正交試驗法優(yōu)化低鈉湯料的復合鹽配方

摘要：為了減少湯料中食用鹽的攝入量，文章以雞肉味湯料和香辣味湯料為試驗對象，采用正交試驗分別確定兩種風味湯料的低鈉配方。結果表明，低鈉雞肉味湯料的配方為氯化鉀代鹽量20%、氯化鎂代鹽量4%、YE添加量0.8%、I+G添加量0.2%；低鈉香辣味湯料的配方為氯化鉀代鹽量20%、氯化鎂代鹽量4%、YE添加量1.0%、I+G添加量0.6%，兩種低鈉配方在保證與標準配方整體口感無明顯差異的前提下，分別可以實現(xiàn)減鈉27.2%和28.3%。

關鍵詞：低鈉湯料；氯化鉀；氯化鎂；酵母抽提物

中圖分類號：TS264.9""""" 文獻標志碼：A"""" 文章編號：1000-9973（2024）11-0144-08

Optimization of Compound Salt Formula of Low-Sodium Soup

Seasoning by Orthogonal Test Method

CHEN Wei-yun1， LI Fan2*， ZHANG Yan1， GUO Hui2， ZENG Yu-jie2

（1.Shanghai Kangshi Food Co.， Ltd.， Shanghai 201103， China; 2.Hubei Provincial Key

Laboratory of Yeast Function， Yichang 443003， China）

Abstract： In order to reduce the intake of salt in soup seasoning， in this paper， with chicken-flavored soup seasoning and spicy soup seasoning as the test objects， the low-sodium formulas of the two types of flavored soup seasoning are determined by orthogonal test. The results show that the formula of low-sodium chicken-flavored soup seasoning is the amount of potassium chloride replacing salt of 20%， the amount of magnesium chloride replacing salt of 4%， YE addition amount of 0.8% and I+G addition amount of 0.2%; the formula of low-sodium spicy soup seasoning is the amount of potassium chloride replacing salt of 20%， the amount of magnesium chloride replacing salt of 4%， YE addition amount of 1.0% and I+G addition amount of 0.6%.Two low-sodium formulas can achieve the sodium reduction of 27.2% and 28.3% respectively， while ensuring no significant difference in overall taste compared to the standard formula.

Key words： low-sodium soup seasoning; potassium chloride; magnesium chloride; yeast extract

收稿日期：2024-05-24

基金項目：湖北省自然科學基金項目（2024AFD186）

作者簡介：陳衛(wèi)云（1985—），女，碩士，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏工程。

*通信作者：李凡（1993—），女，碩士，研究方向：食品加工。

據(jù)報道，我國城鄉(xiāng)居民平均每天鈉鹽的攝入量高達11 g，是世界衛(wèi)生組織建議值每人每天5 g的2倍多，過量攝入鈉鹽會引發(fā)腎臟疾病、心血管疾病等[1]。在我國甚至亞洲，家庭烹飪添加的食鹽量占飲食總攝入量的72%～76%，主要攝入來源是干腌肉制品、腌咸菜和調味品等[2]。

目前減鹽的措施[3-5]主要有：直接減少鈉鹽的添加量；開發(fā)非鈉鹽替代物；與風味增強劑協(xié)同減鹽；優(yōu)化食鹽晶體結構與食品質構減鹽。臨床研究表明，將鹽攝入量從9～12 g/d減少到3～4 g/d會對高血壓人群血壓的降低產(chǎn)生重大影響，但實際問題是將鹽攝入量減少到3～4 g/d需要人們的高度積極配合，除非食品工業(yè)中嚴格限制食用鹽的添加量，否則實現(xiàn)這一目標非常困難[6]。加工食品中鈉攝入量的增加成為世界范圍內(nèi)一個重大的公共衛(wèi)生問題，目前減少食品中的鈉被認為是食品工業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn)之一[7-8]。

