段志霞，宋潔，趙娜

(1.濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 濟源 459000；2.華東理工大學(xué)，上海 200237)

沙蟹汁風(fēng)味獨特、味道鮮美，以沙蟹為原材料搗碎后進行自然發(fā)酵而成。微生物發(fā)酵法是一種常用的食品風(fēng)味改善方法，利用微生物的分解功能，將食品中具有腥味的小分子進行分解轉(zhuǎn)化，形成無腥味的物質(zhì)，在微生物分解發(fā)酵過程中，能夠產(chǎn)生獨特的香味，從而達到改善食品風(fēng)味的目的。植物乳桿菌是一種發(fā)酵微生物，能夠積極促進肉類風(fēng)味物質(zhì)的形成，魯氏酵母菌是一種發(fā)酵食品增香型菌株，在食品發(fā)酵過程中能夠產(chǎn)生大量的糖類物質(zhì)，提高食品的香氣[1-2]。本文以沙蟹為原材料，在傳統(tǒng)發(fā)酵工藝基礎(chǔ)上添加植物乳桿菌和魯氏酵母菌混合物，以感官評分為指標(biāo)，采用單因素試驗與響應(yīng)面分析法相結(jié)合的方式對沙蟹汁制備工藝進行優(yōu)化，并對沙蟹汁的風(fēng)味物質(zhì)成分進行檢測，為沙蟹汁的工業(yè)化風(fēng)味改良提供了理論依據(jù)。

1 沙蟹汁樣品制備與試驗分析方法

稱取洗凈的沙蟹1 kg，加入200 g生姜末和300 g食鹽，攪拌均勻后加入500 L殺菌后的純凈水，在8000 r/min轉(zhuǎn)速下均質(zhì)3 min[3]。調(diào)整均質(zhì)處理后的混合溶液的pH值，加入發(fā)酵罐中，并加入發(fā)酵劑進行發(fā)酵。發(fā)酵完成后在4500 r/min轉(zhuǎn)速下離心15 min，取上清液放置于-20 ℃條件下備用[4]。

沙蟹汁發(fā)酵工藝單因素試驗過程中，設(shè)定植物乳桿菌和魯氏酵母菌的混合比例為0∶3、1∶3、2∶3、1∶1、3∶2、3∶1、3∶0.5，發(fā)酵時間為11，13，15，17，19，21，25 d，發(fā)酵溫度為18，20，22，25，27，30，33 ℃，發(fā)酵劑接種量為1%、2%、3%、5%、7%、8%、9%，發(fā)酵過程初始pH值為6，6.5，7，7.5，8，8.5，9。

對沙蟹汁品質(zhì)進行感官評價時，挑選10名感官評價人員分別從沙蟹汁的色澤、香氣、滋味以及組織形態(tài)4個角度，按照表1的感官評價標(biāo)準(zhǔn)進行評分，取10位評價人員的評分均值作為最終的評分值[5-7]。評價前將沙蟹汁樣品放置于50 ℃水浴鍋中進行恒溫加熱，并分別裝入不同的容器中，評價時隨機抽取樣品進行評價。

表1 沙蟹汁感官評價標(biāo)準(zhǔn)Table 1 The sensory evaluation standard for Ocypode juice

游離氨基酸含量測定時，取1 g沙蟹汁，加入濃度為50 g/L的磺基水楊酸溶液3 mL，混合后靜置1 h，在9000 r/min轉(zhuǎn)速下離心15 min，取上清液在0.22 μm濾膜上進行過濾，最后使用氨基酸分析儀進行測定[8]。

鮮甜味氨基酸含量測定時，取5 g沙蟹汁，加入25 mL殺菌后的純凈水，在10000 r/min轉(zhuǎn)速下均質(zhì)10 min，均質(zhì)后，在7000 r/min轉(zhuǎn)速下離心10 min，取上清液在0.22 μm濾膜上進行過濾，最后使用高效液相色譜儀進行測定[9]。

