響應(yīng)面法優(yōu)化五香即食芋頭的工藝

張莉，盧嘉迪，姜新杰，呂譯，苗越，孫茹清

(青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 海都學(xué)院，山東 萊陽(yáng) 265200)

芋頭(Colocasiaesculenta(L). Schott)為天南星科芋屬植物[1]，在我國(guó)分布廣泛。芋頭含有豐富的淀粉、膳食纖維、多種維生素及礦物質(zhì)，細(xì)軟香糯[2-3]，可做主食亦可做蔬菜，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極高[4]。萊陽(yáng)孤芋是山東省萊陽(yáng)市的特色產(chǎn)品，屬多籽芋、毛芋，在當(dāng)?shù)胤N植歷史悠久[5-7]，質(zhì)地細(xì)膩，品質(zhì)極佳，卻鮮為外人所知。目前萊陽(yáng)孤芋在當(dāng)?shù)刂饕亲鳛椴似分谱鞯脑牧希€尚未進(jìn)行進(jìn)一步的食品開發(fā)[8-9]，另外，市場(chǎng)上即食芋頭產(chǎn)品的研發(fā)還是一個(gè)空白。本研究選用優(yōu)質(zhì)的萊陽(yáng)孤芋為原料，經(jīng)清洗去皮、護(hù)色、漂洗、調(diào)味、浸味、蒸制、真空包裝、滅菌制成五香即食芋頭，健康便捷，既可以促進(jìn)萊陽(yáng)孤芋的深加工，提高其經(jīng)濟(jì)附加值，又可以增加即食產(chǎn)品的種類，為生產(chǎn)應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

萊陽(yáng)孤芋：市售；白砂糖：南京甘汁園糖業(yè)有限公司；檸檬酸(食品級(jí))：濰坊英軒實(shí)業(yè)有限公司；亞硫酸氫鈉(食品級(jí))：江西湘虹食品添加劑有限公司；食鹽、花椒、八角、蔥、姜、桂皮、草果、月桂葉等：市售。

1.2 儀器與設(shè)備

JA50002電子天平 上海精密儀器有限公司；HLP-15脫皮機(jī) 安徽華菱西廚裝備有限公司；WBL2521H攪拌機(jī) 美的集團(tuán)；5122RW蒸箱 格蘭仕集團(tuán)；DZ-400/2L真空包裝機(jī) 諸城巨康食品機(jī)械有限公司。

1.3 方法

1.3.1 基礎(chǔ)配方

八角1.0%、蔥1.0%、姜0.5%、桂皮0.5%、草果0.5%、月桂葉0.5%、白砂糖1.0%。

1.3.2 工藝流程

芋頭→清洗、去皮→護(hù)色→漂洗→調(diào)味→浸味→蒸制→冷卻→真空包裝→滅菌→冷卻→成品。

1.3.3 操作要點(diǎn)

原料處理：選取新鮮無(wú)腐爛的萊陽(yáng)孤芋，將其清洗去皮后，放入提前配制好的0.1%檸檬酸和0.1%亞硫酸氫鈉混合溶液中進(jìn)行護(hù)色[10-11]，護(hù)色時(shí)間為0.5 h。

漂洗：用清水反復(fù)清洗處理后的原料[12-13]，要求沒(méi)有護(hù)色液殘留。

調(diào)味：將各種所需調(diào)味料根據(jù)比例加水煮制0.5 h進(jìn)行調(diào)味[14-15]，得到料汁。

浸味：將處理好的萊陽(yáng)孤芋放入料汁中浸味一定時(shí)間[16]，使之入味均勻。

蒸制：將腌制好的萊陽(yáng)孤芋放入蒸箱中，在一定的蒸制溫度下蒸制成熟。

冷卻：將蒸制好的芋頭冷卻至室溫。

真空包裝及滅菌：將制作好的芋頭裝入鋁箔真空包裝袋中進(jìn)行抽真空包裝，封口完畢后進(jìn)行高溫高壓滅菌，115 ℃、20 min，冷卻后得到成品。

1.3.4 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.4.1 浸味時(shí)間對(duì)五香即食芋頭感官品質(zhì)的影響

在食鹽添加量1.5%、花椒添加量1.5%、蒸制溫度100 ℃、蒸制時(shí)間90 min的條件下，將處理好的芋頭在不同時(shí)間下進(jìn)行浸味，時(shí)間為6，12，18，24，30 h，通過(guò)感官評(píng)分確定最佳浸味時(shí)間。

