響應面法優(yōu)化猴頭菇蝦仁辣椒醬工藝研究

嚴康玲 于立梅 白衛(wèi)東 曾曉房 肖更生 董浩

DOI：10.3969/j.issn.1000-9973.2024.03.021

引文格式：嚴康玲，于立梅，白衛(wèi)東，等.響應面法優(yōu)化猴頭菇蝦仁辣椒醬工藝研究[J].中國調味品，2024，49（3）：125-131.

YAN K L， YU L M， BAI W D， et al. Optimization of process of Hericium erinaceus and shelled shrimp chili sauce by response surface methodology[J].China Condiment，2024，49（3）：125-131.

摘要：為豐富辣椒醬的口味，提高猴頭菇資源的綜合利用率，在現(xiàn)有辣椒醬的基礎上添加猴頭菇和蝦仁，開發(fā)一款具有猴頭菇風味的新型辣椒醬。該研究通過單因素試驗和響應面試驗設計構建多元回歸模型，優(yōu)化猴頭菇蝦仁辣椒醬生產(chǎn)工藝，測定其亞硝酸鹽含量、pH值、色澤等指標，并對最優(yōu)產(chǎn)品的營養(yǎng)物質及理化、衛(wèi)生指標進行分析。結果表明，猴頭菇蝦仁辣椒醬的最佳工藝配方為猴頭菇干添加量101.55 g、大紅辣椒添加量364.85 g、植物油添加量450 g、蝦仁添加量65.90 g、豆瓣醬添加量8.45 g、香辛料添加量12 g、鹽添加量3 g。按此配方生產(chǎn)的猴頭菇蝦仁辣椒醬的感官評分達到（90.86±2.05）分，且產(chǎn)品顏色紅潤有光澤，風味協(xié)調，醬體濃稠適中。經(jīng)測定，產(chǎn)品的蛋白質含量為8.0 g/100 g，氨基酸態(tài)氮含量為0.17 g/100 g，膳食纖維含量為8.68 g/100 g，鈉含量為538 mg/100 g，鈣含量為55 mg/100 g，且微生物指標測定結果均符合國家標準要求。該研究結果為食用菌調味品的精深加工提供了理論依據(jù)，也為實現(xiàn)猴頭菇產(chǎn)品的開發(fā)和綜合利用奠定了基礎。

關鍵詞：猴頭菇；蝦仁；辣椒醬；工藝研究；品質分析

中圖分類號：TS264.24????? 文獻標志碼：A????? 文章編號：1000-9973（2024）03-0125-07

Optimization of Process of Hericium erinaceus and Shelled Shrimp

Chili Sauce by Response Surface Methodology

YAN Kang-ling1， YU Li-mei1，2，3，4， BAI Wei-dong1，2，3，4， ZENG Xiao-fang1，2，3，4，

XIAO Geng-sheng1，2，3，4， DONG Hao1，2，3，4*

（1.College of Food Science and Technology， Zhongkai University of Agriculture and Engineering，

Guangzhou 510225， China; 2.Lingnan Key Laboratory of Specialty Food Science and Technology

in Guangdong Province， Guangzhou 510225， China; 3.Key Laboratory of Green Processing

and Intelligent Manufacturing of Lingnan Specialty Food， Ministry of Agriculture and

Rural Affairs， Guangzhou 510225， China; 4.Academy of Modern Agricultural

Engineering Innovation， Guangzhou 510225， China）

Abstract： In order to enrich the taste of chili sauce and improve the comprehensive utilization rate of Hericium erinaceus resources， a new chili sauce with Hericium erinaceus flavor is developed by adding Hericium erinaceus and shelled shrimp on the basis of the existing chili sauce. In this study， the production process of Hericium erinaceus and shelled shrimp chili sauce is optimized by establishing multiple regression model through single factor test and response surface test design. The indexes such as nitrite content， pH value and color are measured， and the nutrients， physical， chemical and health indexes of the best product are analyzed. The results show that the optimal process

