響應(yīng)面法優(yōu)化蓮藕腌制條件

郭 芳，李丹妮，王 闖

（呂梁學院生命科學系，山西呂梁033000）

蓮藕不僅可以作為蔬菜，還可以作為中藥[1]。蓮藕具有抗氧化的功能，在醫(yī)療保健方面有重要價值[2]。近年來，研究發(fā)現(xiàn)蓮藕中的鞣質(zhì)具有抑菌、抗病毒、抗腫瘤、清除自由基等功效。蓮藕富含鐵、鈣、磷等礦物元素，且含有大量淀粉、維生素、蛋白質(zhì)，對于補氣益血很有幫助，并且有益于生肌[3]。

我國在市場上出售及出口的蓮藕大部分只是進行了初加工，經(jīng)過深加工的蓮藕制品少之又少，為了迎合市場需求，提高蓮藕經(jīng)濟效益，迫切需要對蓮藕進行深加工利用。因此，研究蓮藕在腌制過程中原料、輔料用量及腌制條件對蓮藕的影響，以期為腌制蓮藕的品質(zhì)控制和規(guī)模化生產(chǎn)提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料

白蓮藕、食鹽、白砂糖、白醋，均采購于呂梁市星瑪客超市。

1.2 工藝流程

原料的挑選→清洗、去皮、切片→燙漂→冷卻→稱量原料、輔料→入壇→加入滅菌水、食鹽、白醋、白砂糖→腌制→成品→感官評價。

1.3 操作要點

（1）原料的挑選。選擇新鮮完整、無腐爛的脆藕品種。

（2）清洗、去皮、切片。將清洗干凈的蓮藕去掉藕節(jié)，去皮之后將蓮藕切成4～5 mm的藕片。

（3）燙漂。將蓮藕倒入100℃開水中漂3 min后撈出，放入適量涼開水中冷卻，然后將壇子進行高溫殺菌。

（4）稱量原料、輔料。稱取蓮藕若干份，每份50 g放入壇中備用；依次稱量滅菌水、食鹽、白醋、白砂糖，現(xiàn)取現(xiàn)用。

（5）加入滅菌水、食鹽、白醋、白砂糖。將稱量好的滅菌水、食鹽、白醋、白砂糖倒入燒杯充分溶解后放入壇中。

（6）鹽水腌制。將菜壇密封，放在陰涼干燥處腌制。

1.4 單因素試驗

1.4.1 食鹽用量對蓮藕品質(zhì)的影響

稱取5份蓮藕50 g，涼開水100 mL，白砂糖4.5 g，白醋7.5 mL備用，稱取食鹽分別為3.5，4.0，4.5，5.0，5.5 g倒入5個壇中，密封好放置于干燥陰涼處腌制。腌制完成后，以感官評分為指標，得出最佳的食鹽用量。

1.4.2 白砂糖用量對蓮藕品質(zhì)的影響

稱取5份蓮藕50 g，涼開水100 mL，白醋7.5 mL，食鹽4 g放于壇中備用，稱取白砂糖用量分別為4.5，5.0，5.5，6.0，6.5 g倒入5個壇中，密封好放置于干燥陰涼處腌制。腌制完成后，以感官評分為指標，得出最佳的白砂糖用量。

1.4.3 白醋用量對蓮藕品質(zhì)的影響

稱取5份蓮藕50 g，涼開水100 mL，白砂糖4.5 g，食鹽4 g放于壇中備用，稱取白醋用量分別為5.0，7.5，10.0，12.5，15.0 mL倒入5個壇中，密封好放置于干燥陰涼處腌制。腌制完成后，以感官評分為指標，得出最佳的白醋用量。

1.4.4 腌制時間對蓮藕品質(zhì)的影響

蓮藕腌制時間分別為4，5，6，7，8 d，每天觀察蓮藕組織狀態(tài)，取出蓮藕進行感官評價并做好記錄。

1.5 響應(yīng)面試驗

用Design Expert Software 8.0.6作為響應(yīng)面分析軟件，選用中心組合模型（BBD）設(shè)計響應(yīng)面試驗，以單因素試驗中最佳結(jié)果為中間值，取中間值兩側(cè)的水平值分別為高值和底值。

