響應面法優化香菇頭醬加工工藝

朱小小，鄧宇亮，曹 瑜，沈勇根，蔡志鵬

（江西農業大學食品科學與工程學院，江西南昌 330045）

香菇[Lentinus edodes（Berk.） Sing]又叫香蕈、香菌、花菇、香信、香菌等，春冬兩季節生長在闊葉樹的倒木中，為盛名的食用菌之一[1]。干香菇的可食用部分可達72%[2]。香菇味道鮮美、風味獨特，富含氨基酸、蛋白質、維生素、礦物質、纖維等多種營養物質。香菇中豐富的多糖、核酸、多肽等多種活性物質，具有抗炎、抗病毒、抗腫瘤、抗氧化、降低血脂和血壓等多種藥用保健價值[3]。

藠頭[Allium chinenseG.Don]，又叫藠子、薤、蕎頭、火蔥等，百合目蔥屬段屬一年生宿根草本植物[4]。成熟后的藠頭肉質肥厚、質地脆爽，具有一定的辛辣味，富含糖、蛋白質、氨基酸、礦物質、維生素等多種營養成分。同時，藠頭藥理作用和保健功能多樣，具有清除亞硝酸鹽、抗血小板凝集、改善脂質代謝、抑制腫瘤和抗菌等多種功效[5]。藠頭具有廣泛的適應性和較強的抗逆性，在全國各地均有栽培，主要分布在熱帶及亞熱帶地區，包括江西、云南、廣西、湖南、福建等地[6]。江西省是全國藠頭種植面積第一的大省，也是主要的加工及出口地，南昌新建縣生米鎮有“中國藠頭之鄉”的稱號[7-8]。

以干香菇、鮮藠頭為主要原料，以辣椒、花椒、五香、芝麻等為輔料研發香菇藠頭醬，獲得添加藠頭獨特風味的新型保健醬制品，為藠頭的開發利用提供新的途徑，豐富了醬類產品的種類。

1 材料和方法

1.1 材料與儀器設備

1.1.1 試驗材料

干香菇、新鮮生米藠頭（去葉）、黃豆醬、食用油、辣椒粉、花椒粉、熟白芝麻、生姜粉、五香粉、食鹽、味精、白砂糖等，均購自當地超市。

1.1.2 主要儀器設備

ME3002T/02 型電子天平，梅特勒托利多儀器有限公司產品；C21-SDHCB9E88 型電磁爐，浙江紹興蘇泊爾生活電器有限公司產品。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程原料預處理→炒料→炒醬→裝瓶→排氣→封口→滅菌→冷卻→成品。

1.2.2 操作要點

（1） 原料預處理。①香菇。將挑選好的干香菇洗凈，放于40 ℃左右的溫水中浸泡1.5 h 進行復水處理后，擠干水分，切成0.5 cm3大小左右的香菇丁，油炸至金黃色，瀝干油，備用[9]。②藠頭。將去除老皮后的藠頭洗凈、切碎成厚薄均勻、大小一致的碎片，備用。

（2） 炒料。添加食用油后，將白芝麻倒入鍋中，炸至金黃色、逸散出香味后，倒入辣椒粉、花椒粉、生姜粉，不斷攪拌至出現辣椒紅油、香辣味。

（3） 炒醬。將藠頭碎倒入鍋中，炒至散發獨特香味，倒入香菇粒、黃豆醬不斷持續翻炒，待炒出醬香味后，隨即加入食鹽、白砂糖、五香粉、味精等輔料進行調味，停止加熱。

（4） 裝瓶排氣。將炒制好的醬趁熱裝入高溫殺菌后的灌裝瓶中，于90 ℃的恒溫下水浴排氣約6 min后，待中心溫度達到85 ℃后立刻密封[10]。

（5） 殺菌冷卻。將密封好的香菇藠頭醬放在121 ℃的高壓滅菌鍋中滅菌20 min 后迅速冷卻至室溫[11]。

1.2.3 單因素試驗設計方案

以100 g 預處理后的香菇與藠頭總質量為基準，選擇影響香菇藠頭醬風味較大的幾個因素：藠頭用量（16，33，50，67，84 g）、食用油用量（40，50，60，70，80 g）、辣椒用量（0，2，4，6，8 g）、黃豆醬用量（20，40，60，80，100 g）、白砂糖用量（0，2，4，6，8 g），設計單因素試驗，分別研究這些因素對該醬風味品質的影響。其他原料固定用量：芝麻5 g，花椒粉3 g，生姜粉2 g，五香粉1 g，食鹽1 g，味精0.5 g。

