安文杰，盧利平，2，雷佳欣，陳業(yè)智

（1. 西北民族大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅蘭州 730030；2. 西北民族大學(xué)生物醫(yī)學(xué)研究中心中國(guó)馬來西亞國(guó)家聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，甘肅蘭州 730030）

花椒（Zanthoxylum bungeanum） 系蕓香科、花椒屬，在我國(guó)北方是著名的香料和油料樹種[1]。成熟干燥的花椒果皮經(jīng)常被人們用作食品香料，因其所具有的獨(dú)特的“麻味”而深受人們喜愛，被譽(yù)為“八大味”之一[2]?；ń啡~作為花椒的主要副產(chǎn)物，具有特殊的麻香風(fēng)味[3]和豐富營(yíng)養(yǎng)，是一種很好的香辛調(diào)味品[4]，還可以制作椒茶[5]?；ń愤€具有一定的藥用價(jià)值[6]，并且花椒葉中富含黃酮類化合物、多酚[7]、糖苷[8]、芳香油等活性成分[9-10]，具有抗菌[11-13]、抗氧化[14-18]、抗癌[19-20]、降血脂[21]、止痛、抗衰老、降血壓等藥用價(jià)值[22-23]，芳香油也可以提取出來作為混合食品精華的原料。目前，花椒葉的研究主要集中在生物活性上，國(guó)內(nèi)外關(guān)于花椒葉揮發(fā)性成分的報(bào)道很多，但對(duì)花椒葉中的麻香物質(zhì)的研究較少[24-27]。

考慮到甘肅省以花椒為主要產(chǎn)業(yè)，在貧困山區(qū)減貧、精確減貧，播種面積逐漸擴(kuò)大，受到了國(guó)內(nèi)外的好評(píng)。然而，花椒葉的年產(chǎn)量卻遠(yuǎn)高于花椒的果皮，但花椒生產(chǎn)商更重視花椒產(chǎn)品的收集和加工，忽視了花椒葉的開發(fā)和綜合分析利用。因此，在試驗(yàn)中，單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)被用于選擇花椒葉粉、精制食鹽、花椒粉和胡椒粉的量作為響應(yīng)面優(yōu)化因子的單因素變量，并將花椒葉復(fù)合調(diào)味料的感官評(píng)價(jià)優(yōu)化花椒葉復(fù)合調(diào)味料配方的評(píng)價(jià)指標(biāo)，為花椒葉作為一種新的食品資源和調(diào)味品提供了理論依據(jù)。

1 材料及方法

1.1 材料與儀器

花椒葉（大紅袍花椒葉），2020年5 月采摘自甘肅甘谷縣大象山鎮(zhèn)；精鹽、胡椒粉、八角粉、白砂糖，購(gòu)自蘭州福潤(rùn)德超市；胡椒粉、辣椒粉、白芝麻粉，沈陽(yáng)茂匯食品有限公司提供；香蔥粉、大蒜粉、生姜粉、香精，江蘇味品惠食品有限公司提供。

AR224CN 型電子分析天平，奧豪斯儀器（常州）有限公司產(chǎn)品；WJX-200 型高速多功能粉碎機(jī)，上海緣沃工貿(mào)有限公司產(chǎn)品；DEBAO 型烤箱，廣州白云珠江廚房設(shè)備廠產(chǎn)品；DHG-9420A 型電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程

大紅袍花椒葉干燥→粉碎過篩→按配方稱料→混合均勻→成品。

1.2.2 原料處理

洗凈新鮮摘取的花椒葉，除去葉柄，自然晾干，在60 ℃烘箱中烘至恒質(zhì)量，即得干燥的花椒葉。粉碎花椒葉并過80 目篩，將處理好的花椒葉粉放入封口袋中密封保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.3 混合均勻

按照配方將各配料混合均勻，將處理好的復(fù)合調(diào)味料放入封口袋中密封保存使用。

1.3 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

制作100 g 花椒葉復(fù)合調(diào)味料，各配料添加量為白砂糖8%，白芝麻粉5%，香蔥粉5%，大蒜粉5%，生姜粉3%，八角粉3%，香精3%，在此基礎(chǔ)上研究花椒葉粉添加量、精鹽添加量、辣椒粉添加量、胡椒粉添加量對(duì)復(fù)合調(diào)味料感官品質(zhì)的影響，不足或盈余時(shí)以白砂糖補(bǔ)充或扣除。

1.3.1 花椒粉添加量對(duì)復(fù)合調(diào)味品感官品質(zhì)的影響

固定精鹽添加量17%，辣椒粉添加量15%，胡椒粉添加量13%，考查不同花椒葉粉添加量（16%，18%，20%，22%，24%） 對(duì)復(fù)合調(diào)味料品質(zhì)的影響，篩選出了適宜的花椒葉粉。

