白建　沈輝　于艷琴　趙建英　薛建娥

摘要：研究以巴沙魚、辣椒、植物油等主要原料制作的魚肉辣椒醬的最佳工藝配方，并對其進行品質(zhì)檢驗。在單因素試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，利用Plackett-Burman（PB）設(shè)計結(jié)合Box-Behnken Design（BBD）響應(yīng)面優(yōu)化法，以質(zhì)構(gòu)特性（咀嚼性、黏性）、色差（L*、a*）和感官評分為評價指標(biāo)衡量魚肉辣椒醬的品質(zhì)，使用主成分分析法進一步優(yōu)化魚肉辣椒醬的加工工藝。結(jié)果表明，魚肉辣椒醬的最佳工藝配方為：以魚糜100 g為基準(zhǔn)，植物油50%、辣椒粉15%、食鹽15%、蠶豆醬10%、綿白糖5%、花椒2%、八角2%、丁香2%、白芷2%、桂皮2%、谷氨酸鈉1%、食用香精1%、芝麻0.5%、5′-呈味核苷酸二鈉0.1%、腌制時間120 min。在此工藝下制作的魚肉辣椒醬符合國家標(biāo)準(zhǔn)，香辣味美，營養(yǎng)健康。

關(guān)鍵詞：新型魚肉辣椒醬；響應(yīng)面法；Plackett-Burman設(shè)計；品質(zhì)檢驗

中圖分類號：TS264.24文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1000-9973（2023）06-0152-07

Abstract： The optimum technological formula of fish chili sauce made from the main raw materials such as Pangasius bocourti， chili and vegetable oil is studied， and its quality is inspected. Based on the results of single factor test， Plackett-Burman （PB） design combined with Box-Behnken Design （BBD） response surface optimization method is used to evaluate the quality of fish chili sauce with texture properties （chewiness，viscosity）， color difference （L*， a*） and sensory score as the evaluation indexes. The processing technology of fish chili sauce is further optimized by principal component analysis. The results show that the best technological formula of fish chili sauce is： based on 100 g surimi， vegetable oil 50%， chili powder 15%， salt 15%， broad bean paste 10%， soft white sugar 5%， Zanthoxylum bungeanum 2%， star anise 2%， clove 2%， Angelica dahurica 2%， cinnamon 2%， sodium glutamate 1%， edible essence 1%， sesame 0.5%， disodium 5'-ribonucleotide 0.1%， curing time 120 min. The fish chili sauce produced by this technology? conforms to the national standard， and is spicy， delicious， nutritional and healthy.

Key words： new-type fish chili sauce; response surface method; Plackett-Burman design; quality inspection

收稿日期：2022-11-22

基金項目：呂梁農(nóng)產(chǎn)品加工及功能食品研發(fā)重點實驗室（2021ZDSY-1-47）；呂梁市農(nóng)業(yè)攻關(guān)項目（2021NYGG-1-24）

作者簡介：白建（1976－），男，山西呂梁人，教授，碩士，研究方向：功能性食品的研發(fā)。

辣椒中含有豐富的維生素、蛋白質(zhì)、有機酸等營養(yǎng)成分[1]，具有保健[2]、殺菌[3]、治療炎癥[4]、抗癌的功效[5]。研究發(fā)現(xiàn)，辣椒中的α-胡蘿卜素和β-胡蘿卜素可抑制皮膚、肝臟、腸道腫瘤的發(fā)生[6]。文獻[7]報道辣椒堿可以抗菌，減輕瘙癢。巴沙魚刺少、味美，營養(yǎng)價值很高[8]。魚肉的鮮味主要源于其富含的谷氨酸、組氨酸、天冬氨酸、亮氨酸等呈鮮氨基酸[9]。姜鵬飛等[10]研究表明巴沙魚的鮮味氨基酸占巴沙魚總氨基酸的40%。

市場上常見的辣椒醬是一種以辣椒為主料，加入其他食材，經(jīng)過炒制或發(fā)酵形成的醬制品[11]。我國的辣椒醬研發(fā)起步較晚，前人研究的種類基本都停留在素食配料型辣椒醬[12-14]，以葷食作為配料的辣椒醬鮮見報道。本試驗將辣椒和巴沙魚糜一同炒制做成魚肉辣椒醬，填補了這一空白。這種魚肉辣椒醬可以兼顧魚肉和辣椒的營養(yǎng)，同時辣椒具有去腥增香的作用，中和了魚肉的異味，成為新型的美味調(diào)味品。這種新型魚肉辣椒醬的研發(fā)為醬類加工企業(yè)提供了參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

