响应面法优化百香果茶油辣椒酱加工工艺

吴洁，王娟，徐格，马立安

(长江大学 生命科学学院，湖北 荆州 434025)

辣椒酱是由多种材料组成的复合调味料，以基础调味品为原料，添加各种成分加工而成，是具有独特风味的调味品，具有广阔的市场前景。辣椒味辛性热，能温中健胃、散寒祛湿，并有刺激唾液和胃液分泌，增加食欲，促进胃肠蠕动，帮助消化等作用[1]。随着调味品的可选性不断增加，人们对调味品的需求也在不断改变，“营养性”已成为人们选择调味品的一个新标准，消费者更注重调味品在营养搭配等方面的要求[2]，同时一些富有创意的搭配也很能吸引消费者，新搭配和好味道能赋予产品较大的市场占有率。

百香果是典型的药食同源的高品质水果，具有很高的食用价值和药用价值[3]。百香果中含有丰富的碳水化合物、多糖、黄酮及酚类物质，尤其富含果胶和粗纤维，研究表明，百香果具有抗炎、抗氧化、降血糖、抗焦虑、抗衰老等功效[4]，因此有必要对百香果果皮进行进一步加工利用[5-6]。

油茶籽油(CamelliaoleiferaAbel)又名茶油, 富含不饱和脂肪酸, 营养价值与橄榄油无异, 因此有“东方橄榄油”的美称[7]。茶油的不饱和脂肪酸含量在80%以上[8]。医学证明，足量不饱和脂肪酸的摄入对美白养颜有重要的作用。茶多酚和茶皂甙具有能有效改善心脑血管疾病，降低胆固醇，抑制甘油三酯和肿瘤细胞增殖等功效[9]。

本文采用新鲜的百香果与辣椒、茶油等原辅料结合，制备一款包含百香果的风味营养及茶油的保健功能的辣味调料酱，该辣椒酱风味清爽，便于食用，接受程度也相对较高。目前还没有百香果茶油辣椒酱的开发研究，此研究将为百香果、茶油和辣椒的结合提供理论依据，也为进一步开拓水果类辣椒酱的市场提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 原料及辅料

百香果；金桔；辣椒；茶油：浙江茶之语科技开发有限公司；糖、盐、蒜。

1.1.2 仪器与设备

HH-2数显恒温水浴锅 世通仪器检测服务有限公司；101-1A电热恒温鼓风干燥箱 山东屹盛重工科技有限公司；SPX-S0085H-II生化培养箱 上海新苗医疗器械制造有限公司；SW-CJ-2FD双人单面洁净工作台 苏州苏洁净化设备有限公司；C21S-C3150-A1电磁炉、JYL-C93T榨汁机 九阳股份有限公司；CX-12000电子分析天平 长协工业设备有限公司；KD-JZ-22智能电煮锅 潮州市潮安区新博成电器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工艺流程

1.2.2 操作要点

原料选择：挑选无霉变、无腐烂、无虫害、色泽鲜亮的新鲜辣椒；挑选新鲜、无损坏且成熟度相当的金桔；选择新鲜、无褶皱的百香果。

榨汁：金桔去籽榨汁均匀。

炒制：将称量好的茶油放入锅中，待油温升到五六成热放入蒜末炒香，然后依次放入原材料，油温不可过高且需要不停翻炒，防止原料出现焦糊现象。

调味：辅料需翻炒均匀，防止出现结块成团现象。

装罐排气：灌装容器事先消毒灭菌。在90 ℃条件下水浴加热排气[10]约6 min，待中心温度达到85 ℃后迅速拧紧瓶盖密封，装罐时间保持在10 min内。

杀菌：将密封好的辣椒酱置于90 ℃热水中水浴20 min，水位没过瓶身。

1.2.3 单因素试验

选择影响辣椒酱风味的5个主要因素进行单因素试验，每个因素设计5个水平：金桔添加量(5，10，15，20，25 g)、百香果添加量(5，15，25，35，45 g)、茶油添加量(10，20，30，40，50 g)、辣椒添加量(20，40，60，80，100 g)、炒制时间(2，4，6，8，10 min)，结果评定以感官评分为标准。

1.2.4 响应面试验设计

以单因素试验结果为基础，选取对辣椒酱感官影响较大的3个因素百香果添加量(A)、茶油添加量(B)、辣椒添加量(C)作为研究因素，以百香果茶油辣椒酱的感官评分Y为响应值设计17组试验点的响应面优化，响应面因素水平见表1。

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

1.3 产品质量测定方法

1.3.1 感官评定方法

选择10名感官评定人员组成评定小组，每名成员均经过专业的感官培训。评定人员需要从4个方面对百香果茶油辣椒酱进行感官评定。参照辣椒酱感官标准并根据添加的原材料特性制定评分标准(见表2)。

