正交实验优化菠萝番茄酱配方研究

冯明会，李锐，吴勇

(1.四川旅游学院 烹饪学院,成都 610100；2.岭南师范学院 生命科学与技术学院，广东 湛江 524048；3.中海油能源发展股份有限公司配餐服务分公司,广东 湛江 524048)

番茄酱自发明以来已经有100多年的历史，一直很受欢迎，不管是中外传统烹饪，还是现代的快餐式烹饪以及快食产品等，都会有番茄酱的身影和贡献[1]。其富含番茄红素、B族维生素、多种矿物质以及天热果胶，较鲜品更容易被人体消化吸收，制作者和消费者都很喜爱。不过由于其制作工艺相对简单，原材料丰富，生产厂商数量众多，产品的档次和品牌众多，甚至出现一些以次充好的现象，相对于消费者的口味需求日益变化的过程中，番茄酱的风味特色一直保持着原有的状态，不能满足消费者对新奇口味的需求[2,3]。基于此，开发复合口味的番茄酱成为调味企业的研发方向。

菠萝属热带水果，风味独特，深受广大消费者的喜爱，且成分中含有丰富的蛋白质、糖类、脂肪、维生素以及钙、磷、铁、有机酸类、尼克酸等，还有独特的“菠萝朊酶”蛋白质分解酵素等，这是一种跟胃液相类似的酵素，可以帮助消化吸收[4-6]。从中国传统医学来讲，其味甘、微酸，性微寒，有清热解暑、生津止渴、利小便的功效，可用于伤暑、身热烦渴、腹中痞闷、消化不良、小便不利、头昏眼花等症。将其与番茄结合不仅能实现营养互补，还能形成一种新的复合调味品，满足消费市场求新的需求[7,8]。

本研究以传统番茄酱工艺为基础，通过增加菠萝鲜肉，来改善番茄酱风味，实现开发一种新的复合口味果酱。通过单因素实验与正交实验，对其配方进行优化，探讨出菠萝番茄酱的最佳配方，为菠萝番茄酱的生产提供了参考依据[9]。

1 材料与方法

1.1 材料

新鲜菠萝(徐闻香水菠萝)；有机番茄(京东百汇丰生鲜专营店)；白砂糖(惠宜)；盐(中盐成都盐业公司)；柠檬酸和黄原胶：符合GB 2760-2014《食用添加剂使用标准》的要求和GB 1886.41-2015《黄原胶》的要求；所有药品均为国产分析纯，营养琼脂培养基(依据GB/T 4789.23-2003 配制)。

1.2 设备

JYL-Y921破壁料理机 九阳股份有限公司、500/0.01电子天平 上海花潮电器有限公司；JSA8-pH计 深圳吉顺安科技有限公司；ZNN-D6S粘度计 青岛恒泰达机电设备有限公司；DHG-9023A-T电热鼓风干燥箱 上海丙林电子科技有限公司；MagNA Lyser System 匀浆仪；电磁炉 美的集团；不锈器皿等 实验室提供。

1.3 工艺流程及要点

1.3.1 工艺流程

1.3.2 操作要点

1.3.2.1 原料初加工

选用新鲜菠萝、番茄，对原料进行清洗。

1.3.2.2 去皮工艺

将菠萝与番茄用100 ℃水漂烫去皮，去籽。

1.3.2.3 制浆工艺

将菠萝与番茄浆加热至煮沸，加入各种原料搅拌均匀。

1.3.2.4 熬煮

将各种原材料不停搅拌，于100 ℃加热5 min。

1.3.2.5 包装

将熬煮好的菠萝番茄灌入容器，高温蒸汽灭菌，冷却包装即可。

1.4 实验方法

1.4.1 菠萝番茄酱的预制实验

本实验基础配方参照企业生产配方，结合预制实验，最终以果浆量为依据，确定柠檬酸、白砂糖、盐以及黄原胶的添加量，具体见表1[10]。

表1 菠萝番茄酱配方的基础数据Table 1 Basic data of formula of pineapple tomato sauce

1.4.2 感官评定方法

本实验的感官评判员由5名具备专业素质的成员组成，前期针对菠萝番茄酱进行专业品评培训，分别在色泽、气味与滋味、质构、涂抹性4个方面进行评分，满分100分。评定时，样品用代号表示，对同一样品按不同顺序重复进行3次评分，结果为3次评分的平均值，感官评定标准见表2[11]。

