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(dòng)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(jí)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(yáng)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(wú)腐爛、無(wú)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(shí)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(shí)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?jī)?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(píng)價(jià)松茸牛肉醬開啟后由10人組的感官評(píng)價(jià)小組（5男5女），按照表1中的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。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(yàn)，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(shí)間8min，在此基礎(chǔ)上，以感官評(píng)分為指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)的單因素設(shè)計(jì)，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(shí)間（5,8,11,14和17min）對(duì)松茸牛肉醬的影響。1.2.5plackett-burman試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)采用Minitab18.0進(jìn)行Plackett-Burman試驗(yàn)設(shè)計(jì)，在單因素試驗(yàn)前提下對(duì)因素進(jìn)行篩選，篩選出對(duì)結(jié)果影響較顯著的因素1.2.6boxbehnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)以Plackett-Burman試驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)，運(yùn)用BoxBehnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)顯著因素與感官評(píng)分之間非線性關(guān)系，并對(duì)配方進(jìn)行優(yōu)化2結(jié)果與分析2.1單因素試驗(yàn)的結(jié)果和分析2.1.1料香氣過濃對(duì)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(shí)，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(yàn)。由圖2可以看出，葵花籽油使用量過高時(shí)，會(huì)造成產(chǎn)品口感油膩，評(píng)分下降，使用量50g時(shí)，各風(fēng)味間相互協(xié)調(diào)，無(wú)油膩感，因此，選擇使用量40～60g繼續(xù)試驗(yàn)。2.1.3．5繼續(xù)試驗(yàn)由圖3可知，白砂糖使用量3g時(shí)，松茸牛肉醬口感最佳，評(píng)分最高。超過該值后，產(chǎn)品口感略帶甜味，對(duì)增鮮效果起負(fù)面作用，感官評(píng)分明顯下降。因此，選擇2～4g繼續(xù)試驗(yàn)。由圖4可知，隨著牛肉使用量的增加，松茸牛肉醬的感官評(píng)分呈先增大后減小趨勢(shì)，在使用量60g時(shí)，感官評(píng)分達(dá)最高。故選擇50～70g繼續(xù)試驗(yàn)。由圖5可知，辣椒粉使用量6g時(shí)，成品風(fēng)味、顏色最佳，評(píng)分最高。使用量過低時(shí)，辣味不明顯，顏色欠佳；過高時(shí)，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(yàn)。2.1.6最佳口感，提鮮率由圖6可知，雞精使用量1.5g時(shí)，口感最佳，提鮮效果最佳。低于該值時(shí)提鮮效果不明顯，高于該值時(shí)會(huì)導(dǎo)致口感偏咸。因此，選擇1～2g繼續(xù)試驗(yàn)。2.1.7產(chǎn)品口感老化由圖7可知，隨著熟制時(shí)間增加，松茸牛肉醬評(píng)分呈先上升后下降趨勢(shì)，時(shí)間14min時(shí)達(dá)到最高，高于該時(shí)間時(shí)，產(chǎn)品口感老化。因此，選擇11～17min繼續(xù)試驗(yàn)。2.2plackett-burman試驗(yàn)結(jié)果分析在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)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(shí)間（G），如表2所示。根據(jù)Minitab18.0設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行Plackett-Burman試驗(yàn)，篩選對(duì)松茸牛肉醬有顯著影響的因素，試驗(yàn)方案與結(jié)果見表3。對(duì)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(duì)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(píng)分的一次回歸方程為感官評(píng)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(gè)因素中，對(duì)結(jié)果影響顯著的有3個(gè)，分別是A（秘制香料使用量）、E（干辣椒粉使用量）、G（熟制時(shí)間），對(duì)結(jié)果影響強(qiáng)度順序?yàn)槭熘茣r(shí)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(yàn)數(shù)據(jù)無(wú)規(guī)律的分布于線條兩側(cè)，說明試驗(yàn)數(shù)據(jù)、方差擬合度均較好。因此，篩選出3個(gè)因素進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)2.3響應(yīng)面分析結(jié)果依據(jù)Plackett-Burman試驗(yàn)結(jié)果，以感官評(píng)分為響應(yīng)值（Y），選取熟制時(shí)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(yàn)，對(duì)松茸牛肉醬的配方進(jìn)行優(yōu)化，試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表4，試驗(yàn)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(jì)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(xiàng)F=0.71、p=0.5968(>0.05），表明失擬項(xiàng)不顯著，所得方程與實(shí)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(duì)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(duì)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(duì)松茸牛肉醬感官評(píng)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(shí)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(píng)分預(yù)測(cè)值為93.0856分。2.5配方的感官評(píng)價(jià)試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)過程中，將最優(yōu)配方修訂為熟制時(shí)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(yàn)，得到感官評(píng)分分別為92.6,93.5和91.1分，平均分為92.4分，與預(yù)測(cè)值相比，只有0.73%的偏差，符合統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律，說明優(yōu)化配方較為準(zhǔn)確。3配方設(shè)計(jì)及制作在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，經(jīng)Plackett-Burman試驗(yàn)篩選，由響應(yīng)曲面試驗(yàn)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