祝倫偉，劉波，朱文慧，步營*，李學(xué)鵬，張秀清，劉賀*，于志國

(1.渤海大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧省高校重大科技平臺“食品貯藏加工及質(zhì)量安全控制 工程技術(shù)研究中心”， 遼寧省高等學(xué)校生鮮食品產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院，遼寧 錦州 121013； 2.山東天博食品配料有限公司，山東 濟寧 272010；3.丹東泰豐 食品有限公司，遼寧 丹東 118300)

1 概述

我國貝類資源十分豐富，2017年的海水養(yǎng)殖貝類總量達到143.7萬噸，其中蛤類養(yǎng)殖產(chǎn)量為41.8萬噸，產(chǎn)量位居第二[1]?；ǜ?Ruditapesvariegata)便是一種重要的蛤類，其又被稱為雜色蛤、菲律賓蛤仔、蜆子等。具有高蛋白、低脂肪的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)[2]，除此之外，花蛤制品具有降血糖、抑制ACE活性和清除自由基等功能特性[3-5]。糟辣椒是云南、貴州地區(qū)一種傳統(tǒng)的乳酸發(fā)酵制品，挑選新鮮紅線椒為原料，并加入適量的生姜和大蒜，將其混合剁碎，裝入密封的壇中，然后在低鹽的條件下，利用微環(huán)境中的乳酸菌進行發(fā)酵制作而成[6]。糟辣椒酸辣可口，具有發(fā)汗除濕、開胃的效果，并且富含有益人體健康的辣椒素[7]。

目前，花蛤多以冷凍、干制和鮮銷為主，由于運輸條件和地域等諸多因素的限制，使得花蛤的消費群體和范圍受限。將其加工為休閑類的即食食品能有效解決以上難題，目前關(guān)于花蛤加工產(chǎn)品有通過酶解制備花蛤露[8]、即食肉糜[9]，加工種類單一。研究發(fā)現(xiàn)，海鮮醬類制品頗受消費者喜愛，并且加工技術(shù)成熟。目前關(guān)于海鮮醬制品的研究有扇貝香辣醬、鮑魚內(nèi)臟鮮味醬、蝦仁干貝復(fù)合拌飯醬以及香辣蝦醬[10-13]，關(guān)于花蛤醬制品的研究還相對較少。

感官評價在食品研發(fā)中有著舉足輕重的地位，但是感官評價易受環(huán)境和自身條件的影響，因此本試驗采用電子鼻技術(shù)對風(fēng)味進行差異性分析，對感官評價結(jié)果進行輔助驗證。PEN3型便攜式電子鼻傳感器是一種新穎的分析、識別和檢測手段[14]。根據(jù)對不同樣品的氣味信息進行簡單的比對分析，通過采集標(biāo)樣信息建立數(shù)據(jù)庫，再利用化學(xué)計量學(xué)的統(tǒng)計分析方法對未知樣品進行定性和定量分析，所得結(jié)果具有較高的可信度和重復(fù)性[15]。

本文以花蛤、糟辣椒等為主要原料，以感官評價為指標(biāo)，使用電子鼻輔助分析，研制開發(fā)了口感和風(fēng)味獨特的酸辣花蛤醬，以期為花蛤醬工業(yè)化生產(chǎn)提供一定的理論依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 材料與試劑

花蛤：遼寧丹東泰豐食品有限公司提供；杏鮑菇、菜籽油、大蒜、生抽醬油、料酒、白砂糖、味精、白芝麻、食鹽：錦州萬維超市；糟辣椒：貴州遵義；平板計數(shù)瓊脂培養(yǎng)基：青島海博生物有限公司。

2.2 主要儀器

DL-1型萬用電爐 北京中興偉業(yè)儀器有限公司；高精度電子天平 深圳安普特電子科技有限公司；電磁爐 美的集團；PEN3型電子鼻 德國Airsense公司；JHG-Q60-P100均質(zhì)機 上海融合機械設(shè)備有限公司；LRH-150型生化培養(yǎng)箱 上海一恒科技有限公司；SW-CJ-2FD型潔凈工作臺 蘇凈集團蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司；LDZX-40SC型滅菌鍋 上海申安醫(yī)療器械廠。

2.3 方法

2.3.1 工藝流程

2.3.2 操作要點及注意事項

2.3.2.1 原料選擇

選擇新鮮的、肉質(zhì)堅實飽滿、具有濃郁香氣和滋味的花蛤；選擇新鮮、無發(fā)霉軟爛、氣味清香的杏鮑菇；選擇酸度與辣度合適、色澤紅潤、無腐敗變質(zhì)的糟辣椒；選擇個大飽滿、未發(fā)芽、無霉變的大蒜。

2.3.2.2 風(fēng)味調(diào)配

將菜籽油加熱至150 ℃ 左右，放入計量好的糟辣椒、生姜、大蒜后炒制約1 min，將溫度調(diào)至100 ℃左右后再加入計量好的花蛤、杏鮑菇炒制約8 min。加入稱量好的食鹽、味精、料酒、生抽醬油、白砂糖、白芝麻炒制約2 min，拌勻后出鍋。

