刺槐鮮花醬加工工藝研究

張彪，李喜宏,2*，劉芳，韓聰聰，唐先譜，王旭鋒

(1.天津科技大學(xué) 食品工程與生物技術(shù)學(xué)院，天津 300457；2.天津食品安全低碳制造協(xié)同創(chuàng)新中心，天津 300457)

刺槐鮮花醬加工工藝研究

張彪1，李喜宏1,2*，劉芳1，韓聰聰1，唐先譜1，王旭鋒1

(1.天津科技大學(xué) 食品工程與生物技術(shù)學(xué)院，天津 300457；2.天津食品安全低碳制造協(xié)同創(chuàng)新中心，天津 300457)

以刺槐鮮花為原料，利用響應(yīng)面法對刺槐鮮花醬的生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化。在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上選取實(shí)驗(yàn)因素的水平，根據(jù)中心組合(Box-Benhnken)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理采用三因素三水平的響應(yīng)面分析法，依據(jù)回歸分析確定各工藝條件的影響因素，以綜合評分為響應(yīng)值做響應(yīng)面和等高線。在分析各個(gè)因素的顯著性和交互作用后，最佳工藝條件為：63%開刺槐花，糖添加量42.23%，食鹽添加量3.85%；此時(shí)刺槐鮮花醬的感官評價(jià)最好，評分為94.8；可溶性固性物含量為16.1%，可溶性蛋白質(zhì)含量為34.62 μg/g，優(yōu)于其他處理組。

刺槐鮮花；花朵開放程度；醬；響應(yīng)面法

刺槐花又名洋槐花，來源于豆科(Leguminosae)蝶形花亞科(Papilionatae)刺槐屬植物刺槐(Robiniapseudo-acaciaL.)[1-3]，因其郁香宜人，營養(yǎng)豐富，民間常代茶飲，用于利尿降壓[4]。然而刺槐花采后呼吸代謝旺盛，常溫下放置3～5天就出現(xiàn)嚴(yán)重失水，營養(yǎng)物質(zhì)消耗迅速，目前，除極少數(shù)被當(dāng)作蔬菜食用外，大部分落地廢棄，這嚴(yán)重制約了刺槐花的消費(fèi)周期。

近年來，刺槐鮮花的研究主要集中在藥用價(jià)值和化學(xué)成分的研究，對其開發(fā)利用較少，除民間少量食用、藥用外，多數(shù)資源未被開發(fā)利用[5-7]。研究表明刺槐花含有廣譜活性及低毒性的黃酮類化合物，具有顯著抗炎、抗病毒、抑制醛糖還原酶活性、維持血管抵抗力、降低其通透性、減少脆性等作用，對脂肪浸潤的肝還有祛脂作用[8-11]。對刺槐花資源的開發(fā)利用，將進(jìn)一步發(fā)揮刺槐的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益，因而具有很大的市場前景。

目前，市場上關(guān)于刺槐花醬的出售產(chǎn)品未見報(bào)道，為提高刺槐花綜合利用價(jià)值，本實(shí)驗(yàn)以刺槐鮮花為原料，進(jìn)行刺槐花醬工藝研究，為以后的生產(chǎn)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

刺槐鮮花：挑選無蟲害，大小均一的刺槐鮮花，根據(jù)開放程度分為花蕾、50%開、全展開3種，分別編號(hào)為-1，0，1用于實(shí)驗(yàn)；糖、食鹽：采購于濱海新區(qū)樂購超市；PAL-1手持折光儀：日本ATAGO株式會(huì)社；JJ-1000精密型電子天平：常熟雙杰測試儀器廠。

1.2 實(shí)驗(yàn)工藝流程

原料采收→挑選去雜→預(yù)冷貯藏→清洗去污→配料揉搓→發(fā)酵存放→調(diào)配罐裝→脫氣殺菌封口→低溫貯藏。

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

設(shè)定發(fā)酵溫度為室溫自然發(fā)酵，時(shí)間為7天，以刺槐花開放程度、糖的添加量、食鹽的添加量為單因素變量，以產(chǎn)品的香氣、可溶性固形物、可溶性蛋白質(zhì)、菌落總數(shù)、水分含量加權(quán)得綜合評分為指標(biāo)進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)。其中，刺槐鮮花的開放程度為未盛開、50%開、已盛開時(shí)，在糖添加量為40%、食鹽添加量為4%，對發(fā)酵7天的產(chǎn)品進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的綜合評價(jià)；以刺槐鮮花為50%開為原料，研究糖添加量為20%，40%，60%，對食鹽添加量為4%發(fā)酵7天的產(chǎn)品進(jìn)行綜合評分；考察食鹽添加量2%，4%，6%時(shí)，刺槐鮮花為50%開鮮花，對加糖量為40%發(fā)酵7天的產(chǎn)品進(jìn)行綜合評價(jià)。

