祝倫偉，劉波，朱文慧，步營(yíng)*，李學(xué)鵬，張秀清，劉賀*，于志國(guó)

(1.渤海大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧省高校重大科技平臺(tái)“食品貯藏加工及質(zhì)量安全控制 工程技術(shù)研究中心”， 遼寧省高等學(xué)校生鮮食品產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院，遼寧 錦州 121013； 2.山東天博食品配料有限公司，山東 濟(jì)寧 272010；3.丹東泰豐 食品有限公司，遼寧 丹東 118300)

1 概述

我國(guó)貝類資源十分豐富，2017年的海水養(yǎng)殖貝類總量達(dá)到143.7萬噸，其中蛤類養(yǎng)殖產(chǎn)量為41.8萬噸，產(chǎn)量位居第二[1]?；ǜ?Ruditapesvariegata)便是一種重要的蛤類，其又被稱為雜色蛤、菲律賓蛤仔、蜆子等。具有高蛋白、低脂肪的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)[2]，除此之外，花蛤制品具有降血糖、抑制ACE活性和清除自由基等功能特性[3-5]。糟辣椒是云南、貴州地區(qū)一種傳統(tǒng)的乳酸發(fā)酵制品，挑選新鮮紅線椒為原料，并加入適量的生姜和大蒜，將其混合剁碎，裝入密封的壇中，然后在低鹽的條件下，利用微環(huán)境中的乳酸菌進(jìn)行發(fā)酵制作而成[6]。糟辣椒酸辣可口，具有發(fā)汗除濕、開胃的效果，并且富含有益人體健康的辣椒素[7]。

目前，花蛤多以冷凍、干制和鮮銷為主，由于運(yùn)輸條件和地域等諸多因素的限制，使得花蛤的消費(fèi)群體和范圍受限。將其加工為休閑類的即食食品能有效解決以上難題，目前關(guān)于花蛤加工產(chǎn)品有通過酶解制備花蛤露[8]、即食肉糜[9]，加工種類單一。研究發(fā)現(xiàn)，海鮮醬類制品頗受消費(fèi)者喜愛，并且加工技術(shù)成熟。目前關(guān)于海鮮醬制品的研究有扇貝香辣醬、鮑魚內(nèi)臟鮮味醬、蝦仁干貝復(fù)合拌飯醬以及香辣蝦醬[10-13]，關(guān)于花蛤醬制品的研究還相對(duì)較少。

感官評(píng)價(jià)在食品研發(fā)中有著舉足輕重的地位，但是感官評(píng)價(jià)易受環(huán)境和自身?xiàng)l件的影響，因此本試驗(yàn)采用電子鼻技術(shù)對(duì)風(fēng)味進(jìn)行差異性分析，對(duì)感官評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行輔助驗(yàn)證。PEN3型便攜式電子鼻傳感器是一種新穎的分析、識(shí)別和檢測(cè)手段[14]。根據(jù)對(duì)不同樣品的氣味信息進(jìn)行簡(jiǎn)單的比對(duì)分析，通過采集標(biāo)樣信息建立數(shù)據(jù)庫，再利用化學(xué)計(jì)量學(xué)的統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)未知樣品進(jìn)行定性和定量分析，所得結(jié)果具有較高的可信度和重復(fù)性[15]。

本文以花蛤、糟辣椒等為主要原料，以感官評(píng)價(jià)為指標(biāo)，使用電子鼻輔助分析，研制開發(fā)了口感和風(fēng)味獨(dú)特的酸辣花蛤醬，以期為花蛤醬工業(yè)化生產(chǎn)提供一定的理論依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 材料與試劑

花蛤：遼寧丹東泰豐食品有限公司提供；杏鮑菇、菜籽油、大蒜、生抽醬油、料酒、白砂糖、味精、白芝麻、食鹽：錦州萬維超市；糟辣椒：貴州遵義；平板計(jì)數(shù)瓊脂培養(yǎng)基：青島海博生物有限公司。

