陈飞,刘琨毅,王琪,谢政泽,吴永祥,张蒙*

(1.黄山学院 生命与环境科学学院,安徽 黄山 245041;2.宜宾职业技术学院 五粮液技术与食品工程学院,四川 宜宾 644003;3.云南农业大学 食品科学技术学院,昆明 650201)

预制菜是近几年提出来的美食新概念,不仅缩短了人们在厨房的时间,而且配料配比科学,产品更卫生营养[1-2]。曲靖蒸饵丝是由筒子饵块切丝蒸煮,拌以秘制肉酱、绿豆芽、花生、蒜泥等佐料而制成的地道特色小吃,具有干香浓郁、香糯松软、风味无穷的特点,深受云南本地人的喜爱[3]。而佐料是曲靖蒸饵丝小吃的灵魂,其不仅赋予了曲靖蒸饵丝独特的口感、风味和诱人的香气,而且使曲靖蒸饵丝的营养齐全[3]。目前,国内食品厂及餐饮店主要以曲靖蒸饵丝独立包装销售,却很少拼配佐料以预制菜的形式予以配套推广销售,虽然工厂与餐饮店对其制作工艺进行了优化改良,增加了其种类,但产品存在风味、质量参差不齐等问题,这也导致了曲靖蒸饵丝产品市场推广难[4-6]。因此,亟需对曲靖蒸饵丝预制佐料配方进行优化,以获得风味稳定、感官品质优良的曲靖蒸饵丝产品,予以曲靖蒸饵丝预制菜的形式推广市场,以满足市场的需求。

模糊数学感官评价法是一种能减少主观因素带来的影响,获得客观、合理、科学的评价结果,而广泛用于食品感官评价的方法[7-9]。D-最优混料设计是针对复杂物料配比优化的试验设计,由于其试验结果的可靠性高,常常用于食品物料配比的优化研究[10-12]。因此,模糊数学感官评价结合D-最优混料设计常被用于工艺优化、物料配比等试验。基于此,本试验将两者结合用于优化曲靖蒸饵丝预制佐料配方的研究,并利用响应面优化佐料配比,采用电子鼻[13-14]分析曲靖蒸饵丝预制佐料配方优化前后挥发性风味成分的变化,以期为曲靖蒸饵丝预制菜产品获得稳定的风味、优良的感官品质提供可靠的数据参考,其研究结果拟运用于曲靖蒸饵丝预制菜的标准化、规模化生产。

1 材料与方法

1.1 试验材料

饵丝、猪腿肉、花生、香葱、生姜、蒜、花椒粒、草果、香叶、桂皮、八角:购于当地市场;酸腌菜:云南泰润食品有限公司;豆瓣酱:成都鑫星豆瓣酿造有限公司。

1.2 试验仪器

LQ-C5001型电子秤 昆山优科维特电子科技有限公司;SN2105型电磁炉 美的集团股份有限公司;PEN3型电子鼻 德国Airsense公司。

1.3 试验方法

1.3.1 曲靖蒸饵丝制作工艺流程

饵丝→蒸熟→撒上预制佐料(预制肉酱、预制酸腌菜、预制花生碎、预制韭菜与预制绿豆芽)→搅拌均匀→成品。

预制肉酱:将菜籽油烧至九成热,关火待油温冷至五成热后下入香葱葱头、生姜片、蒜片、花椒粒各5%,然后放入0.5%草果、0.2%香叶、0.3%桂皮、0.5%八角,微火炼制30 min后,捞出食材扔掉,得到制作肉酱的香料油;将猪腿肉清洗后剁成米粒大小的肉粒,利用香料油将肉粒炒熟,并加入肉粒质量5%的豆瓣酱与1%的酱油、盐、鸡精。

预制酸腌菜:将成品的酸腌菜切成1 cm的小段。

预制花生碎:将菜籽油烧至五六成热后放入花生仁,小火炸至颜色变深,捞出冷却去皮后用刀背压碎。

预制韭菜:将韭菜焯熟后切成2 cm的小段。

预制绿豆芽:将绿豆芽焯熟后切成2 cm的小段。

将饵丝蒸熟后盛入盘中,按后续试验设计撒上不同比例的预制肉酱、预制酸腌菜、预制花生碎、预制韭菜与预制绿豆芽,拌和均匀即为成品。

1.3.2 曲靖蒸饵丝预制佐料配比的D-最优混料设计试验

前期预试验得出曲靖蒸饵丝感官特征较优的预制佐料配比:在蒸熟的饵丝中加入饵丝质量的30%预制肉酱、25%预制酸腌菜、15%预制花生碎、8%预制韭菜和22%预制绿豆芽,各因素的质量分数总和为100%。因此在前期的基础上,选取各预制佐料数值范围,见表1。