巴沙魚、食鹽、蠶豆醬、綿白糖、辣椒、植物油、花椒、大料、小茴香、白芷、桂皮、谷氨酸鈉、芝麻等：均為食品級，市售。

1.2 主要試驗設(shè)備

梅特勒XSR105DU電子天平 深圳市盛美儀器有限公司；CT1200美菱冰箱 佛山市雪牌制冷設(shè)備有限公司；京帝電磁爐 中山市芭莎科技有限公司；TA-300W質(zhì)構(gòu)儀 濟南賽成電子科技有限公司；DS-700D色差儀 杭州彩譜科技有限公司。

1.3 工藝流程及操作要點

1.3.1 工藝流程

干辣椒→預(yù)處理（挑選、清洗、去梗、去籽）→粉碎；

腌料（花椒、八角、小茴香、白芷、桂皮）放入水中熬煮30 min→關(guān)火冷卻至室溫；

魚肉→挑選、取肉→漂洗→放入裝有室溫料水的容器中→腌制120 min→取出魚肉自然晾干至表面無水分→剁成魚糜；

加熱植物油→炒香蠶豆醬→加入魚糜→炒熟后加入調(diào)味料（鹽、糖、辣椒粉、芝麻、谷氨酸鈉、食用香精）→裝罐→滅菌→成品。

1.3.2 操作要點

1.3.2.1 干辣椒預(yù)處理

挑選完整、顏色正常的干辣椒，用水沖洗，晾干后去掉辣椒的梗，在初步研磨后，用孔徑較大的篩網(wǎng)篩去辣椒籽，最后放入打粉機中打碎。

1.3.2.2 腌料預(yù)處理

將花椒、八角、丁香、白芷、桂皮用水沖洗掉灰塵，然后放入1 L水中煮開30 min，關(guān)火后去掉上述腌料，將水放置到室溫。

1.3.2.3 魚肉預(yù)處理

將市售的冷凍巴沙魚在室溫下解凍，去掉巴沙魚中殘留的骨頭和魚皮，將魚肉放入水中漂洗，取出后放在室溫的腌料水中，腌制120 min，然后放置在架子上晾干到表面無水分，用刀剁成魚糜。

1.3.2.4 空瓶處理

將蓋子和瓶分別清洗后消毒，晾干后放置在一旁備用。

1.3.2.5 炒制蠶豆醬

將油加熱到160 ℃，用測溫槍確認(rèn)后，放入蠶豆醬快速翻炒，直至炒出香味。

1.3.2.6 加入魚糜及調(diào)味

將蠶豆醬炒好后，快速放入魚糜，炒散，等待魚糜炒至金黃色，并聞到魚肉香味后，關(guān)火，依次放入鹽、糖、辣椒、芝麻、谷氨酸鈉并混合均勻。

1.3.2.7 灌裝、排氣

將做好的辣椒醬立即裝入之前清洗的玻璃瓶中，不要裝滿，裝到離瓶口約3 cm處，扣上蓋子，排氣10 min后擰緊瓶蓋。

1.3.2.8 殺菌

將排氣后的辣椒醬快速放置在夾層鍋中，用沸騰的水持續(xù)加熱20 min，然后使用分步降溫法冷卻。

1.4 單因素試驗

參照文獻[15-16]并稍作改動，由預(yù)試驗得到魚肉辣椒醬的基本配方：以魚糜100 g為基準(zhǔn)，植物油50%、辣椒粉15%、食鹽15%、蠶豆醬10%、綿白糖5%、花椒2%、八角2%、丁香2%、白芷2%、桂皮2%、谷氨酸鈉1%、食用香精1%、芝麻0.5%、5′-呈味核苷酸二鈉0.1%、腌制時間120 min。在基礎(chǔ)配方不變的情況下，選擇影響魚肉辣椒醬風(fēng)味最明顯的6個因素：食鹽添加量（1%、3%、5%、7%、9%）、綿白糖添加量（1%、3%、5%、7%、9%）、蠶豆醬添加量（6%、8%、10%、12%、14%）、辣椒粉添加量（10%、15%、20%、25%、30%）、腌制時間（60，90，120，150，180 min）、植物油添加量（40%、50%、60%、70%、80%）做單因素設(shè)計試驗，并進行色差和質(zhì)構(gòu)特性測定及感官評價。

