响应面法优化猴头菇虾仁辣椒酱工艺研究

严康玲 于立梅 白卫东 曾晓房 肖更生 董浩

DOI：10.3969/j.issn.1000-9973.2024.03.021

引文格式：严康玲，于立梅，白卫东，等.响应面法优化猴头菇虾仁辣椒酱工艺研究[J].中国调味品，2024，49（3）：125-131.

YAN K L， YU L M， BAI W D， et al. Optimization of process of Hericium erinaceus and shelled shrimp chili sauce by response surface methodology[J].China Condiment，2024，49（3）：125-131.

摘要：为丰富辣椒酱的口味，提高猴头菇资源的综合利用率，在现有辣椒酱的基础上添加猴头菇和虾仁，开发一款具有猴头菇风味的新型辣椒酱。该研究通过单因素试验和响应面试验设计构建多元回归模型，优化猴头菇虾仁辣椒酱生产工艺，测定其亚硝酸盐含量、pH值、色泽等指标，并对最优产品的营养物质及理化、卫生指标进行分析。结果表明，猴头菇虾仁辣椒酱的最佳工艺配方为猴头菇干添加量101.55 g、大红辣椒添加量364.85 g、植物油添加量450 g、虾仁添加量65.90 g、豆瓣酱添加量8.45 g、香辛料添加量12 g、盐添加量3 g。按此配方生产的猴头菇虾仁辣椒酱的感官评分达到（90.86±2.05）分，且产品颜色红润有光泽，风味协调，酱体浓稠适中。经测定，产品的蛋白质含量为8.0 g/100 g，氨基酸态氮含量为0.17 g/100 g，膳食纤维含量为8.68 g/100 g，钠含量为538 mg/100 g，钙含量为55 mg/100 g，且微生物指标测定结果均符合国家标准要求。该研究结果为食用菌调味品的精深加工提供了理论依据，也为实现猴头菇产品的开发和综合利用奠定了基础。

关键词：猴头菇；虾仁；辣椒酱；工艺研究；品质分析

中图分类号：TS264.24      文献标志码：A      文章编号：1000-9973（2024）03-0125-07

Optimization of Process of Hericium erinaceus and Shelled Shrimp

Chili Sauce by Response Surface Methodology

YAN Kang-ling1， YU Li-mei1，2，3，4， BAI Wei-dong1，2，3，4， ZENG Xiao-fang1，2，3，4，

XIAO Geng-sheng1，2，3，4， DONG Hao1，2，3，4*

（1.College of Food Science and Technology， Zhongkai University of Agriculture and Engineering，

Guangzhou 510225， China; 2.Lingnan Key Laboratory of Specialty Food Science and Technology

in Guangdong Province， Guangzhou 510225， China; 3.Key Laboratory of Green Processing

and Intelligent Manufacturing of Lingnan Specialty Food， Ministry of Agriculture and

Rural Affairs， Guangzhou 510225， China; 4.Academy of Modern Agricultural

Engineering Innovation， Guangzhou 510225， China）

Abstract： In order to enrich the taste of chili sauce and improve the comprehensive utilization rate of Hericium erinaceus resources， a new chili sauce with Hericium erinaceus flavor is developed by adding Hericium erinaceus and shelled shrimp on the basis of the existing chili sauce. In this study， the production process of Hericium erinaceus and shelled shrimp chili sauce is optimized by establishing multiple regression model through single factor test and response surface test design. The indexes such as nitrite content， pH value and color are measured， and the nutrients， physical， chemical and health indexes of the best product are analyzed. The results show that the optimal process

收稿日期：2023-08-26

基金項目：广东省驻镇帮镇扶村农村科技特派员项目（KTP20210224，KTP20210383）；广东省科协青年科技人才培育计划（SKXRC202317）；广东省研究生教育创新计划项目（仲恺-广州质量监督检测研究院联合培养研究生示范基地）（粤教研函[2021]2号）；广东省岭南特色食品科学与技术重点实验室项目（2021B1212040013）

作者简介：严康玲（1996—），女，硕士研究生，研究方向：食品加工与安全。

*通信作者：董浩（1989—），男，副教授，博士，研究方向：食品加工与品质安全控制、农产品真实性与产地溯源。

formula of Hericium erinaceus and shelled shrimp chili sauce is 101.55 g dried Hericium erinaceus， 364.85 g red chili， 450 g vegetable oil， 65.90 g shelled shrimp， 8.45 g soybean paste， 12 g spices and 3 g salt. The sensory score of Hericium erinaceus and shelled shrimp chili sauce produced by this formula is （90.86±2.05） points， the color of the product is red and shiny， the flavor is well coordinated and the sauce body is thick and moderate. After determination， the protein content of the product is 8.0 g/100 g， the amino acid nitrogen content is 0.17 g/100 g， the dietary fiber content is 8.68 g/100 g， the sodium content is 538 mg/100 g， the calcium content is 55 mg/100 g， and the detection results of microbial indexes are all in line with the national standard requirements. The research results have provided a theoretical basis for the deep processing of edible mushroom condiment， and also laid a foundation for the development and comprehensive utilization of Hericium erinaceus products.

