響應面法優(yōu)化煨湯藕的護色液配比

高維，何莉萍，黃愛妮，李麗

(武昌工學院 城市建設學院，武漢 430065)

在日常生活中，湯是飯桌上必不可少的，而藕作為一種營養(yǎng)成分相當豐富的水生蔬菜，做出來的湯具有清熱涼血、通便排毒、補益氣血、提高人體免疫力的好處，更受到人們的喜愛。由于生活節(jié)奏的加快，使得人們很少有時間來煨一鍋藕湯慢慢品味，如果能夠?qū)㈧袦呐禾崆斑M行處理并盡量使其長時間貯存，就可以大大減少煨湯的時間，滿足人們的需求。但隨著藕貯藏時間的延長，其發(fā)生褐變產(chǎn)生褐色素，影響了它的外觀品質(zhì)、風味，造成營養(yǎng)物質(zhì)損失等[1-4]。

由于蓮藕的褐變主要是非酶褐變。本實驗探究將鮮切蓮藕加工成即食藕片產(chǎn)品后各種單因素浸泡液對延緩其褐變的作用與硬化保持蓮藕的硬度，以褐變度來判定其防褐變效果。

1 材料與方法

1.1 材料

蓮藕、生姜、糖、鹽：購于菜市場；氯化鈉、亞硫酸鈉、檸檬酸、氯化鈣：均為分析純。

ZX-S22型恒溫水浴鍋 上海知信實驗儀器技術有限公司；UV-1800型紫外可見分光光度計 上海美譜達儀器有限公司。

1.2 煨湯藕的護色工藝

煨湯藕護色處理工藝流程：新鮮蓮藕→清洗→去藕節(jié)、削皮→切片、護色→漂燙[5-7]。

1.3 褐變度的測定方法

參照王清章等的方法，將樣品按1∶10(質(zhì)量比)加入蒸餾水，低溫勻漿2 min，過濾后取濾液于25 ℃保溫5 min，而后稀釋1倍，測定褐變度，結(jié)果以A410×10表示褐變的程度，測得的褐變度數(shù)值越低，延緩褐變的效果越好[8]。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素條件對蓮藕褐變效果的影響

2.1.1 生姜汁對延緩即食蓮藕褐變的作用效果

用5種不同濃度的生姜汁對處理后的蓮藕浸泡1 h之后測定其褐變度[9,10]，結(jié)果見圖1。

圖1 生姜汁浸泡蓮藕所測得的褐變度Fig.1 The browning degree of lotus root soaked in ginger juice

由圖1可知，當溶液濃度為2%時，生姜汁對延緩即食蓮藕褐變的效果最好。

2.1.2 蔗糖對延緩即食蓮藕褐變的作用效果

用5種不同濃度的蔗糖浸泡液對蓮藕浸泡1 h之后測定其褐變度，結(jié)果見圖2。

圖2 蔗糖浸泡液浸泡蓮藕所測得的褐變度Fig.2 The browning degree of lotus root soaked in sucrose solution

由圖2可知，當浸泡液濃度為2%時，蔗糖浸泡液對延緩即食蓮藕褐變的效果最好。

2.1.3 食鹽對延緩即食蓮藕褐變的作用效果

用5種不同濃度的鹽浸泡液對蓮藕浸泡1 h之后測定其褐變度，結(jié)果見圖3。

圖3 鹽溶液浸泡蓮藕所測得的褐變度Fig.3 The browning degree of lotus root soaked in salt solution

由圖3可知，當鹽溶液濃度為4%時，鹽浸泡液對延緩即食蓮藕褐變的效果最好。

2.2 響應面法對護色劑配比的優(yōu)化分析

2.2.1 數(shù)據(jù)處理

在單因素實驗的基礎上，采用Box-Behnken設計的模型，以褐變度為響應值(Y)，考察生姜汁濃度(A)、蔗糖溶液濃度(B)、鹽溶液濃度(C)對延緩蓮藕褐變的影響。

