李志方，施帥，徐海祥

（江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院，江蘇 泰州 225300）

龍香芋是江蘇興化特有的芋頭品種，興化地處江蘇里下河地區(qū)，當(dāng)?shù)氐耐寥栏缓?，特別適合龍香芋的生長。龍香芋中淀粉含量達(dá)12.04 g/100 g，特別是鮮味氨基酸含量與氨基酸總量之比達(dá)到44%[1]。以龍香芋為主要原料釀制成的新型調(diào)味醬，和黃豆醬及面醬相比味道更鮮。龍香芋醬是在龍香芋生醬中加入大豆油、芝麻油、炒熟黑芝麻、辣椒粉、白砂糖和食鹽等輔料熬制而成的一種調(diào)味醬，味道鮮美，深愛消費(fèi)者喜愛。產(chǎn)品因含有較多的油脂，是一種固液不穩(wěn)定膠體體系，存貯一定時(shí)間后會由于油脂析出而產(chǎn)生固液分層的現(xiàn)象，影響感官品質(zhì)。乳化劑可顯著降低醬體的離心出油率，高雅文等[2]研究了單甘酯、卡拉膠、黃原膠、大豆磷脂、蔗糖酯、羧甲基纖維素等6種乳化劑對熟醬油脂析出率的影響，得出單甘酯、大豆磷脂和羧甲基纖維素鈉等添加劑對熟醬穩(wěn)定效果較好，其他對豆醬穩(wěn)定性的研究未見報(bào)導(dǎo)。畢海燕等[3]研究了蔗糖酯和單甘酯兩種乳化劑對芝麻醬穩(wěn)定性的影響，得出蔗糖酯與單甘酯復(fù)配后的乳化效果好于二者單獨(dú)使用的乳化效果，蔗糖酯∶單甘酯=2∶3的復(fù)合乳化劑的乳化效果最好。余權(quán)等[4]研究了乳化劑的復(fù)配比例和用量對花生乳穩(wěn)定性影響的研究，乳化劑主要在食品加工過程起乳化、分散和穩(wěn)定的作用，單硬脂酸甘油酯、大豆磷脂等乳化劑可以提高固液相的親和力[5-6]。磷脂、蔗糖酯和單甘酯等乳化劑可以提高固-液二相的親和力，防止小顆粒形成大顆粒而沉降[7-8]。本文通過比較，優(yōu)選了單硬脂酸甘油酯、改性大豆磷脂和磷脂等三種對油脂乳化性較好的乳化劑[9-10]，研究他們對龍香芋醬穩(wěn)定性的影響，并通過Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)[11-16]，得出復(fù)合乳化劑的最佳組合配方，以期為解決熟醬中油脂析出的問題，提高龍香芋醬的穩(wěn)定性，延長產(chǎn)品貨架期提供生產(chǎn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

龍香芋：江蘇省興化市；滬釀3.042米曲霉（Aspergillus oryzae，活菌數(shù)≥2×1010CFU/g）、AS 3.350 黑曲霉（Aspergillus niger，活菌數(shù)≥2×1010CFU/g）：濟(jì)寧玉園生物科技有限公司；植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum，活菌數(shù)≥1010CFU/g）：山東嘉宏益科生物工程有限公司；大豆、大豆油、芝麻油、炒熟黑芝麻、白砂糖、辣椒粉、食鹽：市售；蒸餾單硬脂酸甘油酯（食品級）：佳力士添加劑（海安）有限公司；改性大豆磷脂（食品級）：河南萬邦實(shí)業(yè)有限公司；食品添加劑磷脂：常州市花之語食品有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

Sorvall ST16臺式離心機(jī)：賽默飛世爾科技（中國）有限公司；ME-T分析天平、Tiger電子計(jì)價(jià)秤：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；LP-18E電陶爐：茂名市電白區(qū)天茵電器廠。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程及操作要點(diǎn)

龍香芋生醬制作工藝流程：

熬醬工藝流程：鍋中加入大豆油、芝麻油→加熱至90℃左右→加入水、炒熟黑芝麻、白砂糖、辣椒粉、食鹽攪拌均勻→加入乳化劑溶解→加入龍香芋生醬→炒醬→裝瓶密封保存。

操作要點(diǎn)：稱取50 g大豆油與25 g芝麻油在鍋中加熱至90℃左右，放入水200 g、炒熟黑芝麻80 g、白砂糖25 g、辣椒粉30 g、食鹽20 g，充分?jǐn)嚢杈鶆颍尤肴榛瘎┲镣耆芙?。稱取1 000 g龍香芋生醬加入鍋中邊加熱邊翻炒，至沸騰后再小火慢熬5 min，趁熱裝瓶密封保存，待15 d后測定。

1.3.2 離心出油率測定

準(zhǔn)確稱取50 g（m1）龍香芋醬于離心管中，稱量并記錄離心管和醬的總質(zhì)量m2，將離心管置于離心機(jī)中，在3 000 r/min的條件下離心15 min，離心后水平線向下15°傾斜放置15 min，慢慢倒出離心析出的油脂，并用脫脂棉擦凈管壁上殘留的油脂，精確稱量離心管及沉淀物的質(zhì)量為m3，析出油脂的質(zhì)量為（m2-m3），離心出油率計(jì)算公式如下。