1.2.4 響應面優化設計

根據單因素試驗結果，選取藠頭用量（A）、黃豆醬用量（B）、辣椒用量（C） 為響應變量，按照Box-behnken 中心組合設計原則，以產品感官評分（Y） 為響應值，用Design Expert 8.0.6 軟件進行響應面優化分析[12-14]。

Box-behnken 試驗因素與水平設計見表1。

表1 Box-behnken 試驗因素與水平設計/g

1.2.5 評價方法

（1） 感官評定方法。選擇10 位具有一定經驗的食品科學與工程專業的學生作為評定員，按照評價標準從色澤、氣味、口感、組織形態4 個方面進行評分，取平均值。

香菇藠頭醬的感官評分標準見表2。

表2 香菇頭醬的感官評分標準

表2 香菇頭醬的感官評分標準

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（2） 理化指標和微生物指標檢驗方法。參考T/SZZL 002—2021《香菇醬》[15]中水分、食鹽、酸價、過氧化值、微生物檢驗的方法進行檢驗。

理化指標和微生物指標檢驗方法見表3。

表3 理化指標和微生物指標檢驗方法

1.2.6 數據統計方法

圖表繪制和數據處理及統計分析分別利用Origin 2018 和Design Expert 8.0.6 軟件。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 藠頭用量對香菇藠頭醬風味的影響

按照1.2.3 中所述，基礎配方為以100 g 預處理后的香菇與藠頭的總質量為基準，輔料用量分別為食用油60 g，辣椒4 g，黃豆醬60 g，白砂糖4 g，芝麻5 g，花椒粉3 g，生姜粉2 g，五香粉1 g，食鹽1 g，味精0.5 g。探究藠頭用量（16，33，50，67，84 g） 對香菇藠頭醬風味的影響。

藠頭用量對香菇藠頭醬風味的影響見圖1。

圖1 頭用量對香菇頭醬風味的影響

由圖1 可知，當藠頭用量為50 g 時，該醬的可接受度較高。此時，醬體組織形態較好，既有香菇特有的鮮香味又有藠頭特有的辣味，且顏色較油亮、均勻。通過觀察可知，當藠頭用量過多時，醬體顏色不均勻、藠頭辛辣味過重、整體口感不佳；當香菇用量較多時，醬體光澤較差、香菇味明顯。

2.1.2 食用油用量對香菇藠頭醬風味的影響

在基礎配方的基礎上改變食用油用量，設置5 個水平：40，50，60，70，80 g，探究食用油用量對香菇藠頭醬風味品質的影響。

食用油用量對香菇藠頭醬風味的影響見圖2。

圖2 食用油用量對香菇頭醬風味的影響

由圖2 可知，食用油用量為60 g 時，該醬的可接受度較高。此時，醬體光澤油亮均勻、整體氣味協調、口感醇厚。通過觀察，食用油用量過少時，醬體色澤過暗、干燥感明顯、醬香味弱；食用油用量過多時，醬體黏膩感過重。

2.1.3 辣椒用量對香菇藠頭醬風味的影響

在基礎配方的基礎上改變辣椒用量，設置5 個水平：0，2，4，6，8 g，探究辣椒用量對香菇藠頭醬風味品質的影響。

辣椒用量對香菇藠頭醬風味的影響見圖3。

圖3 辣椒用量對香菇頭醬風味的影響

由圖3 可知，當辣椒用量為4 g 時，該醬的可接受度較高。此時，醬體顏色較可觀且均勻、味道適中，可以品嘗出原料組成、有醬香味。通過觀察，辣椒用量過少時，醬體過暗沉且味道過淡；辣椒用量過多時，醬體紅亮明顯、辣味過重而掩蓋了原料本身的風味。

2.1.4 黃豆醬用量對香菇藠頭醬風味的影響

在基礎配方的基礎上改變黃豆醬用量，設置5 個水平：20，40，60，80，100 g，探究黃豆醬用量對香菇藠頭醬風味品質的影響。

黃豆醬用量對香菇藠頭醬風味的影響見圖4。

圖4 黃豆醬用量對香菇頭醬風味的影響

由圖4 可知，當黃豆醬用量為60 g 時，該醬的可接受度較高。此時，醬體黏稠適當、整體氣味協調。通過觀察，黃豆醬用量過少時，醬體不足以成型、顆粒感明顯、有較強光澤感；黃豆醬用量過多時，醬體過度黏稠、咸味重、光澤感弱。