1.3.2 添加精制鹽對(duì)復(fù)合調(diào)味品感官品質(zhì)的影響

固定花椒葉粉添加量20%，辣椒粉添加量15%，胡椒粉添加量13%，考查不同精鹽添加量（13%，15%，17%，19%，21%） 對(duì)復(fù)合調(diào)味料品質(zhì)的影響，篩選出精鹽的適宜添加量。

1.3.3 添加辣椒粉對(duì)復(fù)合調(diào)味品感官品質(zhì)的影響

固定花椒葉粉添加量20%，精鹽添加量19%，胡椒粉添加量13%，考查不同辣椒粉添加量（11%，13%，15%，17%，19%） 對(duì)復(fù)合調(diào)味料品質(zhì)的影響，篩選出辣椒粉的適宜添加量。

1.3.4 添加胡椒粉對(duì)復(fù)合調(diào)味品感官品質(zhì)的影響

固定花椒葉粉添加量20%，精鹽添加量19%，辣椒粉添加量15%，考查不同胡椒粉添加量（9%，11%，13%，15%，17%） 對(duì)復(fù)合調(diào)味料品質(zhì)的影響，篩選出胡椒粉適宜添加量。

1.4 響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計(jì)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，按照Box-behnken 設(shè)計(jì)原理工藝優(yōu)化選取花椒葉粉添加量（A）、精鹽添加量（B）、辣椒粉添加量（C）、胡椒粉添加量（D）4 個(gè)因素作為特征值，以感官品質(zhì)評(píng)價(jià)為響應(yīng)值，設(shè)計(jì)四因素三水平響應(yīng)面試驗(yàn)。

響應(yīng)面試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見表1。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)/%

1.5 感官品質(zhì)評(píng)價(jià)方法

1.5.1 調(diào)理食品的加工工藝流程

原料預(yù)處理→整形→調(diào)味與配料→腌制→擺盤→烘烤→感官評(píng)定。

1.5.2 調(diào)理后的烤肉感官評(píng)價(jià)

將雞腿肉切成1 cm×0.5 cm×0.5 cm（長(zhǎng)×寬×厚） 的塊狀雞腿肉，經(jīng)花椒葉復(fù)合調(diào)味料腌制后用烤箱進(jìn)行烤制。

由10 人組成感官品質(zhì)評(píng)價(jià)小組，從色澤、氣味和滋味3 個(gè)方面對(duì)腌辣椒葉復(fù)合調(diào)味料燒烤制品的感官品質(zhì)進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，并對(duì)各評(píng)價(jià)人員的平均分?jǐn)?shù)進(jìn)行計(jì)算，以確定辣椒葉復(fù)合調(diào)味料的最佳配方。

感官評(píng)價(jià)見表2。

表2 感官評(píng)價(jià)

1.6 數(shù)據(jù)處理

感官評(píng)價(jià)結(jié)果用Office Excel 數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用Design Expert 8.0.6 軟件分析響應(yīng)面和模型數(shù)據(jù)，用Origin 9.0 軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 花椒葉粉添加量對(duì)復(fù)合調(diào)味料感官品質(zhì)的影響

花椒葉粉添加量對(duì)復(fù)合調(diào)味料感官品質(zhì)的影響見圖1。

圖1 花椒葉粉添加量對(duì)復(fù)合調(diào)味料感官品質(zhì)的影響

由圖1 可知，花椒葉粉添加量為16%～20%時(shí)，感官評(píng)分隨花椒葉粉添加量增加而增加，當(dāng)花椒葉粉添加量超過20%后，感官評(píng)分開始下降。這是由于在一定的花椒葉粉添加量范圍內(nèi)，能夠提高復(fù)合調(diào)味料的風(fēng)味，增加感官評(píng)分，但是超過一定的添加量界限，花椒葉粉中的不良?xì)馕毒蜁?huì)明顯，使復(fù)合調(diào)味料的品質(zhì)下降。因此，選擇花椒葉粉添加量為18%～22%時(shí)進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計(jì)試驗(yàn)，此時(shí)的復(fù)合調(diào)味料呈淺綠色，椒麻香氣濃郁，口感風(fēng)味最佳。