Key words： Hericium erinaceus; shelled shrimp; chili sauce; process research; quality analysis

猴頭菇隶属于担子菌门，是一种珍贵的药食两用真菌[1]。它含有多种人体必需的氨基酸、维生素和多糖[2]，还具有预防胃病、保护胃黏膜[3]、缓解溃疡性结肠炎[4-5]、抗糖尿病、抗氧化和降血脂等生理功能[6-8]。猴头菇除了应用于药材方面外，还应用于食品加工方面，如猴头菇风味醋、猴头菇饮料、猴头菇酸奶、猴头菇酒等[9-10]。虾仁是一种低脂肪、高蛋白、高钾、高磷的食物，对人体的生长和代谢过程起着重要作用[11]。目前，对于猴头菇调味酱的生产与研究较少，仅见耿吉等[12]采用牛肉粒、猴头菇为主要原料，制得的猴头菇牛肉酱的酱体浓稠适中且具有猴头菇独特的风味。粟立丹等[13]研制出的猴头菇冬菜香辣酱风味独特、营养健康且食用方便。王腾飞等[14]研制出的猴头菇调味酱具有保健效果且增添了新的风味。

辣椒酱是日常的佐餐食品，因食用方便、风味独特而受到人们的青睐[15]。但传统的辣椒酱口味较单一，并且在制作过程中会加入大量的盐，对人体健康产生不利的影响[16]。随着健康饮食知识的传播，消费者更加注重食品的风味和营养价值，在辣椒酱中添加猴头菇与虾仁既能提升辣椒酱的鲜味，增加其营养保健成分，又能提高猴头菇、虾仁的经济附加值。本研究以猴头菇和虾仁为主要原料研制一款猴头菇虾仁辣椒酱，为进一步开拓食用菌类辣椒酱的市场提供了参考。

1  材料与方法

1.1  材料与设备

猴头菇干：清远市金凤凰食品有限公司；虾仁：日照市岚好食品有限公司；金龙鱼植物调和油：益海嘉里金龙鱼粮油食品股份有限公司；郫县豆瓣酱：四川省郫县豆瓣股份有限公司；食用盐：广东省广盐集团股份有限公司；大红辣椒、小黄姜、洋葱、大葱、八角、桂皮、香叶、甘草、花椒、市售产品A（猴头菇牛肉酱）、B（猴头菇酱）、C（猴头菇豆豉酱）：均购于广州华润万家超市；亚铁氰化钾、乙酸锌、硼酸钠、盐酸、氨水、对氨基苯磺酸、盐酸奈乙二胺等（均为国产分析纯）：成都市科隆化学品有限公司。

SK2101A型电磁炉  广州美的电器制造有限公司；SYQ-DSK-208A型不锈钢手提式压力蒸汽灭菌锅  上海申安医疗器械厂；LF-A32型电烤箱  中山市恒鑫隆电器有限公司；I-2000型至尊电子秤  永康市戎睿商贸有限公司；HWS-24型电热恒温水浴锅  上海一恒科技有限公司；UV-1800型紫外可见分光光度计  日本岛津公司；CS-220型精密色差仪  杭州彩谱科技有限公司；PHS-3C型精密pH计  上海仪电科学仪器股份有限公司。

1.2  试验方法

1.2.1  工艺流程

原料预处理→辅料预处理→香辛料炸制→炒酱→装罐排气→灭菌冷却→成品。

1.2.2  操作要点

1.2.2.1  原料预处理

选用新鲜的红辣椒，将其去梗、洗净并沥干，切成2～5  mm的小段，得到预处理辣椒；选择菇体完整、无虫害的猴头菇干，进行初步清洗操作，用温水浸泡、沥干水分后撕成细条，用烤箱烘干。

