响应面法优化鲜辣香菇酱加工工艺

刘馥源，黄占旺，覃财华，林立，沈勇根，卢剑青，程宏桢，李晓明

(江西农业大学 食品科学与工程学院 江西省发展与改革委员会农产品加工与安全控制工程实验室，南昌 330045)

香菇[Lentinusedodes(Berk.)Sing]，子实体单生、丛生或群生，又名香蕈、香菌、冬菇等，分类学上属于伞菌属，菌盖直径约为5～10 cm，呈扁平状，表面为浅褐色、深褐色或深肉桂色，菌肉为白色，细密厚实，具有芳香气味。干香菇可食部分达70%以上，碳水化合物占比约50%、蛋白质20%、粗纤维10%，其味道鲜美，蕴含的主要化学成分有香菇多糖、香菇嘌呤、蛋白质及氨基酸类、酶类物质、核酸、多种微量矿物质元素和维生素等[1]，被誉为“菇中皇后”[2]，是一种重要的食药兼用菌物，在抗肿瘤、抗病毒、降血压、降血脂、抗炎及抗氧化等方面都具有一定的活性[3],在预防心血管疾病、糖尿病，治疗高血压，促进血循环等诸多方面起着重要的作用[4]。使得近几年对香菇的研究得到越来越多的关注，是国内重点研究的抗癌植物之一[5-7]。

我国是香菇栽培生产的第一大国，主要分布于福建、河南、河北、湖北、浙江、山东、湖南、江西等省份[8]。随着现代医学和营养学的不断发展，香菇中的麦角甾醇、多糖、脂肪酸等被广泛应用于医药行业。近年来，日本以香菇为原料制成的各种保健食品相继上市，我国关于香菇酱、香菇饮料、香菇精等多样化的香菇制品也都在研究之中[9-10]。香菇在我国产量巨大，大部分香菇以鲜食和简单干制方式销售为主，深加工产品较少，香菇酱是香菇制品中比较常见的一种调味品，无时无刻不伴随着人们的日常生活，随着人们对食品风味的要求提高，消费者对舌尖刺激感的依赖程度也越来越强，当前鲜辣风味已经成为食品市场上主要的流行趋势[11]。

本文以干香菇、黄豆酱为主要原料，以辣椒、陈皮、花椒、食用油、芝麻、五香、食盐、味精等为辅料，在传统麻辣香菇酱的基础上，添加陈皮粉改善其风味，制成风味独特、鲜辣可口、营养丰富的香菇酱产品，为多样化的香菇酱工业生产提供了参考依据。

1 试验材料和方法

1.1 材料与仪器设备

1.1.1 试验材料

干香菇、海天黄豆酱、菜籽油(鲁花)、辣椒粉、陈皮粉、花椒粉、五香粉、生姜粉、白芝麻、食用盐、味精：均为市售。

1.1.2 主要仪器设备

C21-SDHCB9E88型电磁炉 浙江绍兴苏泊尔生活电器有限公司；ME3002T/02型电子天平 梅特勒-托利多仪器有限公司；DZ400/2D型真空包装机 浙江葆春包装机械有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程

原料选择→清洗→复水→脱水→切丁→油炸→炒料→炒酱→装罐排气→密封→杀菌→成品。

1.2.2 操作要点

1.2.2.1 原料处理

挑选无霉变、无虫害、大小均匀的干香菇，去除杂质，仔细清洗干净至表面无泥沙和污物。

1.2.2.2 复水

将洗净的香菇放于40 ℃温水中浸泡90 min[12]。

1.2.2.3 脱水、切丁

将浸泡好的香菇装在纱布网袋中，挤出多余的水分，然后切成大小均匀的香菇丁备用[13]。

1.2.2.4 油炸

向烧好的锅中加入40 g菜籽油，待油温升高时，将切好的香菇丁倒入油锅中油炸3 min，盛出备用。在油炸过程中要不停翻炒香菇丁，防止粘锅和炸焦，同时使之受热均匀[14]。

1.2.2.5 炒料、炒酱

向锅中倒入剩余的菜籽油，待油温升高至所需温度时，加入芝麻，当芝麻炸至微黄时，加入辣椒粉，花椒粉、生姜粉翻炒，炒出香味和红油后，倒入之前炒好的香菇丁，翻炒均匀后加入黄豆酱和剩余辅料，继续翻炒。当炒酱时间达到试验控制时间，停止炒酱，盛出。