2.1.2 精鹽添加量對(duì)復(fù)合調(diào)味品感官品質(zhì)的影響

精鹽添加量對(duì)復(fù)合調(diào)味料感官品質(zhì)的影響見圖2。

圖2 精鹽添加量對(duì)復(fù)合調(diào)味料感官品質(zhì)的影響

由圖2 可知，對(duì)花椒葉復(fù)合調(diào)味料的感官評(píng)價(jià)隨著精鹽加入總量為15%時(shí)開始出現(xiàn)逐漸增加的態(tài)勢(shì)，當(dāng)添加量為19%時(shí)，感官評(píng)價(jià)到達(dá)了最高，但隨后又迅速降低。究其原因，精鹽提供了復(fù)合調(diào)味料中主要的“咸味”的味道口感，在添加量超過19%之后，風(fēng)味品質(zhì)變壞，且感官品質(zhì)評(píng)分逐漸降低。因此，選擇了精鹽添加量為17%～21%時(shí)進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計(jì)試驗(yàn)。

2.1.3 辣椒粉添加量對(duì)復(fù)合調(diào)味料的感官品質(zhì)影響

辣椒粉添加量對(duì)復(fù)合調(diào)味料感官品質(zhì)的影響見圖3。

由圖3 可知，在一定的辣椒粉添加量范圍內(nèi)，感官評(píng)分呈現(xiàn)處先增大后減小的變化趨勢(shì)。在辣椒粉添加量為15%時(shí)，感官評(píng)分有最大值，之后感官評(píng)分開始下降。這是由于辣椒粉賦予調(diào)味料良好的的風(fēng)味口感與色澤，但是辣椒粉過量可能會(huì)覆蓋調(diào)味料整體口感，使口味不調(diào)和。因此，選擇辣椒粉添加量為13%～17%時(shí)進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計(jì)試驗(yàn)。

圖3 辣椒粉添加量對(duì)復(fù)合調(diào)味料感官品質(zhì)的影響

2.1.4 胡椒粉添加量對(duì)復(fù)合調(diào)味料的感官品質(zhì)影響

胡椒粉添加量對(duì)復(fù)合調(diào)味料感官品質(zhì)的影響見圖4。

圖4 胡椒粉添加量對(duì)復(fù)合調(diào)味料感官品質(zhì)的影響

由圖4 可知，胡椒粉添加量為9%～15%時(shí)，感官評(píng)分隨著胡椒粉添加量的增加而增大，而胡椒粉添加量超過15%之后，感官評(píng)分開始出現(xiàn)下降的趨勢(shì)。這是由于胡椒粉可以協(xié)同花椒葉粉使復(fù)合調(diào)味料具有獨(dú)特的椒麻風(fēng)味。但胡椒粉超過15%后，胡椒粉開始掩蓋花椒葉粉風(fēng)味，椒麻味開始不調(diào)和。因此，選擇胡椒粉添加量為13%～17%時(shí)進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計(jì)試驗(yàn)。

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

2.2.1 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果

在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，用Design Expert 8.06 軟件對(duì)響應(yīng)面進(jìn)行分析，其中25，26，27，28，29 是中心試驗(yàn)，其余為析因試驗(yàn)，得到感官評(píng)價(jià)的擬合回歸方程為：

響應(yīng)面設(shè)計(jì)方案及結(jié)果見表3。

表3 響應(yīng)面設(shè)計(jì)方案及結(jié)果

2.2.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)分析與優(yōu)化

響應(yīng)面優(yōu)化方差分析見表4。

由表4 可知，對(duì)二次方程進(jìn)行方差，通過p 值可知，對(duì)感官評(píng)分影響極顯著的因素為A、AB、CD、A2、B2、C2、D2，說明試驗(yàn)因素與響應(yīng)值之間，花椒葉粉添加量、花椒葉粉添加量與精鹽添加量的交互作用、辣椒粉與胡椒粉之間的相互作用對(duì)復(fù)合調(diào)味料的感官評(píng)價(jià)有顯著影響。模型的總p 值小于0.0001，差異極其顯著，表明回歸方程模型顯著，不合適項(xiàng)的p 值為0.8824，不顯著，表明模型擬合程度好，變異系數(shù)CV=0.8。該模型的決定系數(shù)R2=0.9903 和R2Adj=0.9807，說明預(yù)測(cè)值與真實(shí)值之間相關(guān)性較強(qiáng)，擬合度也較好，試驗(yàn)誤差較小。綜上所述，此模型可以用于花椒葉粉復(fù)合調(diào)味料的進(jìn)一步分析和預(yù)測(cè)。通過F 值可得，每個(gè)因素對(duì)感官評(píng)價(jià)的影響順序?yàn)锳>C>D>B，即花椒葉粉添加量>辣椒粉添加量>胡椒粉添加量>精鹽添加量。

表4 響應(yīng)面優(yōu)化方差分析

2.2.3 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)交互作用分析

RSM 圖形可以直觀進(jìn)行評(píng)估花椒葉粉添加量、精鹽添加量、辣椒粉添加量和胡椒粉添加量對(duì)復(fù)合調(diào)味料感官品質(zhì)的影響。

