芹椒醬制作工藝優化及品質分析

王愛紅 沈海軍 余輝 曹仲文

摘要：為了提高芹菜葉的利用率，開發一種新的蔬菜醬制品。以新鮮芹菜葉、青紅椒等作為主要原料，輔以大蒜、薄荷等進行芹椒醬的研制。在單因素試驗的基礎上，采用模糊數學感官評定法和響應面優化法對影響芹椒醬的白砂糖添加量、鹽添加量、雞精添加量和植物油添加量進行優化。結果表明，在礦泉水25%、芹菜葉30%、青椒20%、紅椒10%、大蒜12.5%和薄荷葉2.5%的基礎配方上，當白砂糖添加量5.5%、鹽添加量3.5%、雞精添加量1.5%、植物油添加量35%時，芹椒醬的感官評分最高，達到95.21分。此時芹椒醬的蛋白質、氨基酸態氮、維生素含量分別為8.64 g/100 g、4.96 g/100 g、67.24 mg/100 g，微生物檢測結果符合國家標準要求。該研究為醬制品的開發提供了一定理論依據。

關鍵詞：芹菜葉；醬；模糊數學；響應面法；工藝優化

中圖分類號：TS201.1????? 文獻標志碼：A???? 文章編號：1000-9973（2024）02-0129-08

Optimization of Production Process of Celery Chili Sauce and Analysis of Its Quality

Abstract： In order to improve the utilization rate of celery leaves， a new vegetable sauce product is developed. With fresh celery leaves， green and red chili as the main raw materials， garlic and mint as the auxiliary materials， celery chili sauce is prepared. Based on single factor test， fuzzy mathematical sensory evaluation method and response surface methodology are used to optimize the addition amount of white granulated sugar， salt， chicken essence and vegetable oil which affects the celery chili sauce. The results show that on the basic formula of? 25% mineral water， 30% celery leaves， 20% green chili， 10% red chili， 12.5% garlic and 2.5% mint leaves， when the addition amount of white granulated sugar， salt， chicken essence and vegetable oil is 5.5%， 3.5%， 1.5% and 35% respectively， the sensory score of celery chili sauce is the highest of 95.21 points. At this time， the content of protein， amino acid nitrogen and vitamin is 8.64 g/100 g， 4.96 g/100 g and 67.24 mg/100 g respectively， and the microbial detection results meet the national standard requirements. This study has provided a theoretical basis for the development of sauce products.

Key words： celery leaves； sauce； fuzzy mathematics； response surface methodology； process optimization

芹菜（Apium graveolens L.）為傘形科植物，有著悠久的種植歷史和大范圍的種植面積，是生活中最常見的蔬菜之一[1]。因其營養豐富，富含粗纖維、維生素和礦物質，具有降血壓、降血脂等功效，深受消費者的認可，是重要的經濟農作物[2]?，F代食品加工研究表明，芹菜在藥、食兩方面都具有很高的價值。王吉等[3]以發酵芹菜汁代替亞硝酸鹽，測定貯藏過程中豬肉餅的品質，發現發酵芹菜汁能夠有效降低其亞硝酸鹽含量和抑制脂質氧化。袁登奎等[4]優化芹菜汁調理牛排，經調理后的牛排嫩度較好，風味獨特。馬子甲[5]研究發現芹菜籽水提物中的5種黃酮類物質具有良好的體外ACE抑制活性。

有研究顯示，芹菜葉中的10項營養成分顯著高于芹菜莖[6]，但在傳統烹調工藝方面，新鮮芹菜主要的食用部位是莖，葉子大多被丟棄。中國人制醬、食醬的歷史悠久，醬在飲食生活中占有重要的地位。目前關于芹菜相關制品的研究文獻較少[7-10]，鮮有關于芹菜醬制品方面的研究，將新鮮芹菜葉制成醬制品，可以節約資源，開拓新的市場。因此，本文以芹菜葉、青紅椒等為主要原料，研制一種新的蔬菜復合醬制品，通過模糊數學和響應面法優化制作工藝，為芹菜葉醬制品的開發提供一定的理論指導。

1 材料和方法

1.1 材料與設備

礦泉水：惠州景田食品飲料有限公司；植物調和油：益海嘉里（武漢）糧油工業有限公司；白砂糖：上海上棠食品有限公司；食用鹽：江蘇井神鹽化股份有限公司；雞精：上海太太樂食品有限公司；芹菜、大蒜、薄荷和青紅椒（長筒形甜椒）：均購于揚州市大潤發超市。

C21-Simple 101電磁爐 廣東美的生活電器制造有限公司；KFS-C4高精度廚房秤（精準度0.1 g） 中國凱豐集團有限公司；LLJ-D05Q5料理機 佛山市小熊廚房電器有限公司；YX-280D高壓滅菌鍋 杭州科菲實驗儀器有限公司。