食用鹽含量較高的領域主要有加工肉制品、醬油、復合調味料、調味面制品等，但由于食用鹽在加工肉制制品、醬油和調味面制品中不僅起到調味功能，而且對質構和保質期等具有重要作用，降低食用鹽的用量后對其整體的影響較大。復合調味料本身是粉狀結構，氯化鈉的降低對調味料的質構和保質期的影響比肉制品和醬油等領域更小，所以復合調味料的減鹽也是未來食品行業(yè)減鹽的一大趨勢?？紤]到氯化鈉降低會影響質構，而鉀鹽、鈣鹽和鎂鹽等非鈉金屬鹽與氯化鈉有著類似的理化結構，且已有研究發(fā)現(xiàn)鉀鹽、鈣鹽和鎂鹽等作為非鈉鹽替代物具有很好的應用價值[9-11]。本文研究了氯化鉀、氯化鎂、氯化鈣3種金屬鹽對氯化鈉溶液咸度和湯料咸度的影響，以及YE、氨基酸和核苷酸對復合鹽溶液咸度的影響，并通過正交試驗優(yōu)化了低鈉復合調味料的配方，為復合調味料的減鈉提供了一定的理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

氯化鉀、氯化鎂、氯化鈣（均為食品級）：江蘇科倫多食品配料有限公司；氯化鈉：中鹽工程技術研究院有限公司；基礎型YE、高鮮型YE、濃厚型YE：安琪酵母股份有限公司；苯丙氨酸、谷氨酸、精氨酸、丙氨酸：河南萬邦化工科技有限公司；IMP、GMP：希杰生物科技有限公司；味精、白砂糖、麥芽糊精、玉米淀粉：市售；蒜粉、白胡椒粉、蔥粉、辣椒粉、黑胡椒粉、姜粉：上海味好美食品有限公司；雞肉粉、牛肉粉：寧夏春升源生物科技有限公司。

BSA3202S-CW電子天平 賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；JYL-C020E九陽料理機 九陽股份有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 金屬鹽的單因素試驗

將氯化鉀、氯化鎂、氯化鈣分別配制成不同濃度的溶液，感官描述其滋味特征，并對其苦澀味強度進行打分（苦澀味強度滿分5分，分值越高，強度越大）。再以0.5%氯化鈉溶液為標準溶液，分別配制不同減鹽比例（20%、25%、30%）的復合鹽溶液，以咸味強度和苦澀味強度為評判依據(jù)，探究不同金屬鹽替代氯化鈉的效果。

1.2.2 風味增強劑的單因素試驗

1.2.2.1 酵母抽提物的確定

酵母抽提物（YE）是一種天然的食品配料，本身含有多種呈味氨基酸、核苷酸和呈味多肽，因此也具有一定的減鹽增鮮和掩蓋異味的作用[12-15]。YE可大致分為基礎型、高鮮型、濃厚型。本試驗分別從基礎型YE、高鮮型YE、濃厚型YE中篩選出一種與氯化鉀進行協(xié)同減鹽測試，將0.5%氯化鈉溶液作為對照，以咸味強度為評判依據(jù)，探究不同YE與氯化鉀替代20%氯化鈉的效果，見表1。

1.2.2.2 呈味氨基酸的篩選

呈味氨基酸是一種較強的風味增強劑，文獻報道谷氨酸、精氨酸、賴氨酸和甘氨酸能增強咸味，掩蓋不良味道，被用于低鈉鹽中改善口感和風味[16-19]。本試驗將谷氨酸、精氨酸、賴氨酸和甘氨酸分別與氯化鉀進行協(xié)同減鹽測試，將0.5%氯化鈉溶液作為對照，以咸味強度為評判依據(jù)，探究不同呈味氨基酸與氯化鉀替代20%氯化鈉的效果，見表2。

1.2.2.3 核苷酸的篩選

核苷酸也是一種天然的風味增強劑。核苷酸主要有5種，分別為IMP、GMP、AMP、UPM和CMP，這5種核苷酸也天然存在于YE中。研究表明IMP和GMP是最主要的呈味氨基酸，當其按照1∶1的比例復配時呈味效果最佳。本試驗將IMP、GMP、IMP+GMP分別與氯化鉀進行協(xié)同減鹽測試，將0.5%氯化鈉溶液作為對照，以咸味強度為評判依據(jù)，探究兩種核苷酸與氯化鉀替代20%氯化鈉的效果，見表3。

1.2.3 正交試驗優(yōu)化低鈉湯料的配方

由于低鈉鹽最終需要應用于湯料中，所以直接在湯料配方中開展正交試驗。先分別開展氯化鉀、氯化鎂、YE和I+G在湯料中的單因素試驗，根據(jù)單因素試驗的結果確定正交試驗各因素的水平，每個因素各取3個水平，不考慮各因素的交互作用，選擇四因素三水平 L9（34）正交表進行試驗，正交試驗因素水平見表4。