收稿日期：2023-08-26

基金項目：廣東省駐鎮(zhèn)幫鎮(zhèn)扶村農(nóng)村科技特派員項目（KTP20210224，KTP20210383）；廣東省科協(xié)青年科技人才培育計劃（SKXRC202317）；廣東省研究生教育創(chuàng)新計劃項目（仲愷-廣州質量監(jiān)督檢測研究院聯(lián)合培養(yǎng)研究生示范基地）（粵教研函[2021]2號）；廣東省嶺南特色食品科學與技術重點實驗室項目（2021B1212040013）

作者簡介：嚴康玲（1996—），女，碩士研究生，研究方向：食品加工與安全。

*通信作者：董浩（1989—），男，副教授，博士，研究方向：食品加工與品質安全控制、農(nóng)產(chǎn)品真實性與產(chǎn)地溯源。

formula of Hericium erinaceus and shelled shrimp chili sauce is 101.55 g dried Hericium erinaceus， 364.85 g red chili， 450 g vegetable oil， 65.90 g shelled shrimp， 8.45 g soybean paste， 12 g spices and 3 g salt. The sensory score of Hericium erinaceus and shelled shrimp chili sauce produced by this formula is （90.86±2.05） points， the color of the product is red and shiny， the flavor is well coordinated and the sauce body is thick and moderate. After determination， the protein content of the product is 8.0 g/100 g， the amino acid nitrogen content is 0.17 g/100 g， the dietary fiber content is 8.68 g/100 g， the sodium content is 538 mg/100 g， the calcium content is 55 mg/100 g， and the detection results of microbial indexes are all in line with the national standard requirements. The research results have provided a theoretical basis for the deep processing of edible mushroom condiment， and also laid a foundation for the development and comprehensive utilization of Hericium erinaceus products.

Key words： Hericium erinaceus; shelled shrimp; chili sauce; process research; quality analysis

猴頭菇隸屬于擔子菌門，是一種珍貴的藥食兩用真菌[1]。它含有多種人體必需的氨基酸、維生素和多糖[2]，還具有預防胃病、保護胃黏膜[3]、緩解潰瘍性結腸炎[4-5]、抗糖尿病、抗氧化和降血脂等生理功能[6-8]。猴頭菇除了應用于藥材方面外，還應用于食品加工方面，如猴頭菇風味醋、猴頭菇飲料、猴頭菇酸奶、猴頭菇酒等[9-10]。蝦仁是一種低脂肪、高蛋白、高鉀、高磷的食物，對人體的生長和代謝過程起著重要作用[11]。目前，對于猴頭菇調味醬的生產(chǎn)與研究較少，僅見耿吉等[12]采用牛肉粒、猴頭菇為主要原料，制得的猴頭菇牛肉醬的醬體濃稠適中且具有猴頭菇獨特的風味。粟立丹等[13]研制出的猴頭菇冬菜香辣醬風味獨特、營養(yǎng)健康且食用方便。王騰飛等[14]研制出的猴頭菇調味醬具有保健效果且增添了新的風味。

辣椒醬是日常的佐餐食品，因食用方便、風味獨特而受到人們的青睞[15]。但傳統(tǒng)的辣椒醬口味較單一，并且在制作過程中會加入大量的鹽，對人體健康產(chǎn)生不利的影響[16]。隨著健康飲食知識的傳播，消費者更加注重食品的風味和營養(yǎng)價值，在辣椒醬中添加猴頭菇與蝦仁既能提升辣椒醬的鮮味，增加其營養(yǎng)保健成分，又能提高猴頭菇、蝦仁的經(jīng)濟附加值。本研究以猴頭菇和蝦仁為主要原料研制一款猴頭菇蝦仁辣椒醬，為進一步開拓食用菌類辣椒醬的市場提供了參考。

1? 材料與方法

1.1? 材料與設備

猴頭菇干：清遠市金鳳凰食品有限公司；蝦仁：日照市嵐好食品有限公司；金龍魚植物調和油：益海嘉里金龍魚糧油食品股份有限公司；郫縣豆瓣醬：四川省郫縣豆瓣股份有限公司；食用鹽：廣東省廣鹽集團股份有限公司；大紅辣椒、小黃姜、洋蔥、大蔥、八角、桂皮、香葉、甘草、花椒、市售產(chǎn)品A（猴頭菇牛肉醬）、B（猴頭菇醬）、C（猴頭菇豆豉醬）：均購于廣州華潤萬家超市；亞鐵氰化鉀、乙酸鋅、硼酸鈉、鹽酸、氨水、對氨基苯磺酸、鹽酸奈乙二胺等（均為國產(chǎn)分析純）：成都市科隆化學品有限公司。

