基于響應(yīng)面法優(yōu)化松茸牛肉醬配方

基于響應(yīng)面法優(yōu)化松茸牛肉醬配方

松山，又名松柏樹，屬于擔(dān)子菌門和甲殼動物門。1材料和方法1.1材料和設(shè)備1.1.1產(chǎn)品有限公司也公司新鮮松茸殘次菇、邊角料（四川品高農(nóng)產(chǎn)品有限公司）；牛肉、葵花籽油、食用鹽、白砂糖、秘制香料粉、雞精、辣椒粉、醬油、姜、蒜等（均為食品級市售）。1.1.2電子天平電子C21-RT2155型多功能電磁爐（廣東美的生活電器制造有限公司）；ESJ120-4B型電子天平（沈陽龍騰電子有限公司）；LS-100HD型高壓蒸汽滅菌鍋（江陰濱江醫(yī)療設(shè)備有限公司）。1.2方法1.2.1工藝1.2.2牛肉丁的制備1)松茸挑選。挑選脆白色、無腐爛、無病蟲害的松茸邊角料或殘次菇。2)整理清洗。檢查原料中是否摻雜木屑、鐵質(zhì)等，用瓷刀去除表面雜質(zhì)（避免水洗，以防止松茸香氣減弱）。3)醬制。熱鍋放入葵花籽油，待油五成熱時放入松茸絲，小火熬制，直到松茸菌香開始溢出。4)牛肉切丁，小火炒香。姜4g、蒜3g，切末，鍋中少許葵花籽油，五成熱時放入姜蒜，炒至出味，加入牛肉丁，繼續(xù)翻炒，至肉味溢出，肉色由紅轉(zhuǎn)白，備用。5)加入秘制香料粉熟制。炒好的牛肉丁連帶油脂、秘制香料粉、辣椒粉混合放入醬制鍋內(nèi)，微火熬制，至香味撲鼻、油色變紅，加入鹽，雞精，白砂糖、醬油。6)秘制香料粉。選擇上好四川青花椒、丁香、山楂各2.5g，小茴香15g，孜然10g，八角、桂皮、白芷、草果、圓香果、白豆蔻、甘草、香草各5g，良姜、陳皮各3g，原料小火炒香后粉碎，過孔徑0.180mm篩。7)裝罐、排氣。成品趁熱封裝于洗凈、消毒后的玻璃瓶內(nèi)，抽真空后旋緊瓶蓋。8)滅菌。121℃下，滅菌15min，并選擇分段冷卻至常溫得到成品1.2.3松茸肉醬的感官評價松茸牛肉醬開啟后由10人組的感官評價小組（5男5女），按照表1中的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行感官評價。1.2.4松茸牛肉醬的配方優(yōu)化根據(jù)文獻(xiàn)和預(yù)試驗，得出松茸牛肉醬的初始配方為松茸150g、鹽、醬油、蒜各3g、姜4g，醬制時間8min，在此基礎(chǔ)上，以感官評分為指標(biāo)進(jìn)行試驗的單因素設(shè)計，考察秘制香料使用量（6,8,10,12和14g）、葵花籽油使用量（30,40,50,60和70g）、白砂糖使用量（1,2,3,4和5g）、牛肉使用量（30,40,50,60和70g）、辣椒粉使用量（3,4,5,6和7g）、雞精使用量（0,0.5,1.0,1.5和2.0g），熟制時間（5,8,11,14和17min）對松茸牛肉醬的影響。1.2.5plackett-burman試驗設(shè)計試驗采用Minitab18.0進(jìn)行Plackett-Burman試驗設(shè)計，在單因素試驗前提下對因素進(jìn)行篩選，篩選出對結(jié)果影響較顯著的因素1.2.6boxbehnken試驗設(shè)計以Plackett-Burman試驗結(jié)果為基礎(chǔ)，運(yùn)用BoxBehnken試驗設(shè)計評價顯著因素與感官評分之間非線性關(guān)系，并對配方進(jìn)行優(yōu)化2結(jié)果與分析2.1單因素試驗的結(jié)果和分析2.1.1料香氣過濃對松茸牛肉肉的風(fēng)味影響由圖1可知，秘制香料粉使用量10g時，口感最佳，香氣適宜。繼續(xù)增加使用量，香料香氣過濃，并遮掩松茸和牛肉的風(fēng)味，造成風(fēng)味失衡。因此，選擇8～12g進(jìn)行試驗。由圖2可以看出，葵花籽油使用量過高時，會造成產(chǎn)品口感油膩，評分下降，使用量50g時，各風(fēng)味間相互協(xié)調(diào)，無油膩感，因此，選擇使用量40～60g繼續(xù)試驗。2.1.3．5繼續(xù)試驗由圖3可知，白砂糖使用量3g時，松茸牛肉醬口感最佳，評分最高。超過該值后，產(chǎn)品口感略帶甜味，對增鮮效果起負(fù)面作用，感官評分明顯下降。因此，選擇2～4g繼續(xù)試驗。由圖4可知，隨著牛肉使用量的增加，松茸牛肉醬的感官評分呈先增大后減小趨勢，在使用量60g時，感官評分達(dá)最高。故選擇50～70g繼續(xù)試驗。由圖5可知，辣椒粉使用量6g時，成品風(fēng)味、顏色最佳，評分最高。