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.4.1 乳化劑單因素試驗(yàn)

1.4.1.1 單硬脂酸甘油酯對龍香芋醬穩(wěn)定性影響的單因素試驗(yàn)

稱取龍香芋生醬1 000 g，大豆油50 g，芝麻油25 g，分別加入 2、4、6、8、10 g 的單硬脂酸甘油酯，進(jìn)行單因素試驗(yàn)。

1.4.1.2 改性大豆磷脂對龍香芋醬穩(wěn)定性影響的單因素試驗(yàn)

稱取龍香芋生醬1 000 g，大豆油50 g，芝麻油25 g，分別加入 10、15、20、25、30 g的改性大豆磷脂進(jìn)行單因素試驗(yàn)。

1.4.1.3 磷脂對龍香芋醬穩(wěn)定性影響的單因素試驗(yàn)

稱取龍香芋生醬1 000 g，大豆油50 g，芝麻油25 g，分別加入 10、12、14、16、18 g 的磷脂，進(jìn)行單因素試驗(yàn)。

1.4.2 乳化劑最佳配比響應(yīng)面分析法優(yōu)化

根據(jù)乳化劑制備原理，采用兩種或兩種以上的乳化劑制備的乳化體比單獨(dú)使用一種乳化劑制得的乳化體更為穩(wěn)定[17]。三種復(fù)合乳化劑的穩(wěn)定效果一般會優(yōu)于單一乳化劑，本文通過響應(yīng)面試驗(yàn)研究如何在復(fù)合乳化劑中用最少的添加量獲得最好的效果。采用Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以單硬脂酸甘油酯添加量（A）、改性大豆磷脂添加量（B）、磷脂添加量（C）3個(gè)影響因素為自變量，每個(gè)因素取3個(gè)水平，以-1.000、0.000、1.000編碼，以醬體的離心出油率（R）為響應(yīng)值，考察上述3種因素對龍香芋醬穩(wěn)定性的影響，試驗(yàn)因素水平及編碼設(shè)計(jì)見表1。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平和編碼Table 1 Factors and levels of response surface analysis

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及繪制圖表采用Microsoft Office Excel 2010和Design-Expert 12軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 乳化劑單因素試驗(yàn)

2.1.1 單硬脂酸甘油酯對龍香芋醬穩(wěn)定性的影響

單硬脂酸甘油酯對龍香芋醬穩(wěn)定性的影響如圖1所示。

圖1 單硬脂酸甘油酯對龍香芋醬穩(wěn)定性的影響Fig.1 Effect of glyceryl monostearate on the stability of Longxiang taro paste

由圖1可知，隨著單硬脂酸甘油酯的添加量不斷增多，醬體的離心出油率逐漸減小，當(dāng)添加量為8 g/kg和10 g/kg時(shí)，離心出油率分別為4.06%和3.90%，變化幅度很低。說明在一定添加范圍內(nèi)，單硬脂酸甘油酯隨著添加量的增加對龍香芋醬的乳化作用逐漸增大，當(dāng)單硬脂酸甘油酯添加量大于8 g/kg時(shí)，乳化作用增加得不顯著。因此，選取1 kg龍香芋生醬添加4 g、6 g、8 g的單硬脂酸甘油酯進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)。

2.1.2 改性大豆磷脂對龍香芋醬穩(wěn)定性的影響

改性大豆磷脂對龍香芋醬穩(wěn)定性的影響如圖2所示。

圖2 改性大豆磷脂對龍香芋醬穩(wěn)定性的影響Fig.2 Effect of modified soybean phospholipid on the stability of Longxiang taro paste

由圖2可知，隨著改性大豆磷脂的添加量增加，龍香芋醬體離心出油率逐漸減小，而后趨于平穩(wěn)。說明改性大豆磷脂隨著添加量的逐漸增加，在一定添加范圍內(nèi)對龍香芋醬的乳化作用逐漸增大，當(dāng)改性大豆磷脂添加量大于25 g/kg時(shí)，乳化作用雖不太明顯還是稍有增加。因此，選取改性大豆磷脂添加量為15 g/kg、20 g/kg、25 g/kg進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)。

2.1.3 磷脂對龍香芋醬穩(wěn)定性的影響

磷脂對龍香芋醬穩(wěn)定性的影響如圖3所示。

圖3 磷脂對龍香芋醬穩(wěn)定性的影響Fig.3 Effect of phospholipids on the stability of Longxiang taro paste

由圖3可知，隨著磷脂添加量不斷增加，醬體的離心后的出油率逐漸減小，再后趨于平穩(wěn)。說明磷脂在一定添加范圍內(nèi)，隨著添加量的增加對龍香芋醬的乳化作用逐漸增大，當(dāng)磷脂添加量大于16 g/kg時(shí)，乳化作用趨于平緩，油與醬體分層程度很低。因此，選取磷脂添加量為12 g/kg、14 g/kg、16 g/kg進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)。