1.5 Plackett-Burman（PB）試驗

將單因素試驗得出的3個評分較高的水平，取兩邊值，分別設(shè)定為1和－1，設(shè)計因素水平表進行Plackett-Burman試驗，評價指標(biāo)為感官評分，預(yù)試驗設(shè)定的6個因素和3個空白列：食鹽添加量（N1）、綿白糖添加量（N2）、空白1（N3）、蠶豆醬添加量（N4）、辣椒粉添加量（N5）、空白2（N6）、腌制時間（N7）、植物油添加量（N8）、空白3（N9）。

1.6 Box-Behnken Design（BBD）響應(yīng)面優(yōu)化試驗設(shè)計

在PB試驗中，得到影響魚肉辣椒醬最顯著的3個因素為食鹽添加量（A）、辣椒粉添加量（B）、植物油添加量（C），設(shè)計BBD響應(yīng)面優(yōu)化試驗因素水平，見表2。

在響應(yīng)面試驗中，首先進行主成分分析，將響應(yīng)面設(shè)計取得的質(zhì)構(gòu)特性（咀嚼性、黏性）、色差（L*、a*）和感官評分放入SPSS 26.0中進行降維。

綜合上述5個指標(biāo)，根據(jù)因子分析，選擇出合適的主成分[23]。將數(shù)據(jù)另存為變量，用來消除不同指標(biāo)之間數(shù)值相差過大和單位不同而造成的影響，得到的數(shù)據(jù)稱為標(biāo)準(zhǔn)化值。將所得的標(biāo)準(zhǔn)化值與因子分析得出的結(jié)果綜合計算，得出主成分F1。通過相對貢獻率對主成分進行線性加權(quán)，從而整合得出綜合評分，見公式（1）～（3）。

F1＝0.199M1+0.203M2＋0.202M3 +0.202M4＋0.203M5。 （1）

F=0.981F1。（2）

式中：F1是主成分1；F是綜合評分；M1是咀嚼性；M2是黏性；M3是亮度值；M4是紅度值；M5是感官評分。

接下來對F做出處理，使F統(tǒng)一為正數(shù)。規(guī)范化綜合評分（Y）公式如下：

Y＝（F－Fmin）/（Fmax－Fmin）。 （3）

式中：Fmin和Fmax分別為F中的最小值和最大值。

1.7 品質(zhì)檢驗

1.7.1 感官評分

參照文獻[17-18]并稍作改動，評分標(biāo)準(zhǔn)見表3。由10名專業(yè)人員對魚肉辣椒醬進行感官評分。

1.7.2 色差測定

將樣品置于特定容器內(nèi)，使用DS-700D色差儀測定樣品魚肉辣椒醬的顏色，以紅度值、亮度值作為評價魚肉辣椒醬的指標(biāo)。每組樣品變換角度測量5次，取平均值。

1.7.3 質(zhì)構(gòu)測定

參照楊芳等[19]的試驗方法測定魚肉辣椒醬的黏性和咀嚼性。每組樣品變換位置各測5次，取平均值。

1.7.4 理化指標(biāo)測定

魚肉辣椒醬中酸價的測定采用GB 5009.229－2016中的方法，氯化鈉含量的測定采用GB 5009.44－2016中的方法，亞硝酸鹽含量的測定采用GB 5009.33－2016中的方法。

1.7.5 微生物指標(biāo)的測定

致病菌：使用GB 29921－2021《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 預(yù)包裝食品中致病菌限量》中的規(guī)定進行測定。

大腸桿菌：使用GB 4789.3－2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗 大腸菌群計數(shù)》中的規(guī)定進行測定。

1.8 數(shù)據(jù)處理

單因素作圖使用GraphPad Prism 8.0，主成分分析使用SPSS 26.0處理，Plackett-Burman設(shè)計和響應(yīng)面優(yōu)化試驗使用Design-Expert 11。

2 結(jié)果和分析

2.1 單因素試驗結(jié)果分析

2.1.1 食鹽添加量對魚肉辣椒醬品質(zhì)的影響

由圖1可知，食鹽添加量小于3%時，魚肉辣椒醬的紅度較低，色澤暗淡，辣味濃郁，魚的腥味突出，風(fēng)味不足，感官評分低。食鹽添加量在3%～7%時，魚肉辣椒醬的紅度較高，亮度好，有特有的鮮辣味，適量的食鹽提高了辣椒醬的鮮味，增加了魚肉的咀嚼性和黏性，感官評分較高。當(dāng)食鹽添加達到5%時，魚肉辣椒醬的紅度高，亮度充足，鮮辣味最佳，此時鮮味和辣味相互協(xié)調(diào)作用，口感更好，感官評分最高。食鹽添加量超過7%時，咸味突出，食用感受不佳，感官評分較低。