1.2.2.2  辅料预处理

将大蒜和生姜去皮并清洗干净，将表面的水分沥干，切成1～3 mm的碎粒，得到蒜末和姜末；将虾仁洗干净，剪成0.2～0.5 cm的粒状。

1.2.2.3  香辛料炸制

将油烧到150 ℃以上，放入洋葱7 g、大葱3 g、八角0.5 g、桂皮0.3 g、香叶0.5 g、甘草0.3 g、花椒0.2 g，油炸50 s后捞出。

1.2.2.4  炒醬

在植物油中加入姜和蒜末炒香，然后加入红辣椒翻炒5 min，炒至辣椒颜色变深，再加入猴头菇丝、虾仁粒炒6 min至酱料油亮、色泽红润，最后加入食盐、黄豆酱搅拌均匀。炒制过程中，严格控制制作工艺条件，确保不同批次炒制的辣椒酱工艺条件一致[17]。

1.2.2.5  装罐排气

趁热将其装瓶，在高温水浴锅中加热排气。

1.2.2.6  灭菌冷却

玻璃瓶在1 010  kPa压力和121 ℃温度下灭菌30 min[12]，然后用流水冷却至室温。

1.2.3  单因素试验设计

按照制作工艺流程，固定大红辣椒添加量为350 g，食用油添加量为450 g，虾仁添加量为65 g，豆瓣酱添加量为8 g，香辛料添加量为12 g，盐添加量为3 g，探究猴头菇干添加量80，90，100，110，120 g对猴头菇虾仁辣椒酱感官评分的影响；固定猴头菇干添加量为100 g，食用油添加量为450 g，虾仁添加量为65 g，豆瓣酱添加量为8 g，香辛料添加量为12 g，盐添加量为3 g，探究大红辣椒添加量300，350，400，450，500 g对猴头菇虾仁辣椒酱感官评分的影响；固定猴头菇干添加量为100 g，食用油添加量为450 g，大红辣椒添加量为350 g，豆瓣酱添加量为8 g，香辛料添加量为12 g，盐添加量为3 g，探究虾仁添加量60，65，70，75，80 g对猴头菇虾仁辣椒酱感官评分的影响；固定猴头菇干添加量为100 g，食用油添加量为450 g，大红辣椒添加量为350 g，香辛料添加量为12 g，盐添加量为3 g，虾仁添加量为65 g，探究豆瓣酱添加量4，6，8，10，12 g对猴头菇虾仁辣椒酱感官评分的影响。

1.2.4  响应面试验设计

根据单因素试验结果，选择了4个因素猴头菇干添加量、虾仁添加量、大红辣椒添加量和豆瓣酱添加量。响应面试验因素和水平见表1。

1.2.5  感官评定

请10名食品专业人员按照辣椒酱的感官评分标准对猴头菇虾仁辣椒酱进行感官测评，评价标准见表2[13]。

1.3  品质分析方法

1.3.1  亚硝酸盐含量的测定

按照国标GB 5009.33—2016[18]，每隔3 d检测一次亚硝酸盐含量。

1.3.2  pH值的测定

参考王新惠等[19]的方法，每隔3 d对猴头菇虾仁辣椒酱的pH值进行测定。

1.3.3  色泽的测定

色泽是用于科学地描述和评估产品质量、外观与组织的重要指标。本文对成品和市售3款不同品牌的猴头菇酱的色泽进行测定。参考王念等[20]的方法，采用色差仪测定市售猴头菇酱及成品的色泽。

1.3.4  理化指标和微生物指标的测定

蛋白质：按照GB 5009.5—2016测定[21]；脂肪：按照GB 5009.6—2016测定[22]；膳食纤维：按照GB 5009.88—2014测定[23]；碳水化合物：按照GB 28050—2011测定[24]；钠：按照GB 5009.91—2017测定[25]；盐分：按照GB 5009.44—2016测定[26]；钙：按照GB 5009.92—2016测定[27]；氨基酸态氮：按照GB 5009.235—2016测定[28]；菌落总数：按照GB 4789.2—2022测定[29]；沙门氏菌：按照GB 4789.4—2016测定[30]；金黄色葡萄球菌：按照GB 4789.10—2016测定[31]。

1.4  数据分析

以上各组试验数据均以平均值±标准差表示，采用Microsoft Office Excel 2016软件进行数据统计，采用SPSS 17.0软件进行差异显著性分析，采用Origin 2018软件进行绘图，采用Design-Expert 10.0软件进行响应面试验设计，以P<0.05为差异显著性判断标准。

