黃靜，羅吉慶，羅丹，鄧楷，龍錦鵬

(1.四川輕化工大學(xué) 生物工程學(xué)院，四川 宜賓 644000；2.四川食品發(fā)酵工業(yè)研究院，成都 611130)

火鍋是一種以鍋為容器加熱燒開(kāi)湯或水來(lái)涮煮食物的烹飪方式[1,2]。由于涮煮的食物材料來(lái)源十分廣泛，包括各種肉類(lèi)、蔬菜、海鮮、菌菇和粉條等，豐富多彩的食材來(lái)源使得火鍋流行不受限制，各個(gè)季節(jié)各個(gè)地方不同種族文化的人都可以匯聚在一起品嘗火鍋。按照不同的口味，人們可以選擇不同的調(diào)料，但最重要的還是火鍋底料的選擇。

根據(jù)鍋底料不同，有傳統(tǒng)的麻辣型、紅湯型、清油等火鍋類(lèi)型[3-5]。近年來(lái)，火鍋呈現(xiàn)了多元化，不同的配方、用量不同工藝有差別，所產(chǎn)出的火鍋底料的質(zhì)量也有較大的差別，無(wú)論在工藝還是配方上的改進(jìn)，新型的火鍋越來(lái)越迎合大眾喜好。利用材料的新穎性、功能性，無(wú)渣型雞汁復(fù)合調(diào)味料清油火鍋、棕櫚油復(fù)合火鍋、茶香火鍋、香椿火鍋等為火鍋新配方發(fā)展提供了思路和新型的發(fā)展方式[6-9]；在工藝上，火鍋底料對(duì)各關(guān)鍵步驟如炒制溫度、時(shí)間和香辛料參數(shù)進(jìn)行修改調(diào)整，其中有對(duì)火鍋底料單因素控制的研究，如溫度、加熱的面積、壓力和顆粒度等單因素試驗(yàn)進(jìn)行感官評(píng)價(jià)[10,11]，從而控制產(chǎn)品質(zhì)量。本試驗(yàn)以感官評(píng)價(jià)為基準(zhǔn)，以色澤、香氣、滋味、形狀和湯渾濁度為各項(xiàng)評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)主成分的分析，比較主成分和各項(xiàng)指標(biāo)的系數(shù)得分，計(jì)算并利用綜合評(píng)分來(lái)建立炒制溫度、炒制時(shí)間、香辛料的用量、顆粒度和攪拌速度5因素5水平的響應(yīng)面。

1 試驗(yàn)方案

1.1 試驗(yàn)材料

郫縣豆瓣1500 g、干辣椒250 g、生姜100 g、大蒜200 g、大蔥300 g、冰糖150 g、醪糟汁500 g、香辛料(八角∶三奈∶桂皮∶小茴∶草果∶紫草∶香葉∶香草∶公丁香為20∶10∶10∶10∶5∶5∶0.2∶2∶1)。

1.2 試驗(yàn)儀器

恒溫鼓風(fēng)干燥箱、SPX-150B智能型生化培養(yǎng)箱 上海瑯軒實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；JD500-3電子天平 沈陽(yáng)龍騰電子有限公司；變頻智能電磁爐 東莞市麥席森電子有限公司。

1.3 紅湯火鍋底料工藝流程

1.4 工藝說(shuō)明

1.4.1 菜油煉熟

將1500 g菜油倒入預(yù)熱后的炒鍋中，待其加熱到120 ℃油溫。

1.4.2 熬化

將1000 g牛油切成小塊狀，倒入油鍋中，待其溶解。

1.4.3 爆香

油鍋升至140 ℃，依次倒入辣椒、豆瓣醬、蔥、姜和大蒜，待其辣椒表皮通透，香味濃郁。

1.4.4 小火炒制

將油鍋溫度調(diào)至試驗(yàn)需要的溫度80～120 ℃，向鍋中添加0.20%～1.00%顆粒度為5～25目的香辛料，調(diào)節(jié)攪拌速度為5～25 r/min，直至設(shè)定時(shí)間為60～80 min。

1.4.5 熬制

炒制完成后，加入3.50%醪糟、4.50%糖熬制。

1.4.6 冷卻分裝

將炒制好的火鍋底料用長(zhǎng)方體模具盛裝，冷卻到室溫后放置在冷柜中，待其成型后真空包裝，放置在30 ℃，75% RH恒溫培養(yǎng)箱中，3 d后進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

