響應面法優化黑蒜木耳醬的制備工藝*

楊茜 賈慶超

（鄭州科技學院食品科學與工程學院，河南鄭州 450000）

近年來，人們越來越重視飲食健康，保健型醬制品得到發展。黑蒜營養價值很高，含有人體必需氨基酸、膳食纖維等物質，能提高人體免疫力，具有抗氧化、抗酸化，增強消化功能及保護心血管作用，適宜“三高及癌癥患者”食用。據史料記載，木耳是上古時帝王專享的佳品，含有碳水化合物、鈣、鐵、粗纖維、維生素、磷等營養物質。明代李時珍《本草綱目》中記載：“木耳性甘平，具有益氣不饑，益智補腦，潤肺補氣，舒血止血的功效”。隨著人民健康意識的提高，醬制品成為生活中不可或缺的一部分。目前市場未見黑蒜木耳醬制品，為滿足市場需要，開發了一種風味濃郁、營養豐富、食用方便、易于攜帶的黑蒜木耳醬制品，并對其理化及微生物指標進行檢驗。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

黑蒜，淘寶九秋居旗艦店；木耳，長白山小碗耳淘寶寒態旗艦店；花椒粉、蔥姜蒜，市購；淀粉，鄭州市牛記調味食品有限公司；豆瓣醬，6 月香豆瓣醬；植物油，益海嘉里食品工業有限公司；白砂糖，安琪酵母（赤峰）有限公司。

DZKW-S-4 電熱恒溫水浴鍋，北京市永光明醫療儀器有限公司；101-0AB3 電熱恒溫干燥箱，上海科恒實業發展有限公司；JA2003A 分析天平，上海精天電子儀器有限公司；PHS-3 酸度計，上海儀電科學儀器股份有限公司；UV-2800H 紫外可見分光光度計，尤尼柯（上海）儀器有限公司；LDZX-50KBS 立式高壓滅菌器，上海申安醫療器械廠；DHP-420 電熱恒溫培養箱，上海躍進醫療器械廠；SW-CJ-2G超凈工作臺，蘇州凈化設備有限公司。

1.2 試驗方案設計

1.2.1 黑蒜木耳醬的原料配比

分別對影響黑蒜木耳醬的木耳、食用鹽、植物油、豆瓣醬、蔥姜蒜、花椒粉、淀粉及白砂糖添加量進行單因素試驗，其中蔥姜蒜比例為1∶1∶1。

影響黑蒜木耳醬的輔料因素：食用鹽、植物油、豆瓣醬、蔥姜蒜、花椒粉添加量通過正交試驗進行確定。

影響黑蒜木耳醬的木耳、淀粉及輔料添加量采用響應面試驗進行確定。

1.2.2 黑蒜木耳醬制備

1.2.2.1 原料處理

選擇優質木耳，泡發、清洗、打碎備用，黑蒜、蔥姜蒜用多功能料理器打碎備用。

1.2.2.2 炒制輔料

將10 g 植物油倒入鍋中加熱到七成熱，放入蔥姜蒜沫爆香，加入黑蒜、木耳翻炒出香味，放入食用鹽、花椒粉、白砂糖。

1.2.2.3 制醬

將黑蒜、木耳放入鍋中與炒制后的輔料翻炒至均勻，加入適量水，煮開后轉至小火熬制，加入適量淀粉，熬至醬體黏稠均勻。

1.2.3 感官評價標準

將制好的黑蒜木耳醬分別放入試紙杯里，邀請10 名專業人員進行感官評價。感官評分標準參照GB/T24399—2009《黃豆醬》，具體見表1。

表1 黑蒜木耳醬感官評價標準

1.2.4 理化指標和微生物測定

對黑蒜木耳醬中亞硝酸鹽、總酸、水分、菌落總數、大腸菌群進行測定，其中亞硝酸鹽含量測定參照GB 5009.33—2016《食用安全國家標準 食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定》、總酸測定參照GB 12456—2008《食品安全國家標準 食品中總酸的測定》、水分測定參照GB 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》、菌落總數參照GB 4782.2—2016《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數的測定》、大腸桿菌數參照GB 4789.3—2016《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 大腸菌群計數》。