呈味核苷酸含量測定時，取5 g沙蟹汁，加入濃度為0.05 g/mL的高氯酸溶液30 mL，在10000 r/min轉(zhuǎn)速下均質(zhì)10 min，均質(zhì)后，在7000 r/min轉(zhuǎn)速下離心10 min，離心完成后取沉淀物，加入濃度為0.05 g/mL的高氯酸溶液10 mL，按照上述均質(zhì)和離心處理條件再次進行提取[10]。取上述兩次過程的上清液，使用濃度為5 mol/L的KOH溶液將pH調(diào)節(jié)為6.75，并使用殺菌后的純凈水定容至50 mL，在0.22 μm濾膜上進行過濾，最后使用高效液相色譜儀進行測定。

2 單因素試驗結(jié)果分析

本文以沙蟹汁感官品質(zhì)綜合評分為指標(biāo)，分別對植物乳桿菌與魯氏酵母菌混合比例、發(fā)酵時間、發(fā)酵劑接種量、發(fā)酵溫度以及發(fā)酵環(huán)境初始pH值5個單因素進行試驗，試驗完成后進行感官品質(zhì)綜合評價[11]。單因素試驗感官綜合評價結(jié)果見圖1。

圖1 沙蟹汁單因素試驗感官綜合評價結(jié)果Fig.1 The comprehensive sensory evaluation results of Ocypode juice by single factor test

由圖1中a可知，植物乳桿菌與魯氏酵母菌不同混合比例對沙蟹汁的感官評分產(chǎn)生較大的影響，混合比例為3∶2時，沙蟹汁的感官綜合評分最高，達到7分。經(jīng)綜合分析，選擇植物乳桿菌與魯氏酵母菌混合比例為3∶2。由圖1中b可知，隨著發(fā)酵時間的延長，沙蟹汁的感官綜合評分逐漸升高，當(dāng)發(fā)酵時間為17 d時，感官綜合評分最高，達到7.8分，發(fā)酵17 d后，沙蟹汁的感官綜合評分逐漸降低，主要原因是發(fā)酵后期產(chǎn)生次級菌種代謝產(chǎn)物，對沙蟹汁的風(fēng)味產(chǎn)生劣化影響[12]，因此選擇沙蟹汁發(fā)酵最佳時間為17 d。由圖1中c可知，隨著發(fā)酵劑接種量的增加，沙蟹汁感官綜合評分先上升后下降，當(dāng)接種量為5%時，感官綜合評分達到最大值7.5分，因此選擇發(fā)酵劑最佳接種量為5%。由圖1中d可知，當(dāng)發(fā)酵溫度低于25 ℃時，沙蟹汁的感官綜合評分隨著溫度的上升而上升，當(dāng)溫度高于25 ℃時，隨著發(fā)酵溫度的上升，沙蟹汁的感官綜合評分逐漸下降，因此選擇25 ℃為最佳發(fā)酵溫度[13]。由圖1中e可知，隨著發(fā)酵環(huán)境中pH值的增加，沙蟹汁的感官綜合評分先上升后下降，當(dāng)pH值為7.5時，感官綜合評分最高，為7分，微生物在最佳環(huán)境pH值下代謝速率最高，當(dāng)環(huán)境pH值高于或者低于該值時，菌種代謝速率均會降低，因此選擇沙蟹汁的最佳發(fā)酵環(huán)境pH值為7.5。

3 響應(yīng)面優(yōu)化沙蟹汁制備工藝

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，固定發(fā)酵過程中植物乳桿菌與魯氏酵母菌混合比例為3∶2，發(fā)酵環(huán)境pH值為7.5，設(shè)定發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間以及發(fā)酵過程菌種接種量3個因素為自變量，以感官綜合評分為響應(yīng)值，采用響應(yīng)面分析法對沙蟹汁最佳生產(chǎn)工藝條件進行優(yōu)化[14]。響應(yīng)面分析試驗因素水平設(shè)計方案見表2。

表2 響應(yīng)面分析試驗因素水平設(shè)計方案Table 2 Design scheme of factors and levels of response surface analysis test