響應(yīng)面因素與水平設(shè)計見表1。

表1 響應(yīng)面因素與水平設(shè)計

1.6 感官評價

感官評定標準[4]見表2。

表2 感官評定標準

1.7 數(shù)據(jù)處理

采用Origin Pro 2018軟件和Design Expert 8.0.6對試驗數(shù)據(jù)進行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果與分析

2.1.1 食鹽用量對蓮藕品質(zhì)的影響

不同食鹽用量對蓮藕品質(zhì)的影響見圖1。

圖1 不同食鹽用量對蓮藕品質(zhì)的影響

由圖1可知，食鹽用量為3.5～4.0 g時，蓮藕的感官評分呈顯著的上升趨勢；食鹽用量為4.0 g時，蓮藕的感官評分最高，為91分；隨著食鹽用量的進一步增加，感官評分呈現(xiàn)顯著的下降趨勢。這是由于適量的食鹽可以刺激味蕾，讓蓮藕更加爽口，而較高的食鹽用量造成蓮藕過咸，給人不愉快的感受。因此，最佳食鹽用量選擇4 g。

2.1.2 白砂糖用量對蓮藕品質(zhì)的影響

不同白砂糖用量對蓮藕品質(zhì)的影響見圖2。

由圖2可知，當白砂糖用量為4.5～5.5時，蓮藕感官評分呈上升趨勢；當白砂糖用量為5.5 g時，蓮藕的感官評分最高，為92分；隨著白砂糖用量的進一步增加，感官評分呈現(xiàn)下降趨勢，說明感官評分最高點為5～6 g。這是因為適量的白砂糖可以改善蓮藕口感，但過量的白砂糖也會使人產(chǎn)生甜膩感，而且會造成微生物繁殖加快，湯色變渾濁。因此，白砂糖用量選擇5.5 g。

圖2 不同白砂糖用量對蓮藕品質(zhì)的影響

2.1.3 白醋用量對蓮藕品質(zhì)的影響

不同白醋用量對蓮藕品質(zhì)的影響見圖3。

圖3 不同白醋用量對蓮藕品質(zhì)的影響

由圖3可知，隨著白醋用量的增加，蓮藕的感官評分呈先增加后下降的極顯著變化。當白醋用量為7.5 mL時，蓮藕的感官評分最高，為84分；隨著白醋用量的進一步增加，感官評分呈現(xiàn)下降趨勢；當白醋用量為7.5～10 mL時感官評分下降非常顯著，說明在此區(qū)間口感明顯偏酸。因此，白醋用量選擇7.5 mL。

2.1.4 腌制時間對蓮藕品質(zhì)的影響

不同腌制時間對蓮藕品質(zhì)的影響見圖4。

圖4 不同腌制時間對蓮藕品質(zhì)的影響

由圖4可知，隨著腌制時間的增加，蓮藕的感官評分呈先增加后下降的變化，但感官評分最低點83.0分到最高點86.5分的差值只有3.5分，說明變化并不顯著，對蓮藕品質(zhì)影響較小。當腌制時間為7 d時，蓮藕的感官評分最高，為86.5分，隨著腌制時間的增加，感官評分呈現(xiàn)下降趨勢。因此，腌制時間選擇7 d。

2.2 響應(yīng)面試驗結(jié)果與分析

2.2.1 試驗設(shè)計及結(jié)果

響應(yīng)面試驗設(shè)計方案及結(jié)果見表3。

表3 響應(yīng)面試驗設(shè)計方案及結(jié)果

將所得的試驗數(shù)據(jù)輸入Design Expert 8.0.6軟件中計算回歸方程，得到以感官評分為目標函數(shù)的二次回歸方程如下所示：

2.2.2 方差分析

對蓮藕感官評分試驗數(shù)據(jù)進行方差分析。

方差分析見表4。

表4 方差分析

由表4可知，根據(jù)腌制蓮藕感官評分建立的回歸模型的F值為116.56，p＜0.000 1，模型顯著說明該回歸方程的自變量與因變量的相關(guān)關(guān)系好，分析得到的回歸方程在統(tǒng)計學上是有意義的。