表2 感官评定标准Table 2 The sensory evaluation criteria

1.3.2 理化指标及微生物指标测定方法

水分含量：根据国家标准GB 5009.3-2016方法进行检测；酸价的测定：根据国家标准GB 5009.229-2016方法进行检测；过氧化值的测定：根据国家标准GB 5009.227-2016方法进行检测；菌落总数的测定：根据国家标准GB 4789.2-2016方法进行检测；大肠杆菌的测定：根据国家标准GB 4789.3-2016方法进行检测；霉菌及酵母菌的测定：根据国家标准GB 4789.15-2016方法进行检测。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 金桔添加量单因素试验结果

以原料百香果25 g、辣椒60 g、茶油30 g，辅料盐3 g、糖7 g、蒜4 g，炒制时间6 min为不变量，以金桔添加量为变量进行5个水平的试验，观察其对百香果茶油辣椒酱品质的影响，感官评分结果见图1。

图1 金桔添加量单因素试验结果Fig.1 The single factor test results of kumquat additive amount

由图1可知，金桔的添加量为15 g时，感官评分达到最高，此时辣椒酱的色泽鲜亮，滋味协调清爽，当金桔添加量较低时对香气和口感的影响较大，主要是由于金桔添加量不够，香气不够浓郁且对辣椒酱的滋味调配不够明显，且酱体色泽相对暗沉，但黏稠度较好；当金桔添加量过大时，辣椒酱的色泽和组织形态评分下降明显，酱体变稀且色泽浅淡。因此，金桔的最佳添加量为15 g。

2.1.2 百香果添加量单因素试验结果

以原料金桔15 g、辣椒60 g、茶油30 g，辅料盐3 g、糖7 g、蒜4 g，炒制时间6 min为不变量，对百香果5个不同的添加量进行感官测试，观察其对辣椒酱品质的影响，感官评分结果见图2。

图2 百香果添加量单因素试验结果Fig.2 The single factor test results of passion fruit additive amount

由图2可知，百香果添加量对辣椒酱感官品质的影响较大，其对辣椒酱的色泽、组织形态、香气和口感均有细微的影响，当百香果添加量达到15 g时酱体的外观及滋味都达到最佳状态，当百香果添加量过大时，酱体色泽变淡，黄色逐渐掩盖辣椒酱的鲜红色，黏稠度变差，果香也逐渐占据主导地位，滋味变酸，与辣椒的滋味协调失衡。

2.1.3 辣椒添加量单因素试验结果

以原料金桔15 g、百香果25 g、茶油30 g，辅料盐3 g、糖7 g、蒜4 g，炒制时间6 min为不变量，对辣椒变量进行不同水平的试验，观察其对百香果茶油辣椒酱品质的影响，感官评分结果见图3。

图3 辣椒添加量单因素试验结果Fig.3 The single factor test results of chili additive amount

由图3可知，辣椒的添加量对辣椒酱感官品质的影响较大，低量辣椒主要对辣椒酱的色泽和组织状态两方面有明显影响，随着添加量的增大，辣椒酱的色泽逐渐鲜红，富有食欲，酱体的黏稠度逐渐恰到好处，辣椒的辣味也变得明显协调，当辣椒增多时，辣椒酱的酱体流动性下降，不利于食用，同时百香果的香气变得浅薄，但其对辣椒酱的滋味影响不大，说明辣椒的辣味逐渐达到一个阈值。因此，辣椒的最佳添加量为60 g。

2.1.4 茶油添加量单因素试验结果

以原料金桔15 g、百香果25 g、辣椒60 g，辅料盐3 g、糖7 g、蒜4 g，炒制时间6 min为不变量，设置5个水平的茶油添加量，观察其对辣椒酱品质的影响，感官评分结果见图4。

图4 茶油添加量单因素试验结果Fig.4 The single factor test results of camellia oil additive amount

由图4可知，茶油添加量对辣椒酱感官品质的影响较大，茶油添加量的多少会影响酱体的鲜亮度以及流体状态，茶油会赋予辣椒酱独特的香气，同时对辣椒酱有一定的隔氧保质作用，但过多的茶油会使辣椒酱的口感和气味油腻不清爽，也会降低酱体的黏稠度，因此确定茶油的最佳添加量为30 g。

2.1.5 炒制时间单因素试验结果

以原料金桔15 g、百香果25 g、辣椒60 g、茶油30 g，辅料盐3 g、糖7 g、蒜4 g为不变量，设置5个水平的炒制时间，观察其对辣椒酱感官品质的影响，感官评分结果见图5。

