响应面法优化莲藕腌制条件

郭 芳，李丹妮，王 闯

（吕梁学院生命科学系，山西吕梁033000）

莲藕不仅可以作为蔬菜，还可以作为中药[1]。莲藕具有抗氧化的功能，在医疗保健方面有重要价值[2]。近年来，研究发现莲藕中的鞣质具有抑菌、抗病毒、抗肿瘤、清除自由基等功效。莲藕富含铁、钙、磷等矿物元素，且含有大量淀粉、维生素、蛋白质，对于补气益血很有帮助，并且有益于生肌[3]。

我国在市场上出售及出口的莲藕大部分只是进行了初加工，经过深加工的莲藕制品少之又少，为了迎合市场需求，提高莲藕经济效益，迫切需要对莲藕进行深加工利用。因此，研究莲藕在腌制过程中原料、辅料用量及腌制条件对莲藕的影响，以期为腌制莲藕的品质控制和规模化生产提供理论支持。

1 材料与方法

1.1 材料

白莲藕、食盐、白砂糖、白醋，均采购于吕梁市星玛客超市。

1.2 工艺流程

原料的挑选→清洗、去皮、切片→烫漂→冷却→称量原料、辅料→入坛→加入灭菌水、食盐、白醋、白砂糖→腌制→成品→感官评价。

1.3 操作要点

（1）原料的挑选。选择新鲜完整、无腐烂的脆藕品种。

（2）清洗、去皮、切片。将清洗干净的莲藕去掉藕节，去皮之后将莲藕切成4～5 mm的藕片。

（3）烫漂。将莲藕倒入100℃开水中漂3 min后捞出，放入适量凉开水中冷却，然后将坛子进行高温杀菌。

（4）称量原料、辅料。称取莲藕若干份，每份50 g放入坛中备用；依次称量灭菌水、食盐、白醋、白砂糖，现取现用。

（5）加入灭菌水、食盐、白醋、白砂糖。将称量好的灭菌水、食盐、白醋、白砂糖倒入烧杯充分溶解后放入坛中。

（6）盐水腌制。将菜坛密封，放在阴凉干燥处腌制。

1.4 单因素试验

1.4.1 食盐用量对莲藕品质的影响

称取5份莲藕50 g，凉开水100 mL，白砂糖4.5 g，白醋7.5 mL备用，称取食盐分别为3.5，4.0，4.5，5.0，5.5 g倒入5个坛中，密封好放置于干燥阴凉处腌制。腌制完成后，以感官评分为指标，得出最佳的食盐用量。

1.4.2 白砂糖用量对莲藕品质的影响

称取5份莲藕50 g，凉开水100 mL，白醋7.5 mL，食盐4 g放于坛中备用，称取白砂糖用量分别为4.5，5.0，5.5，6.0，6.5 g倒入5个坛中，密封好放置于干燥阴凉处腌制。腌制完成后，以感官评分为指标，得出最佳的白砂糖用量。

1.4.3 白醋用量对莲藕品质的影响

称取5份莲藕50 g，凉开水100 mL，白砂糖4.5 g，食盐4 g放于坛中备用，称取白醋用量分别为5.0，7.5，10.0，12.5，15.0 mL倒入5个坛中，密封好放置于干燥阴凉处腌制。腌制完成后，以感官评分为指标，得出最佳的白醋用量。

1.4.4 腌制时间对莲藕品质的影响

莲藕腌制时间分别为4，5，6，7，8 d，每天观察莲藕组织状态，取出莲藕进行感官评价并做好记录。

1.5 响应面试验

用Design Expert Software 8.0.6作为响应面分析软件，选用中心组合模型（BBD）设计响应面试验，以单因素试验中最佳结果为中间值，取中间值两侧的水平值分别为高值和底值。

响应面因素与水平设计见表1。

表1 响应面因素与水平设计

1.6 感官评价

感官评定标准[4]见表2。

表2 感官评定标准

1.7 数据处理

采用Origin Pro 2018软件和Design Expert 8.0.6对试验数据进行处理。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果与分析

2.1.1 食盐用量对莲藕品质的影响

不同食盐用量对莲藕品质的影响见图1。

图1 不同食盐用量对莲藕品质的影响

由图1可知，食盐用量为3.5～4.0 g时，莲藕的感官评分呈显著的上升趋势；食盐用量为4.0 g时，莲藕的感官评分最高，为91分；随着食盐用量的进一步增加，感官评分呈现显著的下降趋势。这是由于适量的食盐可以刺激味蕾，让莲藕更加爽口，而较高的食盐用量造成莲藕过咸，给人不愉快的感受。因此，最佳食盐用量选择4 g。

2.1.2 白砂糖用量对莲藕品质的影响

不同白砂糖用量对莲藕品质的影响见图2。

由图2可知，当白砂糖用量为4.5～5.5时，莲藕感官评分呈上升趋势；当白砂糖用量为5.5 g时，莲藕的感官评分最高，为92分；随着白砂糖用量的进一步增加，感官评分呈现下降趋势，说明感官评分最高点为5～6 g。这是因为适量的白砂糖可以改善莲藕口感，但过量的白砂糖也会使人产生甜腻感，而且会造成微生物繁殖加快，汤色变浑浊。因此，白砂糖用量选择5.5 g。