失擬性不顯著（p=0.289 0＞0.05），說明該方程對試驗的擬合程度高、誤差小。回歸方程的各項顯著性表明，一次項C不顯著（p＞0.05），B極顯著（p＜0.01），A極顯著（p＜0.01）；交互項AB顯著（p＜0.05），AC極顯著（p＜0.01），BC極顯著（p＜0.01），二次項A2極顯著（p＜0.01），B2極顯著（p＜0.01），C2極顯著（p＜0.01）。從F值判斷，3個因素對腌制蓮藕感官評分的影響程度自大至小為B＞A＞C，即白砂糖用量＞食鹽用量＞白醋用量。

2.2.3 兩因素交互作用的響應(yīng)面分析

（1）白砂糖用量與食鹽用量的交互作用。

白砂糖用量與食鹽用量的交互作用見圖5。

圖5 白砂糖用量與食鹽用量的交互作用

由圖5的三維圖可以看出，隨著食鹽用量的增大，蓮藕感官評分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，變化幅度非常大；隨著白砂糖用量的增加，蓮藕感官評分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，變化幅度平緩。等高線圖可以直觀地反映各因素間的交互作用，其中橢圓形表示兩因素間交互作用顯著，圓形表示兩因素間交互作用不顯著。由圖5中等高線圖可以看出，食鹽用量和白砂糖用量交互作用對感官評分影響顯著，且方差分析也顯著。

（2）白醋用量與食鹽用量的交互作用。

白醋用量與食鹽用量的交互作用見圖6。

由圖6的三維圖可以看出，隨著食鹽用量的增加，蓮藕感官評分呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢，變化幅度較大；隨著白醋用量的增加，蓮藕感官評分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，變化幅度較平緩。由圖6中等高線圖可以看出，AC交互的橢圓相較于AB交互的橢圓弧度較大，說明食鹽用量和白醋用量交互作用對蓮藕感官評分的影響比食鹽用量和白砂糖用量交互作用顯著，且在方差分析中食鹽用量和白醋用量交互作用極顯著。

圖6 白醋用量與食鹽用量的交互作用

（3）白醋用量與白砂糖用量的交互作用。

白醋用量與白砂糖用量的交互作用見圖7。

圖7 白醋用量與白砂糖用量的交互作用

由圖7的三維圖可以看出，隨著白醋用量的增加，感官評分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，變化幅度較大；隨著白砂糖用量的增加，感官評分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，但變化趨勢平緩。由圖7中等高線圖可以看出白醋用量和白砂糖用量的交互作用對蓮藕感官評分的影響極顯著，且方差分析白醋用量和白砂糖用量的交互作用極顯著。

2.2.4 最優(yōu)化腌制條件與驗證

通過Design Expert 8.0.6軟件分析計算出最佳腌制條件：食鹽用量4.03 g，白砂糖用量5.36 g，白醋用量7.61 mL，感官評分預測最大值為88.105 4分?？紤]實際的生產(chǎn)操作需要，將結(jié)果修正為食鹽用量4 g，白砂糖用量5.4 g，白醋用量7.6 mL。進行3次平行試驗得到的感官評分平均值為88.333 3分，與預測值偏差0.227 9%，試驗結(jié)果較為接近預測值，說明該模型能較好地預測蓮藕腌制條件與感官評分的關(guān)系，試驗方法可信度高，得到的最優(yōu)化方案實用性強。

3 結(jié)論

通過單因素試驗和響應(yīng)面試驗法得出蓮藕腌制的最佳工藝條件為食鹽用量4 g，白醋用量7.6 mL，白砂糖用量5.4 g，腌制時間7 d。各因素對腌制蓮藕品質(zhì)影響順序為白砂糖用量＞食鹽用量＞白醋用量＞腌制時間。

通過對三維模型圖和等高線圖進行分析，得出白砂糖用量和白醋用量交互作用極顯著，食鹽用量和白醋用量的交互作用較顯著，食鹽用量和白砂糖用量的交互作用顯著。

按照最佳工藝條件腌制出的蓮藕酸甜可口、咸度適宜、清脆爽口，具有蓮藕的清香味，蓮藕顏色呈現(xiàn)出均一的乳白色，湯色清亮晶瑩，沒有出現(xiàn)渾濁變色現(xiàn)象。