根據(jù)單因素實驗結(jié)果選擇各單因素水平，見表1。設計出響應面實驗方案，見表2。

表1 響應面分析因素水平表Table 1 The factors and levels of response surface analysis

表2 響應面實驗方案及結(jié)果Table 2 The scheme and results of response surface experiment

對表2中的實驗數(shù)據(jù)進行回歸擬合，得到一個關于褐變度(Y)對生姜汁濃度(A)、蔗糖溶液濃度(B)、食鹽溶液濃度(C)的二次多項回歸方程：

Y=7.84-0.55A+0.023B+0.78C-0.043AB-0.26AC+2.500E-003BC+0.44A2+0.53B2-0.21C2。

對該模型進行方差分析，見表3。

表3 響應面回歸模型方差分析Table 3 Analysis of variance of response surface regression model

續(xù) 表

由表3可知，建立的模型P<0.0001，極顯著，說明該模型可用來對實驗進行分析和預測。由F值大小可知，3個因素對藕片褐變度的影響依次為：C>A>B。模型中A，C對延緩褐變度效果極顯著，AC、A2、B2、C2的影響顯著，其余幾項顯示不顯著[11]。

2.2.2 響應面各因素間交互分析

響應面圖可以直觀地反映各因素對響應值的影響，同時等高線圖的形狀可以反映出各單因素之間交互作用的強弱。各個單因素交互作用對褐變度影響的響應面圖和等高線圖見圖4～圖9，在使生姜汁濃度(A)、蔗糖溶液濃度(B)、鹽溶液濃度(C)其中兩個因素固定后，褐變度隨著各個因素的變化而變化[12,13]。

在固定鹽溶液濃度的基礎上，探究生姜汁濃度和蔗糖溶液濃度對褐變度的影響關系，見圖4。

圖4 生姜汁濃度和蔗糖溶液濃度對褐變度的影響3D圖與平面圖Fig.4 The 3D graph and plane graph for the effect of concentration of ginger juice and sucrose solution on browning degree

由圖4可知，當生姜汁的含量不變時，隨著蔗糖濃度的升高，褐變度先減小后增大，曲面比較平緩，且等高線趨近于橢圓。蔗糖溶液濃度和生姜汁含量的交互作用對褐變度變化的影響不顯著。

在固定蔗糖溶液濃度的基礎上，探究生姜汁含量和鹽溶液含量對褐變度的影響關系，見圖5。

圖5 生姜汁濃度和鹽溶液濃度對褐變度的影響3D圖與平面圖Fig.5 The 3D graph and plane graph for the effect of concentration of ginger juice and salt solution on browning degree

由圖5可知，當生姜汁的含量不變時，隨著鹽溶液含量的升高，褐變度升高，曲面較為陡峭。生姜汁濃度和鹽溶液濃度對褐變度的影響較為顯著。

在固定生姜汁溶液濃度的基礎上，探究蔗糖溶液含量和鹽溶液含量對褐變度的影響關系，見圖6。

圖6 蔗糖溶液濃度和鹽溶液濃度對褐變度的影響3D圖與平面圖Fig.6 The 3D graph and plane graph for the effect of concentration of sucrose and salt solution on browning degree

由圖6可知，當蔗糖的含量不變時，隨著鹽溶液含量的升高，褐變度出現(xiàn)了較大的波動，曲面較為陡峭。蔗糖溶液濃度和鹽溶液濃度的交互作用對褐變度的影響較為顯著。

2.2.3 最優(yōu)值的驗證

通過Design Expert 8.0.6.1軟件分析擬合出的最優(yōu)配方為：生姜汁1.2%、蔗糖溶液2.4%、鹽溶液4.01%時，在此條件下的褐變度為6.92，見表4。

表4 三因素擬合優(yōu)選表Table 4 The fitting optimization table of the three factors

對響應面實驗得到的最優(yōu)配比進行驗證，以生姜汁為1.2%、蔗糖溶液為2.4%、鹽溶液為4%進行驗證性實驗，實驗結(jié)果見表5。

表5 驗證實驗表Table 5 Verification experiment table

由表5可知，以生姜汁為1.2%、蔗糖溶液為2.4%、鹽溶液為4%進行護色效果較好，且與擬合出來的褐變度6.92較為接近。