1.2.5 單因素試驗設計

以感官評價為標準，設定黑蒜添加量為固定值20 g、木耳20 g、植物油8 g、蔥姜蒜（比例為1∶1∶1）2 份、食用鹽2 g、花椒0.4 g、淀粉2 g、豆瓣醬6 g、白砂糖1.5 g進行單因素試驗。

分別考察木耳（10 g、15 g、20 g、25 g、30 g），植物油（4 g、6 g、8 g、10 g、12 g），蔥姜蒜（1份、2份、3份、4份、5份），食用鹽（1 g、2 g、3 g、4 g、5 g），花椒粉（0.2 g、0.3 g、0.4 g、0.5 g、0.6 g），淀粉（1 g、2 g、3 g、4 g、5 g），豆瓣醬（2 g、3 g、6 g、8 g、10 g），白砂糖（0.5 g、1.0 g、1.5 g、2.0 g、2.5 g）添加量對黑蒜木耳醬質量的影響。

1.2.6 正交試驗和響應面優化試驗

根據單因素試驗結果，以植物油、食用鹽、白砂糖、花椒粉、蔥姜蒜添加量為主要影響因素，采用5 因素4 水平進行L16（45）正交試驗。正交試驗因素水平設計見表2。

表2 正交試驗因素水平設計

以木耳、輔料（植物油4 g、豆瓣醬6 g、食用鹽1 g、蔥姜蒜3 份、花椒粉0.2 g、白砂糖1 g）和淀粉添加量為試驗因素，以感官評價為響應值，進行3 因素3 水平響應面優化試驗。采用Design-Expert10.0.7版本軟件進行數據分析。響應面試驗因素水平設計見表3。

表3 響應面因素水平設計

2 結果與分析

2.1 黑蒜木耳醬單因素試驗

由圖1 可知，木耳添加量達到25 g 的時，得分最高，當木耳添加量過低時木耳脆鮮味不明顯，當木耳添加量過大時，影響醬的口感，味道偏淡。因此，木耳添加用量選擇25 g為宜。

圖1 木耳添加量對產品品質的影響

由圖2可知，當植物油添加量為10 g時，感官評分最高，醬的口感最佳。當植物油添加量超過10 g時，感官評分降低，這時有多余油脂，較油膩，口感差。因此，當植物油添加量為10 g 時，醬的感官最佳。

圖2 植物油添加量對產品品質的影響

由圖3 可知，當蔥姜蒜添加量為3 份時，感官評分最高，口感最佳，添加量超過3 份時，感官評價降低，蔥姜蒜味太濃，影響產品整體風味，且口感差。因此，選擇蔥姜蒜添加量3份為宜。

圖3 蔥姜蒜添加量對產品品質的影響

由圖4可知，食用鹽添加量為2 g時，感官評分最高，食用鹽添加量過大時，感官評價降低，醬味道太咸，口感較差，影響醬的味道。因此，選擇食用鹽添加量2 g為宜。

圖4 食用鹽添加量對產品品質的影響

由圖5 可知，當花椒粉添加量為0.5 g 時，感官評價最高，再增高花椒粉添加量后感官評分呈現出降低的趨勢，此時花椒粉麻辣風味過重，醬的口感較差。因此，選擇花椒粉添加量0.5 g為宜。

圖5 花椒粉添加量對產品品質的影響

由圖6可知，當淀粉達到3 g時，醬感官得分達到最高，再繼續增多淀粉添加量時，感官評分下降，此時醬體較濃稠，顏色變暗，口感較差。因此，選擇淀粉添加量3 g為宜。

圖6 淀粉添加量對產品品質的影響

由圖7 可知，由于豆瓣醬本身較咸，醬的評分隨著豆瓣醬添加量的增高呈先上升后下降的趨勢，當添加量為6 g 時，評分最高，當添加量繼續增多時，醬咸味過重，豆瓣醬的味道掩蓋了黑蒜木耳醬的味道，故豆瓣醬添加量6 g為宜。