沙蟹汁響應(yīng)面試驗結(jié)果見表3。利用Design Expert對試驗結(jié)果進行回歸擬合，并對試驗數(shù)據(jù)進行方差分析，當(dāng)P<0.05時表示差異顯著，當(dāng)P<0.01時表示差異極顯著，去除不顯著項得到沙蟹汁響應(yīng)面分析回歸方程[15]：Y=7.28+0.24A+0.24B-0.2AC-0.83A2-0.77B2-0.27C2。

表3 沙蟹汁響應(yīng)面分析試驗結(jié)果Table 3 The response surface analysis experimental results of Ocypode juice

為檢驗沙蟹汁響應(yīng)面試驗回歸方程的有效性，對回歸方程進行方差分析[16]。沙蟹汁響應(yīng)面試驗回歸方程方差分析結(jié)果見表4。

表4 沙蟹汁響應(yīng)面試驗回歸方程方差分析結(jié)果Table 4 Analysis of variance of regression equation of response surface test for Ocypode juice

續(xù) 表

由表4可知，響應(yīng)面回歸方程模型顯著，回歸方程模型失擬項不顯著，試驗值與預(yù)測值之間具有較好的相關(guān)性，模型擬合度高，能夠用于對沙蟹汁生產(chǎn)工藝進行優(yōu)化，生產(chǎn)工藝參數(shù)發(fā)酵溫度和發(fā)酵時間對沙蟹汁的感官綜合評價貢獻率影響最大，發(fā)酵劑接種量對沙蟹汁的感官綜合評價貢獻率影響最小。

根據(jù)響應(yīng)面分析試驗結(jié)果，確定沙蟹汁最佳發(fā)酵生產(chǎn)工藝條件為植物乳桿菌與魯氏酵母菌混合比例3∶2，發(fā)酵環(huán)境初始pH值7.5，發(fā)酵時間17 d，發(fā)酵環(huán)境溫度25 ℃，發(fā)酵劑接種量5%，經(jīng)3次平行試驗，對所得沙蟹汁進行感官評價，感官評分分別為7.26，7.36，7.33分，與響應(yīng)面試驗所得沙蟹汁綜合評價偏差為2%，由此說明該預(yù)測回歸模型能夠較好地對沙蟹汁發(fā)酵生產(chǎn)工藝參數(shù)進行優(yōu)化。

4 沙蟹汁風(fēng)味物質(zhì)成分理化檢測分析

游離氨基酸是沙蟹汁的主要呈鮮物質(zhì)，同時也是判斷沙蟹汁品質(zhì)的重要指標(biāo)。呈味核苷酸也是沙蟹汁的重要呈鮮物質(zhì)，對沙蟹汁的口感和風(fēng)味產(chǎn)生明顯影響。按照上述理化測定方法對沙蟹汁中游離氨基酸含量、鮮甜味氨基酸含量以及呈味核苷酸含量進行理化檢測。沙蟹汁游離氨基酸含量、鮮甜味氨基酸含量以及呈味核苷酸含量檢測結(jié)果見表5。

表5 沙蟹汁游離氨基酸含量、鮮甜味氨基酸以及呈味核苷酸含量檢測結(jié)果Table 5 Detection results of free amino acid content, umami and sweet amino acid content and flavor nucleotide content in Ocypode juice mg/100 g

由表5可知，游離氨基酸總量達到1548 mg/100 g，其中鮮味氨基酸含量為607.9 mg/100 g；鮮甜味氨基酸總量達到665.1 mg/100 g，其中乙酸含量為223.7 mg/100 g，乳酸含量為221.3 mg/100 g；呈味核苷酸總量達到219.4 mg/100 g，其中黃嘌呤含量為83.3 mg/100 g。

5 結(jié)論

本文基于響應(yīng)面分析法對沙蟹汁生產(chǎn)工藝配方進行優(yōu)化，添加植物乳桿菌與魯氏酵母菌，對所得生產(chǎn)工藝配方進行試驗驗證，驗證完成后以沙蟹汁感官品質(zhì)綜合評價為目標(biāo)。感官品質(zhì)綜合評價結(jié)果表明，本文所研究方法為沙蟹汁的規(guī)?；a(chǎn)和風(fēng)味品質(zhì)改良提供了理論基礎(chǔ)，促進了沙蟹汁的市場推廣。