1.3.2 Box-Benhnken實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

以刺槐花開放程度、糖的添加量、食鹽的添加量為實(shí)驗(yàn)條件展開研究。采用Design-Expert軟件8.0版本中Box-Benhnken方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)因素根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果為參考，具體見表1。

表1 響應(yīng)面優(yōu)化因素和水平Table 1 Factors and levels of the response surface optimization

1.4 測定指標(biāo)及方法

1.4.1 水分含量

水分含量的測定參考國標(biāo)直接干燥法，單位：%。

1.4.2 可溶性固形物

參考Silvia等[12]的方法，采用PAL-1手持折光儀測定TSS，單位：%。

1.4.3 可溶性蛋白質(zhì)

參考考馬斯亮藍(lán)染色法，單位：mg/mL。

1.4.4 感官評定

培訓(xùn)感官評價(jià)人員10名，評定產(chǎn)品是否具有刺槐鮮花原有的香氣。

1.4.5 微生物指標(biāo)

采用國標(biāo)測定菌落總數(shù)，單位：cfu。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

各評價(jià)指標(biāo)采用百分值，以加權(quán)平均綜合評分作為響應(yīng)面響應(yīng)值，加權(quán)比重見表2[13]。

表2 綜合評分各項(xiàng)指標(biāo)所占比重Table 2 The proportion of indicators for comprehensive evaluation %

具體計(jì)算評價(jià)分值見式(1)、式(2)：

(1)

綜合評分= S1標(biāo)準(zhǔn)化評分×30%+S2標(biāo)準(zhǔn)化評分×25%+S3標(biāo)準(zhǔn)化評分×15%+S4標(biāo)準(zhǔn)化評分×20%+S5標(biāo)準(zhǔn)化評分×10%。

(2)

每組處理實(shí)驗(yàn)請10名評委評分，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)取其平均值，應(yīng)用Design-Expert 8.0軟件對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行響應(yīng)面分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)

2.1.1 糖的添加量對刺槐鮮花醬綜合評分的影響

以50%開的刺槐鮮花，加食鹽量為4%，發(fā)酵7 天后，加糖量為4%時(shí)具有最高的綜合評分，高于2%和6%的加糖量，見圖1。因此，在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中選擇糖的添加量為4%。

圖1 糖的添加量對刺槐鮮花醬綜合評分的影響Fig.1 Effect of sugar additive amount on comprehensive score of Sophora japonica sauce

2.1.2 開放程度對刺槐鮮花醬綜合評分的影響

圖2 開放程度對刺槐鮮花醬綜合評分的影響Fig.2 Effect of different flowering degrees on comprehensive score of Sophora japonica sauce

2.1.3 食鹽添加量對刺槐鮮花醬綜合評分的影響

圖3 食鹽添加量對刺槐鮮花醬綜合評分的影響Fig.3 Effect of salt additive amount on comprehensive score of Sophora japonica sauce

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化刺槐鮮花醬工藝條件

為研究刺槐鮮花醬最佳的制作工藝，選擇以產(chǎn)品的香氣、可溶性固形物、黃酮類化合物、可溶性蛋白質(zhì)、菌落總數(shù)、水分含量加權(quán)得綜合評分為指標(biāo)，展開了Box-Benhnken優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，并對綜合評分的結(jié)果進(jìn)行了分析，結(jié)果見表3。

表3 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 3 Design and results of response surface methodology

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到綜合評分方程，見式(3)：

綜合評分=94.50+2.03A+0.85B-0.70C+0.52AB-0.88AC-1.58BC-7.99A2-4.64B2-6.49C2。

(3)表4 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)方差分析表Table 4 Analysis of variance (ANOVA)of response surface experiment