2.3.2.3 裝罐

對空罐進行沸水消毒15 min，罐清洗消毒后瀝干罐內(nèi)的水分。將制作好的酸辣花蛤醬裝入罐中并預(yù)留0.8 mm左右的頂隙，采用加熱排氣法減少罐內(nèi)的空氣，排氣時間約5 min，然后旋緊罐蓋。

2.3.2.4 滅菌冷卻

采用115 ℃/15 min的滅菌條件進行滅菌處理，采用反壓冷卻法進行罐頭的冷卻，操作過程中注意調(diào)節(jié)壓縮空氣的大小以維持鍋內(nèi)的反壓狀態(tài)。

2.3.3 感官檢驗

根據(jù)試驗設(shè)計制作產(chǎn)品，由10名食品專業(yè)人員組成評審小組對產(chǎn)品的色澤、香氣、滋味和組織狀態(tài)進行感官評定，總分100分，評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 感官評價標(biāo)準(zhǔn)Table 1 The sensory evaluation standard

2.3.4 正交試驗設(shè)計

酸辣花蛤醬的基礎(chǔ)配方：大蒜1.5%，生抽醬油4.5%，料酒4.5%，白砂糖0.4%，食鹽0.3%，味精0.5%，白芝麻0.4%。根據(jù)預(yù)試驗結(jié)果，選擇花蛤添加量(18%、21%、24%)、杏鮑菇添加量(21%、25%、29%)、菜籽油添加量(14%、18%、22%)、糟辣椒添加量(4%、8%、12%)設(shè)計4因素3水平L9(34)的正交試驗，因素水平表見表2。

表2 正交試驗因素水平表Table 2 The factors and levels of orthogonal experiment %

2.3.5 電子鼻分析

將9組正交試驗按照順序依次編號為1～9號，最佳配方組編號為10號，然后進行電子鼻分析。電子鼻傳感器由10種金屬氧化物半導(dǎo)體型(metal oxide semiconductor，MOS)化學(xué)傳感元件組成，見表3。稱取5 g樣品于50 mL燒杯中，用保鮮膜封口，室溫下平衡30 min，檢測條件：取樣間隔1 s，清洗時間100 s，測定時間150 s，重復(fù)3次。

表3 PEN3型電子鼻標(biāo)準(zhǔn)傳感器陣列性能[16]Table 3 The performance of PEN3 electronic nose standard sensor array

2.3.6 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制定

參照GB 2762-2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》、GB 7098-2015《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 罐頭食品》、GB 10136-2015《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 動物性水產(chǎn)制品》，同時通過保溫試驗、感官評價和理化、微生物指標(biāo)的檢測，初步制定出產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 數(shù)據(jù)處理

電子鼻數(shù)據(jù)用自帶的Winmuster系統(tǒng)進行載荷(loadings)分析以及主成分分析(principal component analysis，PCA)，響應(yīng)值雷達圖用Origin 8.5軟件繪制。

3 結(jié)果與分析

3.1 酸辣花蛤醬正交試驗結(jié)果

根據(jù)預(yù)試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)花蛤、杏鮑菇、菜籽油、槽辣椒等物料的添加量對產(chǎn)品的品質(zhì)影響較大，因此選取花蛤、杏鮑菇、菜籽油、槽辣椒進行正交試驗。通過感官評價確定酸辣花蛤醬的最佳配方，各因素水平及試驗結(jié)果見表4。

表4 正交試驗設(shè)計結(jié)果Table 4 The results of orthogonal experiment

由表4可知，影響酸辣花蛤醬品質(zhì)的因素主次為D>C>B>A，即糟辣椒添加量的高低對酸辣花蛤醬的品質(zhì)影響最大，其次是菜籽油含量、杏鮑菇含量，最后為花蛤含量，最優(yōu)組合為A2B2C2D1。由正交設(shè)計試驗所得出的最優(yōu)配方為花蛤21%、杏鮑菇25%、糟辣椒4%、菜籽油18%、大蒜1.5%、生抽醬油4.5%、料酒4.5%、白砂糖0.4%、食鹽0.3%、味精0.5%、白芝麻0.4%。

10位食品專業(yè)評價人員對最佳工藝條件制作的酸辣花蛤醬進行感官評價，評分平均之后的最終得分為96分。由表1可知，所得產(chǎn)品的感官評價結(jié)果為優(yōu)。

3.2 電子鼻分析結(jié)果

3.2.1 傳感器響應(yīng)值分析

為了解不同組別樣品的氣味差異，采用電子鼻對樣品的整體輪廓進行描述。電子鼻的響應(yīng)值也稱作相對電阻值，即樣品氣味與純空氣電阻率的比值(G/G0或G0/G)[17]。酸辣花蛤醬的電子鼻響應(yīng)值雷達圖見圖1。