表1 预制佐料设计因素及数值范围Table 1 Design factors and value ranges of prepared seasonings

1.3.3 曲靖蒸饵丝的感官评价方法

试验邀请10名专业人员,根据传统小吃的感官评价方法[15],具体感官评价标准见图1,满分100分。

图1 曲靖蒸饵丝感官评价标准Fig.1 Sensory evaluation criteria of Qujing steamed cake threads

1.4 模糊数学感官评价模型的建立[16]

1.4.1 感官评价等级集V的确定

设感官评价等级集V=(V1,V2,V3,V4)。

式中:V1(优)、V2(良)、V3(中)、V4(差)对应分数分别为100,75,50,25。

1.4.2 感官评价权重集X的确定

设感官评价权重集X=(X1,X2,X3,X4)。

式中:X1(外观)、X2(香气)、X3(滋味)、X4(典型性)对应分数分别为0.16,0.28,0.36,0.20。

1.4.3 模糊评定矩阵的建立

邀请10名感官评价员对曲靖蒸饵丝按感官评价标准进行评价,收集各因素的评分,并将评分数据进行统计和处理得到曲靖蒸饵丝的感官评价模糊关系矩阵R;然后根据下式变换原理得到感官评分Y[17]。

Y=XRVT。

1.5 电子鼻测定挥发性风味成分

称取待测样品各3.0 g于250 mL锥形瓶中,迅速盖上保鲜膜密封,静置45 min后检测,每个样品重复3次,按照李泽林等[18]测定菌骨调味基料中挥发性化合物的方法测定。

1.6 数据处理

D-最优混料设计优化采用Design Expert 12.0进行,利用电子鼻自带的WinMuster软件进行主成分分析(principal component analysis,PCA)和线性判别分析(linear discriminant analysis,LDA)[19]。

2 结果与分析

2.1 曲靖蒸饵丝预制佐料配方优化前的模糊数学感官评价

10名感官评价员分别对曲靖蒸饵丝预制佐料配方优化前的外观、香气、滋味和典型性4个考察指标进行了感官评价,结果(各等级评定人数)见表2。

表2 曲靖蒸饵丝预制佐料配方优化前的感官评价结果Table 2 Sensory evaluation results before optimization of formula of prepared seasonings of Qujing steamed cake threads

由表2可知,曲靖蒸饵丝的外观等级7位专家评定为优,2位评定为良,1位评定为中,所以R外观=(0.7,0.2,0.1,0),故同理得到R香气=(0.8,0.1,0,0.1),R滋味=(0.6,0.2,0.1,0.1),R典型性=(0.7,0.1,0.2,0)。按照模糊评价矩阵的原则将获得的指标进行数据转化,可得如下矩阵:

根据模糊数学变换原理Y=XRVT,感官评价结果为:

Y=XRVT=(0.16,0.28,0.36,0.20)×

以该方法对响应面的25个试验组合组进行模糊数学感官评价,结果见表3。

表3 曲靖蒸饵丝预制佐料配方优化试验设计及结果Table 3 Experimental design and results of optimizaiton of formula of prepared seasonings of Qujing steamed cake threads

2.2 不同预制佐料配比对曲靖蒸饵丝感官评分影响的响应面试验

以曲靖蒸饵丝的感官评分为响应值,根据D-最优混料设计原理设计响应面试验,考察预制佐料中预制肉酱(A)、预制酸腌菜(B)、预制花生碎(C)、预制韭菜(D)和预制绿豆芽(E)5个因素对曲靖蒸饵丝感官评分(Y)的影响,试验结果见表3。

对试验数据进行分析和拟合,得到曲靖蒸饵丝感官评分(Y)的回归方程:Y=118.34A+103.86B+103.82C-344.70D+106.07E-88.52AB-140.58AC+606.65AD-77.90AE-63.56BC+394.53BD-60.14BE+522.31CD+6.33CE+552.78DE。

将感官评分进行方差分析(见表4)得出,回归方程的模型对感官评分的影响达到了极显著水平(P<0.01),失拟项不显著(P>0.05),确定系数R2=0.903 1,结果表明该模型能用于预制佐料配比优化[20]。其中,交互项AB、AC、AD、BD、CD对曲靖蒸饵丝感官评分的影响显著(P<0.05),交互项DE对曲靖蒸饵丝感官评分的影响达到了极显著水平(P<0.01)。

表4 感官评分回归模型的方差分析Table 4 Analysis of variance of sensory scoring regression model

2.3 预制佐料配比优化及验证

通过对响应面试验结果进行分析,选取感官评分最大值时各预制佐料的配比,并设置合适的各预制佐料配比数值范围,见表5。

表5 各预制佐料的取值范围Table 5 Value range of each prepared seasoning

由方差分析[21]可知,预制韭菜(D)和预制绿豆芽(E)的P值最小,表明这两个因素对曲靖蒸饵丝感官评分的影响最显著(P<0.01),即这两个因素为最重要因素。由此,绘制有这两个因素存在时各预制佐料对曲靖蒸饵丝感官评分影响的3D响应图(见图2)。