SK2101A型電磁爐? 廣州美的電器制造有限公司；SYQ-DSK-208A型不銹鋼手提式壓力蒸汽滅菌鍋? 上海申安醫(yī)療器械廠；LF-A32型電烤箱? 中山市恒鑫隆電器有限公司；I-2000型至尊電子秤? 永康市戎睿商貿有限公司；HWS-24型電熱恒溫水浴鍋? 上海一恒科技有限公司；UV-1800型紫外可見分光光度計? 日本島津公司；CS-220型精密色差儀? 杭州彩譜科技有限公司；PHS-3C型精密pH計? 上海儀電科學儀器股份有限公司。

1.2? 試驗方法

1.2.1? 工藝流程

原料預處理→輔料預處理→香辛料炸制→炒醬→裝罐排氣→滅菌冷卻→成品。

1.2.2? 操作要點

1.2.2.1? 原料預處理

選用新鮮的紅辣椒，將其去梗、洗凈并瀝干，切成2～5? mm的小段，得到預處理辣椒；選擇菇體完整、無蟲害的猴頭菇干，進行初步清洗操作，用溫水浸泡、瀝干水分后撕成細條，用烤箱烘干。

1.2.2.2? 輔料預處理

將大蒜和生姜去皮并清洗干凈，將表面的水分瀝干，切成1～3 mm的碎粒，得到蒜末和姜末；將蝦仁洗干凈，剪成0.2～0.5 cm的粒狀。

1.2.2.3? 香辛料炸制

將油燒到150 ℃以上，放入洋蔥7 g、大蔥3 g、八角0.5 g、桂皮0.3 g、香葉0.5 g、甘草0.3 g、花椒0.2 g，油炸50 s后撈出。

1.2.2.4? 炒醬

在植物油中加入姜和蒜末炒香，然后加入紅辣椒翻炒5 min，炒至辣椒顏色變深，再加入猴頭菇絲、蝦仁粒炒6 min至醬料油亮、色澤紅潤，最后加入食鹽、黃豆醬攪拌均勻。炒制過程中，嚴格控制制作工藝條件，確保不同批次炒制的辣椒醬工藝條件一致[17]。

1.2.2.5? 裝罐排氣

趁熱將其裝瓶，在高溫水浴鍋中加熱排氣。

1.2.2.6? 滅菌冷卻

玻璃瓶在1 010? kPa壓力和121 ℃溫度下滅菌30 min[12]，然后用流水冷卻至室溫。

1.2.3? 單因素試驗設計

按照制作工藝流程，固定大紅辣椒添加量為350 g，食用油添加量為450 g，蝦仁添加量為65 g，豆瓣醬添加量為8 g，香辛料添加量為12 g，鹽添加量為3 g，探究猴頭菇干添加量80，90，100，110，120 g對猴頭菇蝦仁辣椒醬感官評分的影響；固定猴頭菇干添加量為100 g，食用油添加量為450 g，蝦仁添加量為65 g，豆瓣醬添加量為8 g，香辛料添加量為12 g，鹽添加量為3 g，探究大紅辣椒添加量300，350，400，450，500 g對猴頭菇蝦仁辣椒醬感官評分的影響；固定猴頭菇干添加量為100 g，食用油添加量為450 g，大紅辣椒添加量為350 g，豆瓣醬添加量為8 g，香辛料添加量為12 g，鹽添加量為3 g，探究蝦仁添加量60，65，70，75，80 g對猴頭菇蝦仁辣椒醬感官評分的影響；固定猴頭菇干添加量為100 g，食用油添加量為450 g，大紅辣椒添加量為350 g，香辛料添加量為12 g，鹽添加量為3 g，蝦仁添加量為65 g，探究豆瓣醬添加量4，6，8，10，12 g對猴頭菇蝦仁辣椒醬感官評分的影響。

