響應(yīng)面法優(yōu)化松茸豆腐乳加工工藝

凌云坤， 蔣方國(guó)， 耿 放， 劉達(dá)玉， 張雨菡， 徐 斌， 李 翔

(1.成都大學(xué) 藥學(xué)與生物工程學(xué)院， 四川 成都 610106； 2.四川品高農(nóng)產(chǎn)品有限公司， 四川 成都 610203)

0 引 言

松茸，是一種外生菌根食用菌，素有“菌中之王”的美譽(yù).研究發(fā)現(xiàn)，松茸的活性營(yíng)養(yǎng)成分占比較高，營(yíng)養(yǎng)配比均衡，其每百克營(yíng)養(yǎng)含量在菌類中排名靠前[1-2].豆腐乳是我國(guó)傳統(tǒng)的發(fā)酵豆制品.豆腐在發(fā)酵制成豆腐乳的過(guò)程中，不僅分解了大豆中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，使各成分生物利用度達(dá)到最大，而且還產(chǎn)生了許多豆腐中原本不具備的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，對(duì)人體健康起到極為有益的作用[3-4].本研究通過(guò)將二者結(jié)合來(lái)制作松茸豆腐乳產(chǎn)品，一是增添豆腐乳的獨(dú)特風(fēng)味，二是提高松茸的利用價(jià)值，擬為松茸的開(kāi)發(fā)利用提供相關(guān)參考.

1 材料與方法

1.1 材 料

實(shí)驗(yàn)所用材料包括：選用長(zhǎng)度在7～9 cm，菌帽比菌柄大，但未破膜的新鮮二級(jí)松茸，由四川品高農(nóng)產(chǎn)品有限公司提供；豆腐、植物油、鹽、白砂糖、香辛料、毛霉菌粉，為市售食品級(jí)制品.

1.2 儀 器

1.3 方 法

1.3.1 松茸豆腐乳加工工藝

松茸豆腐乳加工的工藝流程如圖1所示.

圖1松茸豆腐乳加工工藝示意圖

1.3.2 操作工藝要點(diǎn)

松茸豆腐乳的操作工藝要點(diǎn)為：

1)松茸選擇.選擇新鮮、無(wú)病害的松茸，洗凈.

2)預(yù)煮、冷卻.將松茸于12%鹽水中沸騰3 min，撈出后迅速放入冰水中冷卻.

3)鹽漬.將冷卻后的松茸浸沒(méi)于煮沸后濃度為26%的食鹽水中.

4)切片、脫鹽.將鹽漬好的松茸切成3～5 mm的薄片，清水脫鹽，將鹽含量降至6%左右.

5)干制、拌和.將脫鹽松茸片，烘干至含水量為55%，與辣椒粉、植物油混合，備用.

6)豆腐選擇、劃塊.選擇含水量70%左右的鹵水老豆腐，洗凈后切成2 cm×2 cm×2 cm的方塊.

7)接種、發(fā)酵.將毛霉菌粉兌水稀釋20倍，噴灑在豆腐塊上，均勻放置于恒溫箱中，發(fā)酵3 d[5].

8)腌胚.將發(fā)酵好的豆腐塊先進(jìn)行搓毛，再脫水腌胚.

9)裝瓶、灌油.將豆腐乳胚在45°的黃酒中浸泡一下，放入辣椒粉、鹽以及香辛料的混合調(diào)味粉中，反復(fù)翻滾，一層豆腐乳一層松茸,每瓶3層，每層2片松茸，裝入經(jīng)滅菌的玻璃瓶中.豆腐乳固形物含量不低于150 g，松茸重量25～33 g，控制每瓶成品中豆腐乳與松茸質(zhì)量比在5.5∶1左右.松茸豆腐乳胚下沉以后，再加入預(yù)熱后冷卻的植物油，以沒(méi)過(guò)松茸豆腐乳為宜.