2.2 主要儀器

DL-1型萬用電爐 北京中興偉業(yè)儀器有限公司；高精度電子天平 深圳安普特電子科技有限公司；電磁爐 美的集團(tuán)；PEN3型電子鼻 德國(guó)Airsense公司；JHG-Q60-P100均質(zhì)機(jī) 上海融合機(jī)械設(shè)備有限公司；LRH-150型生化培養(yǎng)箱 上海一恒科技有限公司；SW-CJ-2FD型潔凈工作臺(tái) 蘇凈集團(tuán)蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司；LDZX-40SC型滅菌鍋 上海申安醫(yī)療器械廠。

2.3 方法

2.3.1 工藝流程

2.3.2 操作要點(diǎn)及注意事項(xiàng)

2.3.2.1 原料選擇

選擇新鮮的、肉質(zhì)堅(jiān)實(shí)飽滿、具有濃郁香氣和滋味的花蛤；選擇新鮮、無發(fā)霉軟爛、氣味清香的杏鮑菇；選擇酸度與辣度合適、色澤紅潤(rùn)、無腐敗變質(zhì)的糟辣椒；選擇個(gè)大飽滿、未發(fā)芽、無霉變的大蒜。

2.3.2.2 風(fēng)味調(diào)配

將菜籽油加熱至150 ℃ 左右，放入計(jì)量好的糟辣椒、生姜、大蒜后炒制約1 min，將溫度調(diào)至100 ℃左右后再加入計(jì)量好的花蛤、杏鮑菇炒制約8 min。加入稱量好的食鹽、味精、料酒、生抽醬油、白砂糖、白芝麻炒制約2 min，拌勻后出鍋。

2.3.2.3 裝罐

對(duì)空罐進(jìn)行沸水消毒15 min，罐清洗消毒后瀝干罐內(nèi)的水分。將制作好的酸辣花蛤醬裝入罐中并預(yù)留0.8 mm左右的頂隙，采用加熱排氣法減少罐內(nèi)的空氣，排氣時(shí)間約5 min，然后旋緊罐蓋。

2.3.2.4 滅菌冷卻

采用115 ℃/15 min的滅菌條件進(jìn)行滅菌處理，采用反壓冷卻法進(jìn)行罐頭的冷卻，操作過程中注意調(diào)節(jié)壓縮空氣的大小以維持鍋內(nèi)的反壓狀態(tài)。

2.3.3 感官檢驗(yàn)

根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)制作產(chǎn)品，由10名食品專業(yè)人員組成評(píng)審小組對(duì)產(chǎn)品的色澤、香氣、滋味和組織狀態(tài)進(jìn)行感官評(píng)定，總分100分，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 The sensory evaluation standard

2.3.4 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

酸辣花蛤醬的基礎(chǔ)配方：大蒜1.5%，生抽醬油4.5%，料酒4.5%，白砂糖0.4%，食鹽0.3%，味精0.5%，白芝麻0.4%。根據(jù)預(yù)試驗(yàn)結(jié)果，選擇花蛤添加量(18%、21%、24%)、杏鮑菇添加量(21%、25%、29%)、菜籽油添加量(14%、18%、22%)、糟辣椒添加量(4%、8%、12%)設(shè)計(jì)4因素3水平L9(34)的正交試驗(yàn)，因素水平表見表2。

表2 正交試驗(yàn)因素水平表Table 2 The factors and levels of orthogonal experiment %

2.3.5 電子鼻分析

將9組正交試驗(yàn)按照順序依次編號(hào)為1～9號(hào)，最佳配方組編號(hào)為10號(hào)，然后進(jìn)行電子鼻分析。電子鼻傳感器由10種金屬氧化物半導(dǎo)體型(metal oxide semiconductor，MOS)化學(xué)傳感元件組成，見表3。稱取5 g樣品于50 mL燒杯中，用保鮮膜封口，室溫下平衡30 min，檢測(cè)條件：取樣間隔1 s，清洗時(shí)間100 s，測(cè)定時(shí)間150 s，重復(fù)3次。

表3 PEN3型電子鼻標(biāo)準(zhǔn)傳感器陣列性能[16]Table 3 The performance of PEN3 electronic nose standard sensor array

