料炒制時間、底料炒制溫度、自動炒鍋旋轉速度、豆瓣用量以及復合香辛料用量[11]。本文為進行蘑菇山菌湯火鍋底料制備工藝優化，設計以底料品質綜合指標分值為響應面的組合試驗，蘑菇山菌湯火鍋底料制備工藝響應面法試驗設計參數見表2。

表2 制備工藝響應面法試驗設計參數表

按照表2設計的蘑菇山菌湯火鍋底料制備工藝參數進行優化，優化結果及綜合評價結果見表3，其中第1～26組試驗為影響因素分析試驗組，第27～36組為驗證試驗組。

表3 火鍋底料制備工藝優化試驗結果

續 表

試驗完成后，采用統計分析軟件進行數據分析處理，建立蘑菇山菌湯火鍋底料制備工藝條件與火鍋底料綜合評價指標之間的二階響應回歸模型[12]。回歸方程、回歸方程各項以及制備工藝因素方差分析結果見表4。

表4 回歸方程、回歸方程各項以及制備工藝因素方差分析

續 表

由表4可知，二階響應回歸模型的F=20.42且P<0.0001，表明該二階響應回歸模型具有較好的擬合效果。二階響應回歸模型的一次項和二次項的P<0.0001，表明該二階響應回歸模型的自變量與因變量之間具有極顯著關系，且交互項的P>0.05，表明交互項對方程因變量的影響較小。

對蘑菇山菌湯火鍋底料制備工藝的影響程度進行分析，建立以制備工藝為自變量，以組織形態、色澤、渾湯度、香味以及滋味綜合評價指標為響應值的二階響應回歸模型方程為：

Y=-699.133+4.85625T+18.25104D+5.47492W+3.342917R+44.44792S-0.0814177T2-0.482292D2-0.014292W2-0.045167R2-36.19792S2-0.03TD+0.00025TW-0.002TR-0.04375TS-0.00875DW-0.00375DR+0.671875DS-0.002WR-0.015625WS-

0.11875RS。

二階響應回歸模型的可信度參數見表5。

表5 二階響應回歸模型可信度參數

由表5可知，二階響應回歸模型方程的決定系數為0.9646，表明蘑菇山菌湯火鍋底料綜合評價值有96.46%受蘑菇山菌湯火鍋底料制備工藝參數底料炒制時間、底料炒制溫度、自動炒鍋旋轉速度、豆瓣用量以及復合香辛料用量的影響。二階響應回歸模型誤差為1.2023，表明該二階響應回歸模型方程對試驗結果能夠進行較好的擬合，且試驗誤差較小，具有較高的穩定性，能夠對制備工藝參數與綜合評價響應值之間的真實響應關系進行較好的描述。綜上所述，可利用該二階響應回歸模型方程對蘑菇山菌湯火鍋底料制備工藝參數進行優化。

3 火鍋底料制備工藝響應面分析

蘑菇山菌湯火鍋底料綜合評價值與制備工藝參數底料炒制時間、底料炒制溫度、自動炒鍋旋轉速度、豆瓣用量以及復合香辛料用量之間構成響應面圖，可用于進行制備工藝參數之間的相互作用分析。

為了使響應面圖能夠更加清晰地體現蘑菇山菌湯火鍋底料制備過程中工藝因素之間的相互關系，本文在進行響應面分析時，固定底料炒制溫度為180 ℃，復合香辛料用量為0.6%，自動炒鍋旋轉速度為30 r/min，構建豆瓣用量和底料炒制時間與蘑菇山菌湯火鍋底料綜合評價值之間的響應面，豆瓣用量和底料炒制時間對綜合評分的響應面見圖1。

圖1 豆瓣用量和底料炒制時間對綜合評分的響應面

由圖1可知，蘑菇山菌湯火鍋底料制備過程中，豆瓣用量和炒制時間對火鍋底料的綜合評分影響程度表現為拋物線形式，且響應面值具有穩定點。響應面穩定點綜合指標估計值見表6。

表6 綜合指標估計值

根據以上蘑菇山菌湯火鍋底料制備工藝參數優化結果，確定制備工藝參數(見表7)，并以此制備工藝參數進行試驗驗證。

表7 制備工藝響應面法試驗設計參數表

4 試驗驗證

根據蘑菇山菌湯火鍋底料制備工藝參數進行試驗驗證，綜合考慮蘑菇山菌湯火鍋底料制備試驗過程中的可操作性，調整設計試驗過程所用制備工藝參數為炒制時間27 min，炒制溫度185 ℃，炒鍋旋轉速度31 r/min，豆瓣用量16.8%，復合香辛料用量0.66%，以此制備工藝參數進行3組試驗，試驗完成后分別對蘑菇山菌湯火鍋底料的組織形態、色澤、渾湯度、香味以及滋味等評價指標進行測定，并按照蘑菇山菌湯火鍋底料綜合指標計算其綜合評價分值。試驗驗證結果見表8。

表8 制備工藝試驗驗證結果

由表8可知，對利用響應面法設計的蘑菇山菌湯火鍋底料制備工藝參數進行試驗驗證，測定所得蘑菇山菌湯火鍋底料綜合評分為90.71分，與預測值之間的偏差為2.67%，其中蘑菇山菌湯火鍋底料組織形態指標評分均值為90.4分，蘑菇山菌湯火鍋底料色澤指標評分均值為91.2分，蘑菇山菌湯火鍋底料渾湯度指標評分均值為89.4分，蘑菇山菌湯火鍋底料香味指標評分均值為90分，蘑菇山菌湯火鍋底料滋味指標評分均值為92分。

5 結論

本文利用響應面法構建二階響應回歸模型方程，對蘑菇山菌湯火鍋底料制備工藝參數進行優化及試驗驗證，所得到的火鍋底料較硬，形態規整，色澤紅潤油亮，香味濃郁突出、醇厚，麻辣適中，回味濃郁。表明試驗測定結果與預測結果之間具有極好的吻合度，因此該二階響應回歸模型方程可用于實踐指導。