10)后熟.將裝瓶封蓋后的松茸豆腐乳，放入恒溫培養(yǎng)箱進(jìn)行后熟發(fā)酵.

1.3.3 松茸豆腐乳感官評(píng)價(jià)測(cè)定

成品松茸豆腐乳開(kāi)封后由10人組的感官評(píng)價(jià)小組，按照表1中的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行感官評(píng)價(jià).

表1 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.3.4 單因素實(shí)驗(yàn)

在預(yù)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，本研究以感官評(píng)分為指標(biāo)進(jìn)行單因素設(shè)計(jì)，分析發(fā)酵溫度(16、19、22、25、28 ℃)、發(fā)酵時(shí)間(36、48、60、72、84 h)、食用鹽添加量(6%、8%、10%、12%、14%，以松茸豆腐乳胚重量計(jì))、黃酒添加量(5%、9%、13%、17%、21%，以松茸豆腐乳胚重量計(jì))以及香辛調(diào)味料配方(配方1，辣椒粉，配方2，辣椒粉、花椒粉、八角茴香，配方3，辣椒粉、花椒粉、八角茴香、胡椒、姜，配方4，辣椒粉、白砂糖、八角茴香，配方5，辣椒粉、白砂糖、八角茴香、胡椒、姜)對(duì)松茸豆腐乳感官評(píng)分的影響.

1.3.5 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

以單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)，運(yùn)用Box-Behnken實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)來(lái)評(píng)價(jià)發(fā)酵溫度(A)、發(fā)酵時(shí)間(B)、黃酒添加量(C)與感官評(píng)分之間的非線性關(guān)系，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)見(jiàn)表2.

表2 Box-Behnken實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)因素與水平表

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)

在單因素實(shí)驗(yàn)中，基于發(fā)酵時(shí)間60 h，食鹽添加量10%，黃酒添加量12%，配方3的香辛調(diào)味粉，當(dāng)發(fā)酵溫度不同時(shí)，對(duì)松茸豆腐乳感官評(píng)分的影響如圖2(a)所示;基于發(fā)酵溫度25 ℃，食鹽添加量10%，黃酒添加量12%，配方3的香辛調(diào)味粉，當(dāng)發(fā)酵時(shí)間不同時(shí)，對(duì)松茸豆腐乳感官評(píng)分的影響如圖2(b)所示；基于發(fā)酵溫度25 ℃，發(fā)酵時(shí)間60 h，黃酒添加量12%，配方3的香辛調(diào)味粉，當(dāng)食鹽添加量不同時(shí)，對(duì)松茸豆腐乳感官評(píng)分的影響如圖2(c)所示；基于發(fā)酵溫度25℃，發(fā)酵時(shí)間60 h，食鹽添加量10%，配方3的香辛調(diào)味粉，當(dāng)黃酒添加量不同時(shí)，對(duì)松茸豆腐乳感官評(píng)分的影響如圖2(d)所示；基于發(fā)酵溫度25 ℃，發(fā)酵時(shí)間60 h，食鹽添加量10%，黃酒添加量12%，當(dāng)香辛調(diào)味粉配方不同時(shí)，對(duì)松茸豆腐乳感官評(píng)分的影響如圖2(e)所示.

由圖2可知，當(dāng)發(fā)酵溫度為25 ℃，發(fā)酵時(shí)間60 h，食鹽添加量10%，黃酒添加量12%，香辛料配方為配方3時(shí)，松茸豆腐乳的感官評(píng)分達(dá)最高，其質(zhì)地、色澤、香味、滋味和組織形態(tài)最好.

2.2 響應(yīng)面法實(shí)驗(yàn)

2.2.1 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果

依據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以感官評(píng)分為響應(yīng)值(Y)，選取發(fā)酵溫度(A)、發(fā)酵時(shí)間(B)、黃酒添加量(C)為自變量進(jìn)行響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)，對(duì)松茸豆腐乳的配方進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)驗(yàn)方案與結(jié)果見(jiàn)表3.