使用量過低時，辣味不明顯，顏色欠佳；過高時，辣味掩蓋其他風(fēng)味，造成失衡，顏色變暗。因此，選擇5～7g繼續(xù)試驗。2.1.6最佳口感，提鮮率由圖6可知，雞精使用量1.5g時，口感最佳，提鮮效果最佳。低于該值時提鮮效果不明顯，高于該值時會導(dǎo)致口感偏咸。因此，選擇1～2g繼續(xù)試驗。2.1.7產(chǎn)品口感老化由圖7可知，隨著熟制時間增加，松茸牛肉醬評分呈先上升后下降趨勢，時間14min時達(dá)到最高，高于該時間時，產(chǎn)品口感老化。因此，選擇11～17min繼續(xù)試驗。2.2plackett-burman試驗結(jié)果分析在單因素試驗基礎(chǔ)上，設(shè)計因素水平表，秘制香料使用量（A）、葵花籽油使用量（B）、白砂糖使用量（C）、牛肉使用量（D）、干辣椒粉使用量（E）、雞精使用量（F）、熟制時間（G），如表2所示。根據(jù)Minitab18.0設(shè)計的方案進(jìn)行Plackett-Burman試驗，篩選對松茸牛肉醬有顯著影響的因素，試驗方案與結(jié)果見表3。對得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到圖8所示的Pareto效應(yīng)圖、圖9所示的殘差圖。對所得數(shù)據(jù)進(jìn)回歸分析，得到各因素與松茸牛肉醬感官評分的一次回歸方程為感官評分=81.275-3.175A-0.742B-0.725C+0.075D+2.458E-0.758F-5.275G。由Pareto效應(yīng)圖（圖8）可知，7個因素中，對結(jié)果影響顯著的有3個，分別是A（秘制香料使用量）、E（干辣椒粉使用量）、G（熟制時間），對結(jié)果影響強(qiáng)度順序為熟制時間>秘制香料使用量>干辣椒粉使用量。由殘差圖（圖9）可知，試驗數(shù)據(jù)無規(guī)律的分布于線條兩側(cè)，說明試驗數(shù)據(jù)、方差擬合度均較好。因此，篩選出3個因素進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗2.3響應(yīng)面分析結(jié)果依據(jù)Plackett-Burman試驗結(jié)果，以感官評分為響應(yīng)值（Y），選取熟制時間（A）、干辣椒粉使用量（B）、秘制香料使用量（C）為自變量進(jìn)行響應(yīng)面試驗，對松茸牛肉醬的配方進(jìn)行優(yōu)化，試驗設(shè)計見表4，試驗方案與結(jié)果見表5，回歸模型方差分析見表6，回歸模型可信度分析見表7。經(jīng)Design-Expert8.0.6統(tǒng)計軟件回歸擬合與方差分析，得到回歸方程為：Y=91.58+4.74A+2.58B-5.46C-1.43AB+1.55AC-2.23BC-11.27A由表6可知，模型F=175.17、p<0.0001，表明該模型的因變量與自變量線性關(guān)系明顯，模型極顯著，失擬項F=0.71、p=0.5968(>0.05），表明失擬項不顯著，所得方程與實際擬合中非正常誤差占比小，回歸方程關(guān)系良好。由表7可知，模型R經(jīng)軟件分析，對模型響應(yīng)面等高線圖及3D圖進(jìn)行分析，直觀反映出各因素交互作用對響應(yīng)值的影響，等高線呈現(xiàn)出明顯的橢圓，曲面坡度越大，交互作用就越顯著。由圖10可知，干辣椒粉和秘制香料粉使用量交互作用對松茸牛肉醬感官評分影響最顯著2.4松茸牛肉醬最佳加工配方的確定應(yīng)用所建立模型，在Design-Expert8.0.6軟件中進(jìn)行最優(yōu)處理，得到松茸牛肉醬最佳加工配方為：熟制時間16.38min、干辣椒粉7.62g、秘制香料粉7.30g，在此配方下松茸牛肉醬感官評分預(yù)測值為93.0856分。2.5配方的感官評價試驗結(jié)果試驗過程中，將最優(yōu)配方修訂為熟制時間16.4min、干辣椒粉7.6g、秘制香料粉7.30g，在此配方下進(jìn)行3次平行試驗，得到感官評分分別為92.6,93.5和91.1分，平均分為92.4分，與預(yù)測值相比，只有0.73%的偏差，符合統(tǒng)計學(xué)規(guī)律，說明優(yōu)化配方較為準(zhǔn)確。3配方設(shè)計及制作在單因素試驗基礎(chǔ)上，經(jīng)Plackett-Burman試驗篩選，由響應(yīng)曲面試驗優(yōu)化得出松茸牛肉醬最佳配方為松茸150g、鹽、醬油、蒜各3g、姜4g、干辣椒粉7.6