響應(yīng)面法優(yōu)化萵筍魚糕工藝

◎ 吉 薇，陳懿嫻，袁學(xué)文

（廣東第二師范學(xué)院 生物與食品工程學(xué)院，廣東 廣州 510303）

魚糕屬于魚糜產(chǎn)品的一種，魚糜產(chǎn)品是魚肉經(jīng)洗凈、采肉和斬拌等工序制作而成的一種深加工制品[1]。魚糜制品富含優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)，脂肪含量低，不飽和脂肪酸含量高，適合人群范圍廣，是一種具有廣闊發(fā)展前景的現(xiàn)代水產(chǎn)加工食品[2]。此次選用淡水魚花鰱為原料制作魚糕，我國(guó)淡水魚產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的60%以上，鰱魚產(chǎn)量在淡水魚生產(chǎn)中居于首位，約占我國(guó)淡水魚總產(chǎn)量的35%[3]?；柺且环N高蛋白、低脂肪、低膽固醇魚類，肉質(zhì)富有彈性，刺少，適合作為各種魚糜制品的加工原料[4]。目前魚糕市場(chǎng)存在一些問(wèn)題，如對(duì)魚糜制品缺少產(chǎn)品宣傳，產(chǎn)品缺乏創(chuàng)新，市場(chǎng)定位較窄等[5]。

本文通過(guò)試驗(yàn)研發(fā)一款新型魚糕，在傳統(tǒng)魚糕中加入萵筍，更符合現(xiàn)代人追求健康飲食、均衡膳食的目標(biāo)。萵筍在長(zhǎng)江流域各地普遍栽培，為藥食兩用佳品[6]。已有研究表明，萵筍富含維生素，其主要功能物質(zhì)為多糖、酚類、倍半萜類等成分[7]，具有抗氧化、增強(qiáng)免疫、降血糖、降血脂及鎮(zhèn)靜催眠等多種功效[8]，有“素食中的保健高手”之稱[9]。目前，關(guān)于萵筍的文獻(xiàn)報(bào)道主要集中在提取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和研究貯藏方式等，對(duì)其加工產(chǎn)品的研究相對(duì)較少[10]。本文主要對(duì)萵筍、魚肉及其他配料的比例進(jìn)行研究，不僅使產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)均衡，同時(shí)也注重萵筍魚糕的口感，打造出能被大眾所接受和喜愛的健康產(chǎn)品。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

花鰱魚購(gòu)于千島魚先生京東自營(yíng)旗艦店；萵筍購(gòu)于京東祥祥果蔬專營(yíng)店；生粉購(gòu)于展藝烘培京東自營(yíng)旗艦店；姜粉購(gòu)于吉得利食品京東自營(yíng)旗艦店。

1.1.2 儀器

H22-X3電陶爐（杭州九陽(yáng)生活電器有限公司）；CLW2851GJ29不粘鍋（杭州九陽(yáng)生活電器有限公司）；SB2002電子天平（上海滬粵明科學(xué)儀器有限公司）；FR-7235榨汁機(jī)（Fronton弗朗頓）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程

原料魚整理→采肉→洗凈、瀝干→打漿→調(diào)配→裝盆→蒸制→成品[11]。

將冷凍的花鰱魚解凍后，除去魚刺，剁成小塊，洗凈瀝干，打成肉糜備用。取新鮮萵筍去皮洗凈切碎，放入榨汁機(jī)中打成漿備用。將預(yù)先準(zhǔn)備好的萵筍、生粉、姜粉、食鹽等配料按比例與魚糜混合，混合均勻后取出物料放入鍋中用電磁爐蒸制15 min[12]。

1.2.2 感官評(píng)價(jià)

參照李銳等[13]的方法，由10位上過(guò)食品感官評(píng)定課程且具有較強(qiáng)感官評(píng)價(jià)能力的同學(xué)組成感官評(píng)定小組，根據(jù)表1所示的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)萵筍魚糕的色澤、滋味、氣味、組織狀態(tài)和口感進(jìn)行評(píng)定，判斷成品優(yōu)劣。

表1 萵筍魚糕感官指標(biāo)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)表

1.2.3 單因素試驗(yàn)

（1）魚肉添加量對(duì)萵筍魚糕的影響。花鰱魚肉質(zhì)嫩、富有彈性，是魚糕的主要原料。在添加萵筍30 g、生粉20 g、姜粉0.6 g的條件下，設(shè)置魚肉添加量為50 g、75 g、100 g、125 g和150 g，研究魚肉添加量對(duì)萵筍魚糕成品的色澤、滋味、氣味、組織狀態(tài)和口感的影響。以感官評(píng)定分?jǐn)?shù)為指標(biāo)，確定最佳魚肉添加量。

