響應(yīng)面法優(yōu)化荷葉池沼公魚魚糕工藝配方

王 娜，李鴻梅，吳洪峰，董金滿，景 潔

（吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，吉林 長春 130118）

池沼公魚（Hypomesus olidus）屬鮭形目胡瓜魚科公魚屬，亞冷水性經(jīng)濟魚類，因其營養(yǎng)豐富，整體可食，味道鮮美別具黃瓜清香味，且具抗凝血藥用價值而深受國內(nèi)外消費者喜愛[1-2]。近年來，我國對池沼公魚食品加工方面的研究有：池沼公魚魚露[3]、池沼公魚火腿腸[4]、烤制[5]及罐頭[6]等制品。

荷葉具有藥食兩用的營養(yǎng)功效，主要活性成分為黃酮類和生物堿類物質(zhì)?，F(xiàn)代藥理研究表明，荷葉具有抗氧化[7]、降脂減肥[8]、抗人類免疫缺陷病毒（HIV）[9]、抗癌[10]和治療心血管疾病[11]、抗炎[12]等多種生物活性。荷葉入饌歷史悠久，在烹飪中多作為輔料用以增添菜肴美味。除簡單入味以外，以荷葉為主要原料的茶飲料、功能飲料、乳飲料[13]有減肥保健作用。添加荷葉堿的冰淇淋兼有荷葉的通腸毒、降脂除油功效[14]。荷葉作為魚肉[15]、豬肉[16]的植物源防腐劑和保鮮劑，起到抑制細菌繁殖，減緩脂肪氧化，延長肉類制品保質(zhì)期的作用。同時，荷葉具有提高制品持水能力和賦予制品天然綠色等優(yōu)點，如荷葉粉火腿腸[17]、荷葉曲奇餅干[18]等休閑食品。

魚糕是可加入各種輔料制成各種形狀的高蛋白、低脂肪魚糜制品。通過響應(yīng)面法對荷葉池沼公魚魚糕配方進行優(yōu)化，獲得魚糕配方，不但可豐富風(fēng)味魚糕的產(chǎn)品種類，而且可提高我國池沼公魚和荷葉資源的利用率。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

池沼公魚：購于吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)貿(mào)市場；干荷葉：購于毫州市廣齊食品有限公司。

蘆丁標(biāo)準品（≥98%）、荷葉堿標(biāo)準品（≥98%）：購于北京索萊寶科技有限公司。

1.1.2 儀器與設(shè)備

FTC型質(zhì)構(gòu)儀，HunterLab色差儀，Z36HK型低溫冷凍高速離心機，HR-05型多功能粉碎機，UV-1700型紫外可見分光光度計，SZ-5型斬拌機。

1.2 方法

1.2.1 荷葉浸提液的制備及其黃酮、荷葉堿含量測定

將干荷葉放入多功能粉碎機中粉碎，粉末過40目篩后裝入自封袋于4℃密封保存。將荷葉粉按固液質(zhì)量比1∶30加入水，于80～90℃提取1.5 h制備荷葉水浸提液[19]。

采用分光光度法測定荷葉浸提液中總黃酮和荷葉堿的含量[20]。蘆丁濃度與吸光度回歸方程：Y=0.011 97X-0.012 82，決定系數(shù)R2=0.998 24，測得總黃酮含量為23.485 mg/g；荷葉堿濃度與吸光度回歸方程：Y=0.054 77X-0.009 08，決定系數(shù)R2=0.999 4，測得荷葉堿含量為12.11 mg/g。

1.2.2 荷葉池沼公魚魚糕的制作

1.2.2.1 工藝流程

1.2.2.2 操作要點

（1）原料處理：池沼公魚去頭、去尾、去內(nèi)臟，用10℃以下清水沖洗干凈，瀝去表面水，手工采肉，去皮和魚骨。

（2）部分輔料處理：將生姜去皮切塊，用食物料理機打漿備用；肥豬肉切塊，用食物料理機絞成糊狀備用。

（3）漂洗：將魚肉放入漂洗池中，加入5倍清水漂洗10 min，漂洗3次。

（4）脫水：將池沼公魚肉于5 000 r/min離心脫水5 min。

（5）擂潰：將碎魚肉放入斬拌機內(nèi)空擂5 min，加入原料和輔料總質(zhì)量2%的食鹽擂潰，將其他輔料（預(yù)設(shè)量的荷葉浸提液、玉米淀粉、肥豬肉，雞蛋清8%，白砂糖2.5%，料酒1.0%，生姜0.5%，味精0.5%）加入到鹽擂后的魚肉中擂潰。

（6）蒸煮：將成型后的魚肉于100℃蒸煮30 min。

（7）冷卻：立即將蒸煮后的魚糕放入10℃水中冷卻，之后用紫外線對魚糕表面進行殺菌。

1.2.3 測定項目與方法

1.2.3.1 感官品質(zhì)評價

將樣品切成5 mm厚的片狀，由健康狀況良好、有感官評價經(jīng)驗的10位同學(xué)進行感官評定，評定標(biāo)準見表1。采用加權(quán)法計算總分，計算公式如下所示。