1.2.2.6 装罐排气

将炒好的香菇酱趁热依次装入150 mL的玻璃瓶或者复合蒸煮袋中。如果采用的是玻璃瓶盛装则需要在90 ℃的恒温水浴锅中水浴加热排气，排气时间约为6 min，待中心温度达到85 ℃后迅速拧紧瓶盖密封；如果采用的是复合蒸煮袋盛装则采用真空包装机进行抽真空并热封。

1.2.2.7 杀菌

将密封好的香菇酱进行辐照杀菌处理。

1.2.3 单因素试验设计方案

选择主要影响香菇酱风味的5个因素：电磁炉功率(300，600，1200，1400，1600 W)、炒酱时间(1，2，3，4，5 min)、黄豆酱添加量(20，40，60，80，100 g)、辣椒添加量(2，4，6，8，10 g)、陈皮添加量(1，2，3，4，5 g)进行单因素试验，考察各因素对香菇酱风味的影响。

1.2.4 响应面优化设计

在单因素试验的基础之上，观察试验中5个因素对香菇酱风味的影响，选取影响较大的3个因素炒酱时间(A)、黄豆酱添加量(B)、辣椒添加量(C)作为研究因素，以风味香菇酱的感官评分Y为响应值，共设计17组试验点的响应面优化试验[15-16]，因素水平及编码设计见表1。

表1 响应面优化试验因素水平及编码表Table 1 The factors and levels of response surface optimization test

1.2.5 产品品质检测方法

1.2.5.1 香菇酱的感官评定方法

选取几位有一定感官评定基础的食品学院的同学组成感官评定小组，从色泽、气味、口感、形态4个方面对香菇酱的整体风味进行感官评定打分[17-18]。参照NY/T 1070-2006《辣椒酱》感官标准并结合香菇酱特征特性制作评分标准，满分为10分，感官评分标准见表2。

表2 鲜辣香菇酱的感官评分标准Table 2 The sensory evaluation of fresh and spicy mushroom sauce

续 表

1.2.5.2 香菇酱理化指标和微生物指标检验方法

水分含量的测定：按照GB 5009.3-2016中的直接干燥法测定；食盐含量的测定：按照GB 5009.42-2016中规定的方法测定；酸价的测定：按照GB 5009.229-2016中冷溶剂指示剂滴定法测定；过氧化值的测定：按照GB/T 5009.227-2016 中规定的方法进行测定；微生物指标的测定：参照参考文献[19-22]。

1.2.6 数据统计方法

采用Origin 9.1软件绘制折线图和Design-Expert 8.0.6软件进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果与分析

2.1.1 电磁炉功率对香菇酱风味影响的结果

通过设置不同水平的电磁炉功率对炒酱过程进行控制，分别为300，600，1200，1400，1600 W，以100 g预处理后的香菇粒作为参照，其他原料添加量分别为黄豆酱60 g、菜籽油60 g、辣椒6 g、陈皮粉3 g、花椒3 g、白砂糖4 g、食用盐1 g、味精0.5 g、五香粉1 g、生姜粉2 g、芝麻5 g，炒酱时间为3 min，观察不同电磁炉功率下香菇酱的色泽、形态、滋味、气味来评判香菇酱风味的差异，感官评定结果见图1。

图1 电磁炉功率对香菇酱风味的影响Fig.1 The effect of electromagnetic oven power on the flavor of mushroom sauce

由图1可知，酱体颜色随着功率所对应的温度的升高而加深，酱体的风味也随之变化。当功率为600 W时，香菇酱暗淡，无光泽，没有油润感，香气也不是很浓郁，香味物质没有经过高温无法散发出来；当功率过高时，由于高温作用，使酱体的焦糊味变重，色泽偏黑，口感不佳；当功率为1200 W时，香菇酱风味较好，色泽红亮，酱体油润，香气较为浓郁。因此，本试验得出较佳功率为1200 W。

2.1.2 炒酱时间对香菇酱风味影响的结果

通过设置不同水平的炒酱时间对炒酱过程进行控制，分别为1，2，3，4，5 min，观察不同炒酱时间下香菇酱的色泽、形态、滋味、气味来评判香菇酱风味的差异，感官评定结果见图2。

图2 炒酱时间对香菇酱风味的影响Fig.2 The effect of sauce frying time on the flavor of mushroom sauce