圖7 豆瓣醬添加量對產品品質的影響

由圖8可知，當白砂糖添加量為1 g時，醬的評分最高，繼續增加白砂糖添加量，醬的口感較甜，咸味較弱。因此，選擇白砂糖添加量1 g為宜。

圖8 白砂糖添加量對產品品質的影響

2.2 輔料正交試驗結果

輔料正交試驗結果見表4。

表4 正交試驗結果分析

通過表4 中黑蒜木耳醬的極差分析得出，影響黑蒜木耳醬品質的因素為：B>D>E>A=C，即食用鹽添加量>白砂糖加量>花椒粉添加量>蔥姜蒜添加量=食用油添加量；得到輔料最優配方為：A1B1C3D2E1，即植物油4 g，食用鹽1 g，蔥蔥姜蒜3 份（比例為1∶1∶1，各3 g），白砂糖1 g，花椒粉0.2 g，此條件下黑蒜木耳醬感官品質最佳。

2.3 黑蒜木耳醬響應面優化試驗

黑蒜木耳醬響應面試驗結果如表5 所示，方差分析見表6。

表5 響應面試驗設計與結果

表6 響應面回歸模型的方差分析

由圖6 方差分析結果可知，模型的P<0.000 1，表明試驗所采用的二次模型極顯著。失擬項P=0.61>0.05，不顯著，表示回歸模型能夠被接受，模型有高度的可靠性。為分析試驗模型的可信程度，得到R2=0.991 4，調整決定系數Radj2=0.980 4，表明黑蒜木耳醬感官評價與此模型擬合程度較高，能較好反應出各因素和響應值的聯系。變異系數C.V.%=2.08，較小，表明方程模型則具有良好的重現性。一次項A、C及二次項、A2、B2、C2對結果影響極顯著（P<0.01），一次項B及二次項AB、BC、AC對結果影響顯著（0.01C>B，即主料>輔料>淀粉。響應面分析如下頁圖9～圖11所示。

由圖9～圖11 可知，AC、BC等高線較接近橢圓形，二者交互作用較強。A、C影響較大，B影響較小，這與方差分析結果一致。用Design-Ex-pert10.0.7對回歸方程進行回歸分析，確定最佳添加量為木耳30 g，淀粉3.13 g，輔料1.59 份，得分81.86 分。此時黑蒜木耳醬為棕褐色，色澤較好，具有醬香味和木耳脆鮮風味，醬體較為黏稠，味道鮮美咸味適口。

圖9 木耳與淀粉添加量交互作用對產品品質的影響

圖10 木耳與輔料添加量交互作用對產品品質的影響

圖11 淀粉與輔料添加量交互作用對產品品質的影響

2.4 驗證試驗

根據響應面優化結果分析可知，預測最佳的黑蒜木耳醬配比參數為：黑蒜20 g、木耳30 g、植物油6.36 g、蔥姜蒜4.77 g、豆瓣醬9.54 g、食用鹽1.59 g、花椒粉0.32 g、淀粉3.13 g、白砂糖1.59 g，得分81.86。在這個條件下進行驗證試驗，重復3次，取平均值，制作黑蒜木耳醬的感官評分為80.23 分、83.68 分、82.06 分，平均值為81.99 分，與理論值非常接近。

2.5 微生物和理化指標檢測

根據1.2.4中理化和微生物檢測方法，對成品醬制品進行分析檢測，結果如表7所示。

表7 理化和微生物檢測結果

3 結論

本課題研究了黑蒜木耳醬的配方，并對其理化和微生物指標進行了檢測，通過單因素試驗和5因素4 水平正交試驗，得到最佳配方方案：植物油4 g、食用鹽1 g、蔥姜蒜3 份（各3 g 為1 份）、白砂糖1 g、花椒粉0.2 g，黑蒜木耳醬感官品質最佳。采用響應面法和驗證試驗對黑蒜木耳醬配方方案進行優化探究，得到黑蒜木耳醬最佳方案為：黑蒜20 g、木耳30 g、食用油6.36 g、蔥姜蒜4.77 g、豆瓣醬9.54 g、食用鹽1.59 g、花椒粉0.32 g、白砂糖1.59 g、淀粉3.13 g，其顏色為棕褐色且鮮艷有光澤、具有濃郁的醬香味和輕微的香辛料味、組織較黏稠且咸味適口。產品檢測結果為：亞硝酸鹽1.06 6 mg/kg、水分41 g/100 g、總酸2.13 g/g、菌落總數910 CFU/g、大腸菌群未檢測出，各項指標測定結果均符合相關國家標準。