图2 不同白砂糖用量对莲藕品质的影响

2.1.3 白醋用量对莲藕品质的影响

不同白醋用量对莲藕品质的影响见图3。

图3 不同白醋用量对莲藕品质的影响

由图3可知，随着白醋用量的增加，莲藕的感官评分呈先增加后下降的极显著变化。当白醋用量为7.5 mL时，莲藕的感官评分最高，为84分；随着白醋用量的进一步增加，感官评分呈现下降趋势；当白醋用量为7.5～10 mL时感官评分下降非常显著，说明在此区间口感明显偏酸。因此，白醋用量选择7.5 mL。

2.1.4 腌制时间对莲藕品质的影响

不同腌制时间对莲藕品质的影响见图4。

图4 不同腌制时间对莲藕品质的影响

由图4可知，随着腌制时间的增加，莲藕的感官评分呈先增加后下降的变化，但感官评分最低点83.0分到最高点86.5分的差值只有3.5分，说明变化并不显著，对莲藕品质影响较小。当腌制时间为7 d时，莲藕的感官评分最高，为86.5分，随着腌制时间的增加，感官评分呈现下降趋势。因此，腌制时间选择7 d。

2.2 响应面试验结果与分析

2.2.1 试验设计及结果

响应面试验设计方案及结果见表3。

表3 响应面试验设计方案及结果

将所得的试验数据输入Design Expert 8.0.6软件中计算回归方程，得到以感官评分为目标函数的二次回归方程如下所示：

2.2.2 方差分析

对莲藕感官评分试验数据进行方差分析。

方差分析见表4。

表4 方差分析

由表4可知，根据腌制莲藕感官评分建立的回归模型的F值为116.56，p＜0.000 1，模型显著说明该回归方程的自变量与因变量的相关关系好，分析得到的回归方程在统计学上是有意义的。

失拟性不显著（p=0.289 0＞0.05），说明该方程对试验的拟合程度高、误差小。回归方程的各项显著性表明，一次项C不显著（p＞0.05），B极显著（p＜0.01），A极显著（p＜0.01）；交互项AB显著（p＜0.05），AC极显著（p＜0.01），BC极显著（p＜0.01），二次项A2极显著（p＜0.01），B2极显著（p＜0.01），C2极显著（p＜0.01）。从F值判断，3个因素对腌制莲藕感官评分的影响程度自大至小为B＞A＞C，即白砂糖用量＞食盐用量＞白醋用量。

2.2.3 两因素交互作用的响应面分析

（1）白砂糖用量与食盐用量的交互作用。

白砂糖用量与食盐用量的交互作用见图5。

图5 白砂糖用量与食盐用量的交互作用

由图5的三维图可以看出，随着食盐用量的增大，莲藕感官评分呈现先上升后下降的趋势，变化幅度非常大；随着白砂糖用量的增加，莲藕感官评分呈现先上升后下降的趋势，变化幅度平缓。等高线图可以直观地反映各因素间的交互作用，其中椭圆形表示两因素间交互作用显著，圆形表示两因素间交互作用不显著。由图5中等高线图可以看出，食盐用量和白砂糖用量交互作用对感官评分影响显著，且方差分析也显著。

（2）白醋用量与食盐用量的交互作用。

白醋用量与食盐用量的交互作用见图6。

由图6的三维图可以看出，随着食盐用量的增加，莲藕感官评分呈现先增加后下降的趋势，变化幅度较大；随着白醋用量的增加，莲藕感官评分呈现先上升后下降的趋势，变化幅度较平缓。由图6中等高线图可以看出，AC交互的椭圆相较于AB交互的椭圆弧度较大，说明食盐用量和白醋用量交互作用对莲藕感官评分的影响比食盐用量和白砂糖用量交互作用显著，且在方差分析中食盐用量和白醋用量交互作用极显著。

图6 白醋用量与食盐用量的交互作用

（3）白醋用量与白砂糖用量的交互作用。

白醋用量与白砂糖用量的交互作用见图7。

图7 白醋用量与白砂糖用量的交互作用

由图7的三维图可以看出，随着白醋用量的增加，感官评分呈现先上升后下降的趋势，变化幅度较大；随着白砂糖用量的增加，感官评分呈现先上升后下降的趋势，但变化趋势平缓。由图7中等高线图可以看出白醋用量和白砂糖用量的交互作用对莲藕感官评分的影响极显著，且方差分析白醋用量和白砂糖用量的交互作用极显著。

2.2.4 最优化腌制条件与验证

通过Design Expert 8.0.6软件分析计算出最佳腌制条件：食盐用量4.03 g，白砂糖用量5.36 g，白醋用量7.61 mL，感官评分预测最大值为88.105 4分。考虑实际的生产操作需要，将结果修正为食盐用量4 g，白砂糖用量5.4 g，白醋用量7.6 mL。进行3次平行试验得到的感官评分平均值为88.333 3分，与预测值偏差0.227 9%，试验结果较为接近预测值，说明该模型能较好地预测莲藕腌制条件与感官评分的关系，试验方法可信度高，得到的最优化方案实用性强。

3 结论

通过单因素试验和响应面试验法得出莲藕腌制的最佳工艺条件为食盐用量4 g，白醋用量7.6 mL，白砂糖用量5.4 g，腌制时间7 d。各因素对腌制莲藕品质影响顺序为白砂糖用量＞食盐用量＞白醋用量＞腌制时间。

通过对三维模型图和等高线图进行分析，得出白砂糖用量和白醋用量交互作用极显著，食盐用量和白醋用量的交互作用较显著，食盐用量和白砂糖用量的交互作用显著。

按照最佳工艺条件腌制出的莲藕酸甜可口、咸度适宜、清脆爽口，具有莲藕的清香味，莲藕颜色呈现出均一的乳白色，汤色清亮晶莹，没有出现浑浊变色现象。