注：“**”表示差異極顯著(P<0.01)；“*”表示差異顯著(P<0.05)。

由表4可知，該模型的顯著性為極顯著(P<0.0001)，模型的失擬項(xiàng)不顯著(P=0.4166>0.05)，表明根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到了較好的模型。同時(shí)預(yù)測的R2=0.9974，調(diào)整的Radj2=0.9940，該結(jié)果說明所建立的方程具有很好的擬合性。

固定其中的一個(gè)因素，利用軟件Design-Expert做另外兩個(gè)因素的交互作用的曲面圖及等高線圖，確定刺槐花開放程度、糖添加量、食鹽添加量對綜合評分的影響，見圖4。

圖4 刺槐花開放程度、糖添加量和鹽添加量交互作用 對刺槐鮮花醬綜合評分影響的響應(yīng)曲面及等高線Fig.4 Response surface plots and contour lines of interaction effects among different flowering degrees, sugar and salt additive amount on comprehensive scores of Sophora japonica sauce

由圖4可知，刺槐花開放程度、糖添加量、食鹽添加量相互作用對綜合評分的影響均出現(xiàn)拋物面的型關(guān)系，所得到的響應(yīng)面都存在一個(gè)最大值。其中，BC因素之間交互作用極顯著(P<0.01)，AB因素之間交互作用不顯著(P>0.05)。

經(jīng)過響應(yīng)面的優(yōu)化，由軟件Design-Expert 8.0分析得到的最優(yōu)評分生產(chǎn)條件為開花程度0.13、糖的添加量42.23%、食鹽添加量3.85%，換算為實(shí)際條件為花開程度63%開、糖添加量42.23%、食鹽添加量3.85%。為了驗(yàn)證以上條件是否可靠，結(jié)合實(shí)際在最優(yōu)的條件下進(jìn)行3次重復(fù)試驗(yàn)，得到的綜合評分為94.8，較優(yōu)化前結(jié)果平均值有一定增加。

3 結(jié)論

通過單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上通過軟件Design-Expert 8.0進(jìn)行三因素三水平響應(yīng)面法試驗(yàn)，建立了各因素與響應(yīng)值之間的數(shù)學(xué)模型關(guān)系，通過此模型，我們可以預(yù)測刺槐鮮花醬理論綜合評分。根據(jù)回歸模型，確定最佳的刺槐鮮花醬生產(chǎn)工藝參數(shù)：花開程度為63%開，糖的添加量為42.23%，食鹽的添加量為3.85%，此時(shí)刺槐鮮花醬的感官評價(jià)最好，評分為94.8；可溶性固形物含量為16.1%，可溶性蛋白質(zhì)含量為34.62 μg/g，未檢測出菌落，優(yōu)于其他處理組，建立的模型很好地預(yù)測各因素同綜合評分之間的關(guān)系。

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Study on Processing Technology ofSophorajaponicaSauce

ZHANG Biao1, LI Xi-hong1,2*, LIU Fang1, HAN Cong-cong1, TANG Xian-pu1, WANG Xu-feng1

(1.College of Food Engineering and Biotechnology, Tianjin University of Science and Technology,Tianjin 300457, China;2.Tianjin Food Safety & Low Carbon ManufacturingCollaborative Innovation Center, Tianjin 300457, China)

The response surface method is adopted to optimize the production process ofSophorajaponicasauce usingSophorajaponicaas raw material. Based on the single factor test, the factors affecting the process conditions are determined according to the principle of three factors and three levels response surface analysis, which is based on Box-Benhnken test design principle and the comprehensive evaluation score values of the response surface and contour lines. The results show that the optimum conditions are as follows:63% floweringSophorajaponica, sugar additive amount is 42.23%, salt additive amount is 3.85%; the sensory evaluation ofSophorajaponicasauce is the best, and the score is 94.8; soluble solid content is 16.1%, soluble protein content is 34.62 μg/g, which is better than other treatment groups.

Sophorajaponica;flowering degree;sauce;response surface methodology

2017-02-11 *通訊作者

國家科技支撐計(jì)劃(2015BAD16B00)；“十二五”農(nóng)村領(lǐng)域國家科技計(jì)劃(2015BAD19B02-03)；天津市科技計(jì)劃項(xiàng)目(14RCHZNC00107，15YFYSNC00010)

張彪(1991-)，男，碩士，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏； 李喜宏(1960-)，男，教授，博士，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏。

TS264.24

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.08.015

1000-9973(2017)08-0071-04