1.2.4 低鈉配方對湯料口感和風味的影響

將正交試驗優(yōu)化后的低鈉鹽配方再次應用于雞肉味湯料和香辣味湯料中，見表5。感官人員分別對標準配方湯料和低鈉湯料的色澤、氣味、咸鮮口感、香辛料味、整體飽滿感、異味進行評分，然后對應用前后的湯料進行揮發(fā)性化合物分析，探究低鈉鹽配方對兩種湯料口感和風味的影響。

1.2.5 感官評定人員的確定

參加感官評定的人員年齡在23～35歲之間，無味覺異常報告。在正式的食鹽替代物感官評定試驗開始之前，先進行基本的味覺試驗、差異性試驗、排序試驗及閾值試驗用于初步評估，篩選和培訓感官評定人員[15]。經(jīng)感官培訓并篩選了12名品評人員組成品評小組，參考感官標度法[20]，確定基本滋味的最適感官濃度，見表6。

1.2.6 咸味強度的判定方法[15]

以0.8 g/100 mL食鹽濃度的咸味強度作為基準，規(guī)定咸味強度為10，梯度稀釋不同濃度的食鹽溶液進行感官品嘗，確定咸味強度評分標準，見表7。

此感官模型設定咸味濃度和咸味強度呈正比關系，通過對感官待評溶液的咸味強度來推測其等效食鹽濃度。

1.2.7 湯料的感官評定標準

感官評價方法[21]：按照湯料配方稱取各種物料并用攪拌機攪拌均勻，備用。分別稱取2.0 g湯料調味粉對比樣和低鈉湯料調味粉，加入100 mL開水沖調，并組織12名感官品評人員按照GB/T 13868—2009《感官分析 建立感官分析實驗室的一般導則》在25 ℃具有獨立品評間的感官室進行感官評價，男性6人和女性6人，年齡在25～40歲，具有3年以上感官評定工作經(jīng)驗，分別從咸味、鮮味、香氣、飽滿感、整體協(xié)調感5個方面進行打分，評分標準見表8，各項滿分為20分，最終得分是5項的分值之和，分值越高說明消費者的喜好度越好。

1.2.8 揮發(fā)性化合物的檢測方法

1.2.8.1 樣品前處理

采用頂空固相微萃?。╤eadspace solid-phase microextraction，HS-SPME）對樣品的揮發(fā)性風味化合物進行提取和富集。稱取1.5 g NaCl、5.0 mL樣品，加入1 μL內(nèi)標鄰二氯苯（濃度185 μg/mL），將稱取好的樣品立即用帶有硅橡膠墊的瓶蓋密封，放入旋轉振蕩器中50 ℃平衡30 min，用DVB/CAR/PDMS復合萃取頭在50 ℃下萃取30 min，然后進樣，250 ℃解吸5 min。

1.2.8.2 GC-MS分析條件

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用OriginPro 9.0軟件作圖，采用Qualitative Navigator B.08.00對GC-MS檢測結果進行處理。

2 結果與分析

2.1 不同金屬鹽的單因素結果

2.1.1 不同金屬鹽的感官特征

由圖1可知，對不同濃度氯化鉀、氯化鎂和氯化鈣溶液進行感官評價后發(fā)現(xiàn)，氯化鉀本身無明顯的咸味，其濃度為0.4%時能感知到金屬鹽的澀口感；氯化鎂本身也無咸味且濃度為0.4%時有明顯苦澀味，苦澀味強度大于氯化鉀；氯化鈣本身口感較弱，濃度為0.3%時無苦味，似乎有生石灰的澀口感，這可能與鈣的性質有關；隨著濃度的增加，3種金屬鹽的苦澀味增強。雖然氯化鉀、氯化鎂、氯化鈣的結構與氯化鈉類似，但口腔感知到的咸味強弱取決于分子中存在的鈉陽離子（70%～85%）或氯陰離子（15%～30%）。與鈉相比，鉀、鎂和鈣等陽離子被認為酸性更強、咸度更低[22]。