1.5 感官評(píng)定

3 d后將火鍋底料做好編碼，21人組成的感官評(píng)價(jià)組于風(fēng)味品評(píng)室內(nèi)對(duì)火鍋底料進(jìn)行包括形狀、香氣、色澤、滋味和渾濁度的全項(xiàng)評(píng)價(jià)。即將火鍋底料去包裝后，先觀察其形態(tài)和油層情況，觀其顏色，聞其香味，開(kāi)水煮沸后的香味和渾濁度，并進(jìn)行味道的檢測(cè)評(píng)分法，相應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

1.6 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

本試驗(yàn)的火鍋底料的感官評(píng)價(jià)參考DBS61/0009-2016，并做修改，見(jiàn)表1。

表1 紅湯火鍋底料評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Evaluation standard of red soup hotpot condiment

1.7 試驗(yàn)方法

通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料，確定炒制溫度、炒制時(shí)間、攪拌速度、香辛料顆粒度和用量是影響火鍋底料的關(guān)鍵因素，控制該因素的相應(yīng)水平。本試驗(yàn)按照不同的工藝條件，根據(jù)表1感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)每次試驗(yàn)結(jié)果的形態(tài)、色澤、香味、渾濁度和滋味分別進(jìn)行評(píng)價(jià)，利用SPSS對(duì)這5項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，建立了5項(xiàng)指標(biāo)對(duì)總體評(píng)價(jià)的貢獻(xiàn)率，即最后利用綜合指標(biāo)對(duì)火鍋底料進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)Box-Benhnken中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以紅湯火鍋的綜合評(píng)價(jià)T為響應(yīng)值建立5因素5水平的響應(yīng)面試驗(yàn)，通過(guò)分析該響應(yīng)面對(duì)紅湯火鍋底料進(jìn)行炒制工藝參數(shù)的優(yōu)化。試驗(yàn)因素水平表見(jiàn)表2。

表2 響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平表Table 2 The factors and levels of response surface test

1.8 綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)方法

1.9 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)項(xiàng)目Y1～Y5的評(píng)價(jià)值取整數(shù)，其他的數(shù)據(jù)保留兩位小數(shù)，結(jié)果都用平均值表示。用SPSS 24.0對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行主成分分析并結(jié)合Excel的方法對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，用Box-Benhnken的方法建立5因素5水平的響應(yīng)面。

2 結(jié)果與分析

本次共有36組試驗(yàn)，根據(jù)綜合評(píng)價(jià)得分的計(jì)算方法求出T值并做出相應(yīng)的說(shuō)明，相應(yīng)的響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 紅湯火鍋底料響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Response surface test results of red soup hotpot condiment

續(xù) 表

注：N為試驗(yàn)號(hào)，本次試驗(yàn)共36次，其中1～26號(hào)為本次的響應(yīng)面試驗(yàn)，27～36號(hào)為中心點(diǎn)試驗(yàn)；A為炒制時(shí)間，單位min，范圍65～80 min，共5個(gè)水平，之間間隔5 min；B為炒制溫度，單位℃，范圍80～120 ℃，共5個(gè)水平，之間間隔10 ℃；C為攪拌速度，單位r/min，范圍5～25 r/min，共5個(gè)水平，之間間隔5 r/min；D為香辛料顆粒度，單位目，范圍5～25目，共5個(gè)水平，之間間隔5目；E為香辛料的用量，單位%，范圍0.2%～1.0%，共5個(gè)水平，之間間隔0.2%；Y為試驗(yàn)結(jié)果的評(píng)分項(xiàng)(百分制)，Y1～Y5分別對(duì)應(yīng)形態(tài)、色澤、香味、渾濁度和滋味評(píng)分。

2.1 主成分分析

應(yīng)用SPSS 24.0對(duì)試驗(yàn)結(jié)果Y1～Y5進(jìn)行因子降維，做出主成分分析，見(jiàn)表4。

表4 主成分分析總方差解釋Table 4 Total variance interpretation of PCA

注：提取方法為主成分分析法。

初始特征值大于1的挑選為主成分[12]，表4中有且僅有成分1的特征值4.956>1，因此本次的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)只有一個(gè)主要成分，確定了上述公式n=1，a～e均為特征值為4.956時(shí)對(duì)應(yīng)的系數(shù)，見(jiàn)表5。