2.3.6 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制定

參照GB 2762-2017《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》、GB 7098-2015《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 罐頭食品》、GB 10136-2015《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 動(dòng)物性水產(chǎn)制品》，同時(shí)通過保溫試驗(yàn)、感官評(píng)價(jià)和理化、微生物指標(biāo)的檢測(cè)，初步制定出產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 數(shù)據(jù)處理

電子鼻數(shù)據(jù)用自帶的Winmuster系統(tǒng)進(jìn)行載荷(loadings)分析以及主成分分析(principal component analysis，PCA)，響應(yīng)值雷達(dá)圖用Origin 8.5軟件繪制。

3 結(jié)果與分析

3.1 酸辣花蛤醬正交試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)預(yù)試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)花蛤、杏鮑菇、菜籽油、槽辣椒等物料的添加量對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)影響較大，因此選取花蛤、杏鮑菇、菜籽油、槽辣椒進(jìn)行正交試驗(yàn)。通過感官評(píng)價(jià)確定酸辣花蛤醬的最佳配方，各因素水平及試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果Table 4 The results of orthogonal experiment

由表4可知，影響酸辣花蛤醬品質(zhì)的因素主次為D>C>B>A，即糟辣椒添加量的高低對(duì)酸辣花蛤醬的品質(zhì)影響最大，其次是菜籽油含量、杏鮑菇含量，最后為花蛤含量，最優(yōu)組合為A2B2C2D1。由正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)所得出的最優(yōu)配方為花蛤21%、杏鮑菇25%、糟辣椒4%、菜籽油18%、大蒜1.5%、生抽醬油4.5%、料酒4.5%、白砂糖0.4%、食鹽0.3%、味精0.5%、白芝麻0.4%。

10位食品專業(yè)評(píng)價(jià)人員對(duì)最佳工藝條件制作的酸辣花蛤醬進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，評(píng)分平均之后的最終得分為96分。由表1可知，所得產(chǎn)品的感官評(píng)價(jià)結(jié)果為優(yōu)。

3.2 電子鼻分析結(jié)果

3.2.1 傳感器響應(yīng)值分析

為了解不同組別樣品的氣味差異，采用電子鼻對(duì)樣品的整體輪廓進(jìn)行描述。電子鼻的響應(yīng)值也稱作相對(duì)電阻值，即樣品氣味與純空氣電阻率的比值(G/G0或G0/G)[17]。酸辣花蛤醬的電子鼻響應(yīng)值雷達(dá)圖見圖1。

圖1 傳感器對(duì)不同酸辣花蛤醬芳香物的雷達(dá)圖Fig.1 Radar map of sensor for different aromatic substances in clam sauce

由圖1可知，電子鼻對(duì)酸辣花蛤醬的揮發(fā)性成分有明顯響應(yīng)，并且每一個(gè)傳感器對(duì)樣品的響應(yīng)值各不相同，其中傳感器W5S(對(duì)氮氧化合物敏感)的強(qiáng)度最大，傳感器W5C(對(duì)短鏈烷烴芳香成分敏感)、W1S(對(duì)甲基類靈敏)和W2S(對(duì)醇類、醛酮類靈敏)的響應(yīng)強(qiáng)度次之，其他傳感器無明顯響應(yīng)。說明氮氧化合物、芳香族類、醛酮類物質(zhì)可能是酸辣花蛤醬中主要的風(fēng)味來源。10組樣品間風(fēng)味物質(zhì)的種類較為相似，但之間存在強(qiáng)度差異，這表明樣品間的風(fēng)味有所不同。

3.2.2 載荷分析

載荷分析是電子鼻不同傳感器對(duì)于主成分分析貢獻(xiàn)率大小的分析，各傳感器的載荷貢獻(xiàn)率差異明顯，據(jù)此可對(duì)傳感器進(jìn)行選擇與優(yōu)化，選取貢獻(xiàn)率最大的傳感器進(jìn)行重點(diǎn)研究。

圖2 正交試驗(yàn)樣品的載荷分析圖Fig.2 Loading analysis diagram of orthogonal experimental samples