2.1.2 綿白糖添加量對魚肉辣椒醬品質(zhì)的影響

由圖2可知，綿白糖添加量低于3%時，魚肉辣椒醬的紅度較高，亮度過高，口感單一，鮮辣味不足，感官評分較低。綿白糖添加量在3%～7%時，魚肉辣椒醬的紅度較高，亮度好，有特有的鮮辣味。綿白糖添加量在5%時，魚肉辣椒醬的紅度和亮度適中，鮮辣味最佳，此時各種調(diào)味品相互協(xié)調(diào)，口感最好，感官評分最高。綿白糖添加量大于7%時，紅度較高，亮度不足，食用時明顯有甜味，可能是發(fā)生了美拉德反應(yīng)的緣故。

2.1.3 蠶豆醬添加量對魚肉辣椒醬品質(zhì)的影響

由圖3可知，蠶豆醬添加量低于8%時，魚肉辣椒醬的紅度和亮度不足，鮮味欠佳，這可能是由于蠶豆醬中含有的色素物質(zhì)影響了辣椒醬的顏色。蠶豆醬添加量在8%～12%時，魚肉辣椒醬的紅度和亮度都比較好，口感良好，既有蠶豆醬的醬香味，又有辣椒本身的辣味。蠶豆醬添加量在10%時，魚肉辣椒醬的亮度達到最佳，辣香十足，感官評分最高。蠶豆醬添加量高于12%時，蠶豆醬的紅度和亮度降低，此時蠶豆醬的濃味掩蓋了魚肉的鮮味。

2.1.4 辣椒粉添加量對魚肉辣椒醬品質(zhì)的影響

由圖4可知，辣椒粉添加量低于15%時，魚肉辣椒醬的紅度和亮度較低，辣味不足，巴沙魚本身特有的腥味突出，口感不適，感官評分比較低。辣椒粉添加量在15%～25%之間時，魚肉辣椒醬的色澤較好，辣度適中，口感較好。當(dāng)辣椒粉添加量在20%時，紅度和亮度最佳，口感最好，感官評分最高。辣椒粉添加量高于25%時，紅度和亮度均下降，辣味掩蓋了魚肉的風(fēng)味，感官評分低。

2.1.5 腌制時間對魚肉辣椒醬品質(zhì)的影響

由圖5可知，腌制時間小于90 min時，巴沙魚特有的魚腥味突出，炒制后魚肉去腥不完全，風(fēng)味較差。腌制時間在90～150 min之間時，腌制效果好，魚肉辣椒醬的紅度和亮度適中，風(fēng)味良好，合適的腌制時間使得魚肉含水量適宜，從而咀嚼性良好。腌制時間在120 min時，魚肉辣椒醬的感官評分達到最高。腌制時間超過150 min時，水溶性蛋白質(zhì)損失過多，口感嚴(yán)重下降，感官評分較低。

2.1.6 植物油添加量對魚肉辣椒醬品質(zhì)的影響

由圖6可知，植物油添加量低于50%時，魚肉在炒制時容易焦糊，魚肉辣椒醬的口感干澀，質(zhì)構(gòu)特性較差，風(fēng)味不佳。其原因可能是植物油過少，無法使魚肉中蛋白質(zhì)和水分充分乳化，導(dǎo)致在炒制中水分流失嚴(yán)重。植物油添加量在50%～70%時，魚肉辣椒醬中香氣撲鼻，魚肉口感好，味道佳。當(dāng)植物油添加量在60%時，魚肉中水分流失較少，咀嚼性和黏性最好，感官評分達到最高。當(dāng)植物油添加量高于70%時，魚肉辣椒醬油膩感重，口感較差。

2.2 PB試驗結(jié)果分析

由表4和表5可知，P=0.034 9＜0.05，模型顯著。食鹽添加量（N1）（P=0.014 3）、辣椒粉添加量（N5）（P=0.017 8）、植物油添加量（N8）（P=0.009 3）這3項的P值均小于0.05，表明N1、N5、N8顯著。其他因素：綿白糖添加量（N2）、空白1（N3）、蠶豆醬添加量（N4）、空白2（N6）、腌制時間（N7）、空白3（N9）的P值均大于0.05，不具有顯著性。因此，選擇食鹽添加量、辣椒粉添加量、植物油添加量作為響應(yīng)面試驗的因素。

