响应面法优化集安板栗调味酱配方

邵信儒，汪睿，齐丹贺，郑爽，盛奇思，李茂玲

(1.通化师范学院 长白山食用植物资源开发工程中心，吉林 通化 134000；2.通化师范学院 制药与食品科学学院，吉林 通化 134000)

板栗俗称栗子，是壳斗科栗属植物，有“干果之王”的美称。集安板栗产于吉林集安市，其果实皮薄、肉质细腻、甜软适口，在市场上享有盛誉。集安板栗含有丰富的蛋白质、脂肪、维生素A、维生素B1、维生素C以及多种矿物质，具有养胃健脾、补肾强筋、治疗反胃、腰腿软弱、消除疲劳等滋补功效[1]。2007年12月12日，集安板栗获得地理标志产品保护，目前，集安板栗种植面积发展到22800亩[2]。但由于集安板栗鲜果期短，采摘后含水量高，对干、热、水分和温度均较为敏感，不易贮存，主要以鲜销为主，产品附加值低，严重制约了集安板栗产业的进一步发展[3]。

本研究以集安板栗为主要原料，辅以山药、红糖，通过单因素试验和响应面试验优化集安板栗调味酱的配方，可为集安板栗资源的开发利用提供新途径，提高其综合利用的附加值。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂和仪器

1.1.1 材料与试剂

板栗(采摘于集安市)、山药(购买于当地农贸市场)、

红糖、柠檬酸、黄原胶等(均为食品级添加剂)。

1.1.2 仪器

AL104型分析天平 梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司；CT3型质构仪 美国Brookfield公司；RT300型便携式表面色度计 英国Tintometer公司；IH-MP2106C型电磁炉 佛山市富士宝电气科技股份有限公司；DY2009-032-00型立式压力蒸汽灭菌锅 上海东亚压力容器制造有限公司；FJ200-S型数显高速分散均质机 上海标本模型厂。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程[4]

板栗→清洗、挑选→热烫→去皮→打浆→调配→浓缩→灌装→杀菌→冷却→成品。

1.2.2 操作要点

选用新上市的饱满、完整的集安板栗，除去有病虫害、霉变及破损的籽粒，用95～100 ℃热水烫漂8～15 min，直至板栗壳变软，捞起去皮。加水打浆后加入山药、红糖、柠檬酸、黄原胶进行调配，加热浓缩至板栗调味酱成型，灌装后放入蒸汽灭菌器内进行灭菌，冷却后即为成品。

1.2.3 单因素试验

分别考察红糖添加量(5%，10%，15%，20%，25%)、柠檬酸添加量(0.6%，0.8%，1.0%，1.2%，1.4%)、黄原胶添加量(0.02%，0.04%，0.06%，0.08%，0.1%)、板栗与山药比例(8∶2，6∶4，5∶5，4∶6，2∶8)对集安板栗调味酱品质的影响，固定水平为红糖添加量20%、柠檬酸添加量1.0%、黄原胶添加量0.06%、板栗与山药比例6∶4。

1.2.4 响应面试验

根据单因素试验结果和Box-Benhnken的中心组合试验设计原理，以红糖添加量(A)、柠檬酸添加量(B)和黄原胶添加量(C)为自变量，以产品感官评分(Y)为响应值，进行响应面试验，各因素变化值及编码见表1。

表1 响应面试验因素水平表Table 1 Factors and levels of response surface design %

1.2.5 感官评分标准

集安板栗调味酱感官评分标准见表2[5，6]。

表2 集安板栗调味酱感官评分标准Table 2 Sensory scoring criteria of Ji'an chestnut sauce

1.2.6 质构测定

采用TA10探头，测试速度0.50 mm/s，返回速度0.50 mm/s，测试距离10 mm，触发点负载3 g，循环次数1次，分析集安板栗调味酱的质构特性。

1.2.7 色度测定

取20 g样品置于保鲜袋中，将其按压成5 mm的薄层，采用色度计测定其Lab值。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 红糖添加量对集安板栗调味酱品质的影响

不同的红糖添加量对产品的组织状态、口感和色泽有较大影响。红糖添加量为5%时，甜味不明显，产品呈浅黄色；红糖添加量为10%时，红糖滋味较淡，产品呈黄色；红糖添加量为15%时，有一定的红糖味道，产品呈浅黄棕色；红糖添加量为20%时，红糖滋味浓郁，产品呈黄棕色，颜色自然；红糖添加量为25%时，红糖滋味过重，掩盖了板栗和山药的味道，且在加热浓缩时易发生焦糖化反应，使产品颜色变深。因此，选择红糖添加量为10%～20%作为响应面的考察范围。

2.1.2 柠檬酸添加量对集安板栗调味酱品质的影响

柠檬酸添加量对产品的口味有显著的影响，随着柠檬酸添加量的增加，产品的酸味逐渐提高，甜味逐渐降低。当柠檬酸添加量为0.6%时，产品甜味突出，酸味不明显，口感较腻；当柠檬酸添加量为1.4%时，产品酸涩感明显，掩盖了板栗的香味；当柠檬酸添加量为0.8%～1.2%时，产品酸甜适口，风味协调。