（2）萵筍添加量對(duì)萵筍魚糕的影響。萵筍口感清爽脆嫩，有獨(dú)特的清香。在添加魚肉100 g、生粉20 g、姜粉0.6 g的條件下，設(shè)置萵筍添加量為10 g、20 g、30 g、40 g和50 g，研究萵筍添加量對(duì)萵筍魚糕成品的色澤、滋味、氣味、組織狀態(tài)和口感的影響。以感官評(píng)定分?jǐn)?shù)為指標(biāo)，確定最佳萵筍添加量。

（3）生粉添加量對(duì)萵筍魚糕的影響。生粉是指玉米淀粉，淀粉作為人們膳食的主要供能成分之一，還可作為膠凝劑、增稠劑、穩(wěn)定劑和填充劑等在多種食品中廣泛應(yīng)用，在魚糜產(chǎn)品中應(yīng)用較多[14]。在添加魚肉100 g、萵筍30 g、姜粉0.6 g的條件下，設(shè)置生粉添加量為10 g、15 g、20 g、25 g和30 g，研究生粉添加量對(duì)萵筍魚糕成品的色澤、滋味、氣味、組織狀態(tài)和口感的影響。以感官評(píng)定分?jǐn)?shù)為指標(biāo)，確定最佳生粉添加量。

（4）姜粉添加量對(duì)萵筍魚糕的影響。姜粉比起生姜更加耐貯藏，姜粉可除去魚肉的腥味，且姜粉具有抗氧化和抗炎活性，對(duì)人體有益[15]。在添加魚肉100 g、萵筍30 g、生粉20 g的條件下，設(shè)置姜粉添加量為0.2 g、0.4 g、0.6 g、0.8 g和1.0 g，研究姜粉添加量對(duì)萵筍魚糕成品的色澤、滋味、氣味、組織狀態(tài)和口感的影響。以感官評(píng)定分?jǐn)?shù)為指標(biāo)，確定最佳姜粉添加量。

1.2.4 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

以單因素試驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)，根據(jù)Box-Behnken中心組合設(shè)計(jì)原理，選擇魚肉（A）、萵筍（B）、生粉（C）和姜粉（D）為自變量，以感官評(píng)定分?jǐn)?shù)為響應(yīng)值，用Design-Expert 8.0.6設(shè)計(jì)響應(yīng)面試驗(yàn)，進(jìn)一步分析各因素對(duì)萵筍魚糕加工工藝的影響，尋找最適合的工藝參數(shù)，響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平表見表2[16]。

表2 響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平表

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

每組試驗(yàn)重復(fù)3次進(jìn)行，最終結(jié)果用平均數(shù)表示。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Origin 2019和Excel 2019進(jìn)行分析作圖，Design-Expert 8.0.6進(jìn)行響應(yīng)面分析和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1.1 魚肉添加量對(duì)萵筍魚糕的影響

由圖1知，隨著魚肉添加量的增加，感官評(píng)分先上升后下降。當(dāng)魚肉添加量為100 g時(shí)，感官評(píng)分最高，顯著高于其他處理。

2.1.2 萵筍添加量對(duì)萵筍魚糕的影響

由圖2知，萵筍添加量為30 g時(shí)，感官評(píng)定分?jǐn)?shù)最高。添加量為30 g和40 g時(shí)，感官評(píng)定分?jǐn)?shù)差異不顯著。萵筍可以給魚糕帶來(lái)爽脆的口感，萵筍本身的風(fēng)味較為清淡，對(duì)魚糕整體的風(fēng)味影響較小。

2.1.3 生粉添加量對(duì)萵筍魚糕的影響

由圖3知，生粉添加量為20 g時(shí)，感官評(píng)定分?jǐn)?shù)最高，但不同生粉添加量下的感官評(píng)定分?jǐn)?shù)之間差異不顯著。

2.1.4 姜粉添加量對(duì)萵筍魚糕的影響

由圖4知，姜粉添加量為0.6 g時(shí)，感官評(píng)定分?jǐn)?shù)最高，且顯著高于其他處理。

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.2.1 二次響應(yīng)面回歸模型的建立與分析

魚肉、萵筍、生粉和姜粉是構(gòu)成萵筍魚糕的重要因素，這4個(gè)因素的比例會(huì)影響產(chǎn)品的整體口感、滋味等，均會(huì)對(duì)感官評(píng)定分?jǐn)?shù)產(chǎn)生影響。以感官評(píng)定分?jǐn)?shù)為響應(yīng)值，根據(jù)Box-Behnken中心組合設(shè)計(jì)原理[17]，進(jìn)行了29組試驗(yàn)，其中24組為零點(diǎn)試驗(yàn)和分析試驗(yàn)，5組為中心重點(diǎn)重復(fù)實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3 萵筍魚糕工藝研究試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果表

用Design-Expert 8.0.6對(duì)響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行二次多元回歸分析[18]，試驗(yàn)結(jié)果見表4，得到回歸方程為感官評(píng)定分?jǐn)?shù)Y=86.23-1.49A+2.63B+1.16C+0.5D-1.79AB-1.82AC+0.33AD+0.76BC+0.36BD-0.73CD-4.55A2-2.91B2-2.34C2-5.34D2。