2.3 響應(yīng)面試驗設(shè)計與分析

2.3.1 響應(yīng)面試驗結(jié)果

采用Design-Expert 11軟件進行BBD響應(yīng)面試驗設(shè)計，17次試驗對魚肉辣椒醬品質(zhì)測定的結(jié)果見表6。

2.3.2 主成分分析

采用SPSS 26.0軟件對表6中魚肉辣椒醬的質(zhì)構(gòu)特性、色差和感官評分進行主成分分析，結(jié)果見表7和表8。

由表7可知，主成分1的特征根大于1，且累計方差貢獻率為98.117%（>85%），說明可以從該主成分中了解原始數(shù)據(jù)的大部分信息。

用Design-Expert 11對表6和表9中數(shù)據(jù)進行多元回歸擬合并進行模型優(yōu)化，得到回歸方程：Y=0.92－0.088A+0.11B－0.091C－0.089AB－0.11AC+0.12BC－0.25A2-0.45B2-0.15C2。

由表10可知，模型的P＜0.000 1，表明模型顯著，失擬項的P=0.604 6>0.05，表明失擬項不顯著。證明模型擬合效果好，能夠很好地分析數(shù)據(jù)。由顯著性分析可知，該模型中A、B、C、AB、AC、BC、A2、B2、C2均表現(xiàn)為極顯著。根據(jù)F值大小可知，B辣椒粉添加量＞C植物油添加量＞A食鹽添加量。模型相關(guān)系數(shù)R2 =0.989 7，校正系數(shù)RAdj2=0.976 4，這兩者都十分接近于1，表明該模型能用于分析和預(yù)測魚肉辣椒醬的加工工藝。

2.3.4 響應(yīng)面分析

由圖7中a和c可知，B（辣椒粉添加量）和C（植物油添加量）的變化曲面均比A（食鹽添加量）的變化曲面陡峭；由圖7中e可知，B（辣椒粉添加量）比A（食鹽添加量）的變化曲面陡峭，因此得出3個因素的影響程度大小排序為B辣椒粉添加量＞C植物油添加量＞A食鹽添加量，與表10中方差分析結(jié)果一致。圖7中b，d和f的等高線均呈明顯的橢圓形，且橢圓的長半軸均變長，說明它們之間的交互作用極顯著[20]，這與表10中方差分析結(jié)果完全吻合。

2.4 理化指標(biāo)測定結(jié)果

由表11可知，對最優(yōu)結(jié)果的5個樣品進行酸價、氯化鈉、亞硝酸鹽的測定，根據(jù)GB/T 20293－2006，測定結(jié)果均符合國標(biāo)要求。

2.5 微生物指標(biāo)測定結(jié)果

由表12可知，該魚肉辣椒醬符合GB 29921－2021《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 預(yù)包裝食品中致病菌限量》的規(guī)定，是合格產(chǎn)品。

2.6 驗證試驗

使用Design-Expert 11軟件，得到規(guī)范化綜合評分最高的組合為食鹽添加量4.7%、辣椒粉添加量20.548%、植物油添加量57.942%，在此組合下，魚肉辣椒醬的規(guī)范化綜合評分是0.939分。根據(jù)實際情況進行修正，得出最終組合為食鹽添加量5%、辣椒粉添加量20%、植物油添加量60%，改良后的魚肉辣椒醬的規(guī)范化綜合評分為0.910分，這和預(yù)測值非常接近，表明通過響應(yīng)面法對魚肉辣椒醬配方工藝優(yōu)化的評價方法準(zhǔn)確可行。

3 結(jié)論

本研究通過單因素試驗、Plackett-Burman設(shè)計以及響應(yīng)面優(yōu)化試驗，對魚肉辣椒醬的質(zhì)構(gòu)特性、色差和感官評分依次進行了品質(zhì)檢測，得出對魚肉辣椒醬的綜合評分影響較大的3個因素依次為辣椒粉添加量＞植物油添加量＞食鹽添加量；并通過主成分分析，綜合上述指標(biāo)，以規(guī)范化綜合評分作為響應(yīng)值，然后進行響應(yīng)面試驗，得到回歸方程：Y=0.92－0.088A+0.11B－0.091C－0.089AB－0.11AC+0.12BC－0.25A2－0.45B2－0.15C2。

綜合上述及實際情況，魚肉辣椒醬的最佳工藝配方為：以魚糜100 g為基準(zhǔn)，植物油50%、辣椒粉15%、食鹽15%、蠶豆醬10%、綿白糖5%、花椒2%、八角2%、丁香2%、白芷2%、桂皮2%、谷氨酸鈉1%、食用香精1%、芝麻0.5%、5′-呈味核苷酸二鈉0.1%、腌制時間120 min。在此工藝下制作的魚肉辣椒醬符合國家標(biāo)準(zhǔn)，香辣味美，營養(yǎng)健康。

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