2.1.3 黄原胶添加量对集安板栗调味酱品质的影响

黄原胶添加量对产品的组织状态有较大影响。黄原胶添加量为0.02%时，产品粘性小，流动性强，易产生酱体流散、脱水等问题；黄原胶添加量为0.04%时，产品粘性较低，流动性较好，涂抹性较好；黄原胶添加量为0.06%时，产品粘性适中，流动性好，易涂抹；黄原胶添加量为0.08%时，产品粘性较大，流动性较差；黄原胶添加量为0.10%时，产品粘性大，产品流动性差，不易涂抹。综合考虑，黄原胶添加量在0.04%～0.08%范围内较适宜。

2.1.4 板栗与山药比例对集安板栗调味酱品质的影响

不同比例的板栗与山药对产品品质有一定影响。其比例为8∶2时，板栗味道过浓，无山药滋味，产品粘稠，流动性差，不易涂抹，颜色较深；其比例为6∶4时，板栗味道浓郁，且有一定的山药香味，两者风味协调，产品流动性好，粘性适中，颜色自然明亮；其比例为5∶5时，板栗味道较淡；其比例为4∶6时，板栗味道不突出；其比例为2∶8时，无板栗香味，山药味突出，且产品粘性低，颜色较浅。因此，本研究采用板栗与山药的比例为6∶4。

2.2 响应面试验

2.2.1 试验结果的统计分析

利用Design Expert软件对响应面试验结果进行二次多元回归拟合，得到回归方程如下：Y=88.61+1.26A+1.34B-0.37C+0.14AB-0.75AC+0.20BC-1.03A2-0.82B2-0.71C2。方差分析结果见表3，可知回归方程模型极显著(P<0.0001)，失拟项不显著(P=0.2384>0.05)，模型调整决定系数(RAdj2=0.9911)，模型的预测值与实际值拟合度高。同时，分析可知各因素中柠檬酸添加量对板栗调味酱感官评分的影响最大，其次为红糖添加量，最后是黄原胶添加量。

2.2.2 交互作用分析

在其他因素条件不变的情况下，分析各因素交互作用对集安板栗调味酱感官评分的影响，结果见图1。

a.红糖添加量和黄原胶添加量

b.柠檬酸添加量和黄原胶添加量图1 显著交互作用对集安板栗调味酱感官评分的影响Fig.1 The effect of significant interaction on sensory score of Ji'an chestnut sauce

由图1可知，红糖添加量与黄原胶添加量的交互作用对板栗调味酱感官评分的影响达到极显著水平，红糖添加量在二者交互作用的影响中起主要作用；柠檬酸添加量与黄原胶添加量的交互作用对板栗调味酱感官评分的影响显著，柠檬酸添加量在二者交互作用的影响中起主要作用；红糖添加量与柠檬酸添加量的交互作用对板栗调味酱感官评分的影响不显著。

2.2.3 回归方程综合寻优与试验验证

回归模型方差分析表见表3。

表3 回归模型方差分析表Table 3 Regression model variance analysis table

注：**为差异极显著(p<0.01)；*为差异显著(p<0.05)。

结合回归模型的数学分析并由Design-Expert Trial分析得到集安板栗调味酱的最佳配方为红糖添加量19.5%，柠檬酸添加量1.1%，黄原胶添加量0.05%，在此条件下得到集安板栗调味酱的感官评分预测值为89.78。采用已优化的最佳配方进行验证实验，得到集安板栗调味酱的感官评分的平均值为89.50，与模型预测值的偏差小，说明模型可靠。制得的集安板栗调味酱流动性好，粘性适中，易涂抹，酸甜适口，口感细腻，具有浓郁的板栗和山药香味，色泽自然明亮，呈黄棕色。

2.3 质构测定

图2 集安板栗调味酱的质构分析Fig.2 Texture analysis of Ji'an chestnut sauce

将最佳配方得到的产品进行质构分析，由图2可知其粘力为20.00 g，粘性为2.11 mJ，弹力为0.02，拉丝长度为9.44 mm，硬度为60.5 g。

2.4 色度测定

将最佳配方得到的产品进行色度测定，其L值为60.51，a值为7.65，b值为37.44。

3 结论

以集安板栗为主要原料，通过单因素试验和响应面试验确定集安板栗调味酱的配方，最佳配方为红糖添加量19.5%，柠檬酸添加量1.1%，黄原胶添加量0.05%。制得的集安板栗调味酱流动性好，粘性适中，易涂抹，酸甜适口，口感细腻，具有浓郁的板栗和山药香味，色泽自然明亮，呈黄棕色。其粘力为20.00 g，粘性为2.11 mJ，弹力为0.02，拉丝长度为9.44 mm，硬度为60.5 g。L值为60.51，a值为7.65，b值为37.44。

[1]李凤林,张丽丽.板栗果酒生产工艺的初步探讨[J].江苏调味副食品,2006,23(3):13-15.

[2]吕洁.“栗栗”生香——集安板栗[J].食品安全导刊,2013(14):69.

[3]高海生,常学东,蔡金星,等.我国板栗加工产业的现状与发展趋势[J].中国食品学报,2006(1):429-436.

[4]邵信儒,孙海涛,徐晶,等.山榛蘑蒜茸调味酱生产工艺的研究[J].中国调味品,2010,35(8):75-77.

[5]王立江,裴秀秀.黑豆花生调味酱的研制[J].中国调味品,2015，40(3):91-95.

[6]孙海涛,高玉超.毛酸浆番茄复合调味酱的研制[J].中国调味品,2013,38(12):58-59.