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

依據(jù)響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)分別測定復(fù)合乳化劑在不同配比添加量下龍香芋醬的離心出油率，結(jié)果見表2。

表2 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Table 2 Results and experimental design of Box-Benhnken

利用Design Expert 12軟件對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，回歸分析結(jié)果詳見表3。

表3 回歸模型及方差分析Table 3 Anova results of response surface quadratic model

用DesignExpert12軟件對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理得離心出油率（R）二次回歸方程為：R=1.77-0.507 5A-0.477 5B-0.532 5C+0.265 0AB+0.265 0AC+0.300 0BC+0.399 5A2+0.404 5B2+0.374 5C2，由表3可知，對醬體離心出油率回歸模型進(jìn)行分析，該二次多項(xiàng)式回歸模型P<0.000 1，具有差異顯著性，說明不同處理間的差異存在顯著性；失擬項(xiàng)P=0.088 0>0.05，不顯著。模型的調(diào)整確定系數(shù) R2Adj=0.989 4，一次項(xiàng) A、B、C，二次項(xiàng)AB、AC、BC、A2、B2、C2差異極顯著（P＜0.01）。表明該模型的擬合度良好，該模型能夠擬合真實(shí)的試驗(yàn)結(jié)果，可以用該模型對龍香芋醬穩(wěn)定性進(jìn)行分析與預(yù)測。

在更多的乳化劑的實(shí)際應(yīng)用中，使用復(fù)合乳化劑相比單獨(dú)乳化劑能更好的改善乳液的理化性質(zhì)和功能性質(zhì)[17-19]。復(fù)合乳化劑對醬體的穩(wěn)定性明顯優(yōu)于任何單一乳化劑，這與3種乳化劑的性質(zhì)有關(guān)。從響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果來看，3種乳化劑復(fù)合使用的效果明顯好于其中任何一種乳化劑的單因素試驗(yàn)，這是因?yàn)閺?fù)合乳化劑的乳化作用是通過改變油滴之間的作用力及復(fù)合乳化劑競爭吸附來實(shí)現(xiàn)的，相較于單一乳化劑，復(fù)合的天然乳化劑具有更優(yōu)良的性能[20]。

2.2.2 各因素間交互作用的影響

為了直觀表示各因素對響應(yīng)值的影響，并反映出最佳優(yōu)化條件，作出響應(yīng)面圖，結(jié)果見圖4～圖6。

圖4 單硬脂酸甘油酯和改性大豆磷脂的添加量的交互影響Fig.4 The interaction of monoglycerides of glyceryl monostearate and modified soybean phospholipid

單硬脂酸甘油酯添加量、改性大豆磷脂添加量和磷脂添加量對龍香芋醬穩(wěn)定性的影響不是簡單的線性關(guān)系，具有一定的交互作用。比較圖4～圖6可知，3個(gè)因素對離心出油率的影響均極顯著。由Design-Expert 12軟件分析得到：響應(yīng)面值最小時(shí)，對應(yīng)的最佳條件是單硬脂酸甘油酯添加量6.772 g/kg、改性大豆磷脂添加量21.470 g/kg、磷脂添加量14.912 g/kg，離心出油率為1.476%。

圖5 單硬脂酸甘油酯和磷脂的添加量的交互影響Fig.5 The interaction of monoglycerides of glyceryl monostearate and phospholipid

圖6 改性大豆磷脂和磷脂的添加量的交互影響Fig.6 The interaction of modified soybean phospholipid and phospholipid

2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

根據(jù)對試驗(yàn)結(jié)果取整，選取單硬脂酸甘油酯添加量6.8 g/kg、改性大豆磷脂添加量21.5 g/kg、磷脂添加量14.9 g/kg做驗(yàn)證試驗(yàn)。稱取龍香芋醬1 000 g、大豆油50 g、芝麻油25 g，溶解最優(yōu)復(fù)合乳化劑（為方便操作，分別取單硬脂酸甘油酯6.8 g/kg、改性大豆磷脂21.5 g/kg、磷脂14.9 g/kg）及白砂糖、辣椒粉、食鹽等配料，與龍香芋醬1 000 g、大豆油50 g，芝麻油25 g做試驗(yàn)，貯存15 d后測得醬體的平均離心出油率為1.51%，接近試驗(yàn)理論值1.476%，因此以離心后油脂析出率為檢測指標(biāo)，響應(yīng)面法優(yōu)化影響龍香芋醬穩(wěn)定性的這3種乳化劑的用量是可行的。

3 結(jié)論

經(jīng)研究表明，采用優(yōu)化后的復(fù)合乳化劑（單硬脂酸甘油酯6.8 g/kg、改性大豆磷脂21.5 g/kg、磷脂14.9 g/kg）制作的龍香芋醬，油脂析出量最低，此時(shí)龍香芋醬達(dá)到最佳狀態(tài)，有較好的光澤，醬香濃郁，油香撲鼻，組織狀態(tài)均勻，無明顯油脂析出。試驗(yàn)結(jié)果表明復(fù)合乳化劑較好的解決了龍香芋醬中油脂析出的問題，提高了醬的貯藏穩(wěn)定性。