响应面法优化松茸豆腐乳加工工艺

2020-01-13凌云坤蒋方国刘达玉张雨菡

成都大学学报（自然科学版） 2019年4期

凌云坤，蒋方国，耿放，刘达玉，张雨菡，徐斌，李翔

(1.成都大学药学与生物工程学院，四川成都 610106； 2.四川品高农产品有限公司，四川成都 610203)

0 引言

松茸，是一种外生菌根食用菌，素有“菌中之王”的美誉.研究发现，松茸的活性营养成分占比较高，营养配比均衡，其每百克营养含量在菌类中排名靠前[1-2].豆腐乳是我国传统的发酵豆制品.豆腐在发酵制成豆腐乳的过程中，不仅分解了大豆中的抗营养因子，使各成分生物利用度达到最大，而且还产生了许多豆腐中原本不具备的营养物质，对人体健康起到极为有益的作用[3-4].本研究通过将二者结合来制作松茸豆腐乳产品，一是增添豆腐乳的独特风味，二是提高松茸的利用价值，拟为松茸的开发利用提供相关参考.

1 材料与方法

1.1 材料

实验所用材料包括：选用长度在7～9 cm，菌帽比菌柄大，但未破膜的新鲜二级松茸，由四川品高农产品有限公司提供；豆腐、植物油、盐、白砂糖、香辛料、毛霉菌粉，为市售食品级制品.

1.2 仪器

1.3 方法

1.3.1 松茸豆腐乳加工工艺

松茸豆腐乳加工的工艺流程如图1所示.

图1松茸豆腐乳加工工艺示意图

1.3.2 操作工艺要点

松茸豆腐乳的操作工艺要点为：

1)松茸选择.选择新鲜、无病害的松茸，洗净.

2)预煮、冷却.将松茸于12%盐水中沸腾3 min，捞出后迅速放入冰水中冷却.

3)盐渍.将冷却后的松茸浸没于煮沸后浓度为26%的食盐水中.

4)切片、脱盐.将盐渍好的松茸切成3～5 mm的薄片，清水脱盐，将盐含量降至6%左右.

5)干制、拌和.将脱盐松茸片，烘干至含水量为55%，与辣椒粉、植物油混合，备用.

6)豆腐选择、划块.选择含水量70%左右的卤水老豆腐，洗净后切成2 cm×2 cm×2 cm的方块.

7)接种、发酵.将毛霉菌粉兑水稀释20倍，喷洒在豆腐块上，均匀放置于恒温箱中，发酵3 d[5].

8)腌胚.将发酵好的豆腐块先进行搓毛，再脱水腌胚.

9)装瓶、灌油.将豆腐乳胚在45°的黄酒中浸泡一下，放入辣椒粉、盐以及香辛料的混合调味粉中，反复翻滚，一层豆腐乳一层松茸,每瓶3层，每层2片松茸，装入经灭菌的玻璃瓶中.豆腐乳固形物含量不低于150 g，松茸重量25～33 g，控制每瓶成品中豆腐乳与松茸质量比在5.5∶1左右.松茸豆腐乳胚下沉以后，再加入预热后冷却的植物油，以没过松茸豆腐乳为宜.

10)后熟.将装瓶封盖后的松茸豆腐乳，放入恒温培养箱进行后熟发酵.

1.3.3 松茸豆腐乳感官评价测定

成品松茸豆腐乳开封后由10人组的感官评价小组，按照表1中的标准进行感官评价.

表1 感官评价标准

1.3.4 单因素实验

在预实验基础上，本研究以感官评分为指标进行单因素设计，分析发酵温度(16、19、22、25、28 ℃)、发酵时间(36、48、60、72、84 h)、食用盐添加量(6%、8%、10%、12%、14%，以松茸豆腐乳胚重量计)、黄酒添加量(5%、9%、13%、17%、21%，以松茸豆腐乳胚重量计)以及香辛调味料配方(配方1，辣椒粉，配方2，辣椒粉、花椒粉、八角茴香，配方3，辣椒粉、花椒粉、八角茴香、胡椒、姜，配方4，辣椒粉、白砂糖、八角茴香，配方5，辣椒粉、白砂糖、八角茴香、胡椒、姜)对松茸豆腐乳感官评分的影响.