2  结果与分析

2.1  单因素试验分析

猴头菇干作为辣椒酱的主要原料，不仅增加其营养价值，而且影响酱的味道和组织状态。由图1中a可知，随着猴头菇干添加量的增加，辣椒酱的感官评分呈先上升后下降的趋势。猴头菇干添加量为100 g时，感官评分达到峰值，产品色泽红润且褐中带金黄，具有浓郁的猴头菇香味，酱体浓稠适中。当猴头菇干添加量为80 g时，辣椒酱的猴头菇特有风味不明显，色泽偏暗，且虾仁鲜味偏重，掩盖了猴头菇的香味；当猴头菇干添加量为110～120 g时，辣椒酱的猴头菇香味过重，与虾仁风味不协调，酱体较浓稠，质地粗糙。因此，猴头菇干的添加量选择100 g。

虾仁不但蛋白质含量高，富含钙等各种元素，而且赋予辣椒酱特殊的鲜味，对辣椒酱的鲜味、口感和流动性有较大影响。由图1中b可知，随着虾仁添加量的增加，感官评分升高，但虾仁添加量为70～75 g时，感官评分趋于平缓下降。可能是因为虾仁添加量过多时，酱体过稠，有少许大颗粒，使得辣椒酱的咀嚼性上升，影响产品的组织状态与口感。当虾仁添加量过低时，辣椒酱中缺乏虾仁的鲜味，食用颗粒感较差；当虾仁添加量为65 g时，产品风味协调，酱体浓稠适中，组织结构细腻。因此，虾仁的添加量选择65 g。

大红辣椒味辛、性热，富含维生素C，能促进消化液分泌[32]，对辣椒酱的风味、色泽、口感具有显著影响。由图1中c可知，大红辣椒添加量为350 g时，感官评分最高，辣椒酱香味浓郁，颜色红润有光泽，酱体辣度适中。当大红辣椒用量较少时，辣味不足，色泽偏浅棕色；大红辣椒添加量为450～500 g时，感官评分不断下降，酱体颜色过深，产品过于辛辣，覆盖了猴头菇与虾仁的风味，使得猴头菇和虾仁的滋味不明显。因此，大红辣椒的添加量选择350 g。

豆瓣酱作为辣椒酱的主要调味原料之一，酱香味独特浓郁，且富含蛋白质、维生素和其他营养物质，是影响酱的风味与色泽的主要因素。由图1中d可知，豆瓣酱添加量为8 g时，感官评分最高，酱体咸淡适中，颜色呈红棕色且有光泽，豆瓣酱添加量过低时，酱体香味不协调，味道偏淡。当豆瓣酱添加量为10～12 g时，酱体亮度变小，可能是豆瓣酱添加量过多，导致酱体色泽偏暗；且盐分过高，掩盖了猴头菇的香味与虾仁的鲜味。因此，豆瓣酱的添加量选择8 g。

辣椒酱在贮藏过程中，亚硝酸盐含量与pH值对产品的品质有较大影响，因此对辣椒酱进行pH值与亚硝酸盐含量的测定有着重要意义。由图2可知，辣椒酱中的亚硝酸盐含量随着贮藏时间的延长而增加，在贮藏第6天时亚硝酸盐含量最高，为0.59 mg/kg，但整个贮藏期内其含量均在国家标准规定范围内。传统辣椒酱发酵采用环境微生物发酵方式，发酵环境的菌群多样性高、结构复杂；在发酵初期，外界环境中存在的大量杂菌将硝酸盐转化成亚硝酸盐，使得亚硝酸盐含量升高[19]。随着贮藏时间的延长，杂菌的数量逐渐下降，亚硝酸盐含量也随之降低，当贮藏到第12天后，亚硝酸盐含量趋于平缓下降。

猴头菇虾仁辣椒酱在贮藏过程中其酸度随贮藏时间的延长而降低，pH值也随之降低。当贮藏时间少于6 d时，辣椒酱的pH值下降较缓慢，在6 d后快速下降。这可能是辣椒果实中的酒石酸、柠檬酸、水杨酸和草酸等有机酸不断向酱体释放所致[33]。随着贮藏时间的延长，pH值趋于平稳，这是因为酱中可发酵糖的含量降低了。

2.2  响应面优化试验结果及分析

2.2.1  响应面回归模型的建立

通过单因素试验结果，选取猴头菇干添加量（A）、虾仁添加量（B）、大红辣椒添加量（C）和豆瓣酱添加量（D）作为影响因素，每个因素选择3个水平进行试验，试验结果见表3。

利用Design-Expert 10.0软件对试验数据进行拟合分析，建立猴头菇干添加量（A）、虾仁添加量（B）、大红辣椒添加量（C）、豆瓣酱添加量（D）对产品感官评分（Y）的响应模型：Y=90.88+0.83A+0.94B+0.85C+20.84D+0.98AB－0.37AC+0.65AD+0.16BC－1.24BD+0.19CD－3.34A2－2.51B2－1.4C2－1.81D2。