1.3.4.2 蒸制時(shí)間對(duì)五香即食芋頭感官品質(zhì)的影響

在食鹽添加量1.5%、花椒添加量1.5%、浸味時(shí)間12 h、蒸制溫度100 ℃的條件下，將處理好的芋頭在不同時(shí)間下進(jìn)行蒸制，時(shí)間為70，80，90，100，110 min，通過(guò)感官評(píng)分確定最佳蒸制時(shí)間。

1.3.4.3 蒸制溫度對(duì)五香即食芋頭感官品質(zhì)的影響

在食鹽添加量1.5%、花椒添加量1.5%、浸味時(shí)間12 h、蒸制時(shí)間90 min的條件下，將處理好的芋頭在不同溫度下進(jìn)行蒸制，溫度分別為80，85，90，95，100 ℃，通過(guò)感官評(píng)分確定最佳蒸制溫度。

1.3.4.4 食鹽添加量對(duì)五香即食芋頭感官品質(zhì)的影響

在花椒添加量1.5%、浸味時(shí)間12 h、蒸制溫度100 ℃、蒸制時(shí)間90 min的條件下，根據(jù)基礎(chǔ)配方和工藝流程，食鹽添加量分別為0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%，通過(guò)感官評(píng)分確定最佳食鹽添加量。

1.3.4.5 花椒添加量對(duì)五香即食芋頭感官品質(zhì)的影響

在食鹽添加量1.5%、浸味時(shí)間12 h、蒸制溫度100 ℃、蒸制時(shí)間90 min的條件下，根據(jù)基礎(chǔ)配方和工藝流程，花椒添加量分別為0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%，通過(guò)感官評(píng)分確定最佳花椒添加量。

1.3.5 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

確定浸味時(shí)間(A)、蒸制時(shí)間(B)、花椒添加量(C)為響應(yīng)因素，設(shè)計(jì)三因素三水平響應(yīng)面試驗(yàn)，五香即食芋頭響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1。

表1 響應(yīng)面設(shè)計(jì)因素水平表

1.3.6 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

選擇10名專業(yè)人員組成感官評(píng)定小組[17]，對(duì)五香即食芋頭的色澤(20分)、組織狀態(tài)(30分)、氣味(20分)、滋味(30分)4個(gè)方面進(jìn)行感官評(píng)定，感官品質(zhì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 五香味即食芋頭感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 浸味時(shí)間的確定

由圖1可知，當(dāng)浸味時(shí)間為12 h時(shí)，即食芋頭的感官評(píng)分最高，所制得的即食芋頭呈淺褐色，色澤均勻，有明顯的五香味，無(wú)異味，滋味鮮美，咸度適中，符合大多數(shù)人的口感。當(dāng)浸味時(shí)間低于12 h時(shí)，即食芋頭五香味不明顯；當(dāng)浸味時(shí)間高于12 h時(shí)，芋頭顏色發(fā)暗，有不良風(fēng)味。因此，選擇12 h為最佳浸味時(shí)間。

圖1 浸味時(shí)間對(duì)即食芋頭感官品質(zhì)的影響

2.1.2 蒸制時(shí)間的確定

由圖2可知，當(dāng)蒸制時(shí)間為90 min時(shí)，即食芋頭的感官評(píng)分最高，所制得的即食芋頭形狀完整，軟糯細(xì)膩，入味均勻。當(dāng)蒸制時(shí)間低于90 min時(shí)，芋頭組織偏硬，口感較差；當(dāng)蒸制時(shí)間高于90 min時(shí)，芋頭組織偏軟，不宜成型。因此，選擇90 min為最佳蒸制時(shí)間。

圖2 蒸制時(shí)間對(duì)即食芋頭感官品質(zhì)的影響

2.1.3 蒸制溫度的確定

由圖3可知，當(dāng)蒸制溫度為100 ℃時(shí)，即食芋頭的感官評(píng)分最高，所制得的芋頭形狀完整，軟糯細(xì)膩，滋味鮮美。當(dāng)蒸制溫度低于100 ℃時(shí)，同樣的時(shí)間蒸制，芋頭組織偏硬；蒸制溫度高于100 ℃不適于生產(chǎn)。因此，選擇100 ℃為最佳蒸制溫度。

圖3 蒸制溫度對(duì)即食芋頭感官品質(zhì)的影響

2.1.4 食鹽添加量的確定

由圖4可知，當(dāng)食鹽添加量為1.5%時(shí)，即食芋頭的感官評(píng)分最高，所制得的芋頭滋味鮮美，咸度適中。當(dāng)食鹽添加量低于1.5%時(shí)，芋頭滋味欠佳，口味偏淡；當(dāng)食鹽添加量高于1.5%時(shí)，芋頭口味偏咸。因此，選擇1.5%為食鹽的最佳添加量。