式中：X為評定指標(biāo)；Y為權(quán)重。

表1 荷葉池沼魚魚糕感官評價標(biāo)準Table 1 Sensory evaluation standards for kamaboko gel

1.2.3.2 質(zhì)構(gòu)指標(biāo)

室溫下使用FTC型質(zhì)構(gòu)儀，用刻有10 mm（3/8”）的檢測探頭進行TPA測試。試驗重復(fù)3次。測定指標(biāo)包括：硬度（N）、黏聚性、彈性（mm）、黏著性（N）、咀嚼性（mJ）、黏附性（N·mm）。 測試條件如下：感應(yīng)力量程1 000 N，暫停時間：5 s，測量速度：60 mm/min，形變百分量：30%[21]，起始力最小為：1 N。

1.2.3.3 色澤

室溫下采用色差儀測定，重復(fù)3次。白度采用亨氏白度計算法[22]，計算公式如下所示。

式中：W為白度；L*為明度；a*為紅色度；b*為黃色度。

1.2.3.4 持水性

魚糕持水性用可壓出的水分含量來表示[23]。精確稱量5 g樣品置于雙層濾紙中間，裝入50 mL離心管中，15℃條件下3 000 r/min離心15 min。立即對用樣品進行稱量，持水性計算公式如下所示。

式中：m1為樣品離心前質(zhì)量；m2為樣品離心后質(zhì)量。

1.2.4 單因素試驗設(shè)計

考察荷葉浸提液添加量、玉米淀粉添加量、肥豬肉添加量對荷葉池沼魚魚糕制品感官品質(zhì)、質(zhì)構(gòu)指標(biāo)、色澤及持水率的影響。相對碎魚肉用量，荷葉浸提液添加量分別設(shè)定為14%、16%、18%、20%、22%，玉米淀粉添加量分別設(shè)定為9%、12%、15%、18%、21%，肥豬肉添加量分別設(shè)定為6%、9%、12%、15%、18%。開展某一單因素試驗時，不變因素水平為：荷葉浸提液添加量18%，玉米淀粉添加量15%，肥豬肉添加量12%。

1.2.5 響應(yīng)面優(yōu)化試驗設(shè)計

彈性是魚糜制品最主要的品質(zhì)指標(biāo)，以彈性為響應(yīng)值，按照表2進行響應(yīng)面試驗。

表2 響應(yīng)面試驗因素水平表Table 2 Factors and levels of response surface analysis

1.2.6 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS17.0軟件進行Duncan分析，Designexpert 7.0軟件Box-Behnken分析與作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 荷葉池沼公魚魚糕單因素試驗結(jié)果

2.1.1 荷葉浸提液添加量對荷葉池沼魚魚糕品質(zhì)的影響

由表3可知，彈性隨荷葉浸提液添加量的增加呈先上升后下降趨勢，當(dāng)荷葉浸提液添加量為18%時，彈性達峰值4.99 mm，此時魚糕持水能力較強，咀嚼性、感官評分值最高；添加量超過18%時，彈性、咀嚼性、硬度值開始下降。說明魚糕持水能力有限，荷葉浸提液添加量過高會降低魚糕品質(zhì)，導(dǎo)致口感變差。色澤方面，白度隨荷葉浸提液添加量的增加而降低，說明過多添加荷葉浸提液會導(dǎo)致魚糕顏色變暗，影響其色澤品質(zhì)。因此綜合考慮，選擇適宜的荷葉浸提液添加量為18%。

表3 荷葉浸提液添加量對荷葉池沼公魚魚糕品質(zhì)的影響Table 3 Effects of the addition of lotus leaf extract on quality of lotus leaf-pond smelt kamaboko gel

2.1.2 玉米淀粉添加量對荷葉池沼魚魚糕品質(zhì)的影響

由表4可知，彈性在玉米淀粉添加量為9%～12%范圍內(nèi)變化不大。咀嚼性、硬度隨其添加量的增加而增大，說明過多添加玉米淀粉會導(dǎo)致口感下降。白度隨玉米淀粉添加量的增加而增大，可壓出水分含量隨之減小，說明添加玉米淀粉可提高魚糜制品的白度和持水能力。但考慮到高淀粉含量的魚糜制品在低溫條件下易產(chǎn)生龜裂現(xiàn)象，并綜合感官評分，最終選擇淀粉添加量15%為響應(yīng)面0水平。

2.1.3 肥豬肉添加量對荷葉池沼魚魚糕品質(zhì)的影響由表5可知，魚糕彈性隨肥豬肉添加量的增加呈下降趨勢。白度值隨肥豬肉添加量的增加而增高，說明添加肥豬肉可改善魚糕色澤。且添加適量的肥豬肉可有效地增加魚糕口感的柔和細膩程度，并能起到改善魚糕風(fēng)味的效果，進而提升制品品質(zhì)。而過量添加肥豬肉不但會導(dǎo)致彈性下降，而且會出現(xiàn)油脂味過重現(xiàn)象。因此，選擇肥豬肉添加量12%為宜。

