响应面法优化蘑菇山菌汤火锅底料的制备工艺

王丰，李想，唐建华

(1.浙江商业职业技术学院 烹饪系，杭州 310053；
2.四川旅游学院 烹饪学院，成都 610100；
3.扬州大学 旅游烹饪学院·食品科学与工程学院，江苏 扬州 225127)

蘑菇山菌汤火锅是传统火锅的提升产品，以多种调味品为原料，经过特殊风味设计后，采用独特配方制作而成[1]。蘑菇山菌汤火锅底料中具有多种呈味成分，表现出复杂的口感。蘑菇山菌汤火锅底料生产企业水平差异较大，因此市售蘑菇山菌汤火锅底料的品质也具有较大的差异[2-3]。本文在试验过程中，对蘑菇山菌汤火锅底料的生产制备工艺进行统计分析，通过响应面回归方程进行蘑菇山菌汤火锅底料制备工艺优化，为自动化生产制备过程提供了参考。

蘑菇山菌汤火锅底料制备过程中，选用与普通火锅相同的基础材料，主要包含辣椒、牛油、食盐、葱、姜、蒜、花椒等，另外加入豆瓣以及复合香辛料[4-5]。在底料制备过程中，所选用的辣椒、花椒以及复合香辛料要求品质优良，无霉变现象，炒香后进行粉碎[6]。将原材料和调味品按照配比要求混合，采用自动炒锅进行炒制，炒制完成后利用水平自动包装机进行包装，包装完成后进行气流冷却[7]。

火锅底料样品制备完成后，由感官质量评议专家组对火锅底料品质进行单因素感官评价，由于火锅底料仅可直接进行组织形态评价，无法进行其他因素的直接评价，因此将火锅底料加水煮沸后，观察料汤的色泽和浑汤度，加入土豆片煮熟后进行品尝，对滋味和香味进行评价[8-10]。蘑菇山菌汤火锅底料感官评价标准见表1。

表1 蘑菇山菌汤火锅底料感官评价标准

感官评价完成后，计算蘑菇山菌汤火锅底料综合指标，根据不同评价指标对蘑菇山菌汤火锅底料品质的影响程度，在试验基础上确定各指标在综合品质评价过程中所占比例，综上所述，蘑菇山菌汤火锅底料综合指标可表示为：

蘑菇山菌汤火锅底料制备过程中，对品质产生影响的因素主要包括底料炒制时间、底料炒制温度、自动炒锅旋转速度、豆瓣用量以及复合香辛料用量[11]。本文为进行蘑菇山菌汤火锅底料制备工艺优化，设计以底料品质综合指标分值为响应面的组合试验，蘑菇山菌汤火锅底料制备工艺响应面法试验设计参数见表2。

表2 制备工艺响应面法试验设计参数表

按照表2设计的蘑菇山菌汤火锅底料制备工艺参数进行优化，优化结果及综合评价结果见表3，其中第1～26组试验为影响因素分析试验组，第27～36组为验证试验组。

表3 火锅底料制备工艺优化试验结果

续 表

试验完成后，采用统计分析软件进行数据分析处理，建立蘑菇山菌汤火锅底料制备工艺条件与火锅底料综合评价指标之间的二阶响应回归模型[12]。回归方程、回归方程各项以及制备工艺因素方差分析结果见表4。

表4 回归方程、回归方程各项以及制备工艺因素方差分析

续 表

由表4可知，二阶响应回归模型的F=20.42且P<0.0001，表明该二阶响应回归模型具有较好的拟合效果。二阶响应回归模型的一次项和二次项的P<0.0001，表明该二阶响应回归模型的自变量与因变量之间具有极显著关系，且交互项的P>0.05，表明交互项对方程因变量的影响较小。

对蘑菇山菌汤火锅底料制备工艺的影响程度进行分析，建立以制备工艺为自变量，以组织形态、色泽、浑汤度、香味以及滋味综合评价指标为响应值的二阶响应回归模型方程为：

Y=-699.133+4.85625T+18.25104D+5.47492W+3.342917R+44.44792S-0.0814177T2-0.482292D2-0.014292W2-0.045167R2-36.19792S2-0.03TD+0.00025TW-0.002TR-0.04375TS-0.00875DW-0.00375DR+0.671875DS-0.002WR-0.015625WS-