1.3.5 响应面实验设计

以单因素实验结果为基础，运用Box-Behnken实验设计来评价发酵温度(A)、发酵时间(B)、黄酒添加量(C)与感官评分之间的非线性关系，实验设计见表2.

表2 Box-Behnken实验设计因素与水平表

2 结果与分析

2.1 单因素实验

在单因素实验中，基于发酵时间60 h，食盐添加量10%，黄酒添加量12%，配方3的香辛调味粉，当发酵温度不同时，对松茸豆腐乳感官评分的影响如图2(a)所示;基于发酵温度25 ℃，食盐添加量10%，黄酒添加量12%，配方3的香辛调味粉，当发酵时间不同时，对松茸豆腐乳感官评分的影响如图2(b)所示；基于发酵温度25 ℃，发酵时间60 h，黄酒添加量12%，配方3的香辛调味粉，当食盐添加量不同时，对松茸豆腐乳感官评分的影响如图2(c)所示；基于发酵温度25℃，发酵时间60 h，食盐添加量10%，配方3的香辛调味粉，当黄酒添加量不同时，对松茸豆腐乳感官评分的影响如图2(d)所示；基于发酵温度25 ℃，发酵时间60 h，食盐添加量10%，黄酒添加量12%，当香辛调味粉配方不同时，对松茸豆腐乳感官评分的影响如图2(e)所示.

由图2可知，当发酵温度为25 ℃，发酵时间60 h，食盐添加量10%，黄酒添加量12%，香辛料配方为配方3时，松茸豆腐乳的感官评分达最高，其质地、色泽、香味、滋味和组织形态最好.

2.2 响应面法实验

2.2.1 响应面实验设计与结果

依据单因素实验结果，以感官评分为响应值(Y)，选取发酵温度(A)、发酵时间(B)、黄酒添加量(C)为自变量进行响应面实验，对松茸豆腐乳的配方进行优化，实验方案与结果见表3.

2.2.2 响应面回归模型方差分析

采用Design Expert 8.0.6统计软件对表3的数据进行回归拟合与方差分析，得到的回归方程为，

Y=-894.75+54.39A+6.86B+14.12C+0.046AB-0.11AC-0.046BC-1.08A2-0.065B2-0.31C2

图2 单因素对松茸豆腐乳感官评分的影响

回归方程方差分析见表4，可信度分析见表5.

表4 回归模型方差分析表

注：*差异显著(P<0.05)；**差异高度显著(P<0.01)；***差异极显著(P<0.001).

表5 回归模型可信度分析

由表4可知，该模型差异性极显著(P<0.001)，失拟项F值2.13和相关性P值0.239(P>0.05)，表明其差异性不显著，方程与实际拟合中非正常误差所占比例小，回归方程拟合良好.A、B、A2、B2、C2项差异极显著(P<0.001),C项差异高度显著(P<0.01),AB、BC项差异显著(P<0.05).由回归方程及各因素F值可知，对松茸豆腐乳感官评分的影响大小为B>A>C.由表5可知，该模型的R2为0.9922，AdjR2为0.9821，说明该模型只有1.79%的变异，实验误差小，且性噪比为31.323，大于临界值4，表明该模型可行度高.故，本回归模型能够表明各个因素之间的关系，可以用来预测松茸豆腐乳的感官评分.

因素间相互作用对感官评分的具体影响如图3所示.

由表4可知，各因素中，AB、BC的交互作用对松茸豆腐乳感官评分有显著影响.由于响应面曲面图可以直观地反映出各因素对响应值的交互作用，曲面的坡度越大，因素间作用就越显著.对图3中3个曲面图的观察也可以得出与上述相同结论.

2.2.3 模型优化

依据响应面实验结果，经过Design Expert 8.0.6软件优化得到的松茸豆腐乳的最佳加工条件为：发酵温度25.54 ℃，发酵时间56.44 h，黄酒添加量14.11%.在此配方下的松茸豆腐乳感官评分预测值为92.9398.