2.2.2 響應(yīng)面回歸模型方差分析

采用Design Expert 8.0.6統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)表3的數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸擬合與方差分析，得到的回歸方程為，

Y=-894.75+54.39A+6.86B+14.12C+0.046AB-0.11AC-0.046BC-1.08A2-0.065B2-0.31C2

圖2 單因素對(duì)松茸豆腐乳感官評(píng)分的影響

回歸方程方差分析見(jiàn)表4，可信度分析見(jiàn)表5.

表4 回歸模型方差分析表

注：*差異顯著(P<0.05)；**差異高度顯著(P<0.01)；***差異極顯著(P<0.001).

表5 回歸模型可信度分析

由表4可知，該模型差異性極顯著(P<0.001)，失擬項(xiàng)F值2.13和相關(guān)性P值0.239(P>0.05)，表明其差異性不顯著，方程與實(shí)際擬合中非正常誤差所占比例小，回歸方程擬合良好.A、B、A2、B2、C2項(xiàng)差異極顯著(P<0.001),C項(xiàng)差異高度顯著(P<0.01),AB、BC項(xiàng)差異顯著(P<0.05).由回歸方程及各因素F值可知，對(duì)松茸豆腐乳感官評(píng)分的影響大小為B>A>C.由表5可知，該模型的R2為0.9922，AdjR2為0.9821，說(shuō)明該模型只有1.79%的變異，實(shí)驗(yàn)誤差小，且性噪比為31.323，大于臨界值4，表明該模型可行度高.故，本回歸模型能夠表明各個(gè)因素之間的關(guān)系，可以用來(lái)預(yù)測(cè)松茸豆腐乳的感官評(píng)分.

因素間相互作用對(duì)感官評(píng)分的具體影響如圖3所示.

由表4可知，各因素中，AB、BC的交互作用對(duì)松茸豆腐乳感官評(píng)分有顯著影響.由于響應(yīng)面曲面圖可以直觀地反映出各因素對(duì)響應(yīng)值的交互作用，曲面的坡度越大，因素間作用就越顯著.對(duì)圖3中3個(gè)曲面圖的觀察也可以得出與上述相同結(jié)論.

2.2.3 模型優(yōu)化

依據(jù)響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果，經(jīng)過(guò)Design Expert 8.0.6軟件優(yōu)化得到的松茸豆腐乳的最佳加工條件為：發(fā)酵溫度25.54 ℃，發(fā)酵時(shí)間56.44 h，黃酒添加量14.11%.在此配方下的松茸豆腐乳感官評(píng)分預(yù)測(cè)值為92.9398.

圖3因素間交互作用對(duì)松茸豆腐乳感官評(píng)分的影響

2.2.4 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

根據(jù)實(shí)際操作條件，將預(yù)測(cè)最優(yōu)加工條件修正為：發(fā)酵溫度25.5 ℃，發(fā)酵時(shí)間56.44 h，黃酒添加量14.1%.在此條件下重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次，得到感官評(píng)分分別為90.6、93.2和92.7，平均分為92.1667，與預(yù)測(cè)值相比，只有0.83%的偏差.據(jù)此表明，在加工中可以采用響應(yīng)面優(yōu)化得到的工藝條件.

3 結(jié) 論

本研究通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)及響應(yīng)面優(yōu)化結(jié)果得出松茸豆腐乳的最佳工藝條件為：發(fā)酵溫度25.5 ℃，發(fā)酵時(shí)間56.44 h，食鹽添加量10%，黃酒添加量14.1%，香辛料配方3.在此工藝條件下，松茸豆腐乳的表面呈鮮紅色，內(nèi)部呈杏黃色，塊形整齊，無(wú)破邊缺角，香氣純正，口感滑潤(rùn)細(xì)膩，滋味鮮美.