由图2可知，随着炒酱时间的增加，香菇酱的感官评分呈先上升后下降的趋势，酱体颜色随着炒酱时间的增加而加深，酱体香气也随之变化。当炒酱时间为1 min时，酱香味不够浓郁；当炒酱时间为5 min时，酱体色泽暗淡发黑，焦糊味浓重；当炒酱时间为3 min时，整体风味较好，色泽红亮，酱体油润，香气浓郁。因此，本试验得出较佳炒酱时间为3 min。

2.1.3 黄豆酱添加量对香菇酱风味影响的结果

通过设置不同水平的黄豆酱添加量对香菇酱进行处理，分别为20，40，60，80，100 g，观察不同添加量下香菇酱的色泽、形态、滋味、气味来评判香菇酱风味的差异，感官评定结果见图3。

图3 黄豆酱添加量对香菇酱风味的影响Fig.3 The effect of the additive amount of soybean sauce on the flavor of mushroom sauce

由图3可知，黄豆酱添加量对香菇酱的气味、口感、形态影响较大，酱体的粘稠度和颜色随着黄豆酱添加量的增加而增加。当黄豆酱添加量为40 g时，香菇酱颗粒感十分明显，香菇味较为浓郁，但没有酱的形态；当黄豆酱添加量为80 g时，酱味过重，掩盖了香菇独有的风味，整体气味不协调；当黄豆酱添加量为60 g时，香菇酱整体稀稠度适宜，香菇味和酱味基本调和，香气较为浓郁，菇粒咀嚼性较好。因此，本试验得出较佳黄豆酱添加量为60 g。

2.1.4 辣椒添加量对香菇酱风味影响的结果

通过设置不同水平的辣椒添加量对香菇酱进行处理，分别为2，4，6，8，10 g，观察不同添加量下香菇酱的色泽、形态、滋味、气味来评判香菇酱风味的差异，感官评定结果见图4。

图4 辣椒添加量对香菇酱风味的影响Fig.4 The effect of the additive amount of chili on the flavor of mushroom sauce

由图4可知，辣椒添加量对香菇酱的口感影响较大，香菇酱的辣度随着辣椒添加量的增加而增加。当辣椒添加量为2 g时，香菇酱辣味不足，口感较差；当辣椒添加量为10 g时，辣味太重；当辣椒添加量为6 g时，香菇酱辣味适中，符合大部分人的口感，市场接受度较高。因此，本试验得出较佳辣椒添加量为6 g。

2.1.5 陈皮添加量对香菇酱风味影响的结果

通过设置不同水平的陈皮添加量对香菇酱进行处理，分别为1，2，3，4，5 g，观察不同添加量下香菇酱的色泽、形态、滋味、气味来评判香菇酱风味的差异，感官评定结果见图5。

图5 陈皮添加量对香菇酱风味的影响Fig.5 The effect of the additive amount of tangerine peel on the flavor of mushroom sauce

由图5可知，陈皮粉添加量对香菇酱的口感、气味影响较大。因陈皮粉具有特殊的果香味和酸苦味，当添加量过多时，口感较为苦涩，太过抢味；当添加量太低时，又起不到改善香菇酱风味的作用；当添加量为3 g时，风味最佳，口感略显酸辣，果香味和菇味酱味基本调和。因此，本试验得出较佳陈皮粉添加量为3 g。

2.2 响应面优化试验结果与分析

2.2.1 响应面试验结果

综合考虑单因素试验的结果，选取了对香菇酱风味影响较大的3个因素，即A(炒酱时间)，B(黄豆酱添加量)，C(辣椒添加量)，每个因素选择3个水平，进行17组响应面优化试验，试验结果见表3。

表3 响应面优化试验及试验结果Table 3 The response surface optimization test and test results

2.2.2 响应面回归模型的建立与分析

运用Design-Expert 8.0.6软件，以A(炒酱时间)，B(黄豆酱添加量)，C(辣椒添加量)为因素，香菇酱风味感官评分Y为响应值，得到17组试验条件与响应值之间的二次多项回归方程：