由圖2可知，W5S在橫坐標(biāo)上離原點(diǎn)距離最遠(yuǎn)，這表明其在第一主成分方面的貢獻(xiàn)最大。而W1S在縱坐標(biāo)上離原點(diǎn)最遠(yuǎn)，同樣表明其在第二主成分方面的貢獻(xiàn)率大。該結(jié)果與響應(yīng)值分析吻合，綜合來看，樣品的氣味物質(zhì)主要是氮氧化合物和甲基類物質(zhì)。

3.2.3 主成分分析

9組正交組和最優(yōu)組的酸辣花蛤醬的PCA分析圖譜見圖3。

圖3 正交試驗(yàn)樣品的PCA分析圖Fig.3 PCA analysis diagram of orthogonal experimental samples

主成分分析(PCA)是將所提取的電子鼻傳感器多指標(biāo)的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和降維的一種分析方法，一般總貢獻(xiàn)率大于85%便能較好地反映全部特征。PC1和PC2貢獻(xiàn)率分別為99.65%和0.21%，總貢獻(xiàn)率為99.86%，說明主成分可以很好地反映各組酸辣花蛤醬中揮發(fā)性氣味的全部特征信息。由圖3可知，1，3，8，9，10號(hào)樣品距離很接近，表明彼此間氣味差異很小。并且6號(hào)和7號(hào)，9號(hào)和10號(hào)分別出現(xiàn)重疊現(xiàn)象，表明彼此之間氣味有相同之處。2號(hào)、4號(hào)和5號(hào)在PCA圖中明顯遠(yuǎn)離其他7組樣品，表明與其他7組樣品間風(fēng)味差異較大。電子鼻PCA分析圖與感官評(píng)價(jià)結(jié)果有一定的關(guān)聯(lián)性，可以通過電子鼻的分析結(jié)果對(duì)感官評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步的驗(yàn)證。最佳的10號(hào)配方在分析譜圖中位于1，3，8，9號(hào)的中間位置，表明10號(hào)配方的氣味比較協(xié)調(diào)、適中，其在感官評(píng)價(jià)中得分也是最高的，適合大部分消費(fèi)者的風(fēng)味習(xí)慣。

3.3 產(chǎn)品指標(biāo)

3.3.1 感官指標(biāo)

成品具有花蛤的鮮香味，顏色紅潤(rùn)，酸辣可口，組織狀態(tài)良好。

3.3.2 微生物指標(biāo)

符合罐頭食品商業(yè)無菌的要求，按GB 4789.26-2013規(guī)定的方法檢驗(yàn)。

3.3.3 污染物指標(biāo)

鉛(以Pb計(jì))≤1.5 mg/kg；鎘(以Cd計(jì))≤2.0 mg/kg；汞(以Hg計(jì))≤0.5 mg/kg；砷(以As計(jì))≤0.5 mg/kg；鉻(以Cr計(jì))≤2.0 mg/kg；多氯聯(lián)苯≤0.5 mg/kg。

4 結(jié)論

試驗(yàn)以花蛤、杏鮑菇、糟辣椒等原輔料制作酸辣花蛤醬。利用感官評(píng)價(jià)法進(jìn)行正交試驗(yàn)，確定酸辣花蛤醬的配方為花蛤21%、杏鮑菇25%、糟辣椒4%、菜籽油18%、大蒜1.5%、生抽醬油4.5%、料酒4.5%、白砂糖0.4%、食鹽0.3%、味精0.5%、白芝麻0.4%、適量水。制成的酸辣花蛤醬成品具有花蛤與杏鮑菇的鮮香味，顏色紅潤(rùn)，酸辣可口，組織狀態(tài)良好。采用電子鼻分析發(fā)現(xiàn)其揮發(fā)性成分包含氮氧類、甲基類、芳香類等化合物，各組的風(fēng)味有差別，證明電子鼻技術(shù)能有效應(yīng)用于酸辣花蛤醬特征風(fēng)味的分析，可以佐證感官評(píng)價(jià)結(jié)果，輔助用于產(chǎn)品的開發(fā)。