圖1 傳感器對不同酸辣花蛤醬芳香物的雷達圖Fig.1 Radar map of sensor for different aromatic substances in clam sauce

由圖1可知，電子鼻對酸辣花蛤醬的揮發(fā)性成分有明顯響應(yīng)，并且每一個傳感器對樣品的響應(yīng)值各不相同，其中傳感器W5S(對氮氧化合物敏感)的強度最大，傳感器W5C(對短鏈烷烴芳香成分敏感)、W1S(對甲基類靈敏)和W2S(對醇類、醛酮類靈敏)的響應(yīng)強度次之，其他傳感器無明顯響應(yīng)。說明氮氧化合物、芳香族類、醛酮類物質(zhì)可能是酸辣花蛤醬中主要的風(fēng)味來源。10組樣品間風(fēng)味物質(zhì)的種類較為相似，但之間存在強度差異，這表明樣品間的風(fēng)味有所不同。

3.2.2 載荷分析

載荷分析是電子鼻不同傳感器對于主成分分析貢獻率大小的分析，各傳感器的載荷貢獻率差異明顯，據(jù)此可對傳感器進行選擇與優(yōu)化，選取貢獻率最大的傳感器進行重點研究。

圖2 正交試驗樣品的載荷分析圖Fig.2 Loading analysis diagram of orthogonal experimental samples

由圖2可知，W5S在橫坐標(biāo)上離原點距離最遠(yuǎn)，這表明其在第一主成分方面的貢獻最大。而W1S在縱坐標(biāo)上離原點最遠(yuǎn)，同樣表明其在第二主成分方面的貢獻率大。該結(jié)果與響應(yīng)值分析吻合，綜合來看，樣品的氣味物質(zhì)主要是氮氧化合物和甲基類物質(zhì)。

3.2.3 主成分分析

9組正交組和最優(yōu)組的酸辣花蛤醬的PCA分析圖譜見圖3。

圖3 正交試驗樣品的PCA分析圖Fig.3 PCA analysis diagram of orthogonal experimental samples

主成分分析(PCA)是將所提取的電子鼻傳感器多指標(biāo)的信息進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和降維的一種分析方法，一般總貢獻率大于85%便能較好地反映全部特征。PC1和PC2貢獻率分別為99.65%和0.21%，總貢獻率為99.86%，說明主成分可以很好地反映各組酸辣花蛤醬中揮發(fā)性氣味的全部特征信息。由圖3可知，1，3，8，9，10號樣品距離很接近，表明彼此間氣味差異很小。并且6號和7號，9號和10號分別出現(xiàn)重疊現(xiàn)象，表明彼此之間氣味有相同之處。2號、4號和5號在PCA圖中明顯遠(yuǎn)離其他7組樣品，表明與其他7組樣品間風(fēng)味差異較大。電子鼻PCA分析圖與感官評價結(jié)果有一定的關(guān)聯(lián)性，可以通過電子鼻的分析結(jié)果對感官評價結(jié)果進行進一步的驗證。最佳的10號配方在分析譜圖中位于1，3，8，9號的中間位置，表明10號配方的氣味比較協(xié)調(diào)、適中，其在感官評價中得分也是最高的，適合大部分消費者的風(fēng)味習(xí)慣。

3.3 產(chǎn)品指標(biāo)

3.3.1 感官指標(biāo)

成品具有花蛤的鮮香味，顏色紅潤，酸辣可口，組織狀態(tài)良好。

3.3.2 微生物指標(biāo)

符合罐頭食品商業(yè)無菌的要求，按GB 4789.26-2013規(guī)定的方法檢驗。

3.3.3 污染物指標(biāo)

鉛(以Pb計)≤1.5 mg/kg；鎘(以Cd計)≤2.0 mg/kg；汞(以Hg計)≤0.5 mg/kg；砷(以As計)≤0.5 mg/kg；鉻(以Cr計)≤2.0 mg/kg；多氯聯(lián)苯≤0.5 mg/kg。

4 結(jié)論

試驗以花蛤、杏鮑菇、糟辣椒等原輔料制作酸辣花蛤醬。利用感官評價法進行正交試驗，確定酸辣花蛤醬的配方為花蛤21%、杏鮑菇25%、糟辣椒4%、菜籽油18%、大蒜1.5%、生抽醬油4.5%、料酒4.5%、白砂糖0.4%、食鹽0.3%、味精0.5%、白芝麻0.4%、適量水。制成的酸辣花蛤醬成品具有花蛤與杏鮑菇的鮮香味，顏色紅潤，酸辣可口，組織狀態(tài)良好。采用電子鼻分析發(fā)現(xiàn)其揮發(fā)性成分包含氮氧類、甲基類、芳香類等化合物，各組的風(fēng)味有差別，證明電子鼻技術(shù)能有效應(yīng)用于酸辣花蛤醬特征風(fēng)味的分析，可以佐證感官評價結(jié)果，輔助用于產(chǎn)品的開發(fā)。