表2 菠萝番茄酱感官评定标准表Table 2 StandardTable for sensory evaluation of pineapple tomato sauce

1.4.3 正交实验法

在菠萝番茄酱制作过程中，工艺标准以传统制作工艺为基础，菠萝和番茄的质量比、柠檬酸、白砂糖、盐、黄原胶的添加量是决定菠萝番茄酱滋味口感的主要因素。基于此，在菠萝和番茄的质量比、柠檬酸、白砂糖、盐、黄原胶5个单因素实验基础上，各选择3个较好水平进行5因素3水平正交实验，根据表2菠萝番茄酱感官评定标准表进行评价，确定菠萝番茄酱的最佳配方组合，具体因素水平见表3。

表3 菠萝番茄酱因素水平表Table 3 Factors and levels of pineapple tomato sauce

1.4.4 理化指标分析与检测

固形物：按GB/T 10786-2006的方法测定[12]；pH值：使用pH计(深圳吉顺安JSA8-pH计)[13]；霉菌数：按GB 4789.15—2003的方法测定[14]；菌落总数：按GB 4789.2-2010的方法测定[15]；大肠菌群：按GB 4789.3-2010的方法测定[16]；致病菌：按GB 4789.4-2010的方法测定[17]。

2 结果与分析

2.1 单因素实验

在工艺过程及原料批次等级相同的条件下，分别以菠萝与番茄的质量比、柠檬酸、白砂糖、盐、黄原胶添加量等因素变化进行单因素实验。

2.1.1 菠萝与番茄的质量比对菠萝番茄酱感官品质的影响

菠萝含有较多维生素A的前体胡萝卜素，呈现出特有的黄色，同时也含有丰富的糖类、蛋白质以及风味物质等，所以，将其果肉与番茄酱混合，将直接影响菠萝番茄酱的色泽、粘稠度和滋味等。为确定菠萝果肉的最佳添加量，本实验在预制实验配方数据的基础上，在其他因素恒定的情况下，制作5组菠萝番茄酱,并对其进行感官评价，具体为分别取菠萝和番茄质量比30∶70，40∶60,50∶50,60∶40,70∶30作为实验组，由图1可知，评分值最高的为菠萝和番茄质量比在50∶50的时候。

图1 菠萝与番茄的质量比对菠萝番茄酱感官品质的影响Fig.1 Effect of mass ratio of pineapple and tomato on sensory quality of pineapple tomato sauce

2.1.2 柠檬酸添加量对菠萝番茄酱感官品质的影响

柠檬酸一般作为食品中酸度的调节剂添加，其酸味很强，在此实验中其添加量将影响菠萝番茄酱的酸度，为确定柠檬酸的最佳添加量，本实验在预制实验配方数据的基础上，在其他因素恒定的情况下，制作5组菠萝番茄酱,并对其进行感官评价，具体为分别添加0.2%,0.3%,0.4%,0.5%,0.6%的柠檬酸作为实验组，由图2可知，评分值最高的为柠檬酸添加量为0.4%的时候。

图2 柠檬酸添加量对菠萝番茄酱感官品质的影响Fig.2 Effect of additive amount of citric acid on sensory quality of pineapple tomato sauce

2.1.3 白砂糖添加量对菠萝番茄酱感官品质的影响

白砂糖在食品中除了具有增加甜味的作用外，还具有增加粘稠度的作用，因此，白砂糖的添加将直接影响菠萝番茄酱的甜度和粘稠度，为确定白砂糖的最佳添加量，本实验在预制实验配方数据的基础上，在其他因素恒定的情况下，制作5组菠萝番茄酱,并对其进行感官评价，具体为分别添加6%,8%,10%,12%,14%的白砂糖作为实验组，由图3可知，评分值最高的为白砂糖添加量为10%的时候。