1.2 試驗方法

選取新鮮、無破損的芹菜葉、薄荷葉、青紅椒、大蒜洗凈瀝干水分，將芹菜葉、薄荷葉、大蒜、青椒切塊，放入料理機中加水攪拌成均勻糊狀，倒入鍋中，加入植物油，大火熬制4 min，加入鹽、白砂糖、雞精調味，不斷攪拌，小火熬制至調味品與醬料融合。

芹椒醬加工工藝流程：芹菜葉、薄荷葉、青紅椒等洗凈瀝干→粉碎→熬煮→調味→攪拌→灌裝→滅菌→成品。

1.3 感官評價標準

選取10位經過培訓合格后的烹飪專業同學，成立感官評價小組，感官評價指標主要包含色澤、氣味、口感和質地4個方面，參考耿吉等[11]的方法，分別對不同條件下制成的芹椒醬的各項感官指標進行評分，綜合評分即為10人感官評價結果的平均值。

1.4 模糊數學模型的建立

參考劉趙等[12]的方法并稍作修改，確立評定因素，建立芹椒醬的模糊數學感官評價體系。依據芹椒醬的品質評價標準，以色澤、氣味、口感、質地4項指標建立因素集，總權重為1，即權重集U=｛u色澤0.25，u氣味0.25，u口感0.3，u質地0.2｝。所對應的評語集V=｛v1很好，v2好，v3一般，v4較差，v5差｝，以100分為滿分，設定81～100分為很好，61～80分為好，41～60分為一般，21～40分為較差，0～20分為差。具體評價標準見表1。

1.5 單因素試驗設計

本試驗制作的芹椒醬參照《蔬菜營養菜譜與食療方》[13]制作方法，修改確立芹椒醬的基礎配方為礦泉水25%、芹菜葉30%、青椒20%、紅椒10%、大蒜12.5%和薄荷葉2.5%，分別對白砂糖、鹽、雞精、植物油的添加量進行單因素試驗，研究這4個因素對芹椒醬感官品質的影響。

1.5.1 白砂糖的添加量

每次試驗選定鹽添加量為3.0%，雞精添加量為1.5%，植物油添加量為35%，白砂糖添加量分別為4.0%、4.5%、5.0%、5.5%、6.0%，記錄不同白砂糖添加量下芹椒醬的感官評分。

1.5.2 鹽的添加量

每次試驗選定白砂糖添加量為5.0%，雞精添加量為1.5%，植物油添加量為35%，鹽添加量分別為2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%，記錄不同鹽添加量下芹椒醬的感官評分。

1.5.3 雞精的添加量

每次試驗選定鹽添加量為3.0%，白砂糖添加量為5.0%，植物油添加量為35%，雞精添加量分別為0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%，記錄不同雞精添加量下芹椒醬的感官評分。

1.5.4 植物油的添加量

每次試驗選定鹽添加量為3.0%，白砂糖添加量為5.0%，雞精添加量為1.5%，植物油添加量分別為25%、30%、35%、40%、45%，記錄不同植物油添加量下芹椒醬的感官評分。

1.6 響應面試驗優化設計

依據單因素試驗結果，建立四因素三水平的Box-Behnken中心組合試驗，以白砂糖添加量（A）、鹽添加量（B）、雞精添加量（C）和植物油添加量（D）為試驗因素，以模糊數學感官評分為響應值（Ｙ），試驗因素與水平見表2。

1.7 品質指標測定

理化品質指標：蛋白質、氨基酸態氮、維生素C和水分含量分別按照標準GB 5009.5－2016[14]、GB 5009.235－2016[15]、GB 14754－2010[16]和GB 5009.3－2016[17]進行測定；微生物品質指標：菌落總數、霉菌、大腸菌群和金黃色葡萄球菌分別按照標準GB 4789.2－2016[18]、GB 4789.15－2016[19]、GB 4789.3－2016[20]和GB 4789.10－2016[21]進行測定。

1.8 數據處理

運用SPSS 24.0軟件進行數據處理，Origin軟件進行繪圖，Design-Expert 13軟件進行響應面優化試驗設計及曲面的繪制。

2 結果與分析

2.1 模糊數學矩陣評價結果

依據芹椒醬感官品質評分標準對試驗組進行感官評價，感官評價結果為Z，權重為X，模糊矩陣為Y，根據模糊變換原理Z=X×Y，分別得出各試驗組的得分。以芹椒醬響應面優化試驗的第一組樣品為例，感官評定結果見表3。