花椒葉粉與精鹽相互作用對(duì)復(fù)合調(diào)味品感官品質(zhì)的響應(yīng)面圖和輪廓圖見圖5，花椒葉粉和辣椒粉對(duì)復(fù)合調(diào)味品感官品質(zhì)的響應(yīng)面圖和交互等值線圖見圖6，花椒葉粉與胡椒粉對(duì)復(fù)合調(diào)味料感官品質(zhì)的響應(yīng)面圖和交互等值線圖見圖7，復(fù)合調(diào)味品感官品質(zhì)的精鹽與辣椒粉之間的響應(yīng)面圖和交互等值線圖見圖8，復(fù)合調(diào)味品感官品質(zhì)的精鹽與胡椒粉之間的響應(yīng)面圖和交互等值線圖見圖9，復(fù)合調(diào)味品感官品質(zhì)的辣椒粉與胡椒粉之間的響應(yīng)面圖和交互等值線圖見圖10。

圖5 花椒葉粉與精鹽相互作用對(duì)復(fù)合調(diào)味品感官品質(zhì)的響應(yīng)面圖和輪廓圖

圖6 花椒葉粉和辣椒粉對(duì)復(fù)合調(diào)味品感官品質(zhì)的響應(yīng)面圖和交互等值線圖

圖7 花椒葉粉與胡椒粉對(duì)復(fù)合調(diào)味料感官品質(zhì)的響應(yīng)面圖和交互等值線圖

圖8 復(fù)合調(diào)味品感官質(zhì)量的精鹽與辣椒粉之間的響應(yīng)面圖和交互等值線圖

圖9 復(fù)合調(diào)味品感官質(zhì)量的精鹽與胡椒粉之間的響應(yīng)面圖和交互等值線圖

交互效應(yīng)的強(qiáng)弱趨向可以被響應(yīng)面坡度陡峭程度和等高線橢圓形狀反映，交互效應(yīng)強(qiáng)弱水平可以從投影面的等高線形狀中觀察，曲面傾斜度越大，則該因素對(duì)響應(yīng)值的影響越顯著。對(duì)比圖5 ～圖10，花椒葉粉添加量對(duì)復(fù)合調(diào)味料感官品質(zhì)的影響最大，其次是辣椒粉添加量和胡椒粉添加量，精鹽添加量影響較小。各因素等高線橢圓形狀不明顯（圖5～圖10 中（b）），表明其交互作用不顯著，符合回歸方程的方差分析結(jié)果。

圖10 復(fù)合調(diào)味品感官品質(zhì)的辣椒粉與胡椒粉之間的響應(yīng)面圖和交互等值線圖

用Design Expert 8.0.6 軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化，花椒葉粉添加量為20.24%，精鹽添加量18.9%，辣椒粉添加量為15.3%，胡椒添加量為14.9%，花椒葉復(fù)合調(diào)味料感官評(píng)價(jià)最高。在以上條件下重復(fù)3 次驗(yàn)證試驗(yàn)，得到的平均值91.66667 與預(yù)測(cè)值91.6314 非常接近，相對(duì)偏差小于1%，表明該響應(yīng)面方程比較準(zhǔn)確。

驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)論

通過單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，考查了不同因素對(duì)花椒葉復(fù)合調(diào)味料的影響產(chǎn)品感官品質(zhì)評(píng)分的影響，優(yōu)化了花椒葉復(fù)合調(diào)味料的配方。即花椒葉復(fù)合調(diào)味料的最優(yōu)配方為白砂糖6.66%，白芝麻粉5%，香蔥粉5%，大蒜粉5%，生姜粉3%，八角粉3%，香精3%的基礎(chǔ)上，花椒葉粉添加量20.24%，精鹽添加量18.9%，辣椒粉添加量15.3%，胡椒粉添加量14.9%。在此配方下，花椒葉復(fù)合調(diào)味料呈棕綠色，椒麻香氣濃郁，口感風(fēng)味最佳。經(jīng)優(yōu)化后，整體模型的p 值<0.0001，差異極顯著；失擬項(xiàng)p值為0.8824，不顯著；變異系數(shù)CV=0.8；該模型的決定系數(shù)R2=0.9903 和R2Adj=0.9807。表明回歸方程模型顯著，預(yù)測(cè)值與真實(shí)值之間相關(guān)性較強(qiáng)，該模型的擬合度良好，試驗(yàn)可操作性較好。該配方可行，為花椒葉作為一種新的食品資源和調(diào)味品提供了理論依據(jù)。