2.1.2 不同金屬鹽對鹽水溶液咸味強度的影響

將3種金屬鹽分別替代一定比例的氯化鈉后進行感官評價，由圖2可知，隨著氯化鈉替代比例的增加，溶液的咸味強度不斷降低，苦澀味強度不斷增加。在同樣的替代比例下，氯化鉀與氯化鈉的復合鹽溶液的咸味強度高于氯化鎂和氯化鈣。研究人員對氯化鈉及替代鹽的鹽度等效試驗數(shù)據(jù)進行線性回歸分析，擬合計算出提供相當于0.75%氯化鈉水溶液的咸味所需的每種替代品的量，其中氯化鉀、氯化鎂和氯化鈣的咸度效價分別為0.77，0.41，0.37[23]，這與本文的感官結果一致。雖然氯化鉀有輕微的苦味，但它具有接近鈉的化學性質和相似的氯離子強度，目前被認為是食品中氯化鈉的全部或部分替代品[22]，氯化鎂的咸度雖然不如氯化鉀，但也是替代氯化鈉的一種選擇，目前已經(jīng)被允許用于多個食品領域，而氯化鈣只能被用于奶油、罐頭和豆制品中，這限制了其在氯化鈉替代方面的應用。

2.2 風味增強劑的單因素試驗

2.2.1 不同YE對鹽水溶液咸味強度的影響

不同類型的YE具有不同的感官特性，基礎型YE是利用酵母細胞內(nèi)的酶將大分子物質分解成小分子氨基酸、核苷酸等物質后濃縮干燥制備的YE；高鮮型YE是利用外加的核酸酶將酵母細胞內(nèi)的核酸酶分解成小分子核苷等物質后濃縮干燥得到的富含核苷酸的YE；濃厚型YE是利用外加的蛋白酶和肽酶將大分子蛋白酶分解成小分子肽類后濃縮干燥的富含呈味肽的YE。由圖3可知，高鮮型YE與氯化鉀復配后減鹽20%的鹽水咸味強度高于濃厚型YE和基礎型YE，而且其咸味強度比氯化鉀單獨減鹽20%還要高，說明高鮮型YE具有增鮮減鹽的效果，這主要與高鮮型YE中富含的IMP和GMP有關。

2.2.2 不同呈味氨基酸對鹽水溶液咸味強度的影響

大多數(shù)氨基酸基本呈甜味或酸味，如0.8%的甘氨酸溶液呈甜味，0.2%的精氨酸呈甜味略帶后苦味，0.05%的谷氨酸溶液呈酸味略帶咸味。甜味與咸味有相殺作用，酸味與咸味有協(xié)同作用，所以谷氨酸與氯化鉀復配的復合低鈉溶液的咸味強度略高于甘氨酸、精氨酸和賴氨酸，但由于這幾種氨基酸的感官閾值較高，在高濃度下才會有一定的滋味，而氨基酸在復合低鈉鹽中的添加量較低，所以其對低鈉鹽的咸味強度影響較小。

2.2.3 不同核苷酸對鹽水溶液咸味強度的影響

由圖5可知，IMP和GMP對氯化鈉和氯化鉀的復合鹽溶液有明顯的增咸效果，GMP的增咸效果優(yōu)于IMP，當IMP與GMP按照1∶1復配后，其增咸效果優(yōu)于IMP和GMP單獨作用的效果，這也說明核苷酸增咸的效果優(yōu)于氨基酸，主要是因為核苷酸在較低的濃度下就有很強的鮮味，與咸味有協(xié)同作用。

對YE、呈味氨基酸和呈味核苷酸單獨增咸效果進行了研究，由于氨基酸的呈味濃度太高且對咸味的影響不明顯，所以最終采用高鮮型YE和I+G作為本試驗的風味增強劑，設計正交試驗確定最優(yōu)組合。

2.3 正交試驗的結果分析

由表10可知，RCgt;RBgt;RAgt;RD，4個因素中影響雞肉味湯料感官評分的主次順序為YE添加量gt;氯化鎂代鹽量gt;氯化鉀代鹽量gt;I+G添加量。最優(yōu)的方案組合為A3B1C1D1，即氯化鉀代鹽量20%、氯化鎂代鹽量4%、YE添加量0.8%、I+G添加量0.2%。在此條件下進行3次驗證試驗，該配方下制備的雞肉味湯料咸鮮口感濃郁，雞肉風味協(xié)調，整體口感飽滿，相對于標準鹽的雞肉味湯料配方，該最優(yōu)組合可以實現(xiàn)減鈉27.2%。

由表11可知，RBgt;RAgt;RDgt;RC，4個因素中影響香辣味湯料感官評分的主次順序為氯化鎂代鹽量gt;氯化鉀代鹽量gt;I+G添加量gt;YE添加量。最優(yōu)的方案組合為A3B1C2D3，即氯化鉀代鹽量20%、氯化鎂代鹽量4%、YE添加量1.0%、I+G添加量0.6%。在此條件下進行3次驗證試驗，該配方下制備的香辣味湯料咸鮮口感濃郁，辣度適中，香辛料風味協(xié)調，整體口感飽滿，相對于標準鹽的香辣味湯料配方，該最優(yōu)組合可以實現(xiàn)減鈉28.3%。