图2 各预制佐料的3D图Fig.2 3D diagrams of each prepared seasoning

由图2与软件分析得出最优预制佐料配方为34.074%预制肉酱、16.293%预制酸腌菜、18.707%预制花生碎、9.163%预制韭菜和21.763%预制绿豆芽,此时曲靖蒸饵丝感官评分可获得最高的理论值94.987 9分。为便于实际操作,将预制佐料配方调整为34.1%预制肉酱、16.3%预制酸腌菜、18.7%预制花生碎、9.1%预制韭菜和21.8%预制绿豆芽进行验证试验,结果表明曲靖蒸饵丝的感官评分为94.2分,与理论值的相对误差为0.8%。以上结果表明,采用D-最优混料响应曲面设计优化曲靖蒸饵丝各预制佐料配方是可行的。此时,曲靖蒸饵丝的感官特征为色泽悦目协调,佐料香与饵丝香浓郁协调,入口细腻,有层次感。

2.4 曲靖蒸饵丝预制佐料配方优化前后和各佐料挥发性风味成分的电子鼻香气测定结果

曲靖蒸饵丝预制佐料配方优化前后及各预制佐料挥发性风味成分的电子鼻响应值的PCA和LDA分别见图3和图4。

图3 预制佐料配方优化前后的曲靖蒸饵丝及各预制佐料电子鼻响应值的PCAFig.3 PCA of Qujing steamed cake threads before and after optimization of the formula of prepared seasonings and electronic nose response value of each prepared seasoning

图4 预制佐料配方优化前后的曲靖蒸饵丝及各预制佐料电子鼻响应值的LDAFig.4 LDA of Qujing steamed cake threads before and after optimization of the formula of prepared seasonings and electronic nose response value of each prepared seasoning

由图3可知,PC1的贡献率为93.16%,PC2的贡献率为2.43%,两者累计贡献率为95.59%;各类测试样品(预制佐料配方优化前的曲靖蒸饵丝、预制佐料配方优化后的曲靖蒸饵丝、预制肉酱、预制酸腌菜、预制花生碎、预制韭菜和预制绿豆芽)之间互不重叠,且重复样品之间未出现较大分离。因PC1和PC2的贡献率越大,越能反映供试样品的主要特征[18],故利用电子鼻检测曲靖蒸饵丝预制佐料配方优化前后及各佐料挥发性风味成分是可行的,并且能很好地反映样品的整体信息。由图4可知,PC1的贡献率为96.05%,PC2的贡献率为1.86%,两者累计贡献率为97.91%,各类测试样品均无重叠,重复样品未明显分离,说明LDA也能对各类测试样品的挥发性风味成分进行较好的区分。

曲靖蒸饵丝预制佐料配方优化前后及各预制佐料挥发性风味成分的电子鼻响应值见图5。

图5 电子鼻传感器对预制佐料配方优化前后的曲靖蒸饵丝及各预制佐料的响应值Fig.5 Response values of the electronic nose sensors to Qujing steamed cake threads before and after optimization of the formula of prepared seasonings and each prepared seasoning

由图5可知,曲靖蒸饵丝在预制佐料配方优化前后,其电子鼻传感器W1C(芳香化合物)、W1W(硫化物)、W2S(醇类和醛酮类化合物)和W2W(硫化物和芳香化合物)的响应值均较高(>2),说明曲靖蒸饵丝挥发性风味成分主要为芳香化合物、含硫化合物、醇类和醛酮类化合物。曲靖蒸饵丝预制佐料配方经过优化后,芳香化合物和含硫化合物含量(W1C和W2W)较优化前显著升高(P<0.05)。此外,预制肉酱的电子鼻传感器W1C、W1W、W2S和W2W的响应值也大于2,在预制佐料配方优化后的曲靖蒸饵丝中预制肉酱的占比最高,说明预制肉酱能显著影响曲靖蒸饵丝挥发性风味成分的组成。

3 结论

经过模糊数学评价法和D-最优混料响应曲面设计试验,确定了色泽悦目协调、佐料香与饵丝香浓郁协调、入口细腻有层次感、风格优雅的曲靖蒸饵丝(感官评分为94.2分)的预制佐料配方为34.1%预制肉酱、16.3%预制酸腌菜、18.7%预制花生碎、9.1%预制韭菜和21.8%预制绿豆芽。同时,曲靖蒸饵丝预制佐料配方经过优化后,芳香化合物和含硫化合物含量显著升高(P<0.05)。试验结果可为曲靖蒸饵丝预制产品的标准化、工业化生产提供一定的参数借鉴。