Y(%)=9.43-0.34A-0.54B-0.17C-0.18AB+0.12AC-0.31BC-1.33A2-1.61B2-0.83C2。

对回归模型的方差分析见表4。

表4 回归模型的方差分析Table 4 The variance analysis of regression model

续 表

由表4可知，该模型F值为342.50，P值<0.0001，表明该模型差异极显著；失拟项P值0.2499>0.05，不显著，表明回归模型可以接受；模型决定系数R2=0.9977，校正系数RAdj2=0.9948，说明香菇酱感官评价分与该模型拟合程度较高，能够较好地反映各因素与响应值的关系。模型中A、B、C、A2、B2、C2、AB、BC对感官评价分影响极显著；AC对感官评价分影响显著。根据F值和P值，各因素对香菇酱感官评价分影响的主次顺序为黄豆酱添加量>炒酱时间>辣椒添加量。以上回归方程较好地拟合了试验数据，试验误差小，可以用于香菇酱加工工艺优化的理论预测。

2.2.3 响应面各因素交互作用分析

运用Design-Expert 8.0.6软件，分析响应面优化试验结果，响应曲面见图6。

图6 各因素两两交互作用对香菇酱感官评价分影响的响应面图Fig.6 The response surface diagrams of the influence of interaction of each factor on the sensory score of mushroom sauce

响应曲面图是对各因素影响香菇酱品质最直观的展示，曲面越陡峭，说明因素对响应值的影响越大；曲面越平缓，说明因素对响应值的影响越小。由图6可知a，b，c曲面较陡，说明黄豆酱添加量、炒酱时间、辣椒添加量之间两两交互作用对香菇酱整体的感官评分影响较大，与方差分析的结果相一致。

2.2.4 最佳工艺验证试验

运用Design-Expert 8.0.6软件，分析响应面试验结果，将最佳的香菇酱工艺参数控制为炒酱时间3.6 min，黄豆酱添加量56 g，辣椒添加量6 g，脱水后的香菇100 g、菜籽油60 g、花椒粉3 g、白砂糖4 g、食用盐1 g、味精0.5 g、五香粉1 g、生姜粉2 g、芝麻5 g和陈皮粉3 g，电磁炉功率为1200 W，在此优化条件下香菇酱感官评分的理论值为8.73分，为了进一步验证响应面分析法的可靠性，采用上述最优条件进行鲜辣香菇酱的加工，实际测得感官评分为8.8分，因此采用响应面分析优化得到的香菇酱加工工艺参数准确可靠，可用于实际操作。

2.3 产品指标的测定结果及分析

通过在标准下载网进行检索，未见有香菇酱的国家标准，但可以查询到《香菇肉酱罐头》的行业标准(QB/T 4630-2014)和香菇酱的企业标准(Q/LXS 0001S-2016《灵宝市欣科食品有限公司 调味料(香菇酱)》[22-24]，通过对照并参考行标和企标，对制得的香菇酱进行了感官检验、理化检验和微生物指标检验，结果见表5～表7。

表5 感官指标检验结果Table 5 The test results of sensory indexes

续 表

表6 理化指标测定结果Table 6 The test results of physicochemical indexes

表7 微生物指标测定结果Table 7 The test results of microbial indexes

由表5可知，色泽、气味、口感、形态的感官指标检验结果基本符合对应行业标准和企业标准要求，表明该香菇酱的感官品质较好。

通过表6，参照行业标准，食盐测定值3.05<6.0，符合要求。参照企业标准，水分测定值25.6<45,食盐测定值为3.05<8.0, 酸价测定值3.8<5.0，过氧化值测定值0.12<0.25，也满足标准要求，表明该产品的这4项理化指标均是合格的。同时通过微生物检测(参考表7微生物检测指标)表示该香菇酱的菌落总数和大肠菌群也符合行业标准。

3 结论

本试验在传统麻辣香菇酱制作工艺研究的基础之上，通过添加适量陈皮粉改善其风味，制作成风味独特的香菇酱产品。在单因素试验基础上选取了对香菇酱风味影响较大的3个因素炒酱时间、黄豆酱添加量、辣椒粉添加量进行响应面优化试验。结果表明，香菇酱的最佳工艺参数为：黄豆酱添加量56 g，辣椒粉6 g，炒酱时间为3.6 min，在此工艺下感官评分为8.8分，制成的鲜辣香菇酱色泽红艳润泽，香气浓郁。同时，该产品的卫生指标和理化指标均符合行业标准。运用响应面试验得到的此加工工艺参数具有科学性和稳定性，在扩充鲜辣酱种类的同时，也拓宽了香菇的深加工利用途径。