表4 玉米淀粉添加量對荷葉池沼公魚魚糕品質(zhì)的影響Table 4 Effects of the addition of corn starch on quality of lotus leaf-pond smelt kamaboko gel

表5 肥豬肉添加量對荷葉池沼公魚魚糕品質(zhì)的影響Table 5 Effects of the addition of pork fat on quality of lotus leaf-pond smelt kamaboko gel

2.2 響應(yīng)面試驗結(jié)果

2.2.1 Box-Behnken試驗設(shè)計與結(jié)果

Box-Behnken中心組合試驗設(shè)計與結(jié)果見表6。

2.2.2 模型的建立與方差分析

使用Design-expert 7.0軟件對表6中的數(shù)據(jù)進行回歸擬合分析，得到魚糕的彈性Y對X1荷葉浸提液添加量、X2玉米淀粉添加量、X3肥豬肉添加量的二次多項式回歸模型為：

Y=5.05+0.15X1-0.046X2-0.098X3-0.16X1X2-0.045X1X3+0.32X2X3-0.29X12-0.24X22-0.32X32，方程的R2=0.988 7，說明該方程的擬合度高，可以應(yīng)用其對彈性進行預(yù)測分析。

響應(yīng)值Y擬合模型的方差分析結(jié)果見表7。

表6 Box-Behnken試驗設(shè)計與結(jié)果分析Table 6 Box-Behnken design and experimental results

由表7可知，模型P值＜0.01，說明模型極顯著。模型決定系數(shù)R2=0.988 7，調(diào)整決定系數(shù)說明魚糕彈性的試驗值與模型的回歸值有較好的一致性。各因素對魚糕彈性的影響順序為：X1荷葉浸提液添加量＞X3肥豬肉添加量＞X2玉米淀粉添加量。一次項X1、X3， 二次項X1X2、X2X3、X12、X22、X32的影響極顯著（P＜0.01）。說明模型的擬合程度較好，可以利用此模型對魚糕進行優(yōu)化。

表7 回歸模型方差分析Table 7 Variance analysis for regression model

2.2.3 響應(yīng)面交互作用分析

由圖1可知，3個響應(yīng)面圖中都存在響應(yīng)值彈性的最大值，說明3個因素之間對響應(yīng)值Y都有交互作用。等高線圖顯示，荷葉浸提液添加量和玉米淀粉添加量、玉米淀粉添加量和肥豬肉添加量交互時，等高線圖接近于橢圓形，說明二者的交互作用對模型影響顯著，肥豬肉添加量和荷葉浸提液添加量交互作用的等高線圖趨近圓形，說明對模型的影響不顯著。

圖1 各因素的交互作用對荷葉池沼魚魚糕彈性影響的響應(yīng)面圖及等高線圖Fig.1 Response surface and contour plots of effect of interaction of factors on springiness of kamaboko gel

2.2.4 響應(yīng)面試驗驗證結(jié)果

響應(yīng)面數(shù)據(jù)分析表明，魚糕主要原料最優(yōu)添加量配方為：荷葉浸提液18.92%，玉米淀粉13.28%，豬肥肉10.57%。在此配比下，彈性值為5.121 31 mm?？紤]到操作的便利性，將優(yōu)化配方修正為荷葉浸提液添加量18.9%，玉米淀粉添加量13.3%，豬肥肉添加量10.6%。為了檢驗響應(yīng)面分析法的可靠性，采用上述優(yōu)化配方參數(shù)制作荷葉池沼公魚魚糕，測定其品質(zhì)，結(jié)果見表8。

表8 響應(yīng)面試驗驗證結(jié)果Table 8 Results of response surface test

由表8可知，得到荷葉池沼魚魚糕彈性值為5.07 mm，與理論預(yù)測值的相對誤差很小，僅為1.00%。制得的魚糕含有池沼公魚的清香味，且彈性良好，切面密實。此結(jié)果表明，采用響應(yīng)面分析法優(yōu)化的工藝參數(shù)準確可靠。

3 結(jié)論與討論

上述試驗結(jié)果表明，在單因素試驗的基礎(chǔ)上，通過響應(yīng)面分析獲得荷葉池沼公魚魚糕主要原料最優(yōu)配方為：相對碎魚肉用量，荷葉浸提液添加量18.9%，玉米淀粉添加量13.3%，肥豬肉添加量10.6%。經(jīng)過工藝優(yōu)化，魚糕質(zhì)構(gòu)特性得到提高，白度和持水能力較好。淡水魚類無論是自然捕撈還是人工養(yǎng)殖，都有不同程度的土腥味。采用添加荷葉浸提液制作魚糕，提升魚糕營養(yǎng)價值和延長制品貨架期的同時，土腥味大幅降低，更能滿足消費者對魚糜制品口味的追求。