由表4知，模型P＜0.000 1，失擬項(xiàng)為0.063 1不顯著，表示模型極其顯著。本模型決定系數(shù)R2=0.945 5，表明試驗(yàn)所建立的數(shù)學(xué)回歸模型擬合度良好，矯正系數(shù)R2Adj=0.890 9，表明模型能解釋89.09%的響應(yīng)值變化。因素一次項(xiàng)中A、B以及二次項(xiàng)A2、B2、C2和D2對(duì)萵筍魚糕的影響極顯著（P＜0.01），一次項(xiàng)D以及交互項(xiàng)AD、BC、BD和CD對(duì)萵筍魚糕影響不顯著（P＞0.05）。試驗(yàn)結(jié)果表明相關(guān)因素對(duì)本試驗(yàn)具有較大的影響，響應(yīng)值的變化不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。將4因素中的2種因素固定為0水平，測(cè)定剩余2因素的交互作用，通過(guò)模型獲取相應(yīng)的響應(yīng)面圖[19]和等高線。

表4 回歸模型方差分析結(jié)果表

2.2.2 響應(yīng)面與等高線分析結(jié)果

通過(guò)Design-Expert 8.0.6軟件，根據(jù)回歸分析和回歸方程擬合，得出響應(yīng)面及對(duì)應(yīng)的等高線分析圖。響應(yīng)面圖中若圖形越陡峭，則兩者交互作用影響越顯著，越平坦則影響不明顯。等高線圖可以依據(jù)其圖形的形狀來(lái)判斷其交互影響的程度，若圖形為橢圓且密集則交互現(xiàn)象越明顯[20]。

由響應(yīng)面分析圖進(jìn)一步分析了4個(gè)因素對(duì)魚糕的作用。由圖5可知，魚肉與萵筍添加量對(duì)感官評(píng)分的影響中，三維曲面圖較為陡峭，等高線圖形為橢圓形且較為緊密，表明魚肉添加量（A）和萵筍添加量（B）交互作用顯著。圖6與圖5有一定的相似性，表明魚肉添加量（A）和生粉添加量（C）交互作用顯著，與前面進(jìn)行二次多元回歸分析結(jié)果一致。

圖7與圖8中三維曲面圖陡峭，但等高線圖形為圓形，表明魚肉添加量（A）和姜粉添加量（D）交互作用與生粉添加量（C）和萵筍添加量（B）交互作用不太顯著。圖9與圖10中，三維曲面圖較陡峭，但等高線圖形接近橢圓形，表明萵筍添加量（B）和姜粉添加量（D）交互作用和姜粉添加量（D）和生粉添加量（C）交互作用較顯著。

2.2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)和二次多項(xiàng)回歸方程，用Design-Expert 8.0.6進(jìn)行分析，預(yù)測(cè)最佳參數(shù)為魚肉111.92 g，萵筍33.24 g，生粉20.53 g，姜粉0.61 g，模型預(yù)測(cè)感官評(píng)分為84.814分。按照上述參數(shù)，重復(fù)3組試驗(yàn)，最終得到萵筍魚糕感官評(píng)定平均分為82.650分，與預(yù)測(cè)最佳感官評(píng)定分?jǐn)?shù)相差2.164分，相對(duì)誤差為2.62%，無(wú)顯著差異。結(jié)果說(shuō)明模型擬合度較好，對(duì)于萵筍魚糕工藝的研究，應(yīng)用響應(yīng)面分析法是可行的，試驗(yàn)合理。

3 結(jié)論

魚糕作為我國(guó)傳統(tǒng)食品，營(yíng)養(yǎng)豐富，口感軟嫩，適合人群較廣，但魚糕產(chǎn)品市場(chǎng)較窄，缺乏創(chuàng)新，本研究在傳統(tǒng)魚糕中加入萵筍，豐富口感，改善營(yíng)養(yǎng)，拓寬魚糕市場(chǎng)。本研究通過(guò)單因素試驗(yàn)得到最佳比例，魚肉、萵筍、生粉和姜粉添加量分別為100 g、30 g、20 g和0.6 g。利用Design-Expert 8.0.6軟件，結(jié)合Box-Behnken響應(yīng)面法優(yōu)化，以單因素試驗(yàn)中感官評(píng)定分?jǐn)?shù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)，得到萵筍魚糕最佳工藝為魚肉111.92 g，萵筍33.24 g，生粉20.53 g，姜粉0.61 g。以此工藝制得的產(chǎn)品預(yù)測(cè)感官評(píng)分為84.814分，實(shí)際感官評(píng)分為82.65分，相對(duì)誤差為2.62%。該模型能較好地評(píng)價(jià)各成分添加量對(duì)萵筍魚糕的影響，結(jié)果具有可靠性。