1.2.4? 響應面試驗設計

根據(jù)單因素試驗結果，選擇了4個因素猴頭菇干添加量、蝦仁添加量、大紅辣椒添加量和豆瓣醬添加量。響應面試驗因素和水平見表1。

1.2.5? 感官評定

請10名食品專業(yè)人員按照辣椒醬的感官評分標準對猴頭菇蝦仁辣椒醬進行感官測評，評價標準見表2[13]。

1.3? 品質分析方法

1.3.1? 亞硝酸鹽含量的測定

按照國標GB 5009.33—2016[18]，每隔3 d檢測一次亞硝酸鹽含量。

1.3.2? pH值的測定

參考王新惠等[19]的方法，每隔3 d對猴頭菇蝦仁辣椒醬的pH值進行測定。

1.3.3? 色澤的測定

色澤是用于科學地描述和評估產(chǎn)品質量、外觀與組織的重要指標。本文對成品和市售3款不同品牌的猴頭菇醬的色澤進行測定。參考王念等[20]的方法，采用色差儀測定市售猴頭菇醬及成品的色澤。

1.3.4? 理化指標和微生物指標的測定

蛋白質：按照GB 5009.5—2016測定[21]；脂肪：按照GB 5009.6—2016測定[22]；膳食纖維：按照GB 5009.88—2014測定[23]；碳水化合物：按照GB 28050—2011測定[24]；鈉：按照GB 5009.91—2017測定[25]；鹽分：按照GB 5009.44—2016測定[26]；鈣：按照GB 5009.92—2016測定[27]；氨基酸態(tài)氮：按照GB 5009.235—2016測定[28]；菌落總數(shù)：按照GB 4789.2—2022測定[29]；沙門氏菌：按照GB 4789.4—2016測定[30]；金黃色葡萄球菌：按照GB 4789.10—2016測定[31]。

1.4? 數(shù)據(jù)分析

以上各組試驗數(shù)據(jù)均以平均值±標準差表示，采用Microsoft Office Excel 2016軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，采用SPSS 17.0軟件進行差異顯著性分析，采用Origin 2018軟件進行繪圖，采用Design-Expert 10.0軟件進行響應面試驗設計，以P<0.05為差異顯著性判斷標準。

2? 結果與分析

2.1? 單因素試驗分析

猴頭菇干作為辣椒醬的主要原料，不僅增加其營養(yǎng)價值，而且影響醬的味道和組織狀態(tài)。由圖1中a可知，隨著猴頭菇干添加量的增加，辣椒醬的感官評分呈先上升后下降的趨勢。猴頭菇干添加量為100 g時，感官評分達到峰值，產(chǎn)品色澤紅潤且褐中帶金黃，具有濃郁的猴頭菇香味，醬體濃稠適中。當猴頭菇干添加量為80 g時，辣椒醬的猴頭菇特有風味不明顯，色澤偏暗，且蝦仁鮮味偏重，掩蓋了猴頭菇的香味；當猴頭菇干添加量為110～120 g時，辣椒醬的猴頭菇香味過重，與蝦仁風味不協(xié)調，醬體較濃稠，質地粗糙。因此，猴頭菇干的添加量選擇100 g。

蝦仁不但蛋白質含量高，富含鈣等各種元素，而且賦予辣椒醬特殊的鮮味，對辣椒醬的鮮味、口感和流動性有較大影響。由圖1中b可知，隨著蝦仁添加量的增加，感官評分升高，但蝦仁添加量為70～75 g時，感官評分趨于平緩下降?？赡苁且驗槲r仁添加量過多時，醬體過稠，有少許大顆粒，使得辣椒醬的咀嚼性上升，影響產(chǎn)品的組織狀態(tài)與口感。當蝦仁添加量過低時，辣椒醬中缺乏蝦仁的鮮味，食用顆粒感較差；當蝦仁添加量為65 g時，產(chǎn)品風味協(xié)調，醬體濃稠適中，組織結構細膩。因此，蝦仁的添加量選擇65 g。

大紅辣椒味辛、性熱，富含維生素C，能促進消化液分泌[32]，對辣椒醬的風味、色澤、口感具有顯著影響。由圖1中c可知，大紅辣椒添加量為350 g時，感官評分最高，辣椒醬香味濃郁，顏色紅潤有光澤，醬體辣度適中。當大紅辣椒用量較少時，辣味不足，色澤偏淺棕色；大紅辣椒添加量為450～500 g時，感官評分不斷下降，醬體顏色過深，產(chǎn)品過于辛辣，覆蓋了猴頭菇與蝦仁的風味，使得猴頭菇和蝦仁的滋味不明顯。因此，大紅辣椒的添加量選擇350 g。