由表4可知，猴头菇虾仁辣椒酱感官评分回归模型显著性检验F值为25.18（P<0.000 1）；失拟项检验不显著（P>0.05），表示该模型成立。其中，一次项A、B、C、D，交互项AB、BD和二次项A2、B2、C2、D2极显著，这4个因素对产品感官评分的影响大小为B>C>D>A。

2.2.2  响应面图和等高线图分析

响应面曲面的陡峭程度能反映AB、BD的交互作用对猴头菇虾仁辣椒酱感官评分的影响程度，通过分析等高线的形状能有效地了解不同因素之间的交互作用强弱[34]。由图3和图4可知，猴头菇干添加量与虾仁添加量、豆瓣酱添加量与虾仁添加量的交互作用显著。

2.2.3  配方参数优化及验证试验

通过响应面回归分析，得到猴头菇虾仁辣椒酱的最佳配方：猴头菇干添加量为101.55 g，虾仁添加量为65.87 g，大红辣椒添加量为364.84 g，豆瓣酱添加量为8.43 g。在此优化条件下，猴头菇虾仁辣椒酱的感官评分预测值为91.25分。考虑到称量的便捷性，最终调整试验配方参数为猴头菇干添加量101.55 g、虾仁添加量65.90 g、大红辣椒添加量364.85 g、豆瓣酱添加量8.45 g，以此配方做3组平行试验，猴头菇虾仁辣椒酱感官评分为（90.86±2.05）分，基于理论预测和实际结果的结合，该响应面的配方优化方案可行。

2.3  色泽特性分析

由色泽试验得到辣椒酱的相关参数测试结果，见表5。

将猴头菇虾仁辣椒酱与市售3款不同品牌的猴头菇酱进行色差对比分析，由表5可知，猴头菇虾仁辣椒酱的L*值、a*值、b*值均较高，这可能是由于添加了虾仁和大红辣椒，虾仁中含有的虾青素会呈现出红色，当虾仁和大红辣椒混合熬制酱体时，辣椒酱的颜色红润且有光泽。

2.4  理化指标及微生物指标测定结果

对优化后的配方进行蛋白质、氨基酸态氮和微生物指标的测定。由表6可知，以优化后的配方制作的猴头菇虾仁辣椒酱的蛋白质含量为8.0 g/100 g，脂肪含量为26.5 g，膳食纤维含量为8.68 g/100 g，钙含量为55 mg/100 g，氨基酸态氮含量为0.17 g/100 g，说明产品具有较高的营养价值。辣椒酱中的钠和盐分含量较低，可减少人们日常食用盐的摄入量，符合现代社会对绿色健康生活方式的要求。该产品的各项微生物指标均合格，表明所研制的猴头菇虾仁辣椒酱具有一定的工业应用价值。

2.5  感官鉴评比较分析

对市售猴头菇酱和猴头菇虾仁辣椒酱进行感官鉴评，其评价差异用雷达图进行展示。由图5可知，猴头菇虾仁辣椒酱在滋味和香味上优于市售猴头菇酱，这可能是虾仁中的鲜味物质挥发性强，使辣椒酱在呈味上更突出；猴头菇虾仁辣椒酱的色泽和口感與市售猴头菇酱没有明显差别；浓稠度略逊于市售猴头菇酱，由于猴头菇干在植物油中长时间浸泡，使其容易吸油并复水，导致猴头菇虾仁辣椒酱的水分含量降低而浓稠度增大。猴头菇虾仁辣椒酱总体评分高于市售猴头菇酱，基本可被消费者接受。

3  结论

通过单因素试验与响应面试验优化了猴头菇虾仁辣椒酱的最佳配方：猴头菇干添加量为101.55 g，大红辣椒添加量为364.85 g，植物油添加量为450 g，虾仁添加量为65.90 g，豆瓣酱添加量为8.45 g，香辛料添加量为12 g，盐添加量为3 g，此配方下感官评分达到（90.86±2.05）分。按此配方制作的猴头菇虾仁辣椒酱色泽红润有光泽，猴头菇与虾仁风味协调，香气浓郁，酱体浓稠适中。通过试验探讨了亚硝酸盐含量和pH值等因素对产品品质的影响，并对最优产品的理化、卫生指标进行了检测。本研究结果为新型猴头菇调味酱的生产提供了新方向，也为猴头菇的综合利用提供了一定的理论参考。

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