0.11875RS。

二阶响应回归模型的可信度参数见表5。

表5 二阶响应回归模型可信度参数

由表5可知，二阶响应回归模型方程的决定系数为0.9646，表明蘑菇山菌汤火锅底料综合评价值有96.46%受蘑菇山菌汤火锅底料制备工艺参数底料炒制时间、底料炒制温度、自动炒锅旋转速度、豆瓣用量以及复合香辛料用量的影响。二阶响应回归模型误差为1.2023，表明该二阶响应回归模型方程对试验结果能够进行较好的拟合，且试验误差较小，具有较高的稳定性，能够对制备工艺参数与综合评价响应值之间的真实响应关系进行较好的描述。综上所述，可利用该二阶响应回归模型方程对蘑菇山菌汤火锅底料制备工艺参数进行优化。

蘑菇山菌汤火锅底料综合评价值与制备工艺参数底料炒制时间、底料炒制温度、自动炒锅旋转速度、豆瓣用量以及复合香辛料用量之间构成响应面图，可用于进行制备工艺参数之间的相互作用分析。

为了使响应面图能够更加清晰地体现蘑菇山菌汤火锅底料制备过程中工艺因素之间的相互关系，本文在进行响应面分析时，固定底料炒制温度为180 ℃，复合香辛料用量为0.6%，自动炒锅旋转速度为30 r/min，构建豆瓣用量和底料炒制时间与蘑菇山菌汤火锅底料综合评价值之间的响应面，豆瓣用量和底料炒制时间对综合评分的响应面见图1。

图1 豆瓣用量和底料炒制时间对综合评分的响应面

由图1可知，蘑菇山菌汤火锅底料制备过程中，豆瓣用量和炒制时间对火锅底料的综合评分影响程度表现为抛物线形式，且响应面值具有稳定点。响应面稳定点综合指标估计值见表6。

表6 综合指标估计值

根据以上蘑菇山菌汤火锅底料制备工艺参数优化结果，确定制备工艺参数(见表7)，并以此制备工艺参数进行试验验证。

表7 制备工艺响应面法试验设计参数表

根据蘑菇山菌汤火锅底料制备工艺参数进行试验验证，综合考虑蘑菇山菌汤火锅底料制备试验过程中的可操作性，调整设计试验过程所用制备工艺参数为炒制时间27 min，炒制温度185 ℃，炒锅旋转速度31 r/min，豆瓣用量16.8%，复合香辛料用量0.66%，以此制备工艺参数进行3组试验，试验完成后分别对蘑菇山菌汤火锅底料的组织形态、色泽、浑汤度、香味以及滋味等评价指标进行测定，并按照蘑菇山菌汤火锅底料综合指标计算其综合评价分值。试验验证结果见表8。

表8 制备工艺试验验证结果

由表8可知，对利用响应面法设计的蘑菇山菌汤火锅底料制备工艺参数进行试验验证，测定所得蘑菇山菌汤火锅底料综合评分为90.71分，与预测值之间的偏差为2.67%，其中蘑菇山菌汤火锅底料组织形态指标评分均值为90.4分，蘑菇山菌汤火锅底料色泽指标评分均值为91.2分，蘑菇山菌汤火锅底料浑汤度指标评分均值为89.4分，蘑菇山菌汤火锅底料香味指标评分均值为90分，蘑菇山菌汤火锅底料滋味指标评分均值为92分。

本文利用响应面法构建二阶响应回归模型方程，对蘑菇山菌汤火锅底料制备工艺参数进行优化及试验验证，所得到的火锅底料较硬，形态规整，色泽红润油亮，香味浓郁突出、醇厚，麻辣适中，回味浓郁。表明试验测定结果与预测结果之间具有极好的吻合度，因此该二阶响应回归模型方程可用于实践指导。