圖4 食鹽添加量對(duì)即食芋頭感官品質(zhì)的影響

2.1.5 花椒添加量的確定

由圖5可知，當(dāng)花椒添加量為1.0%時(shí)，即食芋頭的感官評(píng)分最高，所制得的芋頭顏色呈淺褐色，滋味鮮美，有明顯的五香味。當(dāng)花椒添加量低于1.0%時(shí)，芋頭五香味不明顯，滋味欠佳；當(dāng)花椒添加量高于1.0%時(shí)，芋頭顏色偏暗，花椒味過(guò)濃。因此，選擇1.0%為花椒的最佳添加量。

圖5 花椒添加量對(duì)即食芋頭感官品質(zhì)的影響

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

表3 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

續(xù) 表

2.2.2 回歸方程與方差分析

采用Design Expert V8.0.6軟件進(jìn)行回歸擬合分析，得到的五香即食芋頭的感官評(píng)分對(duì)浸味時(shí)間(A)、蒸制時(shí)間(B)及花椒添加量(C)的回歸方程為：Y=82.40+1.50A+0.5000B-0.7500C-2.75AB-3.75AC-5.25BC-7.83A2-6.83B2-7.82C2。

由表4可知，模型的P值為0.0004，P<0.01，極顯著。失擬項(xiàng)的P值為0.1785，P>0.05，相關(guān)確定系數(shù)R2為0.9619，說(shuō)明擬合度較好，設(shè)計(jì)合理可行。由表4中F值大小可得到3個(gè)因素對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響順序?yàn)椋航稌r(shí)間>花椒添加量>蒸制時(shí)間。

表4 回歸方程方差分析

2.2.3 響應(yīng)面交互作用分析

由圖6可知，五香即食芋頭的感官評(píng)分隨著浸味時(shí)間和蒸制時(shí)間的延長(zhǎng)先上升后降低，等高線圖趨近圓形，說(shuō)明浸味時(shí)間和蒸制時(shí)間的交互作用不顯著。

圖6 浸味時(shí)間和蒸制時(shí)間交互作用的響應(yīng)面圖和等高線圖

由圖7可知，五香即食芋頭的感官評(píng)分隨著浸味時(shí)間的延長(zhǎng)和花椒添加量的增加先上升后下降，曲面圖坡度陡峭，等高線圖呈橢圓形，說(shuō)明浸味時(shí)間和花椒添加量的交互作用顯著。

圖7 浸味時(shí)間和花椒添加量交互作用的響應(yīng)面圖和等高線圖

由圖8可知，五香即食芋頭的感官評(píng)分隨著蒸制時(shí)間的延長(zhǎng)和花椒添加量的增加先上升后下降，蒸制時(shí)間與花椒添加量的交互曲面圖坡度最為陡峭，說(shuō)明兩者對(duì)五香即食芋頭的感官品質(zhì)具有較大影響。等高線圖呈橢圓形，說(shuō)明蒸制時(shí)間和花椒添加量的交互作用顯著。

圖8 蒸制時(shí)間和花椒添加量交互作用的響應(yīng)面圖和等高線圖

2.2.4 驗(yàn)證試驗(yàn)

根據(jù)響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果分析可得到產(chǎn)品的最佳參數(shù)：浸味時(shí)間為12.67 h，蒸制時(shí)間為90.52 min，花椒添加量為0.95%，預(yù)測(cè)的五香即食芋頭感官評(píng)分為82.1327分。考慮到試驗(yàn)的可操作性，將參數(shù)調(diào)整為：浸味時(shí)間為12.5 h，蒸制時(shí)間為90 min，花椒添加量為1.0%，進(jìn)行3次重復(fù)驗(yàn)證試驗(yàn)，芋頭的最終感官評(píng)分為81.8，與預(yù)測(cè)值接近，說(shuō)明響應(yīng)面法優(yōu)化得到的五香即食芋頭最佳工藝參數(shù)是合理的。

3 結(jié)論

通過(guò)單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面優(yōu)化，得到了五香即食芋頭的最佳工藝參數(shù)為：浸味時(shí)間為12.5 h，蒸制時(shí)間為90 min，花椒添加量為1.0%。在此工藝條件下獲得的五香即食芋頭呈淺褐色，色澤均勻，塊形完整，軟糯細(xì)膩，五香氣味濃郁，滋味鮮美。