2.4 低鈉配方對湯料滋味和風味的影響

根據(jù)正交試驗確定的最優(yōu)組合中各因素的比例復配雞肉味湯料和香辣味湯料，然后與標準食用鹽的湯料進行不同維度的感官評分，由圖6可知，低鈉雞肉湯料的咸味略弱于標準雞肉味湯料，但相對于標準雞肉味湯料，低鈉雞肉湯料的鮮味、濃厚味、香氣有明顯提升。低鈉香辣味湯料的咸味與標準雞肉味湯料差異不大，但相對于標準香辣味湯料，低鈉香辣味湯料的鮮味、濃厚味、香氣和整體協(xié)調感有明顯提升，可能是因為香辣味湯料配方中香辛料較多，所以低鈉配方對其滋味的提升更明顯。

對標準配方和正交試驗的最優(yōu)組合復配的雞肉味湯料和香辣味湯料進行揮發(fā)性化合物檢測，兩種風味湯料的揮發(fā)性物質檢測結果見表12、表13和圖7。從雞肉味湯料中檢測出46種揮發(fā)性化合物，其中烯烴類化合物21種、醇酚醚類化合物10種、醛酮酯類化合物12種、其他類化合物3種。從香辣味湯料中檢測出54種揮發(fā)性化合物，其中烯烴類化合物20種、醇酚醚類化合物17種、醛酮酯類化合物9種、其他類化合物8種。

由圖7可知，低鈉雞肉味湯料的烯烴類和醛酮酯類化合物的總含量略高于標準雞肉味湯料，醇酚醚類化合物的總含量差異不大；低鈉香辣味湯料的烯烴類、醇酚醚類和其他類化合物的總含量略高于標準雞肉味湯料，醛酮酯類化合物的總含量差異不大。雞肉味湯料中含量最高的揮發(fā)性化合物是烯烴類，該類化合物中含量較高的有反式石竹烯、3-蒈烯、檸檬烯、δ-欖香烯和α-姜黃烯，這些物質基本都呈木質香料味。香辣味湯料中含量最高的揮發(fā)性化合物是烯烴類和醇酚醚類，烯烴類化合物中含量較高的有α-姜黃烯、反式石竹烯、β-倍半水芹烯、β-紅沒藥烯和香橙烯，這些物質也都呈木質香料味，醇酚醚類化合物中含量較高的有α-松油醇、2-茨醇、芳樟醇和4-萜烯醇，這幾種物質呈柑橘、花椒等氣味。從上述結果可以看出，低鈉配方復配的兩種風味湯料的揮發(fā)性化合物都有提升，對香辣味湯料的風味提升更明顯。

3 結論

本試驗對氯化鉀、氯化鎂、氯化鈣、YE、呈味氨基酸、呈味核苷酸在鹽溶液中單獨增咸效果進行了探究，確定了氯化鉀、氯化鎂、YE和I+G的單獨增咸效果最佳，然后在雞肉味湯料和香辣味湯料模型中開展正交試驗，最終確定低鈉雞肉味湯料的配方為氯化鉀代鹽量20%、氯化鎂代鹽量4%、YE添加量0.8%、I+G添加量0.2%；低鈉香辣味湯料的配方為氯化鉀代鹽量20%、氯化鎂代鹽量4%、YE添加量1.0%、I+G添加量0.6%；在保證整體口感與標準配方無明顯差異甚至優(yōu)于標準配方的前提下，兩種低鈉配方分別可以實現(xiàn)減鈉27.2%和28.3%。將優(yōu)化后的低鈉調味料的口感和風味與標準鹽配方進行對比，發(fā)現(xiàn)低鈉雞肉味湯料的咸味雖然略弱于標準鹽湯料，但相對于標準鹽雞肉味湯料，鮮味、濃厚味、香氣有明顯提升；低鈉香辣味湯料的咸味不僅與標準鹽香辣味湯料差異不大，還提升了鮮味、濃厚味、香氣和整體協(xié)調感。兩組低鈉湯料的揮發(fā)性化合物的含量比標準鹽配方高，說明對風味也有一定的提升作用。

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