图5 炒制时间单因素试验结果Fig.5 The single factor test results of stir-frying time

由图5可知，炒制时间对辣椒酱的感官有一定的影响，一定时间的高温有利于原料中化学物质的释放和反应，所以有提升滋味和香味的作用，同时对酱体的水分有一定浓缩作用，以形成良好的色泽与组织状态，其中组织状态也会进一步影响酱的口感，当炒制时间过长时，辣椒酱变得凝固暗淡，同时还会产生焦糊味，所以最佳炒制时间为6 min。

2.2 响应面优化试验结果与分析

2.2.1 响应面试验结果

根据单因素试验的结果，选取了对辣椒酱风味影响较大的3个因素，即百香果添加量(A)、茶油添加量(B)、辣椒添加量(C)，每个因素选择3个水平进行响应面优化试验，试验结果见表3。

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

2.2.2 响应面回归模型的建立

利用Design-Expert 10软件，以百香果添加量(A)、茶油添加量(B)、辣椒添加量(C)为因素，以感官评分Y为响应值，结果得到3个因素与响应值之间的关系方程，二次多项回归方程为：Y(%)=88.88-1.39A+2.72B+1.71C-0.075AB-1.85AC-0.22BC-2.79A2-7.32B2-8.59C2。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 analysis of variance of regression model

由表4可知，模型的P值<0.01表示该模型的差异极显著，失拟项的P值为0.3226表示不显著，说明此回归模型适用。模型决定系数R2值和校正系数RAdj2值均趋近于1，说明建立的模型拟合程度较高，能较好反映各因素对感官值的影响。由P值可看出各单因素及交互作用均有显著性差异，即对感官的影响较大，再由P值和F值可看出各因素对辣椒酱感官评分的影响程度大小为茶油添加量(B)>辣椒添加量(C)>百香果添加量(A)。该回归方程拟合度较高，可以为辣椒酱加工工艺优化提供理论参考，且可信度较高。

2.2.3 响应面各因素交互作用

利用Design-Expert 10软件处理响应面优化试验的数据，结果见图6。

图6 各因素两两交互作用对辣椒酱感官评分影响的响应面图Fig.6 The response surface diagrams of effects of interaction of various factors on the sensory scores of chili sauce

响应面图可以直观反映出各因素对辣椒酱的影响，曲面的陡峭程度反映了两因素交互作用对响应值的影响显著性，由图6可知，茶油添加量、辣椒添加量、百香果添加量之间两两交互作用对辣椒酱的感官评分影响较大，与方差分析中结果基本一致，进一步验证了其结果。

2.2.4 验证试验

结合单因素试验结果及响应面试验结果确定百香果茶油辣椒酱的最佳工艺为金桔添加量15.0 g，百香果添加量12.0 g，茶油添加量31.9 g，辣椒添加量62.6 g，辅料盐添加量3 g，糖添加量7 g，蒜添加量4 g以及炒酱时间6 min，以此为条件测得其实际感官评分值为89.7分，与理论值89.4分相比，结果差异不大，表明了响应面结果的可靠性，有一定参考价值。

2.3 产品质量指标测定结果

根据行业标准NY/T 1070-2006《辣椒酱》[11]的感官要求对产品进行感官检验，结果表明百香果茶油辣椒酱的色泽为鲜亮辣椒红，酱体均匀黏稠，无异物，滋味微辣鲜香，辣椒香气浓郁且伴有百香果的清香。

表5 质量指标检测结果Table 5 The test results of quality indexes

根据行业标准NY/T 1070-2006规定，产品的水分含量应小于80%，酸价应小于4 mg KOH/g，试验测得结果均符合该标准；参考地方标准T/FSSA 001-2020的过氧化值，试验所测得的过氧化值小于规定值。

百香果茶油辣椒酱的细菌菌落总数<10 CFU/g，未检出霉菌及酵母菌等致病菌，大肠杆菌指标和微生物指标符合相应的行业标准和地方标准。

3 讨论与结论

本试验采用了与传统辣椒酱不同的原料，通过添加百香果、金桔、茶油制作风味独特且营养价值丰富的水果辣椒酱，由单因素试验结果可知对辣椒酱感官评分影响较大的3个因素为百香果添加量、茶油添加量、辣椒添加量，下一步针对这3个因素进行响应面优化试验。最终结果表明百香果茶油辣椒酱的最适加工工艺为金桔添加量15.0 g、百香果添加量12.0 g、茶油添加量31.9 g、辣椒添加量62.6 g和炒酱时间6 min，该配方的百香果茶油辣椒酱色泽为鲜亮辣椒红，酱体均匀黏稠，滋味清爽协调，香味浓郁且有百香果的果香。同时对最佳配方产品进行了相应的质量指标检测，结果均符合国家标准。该产品原料结构简单，融合了传统辣椒酱与果酱的特点，在风味上具有一定的独特性，且富有果蔬复合营养，也为水果辣椒酱类产品的开发提供了一定的参考数据。