图3 白砂糖添加量对菠萝番茄酱感官品质的影响Fig.3 Effect of additive amount of sugar on sensory quality of pineapple tomato sauce

2.1.4 盐添加量对菠萝番茄酱感官品质的影响

图4 盐添加量对菠萝番茄酱感官品质的影响Fig.4 Effect of additive amount of salt on sensory quality of pineapple tomato sauce

盐在食品中主要体现出咸味的作用，同时也具有增强甜味和缓解酸味的作用，在传统烹饪中也有“要想甜加点儿盐”的说法。所以，盐的添加量将直接影响菠萝番茄酱的滋味，为确定盐的最佳添加量，本实验在预制实验配方数据的基础上，在其他因素恒定的情况下，制作5组菠萝番茄酱,并对其进行感官评价，具体为分别添加2%,4%,6%,8%,10%的盐作为实验组，由图4可知，评分值最高的为盐添加量为6%的时候。

2.1.5 黄原胶添加量对菠萝番茄酱感官品质的影响

黄原胶是一种生物多糖，具有遇水分散、乳化变成稳定的亲水性粘稠胶体的性质，在食品中可以改善粘稠度。所以，黄原胶的添加量直接影响菠萝番茄酱的粘稠度，为确定黄原胶的最佳添加量，本实验在预制实验配方数据的基础上，在其他因素恒定的情况下，制作5组菠萝番茄酱,并对其进行感官评价，具体为分别添加0.6%,0.8%,1.0%,1.2%,1.4%的黄原胶作为实验组，由图5可知，评分值最高的为黄原胶添加量为1.0%的时候。

图5 黄原胶添加量对菠萝番茄酱感官品质的影响Fig.5 Effects of additive amount of xanthan gum on sensory quality of pineapple tomato sauce

2.2 正交实验

在菠萝番茄酱制作过程中，菠萝和番茄的质量比、柠檬酸、白砂糖、盐、黄原胶的组成是决定菠萝番茄酱品质的主要因素，考虑各单因素的相互交叉影响，为了更科学合理地确定菠萝番茄酱的配方，使菠萝番茄酱出品效果最佳，本实验采用L18(35)正交表进行正交实验，实验结果见表4[18]。

表4 正交实验结果分析表Table 4 AnalysisTable of orthogonal test results

续 表

由表4可知，比较R值发现影响菠萝番茄酱的因素大小为RC>RD>RE>RA>RB,即白砂糖的添加量对菠萝番茄酱品质影响最大。由表4正交实验结果极差分析可知菠萝番茄酱的最佳配方组合为A2B2C1D3E2，即菠萝与番茄的质量比值50∶50、柠檬酸0.4%、白砂糖6%、盐8%、黄原胶1.0%制作的菠萝番茄酱感官评分最高，风味达到最佳效果。

2.3 其他理化指标

通过对菠萝番茄酱最佳配方的样品理化分析，发现其理化指标符合行业生产标准及国家卫生标准，具体见表5。

表5 菠萝番茄酱理化指标Table 5 Physical and chemical indexes of pineapple tomato sauce

3 结论

本研究以番茄酱为基础，通过增加菠萝鲜肉，来改善番茄酱的风味，实现开发一种新的复合口味果酱。利用感官鉴定，结合单因素实验与正交实验，最终确定菠萝番茄酱的最佳配方为：菠萝和番茄的质量比值50∶50、柠檬酸0.4%、白砂糖6%、盐8%、黄原胶1.0%，由此配方制作出的菠萝番茄酱酸甜可口、风味浓郁。并通过理化分析成品固形物、pH值、霉菌数、菌落总数、大肠菌群以及致病菌，以评价其食用的安全性，本研究为传统调味酱料的开发提供了参考依据。