表5 成分得分系數(shù)Table 5 Component coefficient scores

由表5可知，Y1形態(tài)的貢獻(xiàn)率為0.200；Y2香味的貢獻(xiàn)率為0.200；Y3色澤的貢獻(xiàn)率為0.200；Y4渾濁度的貢獻(xiàn)率為0.200；Y5滋味的貢獻(xiàn)率為0.200，即各指標(biāo)的影響程度近似。T作為Y的綜合評(píng)價(jià)，其中各項(xiàng)的占有比例為20%，即a=b=c=d=e=0.200，通過(guò)系數(shù)代入，求出T值代入表3。

2.2 模型顯著性檢驗(yàn)

按照主成分分析的方式計(jì)算出所有試驗(yàn)相應(yīng)的綜合評(píng)價(jià)T，并以T為響應(yīng)值，建立關(guān)于炒制溫度、時(shí)間、攪拌速度、香辛料顆粒度和用量的模型，對(duì)模型的顯著性進(jìn)行驗(yàn)證，見(jiàn)表6?；貧w現(xiàn)象的擬合度見(jiàn)表7。

表6 紅湯火鍋的炒制工藝的模型顯著性檢驗(yàn)Table 6 Significance test of the model for the frying process of red soup hot pot

由表6可知A、 B、 A2、 B2、 D2的回歸方差均有顯著性差異(P<0.05)，其中擬合項(xiàng)的P值為0.3095>0.100，沒(méi)有顯著差異，即擬合度非常好，在試驗(yàn)條件下能較好地預(yù)測(cè)炒制結(jié)果。得出擬合的回歸方程：T=-564.13+12.24A+3.47B+1.41C+0.95D+58.16E-0.004182AB-0.004158AC-0.01AD-0.36AE-0.006282BC-0.00342BD-0.031BE+0.005013CD-0.35CE+0.61DE-0.082A2-0.015B2-0.013C2-0.073D2-24.15E2。

表7 回歸方程方差分析Table 7 Variance analysis of regression equation

由表7可知，線性和二次方程式的P值分別為0.0553和0.3095，P值均>0.05，即沒(méi)有顯著差異，擬合度較好。

2.3 響應(yīng)面分析與優(yōu)化

圖1 炒制溫度與炒制時(shí)間對(duì)綜合評(píng)價(jià)T的響應(yīng)面圖和等高線圖Fig.1 Response surface and contour plots of frying temperature and frying time on comprehensive evaluation T

圖2 香辛料粒度與炒制時(shí)間對(duì)綜合評(píng)價(jià)T的響應(yīng)面圖和等高線圖Fig.2 Response surface and contour plots of spices particle size and frying time on comprehensive evaluation T

圖3 香辛料粒度與炒制溫度對(duì)綜合評(píng)價(jià)T的響應(yīng)面圖和等高線圖Fig.3 Response surface and contour plots of spices particle size and frying temperature on comprehensive evaluation T

從建立的響應(yīng)面模型中選取了3個(gè)比較有代表性的三維曲面圖，圖1～圖3都是比較光滑的曲面，其對(duì)稱(chēng)性比較好，根據(jù)Box-Benhnken推薦的優(yōu)選方案，當(dāng)攪拌速度為11.51 r/min，炒制溫度為103.78 ℃，炒制時(shí)間為70.79 min，香辛料用量為0.74%和香辛料粒度為17.33目時(shí)，最高評(píng)分為87.515。

2.4 最優(yōu)條件驗(yàn)證

根據(jù)響應(yīng)面的最優(yōu)工藝參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，為了驗(yàn)證試驗(yàn)的可操作性，本驗(yàn)證試驗(yàn)設(shè)置攪拌速度為15 r/min，炒制溫度為100 ℃，炒制時(shí)間為70 min，香辛料用量為0.80%，香辛料顆粒度為15目，重復(fù)10次試驗(yàn)，按照表1的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，由21人組成評(píng)價(jià)小組進(jìn)行評(píng)價(jià)，平均結(jié)果T=90.781。由此可見(jiàn)，該模型能較好地模擬紅湯火鍋底料的炒制效果。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)紅湯火鍋底料的進(jìn)行主成分析，其各項(xiàng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)貢獻(xiàn)率為20%，利用響應(yīng)面對(duì)紅湯火鍋底料的炒制工藝進(jìn)行優(yōu)化并進(jìn)行驗(yàn)證，當(dāng)攪拌速度為15 r/min，炒制溫度為100 ℃，炒制時(shí)間為70 min，香辛料用量為0.80%，香辛料顆粒度為15目時(shí)，綜合評(píng)價(jià)T=90.781，結(jié)果與推薦最優(yōu)方案的評(píng)價(jià)結(jié)果87.515基本吻合。