2.1.5 白砂糖添加量對香菇藠頭醬風味的影響

在基礎配方的基礎上改變白砂糖添加量，設置5 個水平：0，2，4，6，8 g，探究白砂糖用量對香菇藠頭醬風味品質的影響。

白砂糖用量對香菇藠頭醬風味的影響見圖5。

圖5 白砂糖用量對香菇頭醬風味的影響

由圖5 可知，當白砂糖用量為4 g 時，該醬的可接受度較高。此時，醬體鮮咸適中且醬香味較好。通過觀察，白砂糖用量過少時，該醬可接受但鮮味不夠充足；白砂糖用量過多時，該醬甜味過重會掩蓋其他風味。

2.2 響應面優化試驗

2.2.1 響應面試驗結果

為了研制出接受度更好的香菇藠頭醬，基于單因素試驗，選取影響較大的藠頭用量（A）、黃豆醬用量（B）、辣椒用量（C） 為試驗設計因素，進行三因素三水平響應面優化。

響應面優化試驗方案及結果見表4。

表4 響應面優化試驗方案及結果

對表4 中數據進行分析，獲得香菇藠頭醬感官評分（Y） 的回歸擬合方程為：

2.2.2 響應面回歸模型的建立與分析

方差分析和顯著性檢驗見表5。

表5 方差分析和顯著性檢驗

由表5 可知，所建立的回歸模型的F=67.05，p＜0.000 1，說明該模型的差異極顯著（p＜0.01）；失擬項的p值為0.528 4＞0.050，視為不顯著，說明該回歸模型可靠；模型決定系數R2=0.988 5，校正系數RAdj2=0.973 8，均接近于1，表明模型擬合程度較高。模型中A，B，A2，B2，C2對感官評價分的影響極顯著（p＜0.01）；C影響顯著（p＜0.05）；交互項BC影響極顯著、AB影響顯著、AC影響不顯著。從F值和p值來看，各個因素影響的順序為黃豆醬用量＞藠頭用量＞辣椒用量。表5 中數據表明，試驗設計可靠、誤差較小，可為香菇藠頭醬加工工藝優化提供理論的分析和預測。

2.2.3 響應面各因素交互作用分析

運用Design Expert 8.0.6 軟件，分析響應面優化試驗結果。

各因素兩兩交互作用對香菇藠頭醬感官評分影響的響應面圖見圖6。

圖6 各因素兩兩交互作用對香菇頭醬感官評價分影響的響應面圖

響應曲面圖直觀地反映因素交互作用對香菇藠頭醬品質的影響，曲面越陡峭，說明因素交互作用對響應值的影響越大。由圖6 可知，藠頭用量（A）與黃豆醬用量（B） 的交互作用對香菇藠頭醬品質影響較大，藠頭用量（A） 與辣椒用量（C） 的交互作用、黃豆醬用量（B） 與辣椒用量（C） 的交互作用相比之下更弱。該試驗結果與上述模型的分析基本相同，說明該多元回歸方程能夠較好地描述香菇藠頭醬的工藝配方。

2.2.4 最佳工藝驗證試驗

由響應面法優化可知，預測得到香菇藠頭醬最佳工藝為香菇53 g，藠頭47 g，食用油60 g，黃豆醬56 g，芝麻5 g，辣椒4 g，白砂糖4 g，花椒粉3 g，生姜粉2 g，五香粉1 g，食鹽1 g，味精0.5 g；驗證試驗重復3 次，取平均值，制作的香菇藠頭醬的感官評分分別為96.2，95.8，94.9 分，平均值為95.6 分，接近理論值95.9 分，說明此條件下香菇藠頭醬的可接受度較高，可用于實際工藝。

2.3 產品指標的測定結果及分析

理化指標及微生物指標測定結果見表6。

表6 理化指標及微生物指標測定結果

3 結論

香菇藠頭醬是一款以香菇和藠頭為主要原料，輔以黃豆醬、辣椒、白砂糖、食鹽等輔料而制成的新型復合醬。為得到香菇藠頭醬制作的最佳工藝，在單因素試驗基礎上進行了響應面優化試驗，得出其配方為香菇53 g，藠頭47 g，食用油60 g，黃豆醬56 g、芝麻5 g、辣椒4 g，白砂糖4 g，花椒粉3 g，生姜粉2 g，五香粉1 g，食鹽1 g，味精0.5 g。該工藝條件下感官評分為95.6 分，此時香菇藠頭醬可接受度較高，醬體鮮香醇厚、黏稠適度。并對制得的香菇藠頭醬進行了相應的品質檢查，各項指標均符合行業標準要求。