豆瓣醬作為辣椒醬的主要調味原料之一，醬香味獨特濃郁，且富含蛋白質、維生素和其他營養(yǎng)物質，是影響醬的風味與色澤的主要因素。由圖1中d可知，豆瓣醬添加量為8 g時，感官評分最高，醬體咸淡適中，顏色呈紅棕色且有光澤，豆瓣醬添加量過低時，醬體香味不協(xié)調，味道偏淡。當豆瓣醬添加量為10～12 g時，醬體亮度變小，可能是豆瓣醬添加量過多，導致醬體色澤偏暗；且鹽分過高，掩蓋了猴頭菇的香味與蝦仁的鮮味。因此，豆瓣醬的添加量選擇8 g。

辣椒醬在貯藏過程中，亞硝酸鹽含量與pH值對產(chǎn)品的品質有較大影響，因此對辣椒醬進行pH值與亞硝酸鹽含量的測定有著重要意義。由圖2可知，辣椒醬中的亞硝酸鹽含量隨著貯藏時間的延長而增加，在貯藏第6天時亞硝酸鹽含量最高，為0.59 mg/kg，但整個貯藏期內其含量均在國家標準規(guī)定范圍內。傳統(tǒng)辣椒醬發(fā)酵采用環(huán)境微生物發(fā)酵方式，發(fā)酵環(huán)境的菌群多樣性高、結構復雜；在發(fā)酵初期，外界環(huán)境中存在的大量雜菌將硝酸鹽轉化成亞硝酸鹽，使得亞硝酸鹽含量升高[19]。隨著貯藏時間的延長，雜菌的數(shù)量逐漸下降，亞硝酸鹽含量也隨之降低，當貯藏到第12天后，亞硝酸鹽含量趨于平緩下降。

猴頭菇蝦仁辣椒醬在貯藏過程中其酸度隨貯藏時間的延長而降低，pH值也隨之降低。當貯藏時間少于6 d時，辣椒醬的pH值下降較緩慢，在6 d后快速下降。這可能是辣椒果實中的酒石酸、檸檬酸、水楊酸和草酸等有機酸不斷向醬體釋放所致[33]。隨著貯藏時間的延長，pH值趨于平穩(wěn)，這是因為醬中可發(fā)酵糖的含量降低了。

2.2? 響應面優(yōu)化試驗結果及分析

2.2.1? 響應面回歸模型的建立

通過單因素試驗結果，選取猴頭菇干添加量（A）、蝦仁添加量（B）、大紅辣椒添加量（C）和豆瓣醬添加量（D）作為影響因素，每個因素選擇3個水平進行試驗，試驗結果見表3。

利用Design-Expert 10.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行擬合分析，建立猴頭菇干添加量（A）、蝦仁添加量（B）、大紅辣椒添加量（C）、豆瓣醬添加量（D）對產(chǎn)品感官評分（Y）的響應模型：Y=90.88+0.83A+0.94B+0.85C+20.84D+0.98AB－0.37AC+0.65AD+0.16BC－1.24BD+0.19CD－3.34A2－2.51B2－1.4C2－1.81D2。

由表4可知，猴頭菇蝦仁辣椒醬感官評分回歸模型顯著性檢驗F值為25.18（P<0.000 1）；失擬項檢驗不顯著（P>0.05），表示該模型成立。其中，一次項A、B、C、D，交互項AB、BD和二次項A2、B2、C2、D2極顯著，這4個因素對產(chǎn)品感官評分的影響大小為B>C>D>A。

2.2.2? 響應面圖和等高線圖分析

響應面曲面的陡峭程度能反映AB、BD的交互作用對猴頭菇蝦仁辣椒醬感官評分的影響程度，通過分析等高線的形狀能有效地了解不同因素之間的交互作用強弱[34]。由圖3和圖4可知，猴頭菇干添加量與蝦仁添加量、豆瓣醬添加量與蝦仁添加量的交互作用顯著。

2.2.3? 配方參數(shù)優(yōu)化及驗證試驗

通過響應面回歸分析，得到猴頭菇蝦仁辣椒醬的最佳配方：猴頭菇干添加量為101.55 g，蝦仁添加量為65.87 g，大紅辣椒添加量為364.84 g，豆瓣醬添加量為8.43 g。在此優(yōu)化條件下，猴頭菇蝦仁辣椒醬的感官評分預測值為91.25分?？紤]到稱量的便捷性，最終調整試驗配方參數(shù)為猴頭菇干添加量101.55 g、蝦仁添加量65.90 g、大紅辣椒添加量364.85 g、豆瓣醬添加量8.45 g，以此配方做3組平行試驗，猴頭菇蝦仁辣椒醬感官評分為（90.86±2.05）分，基于理論預測和實際結果的結合，該響應面的配方優(yōu)化方案可行。

2.3? 色澤特性分析

由色澤試驗得到辣椒醬的相關參數(shù)測試結果，見表5。

將猴頭菇蝦仁辣椒醬與市售3款不同品牌的猴頭菇醬進行色差對比分析，由表5可知，猴頭菇蝦仁辣椒醬的L*值、a*值、b*值均較高，這可能是由于添加了蝦仁和大紅辣椒，蝦仁中含有的蝦青素會呈現(xiàn)出紅色，當蝦仁和大紅辣椒混合熬制醬體時，辣椒醬的顏色紅潤且有光澤。

2.4? 理化指標及微生物指標測定結果

對優(yōu)化后的配方進行蛋白質、氨基酸態(tài)氮和微生物指標的測定。由表6可知，以優(yōu)化后的配方制作的猴頭菇蝦仁辣椒醬的蛋白質含量為8.0 g/100 g，脂肪含量為26.5 g，膳食纖維含量為8.68 g/100 g，鈣含量為55 mg/100 g，氨基酸態(tài)氮含量為0.17 g/100 g，說明產(chǎn)品具有較高的營養(yǎng)價值。辣椒醬中的鈉和鹽分含量較低，可減少人們日常食用鹽的攝入量，符合現(xiàn)代社會對綠色健康生活方式的要求。該產(chǎn)品的各項微生物指標均合格，表明所研制的猴頭菇蝦仁辣椒醬具有一定的工業(yè)應用價值。

2.5? 感官鑒評比較分析

對市售猴頭菇醬和猴頭菇蝦仁辣椒醬進行感官鑒評，其評價差異用雷達圖進行展示。由圖5可知，猴頭菇蝦仁辣椒醬在滋味和香味上優(yōu)于市售猴頭菇醬，這可能是蝦仁中的鮮味物質揮發(fā)性強，使辣椒醬在呈味上更突出；猴頭菇蝦仁辣椒醬的色澤和口感與市售猴頭菇醬沒有明顯差別；濃稠度略遜于市售猴頭菇醬，由于猴頭菇干在植物油中長時間浸泡，使其容易吸油并復水，導致猴頭菇蝦仁辣椒醬的水分含量降低而濃稠度增大。猴頭菇蝦仁辣椒醬總體評分高于市售猴頭菇醬，基本可被消費者接受。

3? 結論

通過單因素試驗與響應面試驗優(yōu)化了猴頭菇蝦仁辣椒醬的最佳配方：猴頭菇干添加量為101.55 g，大紅辣椒添加量為364.85 g，植物油添加量為450 g，蝦仁添加量為65.90 g，豆瓣醬添加量為8.45 g，香辛料添加量為12 g，鹽添加量為3 g，此配方下感官評分達到（90.86±2.05）分。按此配方制作的猴頭菇蝦仁辣椒醬色澤紅潤有光澤，猴頭菇與蝦仁風味協(xié)調，香氣濃郁，醬體濃稠適中。通過試驗探討了亞硝酸鹽含量和pH值等因素對產(chǎn)品品質的影響，并對最優(yōu)產(chǎn)品的理化、衛(wèi)生指標進行了檢測。本研究結果為新型猴頭菇調味醬的生產(chǎn)提供了新方向，也為猴頭菇的綜合利用提供了一定的理論參考。

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