由表3可知，在色澤這一評定指標中，10位感官評定員有0人評價很好，1人評價好，4人評價一般，4人評價較差，1人評價差，即Y色澤=（0，1，4，4，1）；同理，依次得其他指標的Y值。將試驗組1各個等級的票數除以感官評價的總人數，即得出該試驗組的模糊感官矩陣Z。

其感官評分如下：

針對4個指標（色澤、氣味、口感、質地）與5個評語（很好、好、一般、較差、差）進行模糊感官綜合評價，再使用加權平均算子M（*，+）進行研究；由評價指標權重X，通過構建出4×5的權重判斷矩陣Y，最終得到5個評語集隸屬度，分別為0.03，0.12，0.44，0.355，0.055，結合感官評價的5個等級：很好100分，好80分，一般60分，較差40分，差20分，得出試驗組1的最終模糊感官評分為54.30分。同理，其余試驗組的模糊感官評分分別按照此方法計算得出。

2.2 單因素試驗結果

2.2.1 白砂糖添加量對芹椒醬感官評分的影響

白砂糖可以使芹椒醬增味提鮮，同時可以中和混合糊中大蒜和青紅椒的苦澀味和辛辣味[22]。由圖1可知，隨著白砂糖添加量的增加，芹椒醬的感官評分先升高后降低。當白砂糖添加量為5.5%時感官評分最高，此時芹椒醬的口味鮮美，口感醇厚。隨著白砂糖添加量繼續增加，芹椒醬的口味逐漸變甜，導致芹菜和青紅椒滋味不足，感官評分漸漸降低。因此，白砂糖添加量為5.5%左右最佳。

2.2.2 鹽添加量對芹椒醬感官評分的影響

由圖2可知，隨著鹽添加量的增加，芹椒醬的感官評分先升高后降低。當鹽添加量為2.0%時，芹椒醬的咸味不足，口感一般，苦澀味明顯，感官評分較低。當鹽添加量為3.5%時，芹椒醬的咸味適中，鮮香咸辣，芹菜和青椒滋味豐富，感官評分最高。隨著鹽添加量的增加，芹椒醬過咸，感官評分降低。因此，鹽添加量為3.5%左右最佳。

2.2.3 雞精添加量對芹椒醬感官評分的影響

雞精具有優良的保鮮、增鮮作用，能調和醬制品的辛辣味，增添復合風味[23]。由圖3可知，隨著雞精添加量的增加，芹椒醬的感官評分先升高后降低。當雞精添加量為0.5%～1.5%時，感官評分隨著雞精添加量的增加而升高，在1.5%時最高，此時芹椒醬口感協調，鮮香咸辣。當雞精添加量繼續增加時，鮮味過于強烈，與其他風味之間失去平衡，導致感官評分降低[24]。因此，雞精添加量為1.5%左右最佳。

2.2.4 植物油添加量對芹椒醬感官評分的影響

植物油營養豐富，能夠有效延長芹椒醬的貨架期[25]。由圖4可知，隨著植物油添加量的增加，芹椒醬的感官評分先升高后降低。當植物油添加量為35%時，芹椒醬的質地飽滿細膩，呈半流體狀，感官評分最高。當植物油添加量繼續增加時，芹椒醬過于油膩，色澤不均勻，光澤差，感官評分降低。因此，植物油添加量為35%左右最佳。

2.3 響應面優化試驗結果

2.3.1 響應面優化試驗設計與結果

按照Box-Behnken組合設計四因素三水平的響應曲面試驗，根據表2中的工藝參數進行了29次試驗，試驗結果見表4。

2.3.2 模型的建立及顯著性分析

以白砂糖添加量（A）、鹽添加量（B）、雞精添加量（C）和植物油添加量（D）為試驗因素，以模糊數學感官評分（Y）為響應值進行多元回歸擬合，得到芹椒醬的模糊數學感官評分和4個因素之間的二次多項回歸方程：Y=94.03－1.73A－2.66B+4.26C－2.06D+4.83AB－3.79AC+5.4AD+4BC+2.02BD－0.45CD－6.61A2－11.79B2－12.08C2－10.43D2。

由表5可知，該模型具有極顯著性差異（P＜0.000 1），且決定系數R2為0.961 5，表明該模型非常適合擬合試驗結果[26]。失擬項不顯著（P>0.05），表明模型誤差較小。校正決定系數RAdj2為0.923 1，表明模型在相關性和解釋能力方面表現出色，可用于理論分析和預測。

F值是評價各變量對響應值影響程度的重要指標。較大的F值表示模型分量對響應值的貢獻度較高。當顯著性檢驗概率P＜0.05時，表明該變量對響應值的影響顯著，并且具有統計學上的意義。分析各因素對模糊數學感官評分的影響可知，一次項鹽添加量（B）、雞精添加量（C）對模糊數學感官評分的影響極顯著（P＜0.01），白砂糖添加量（A）、植物油添加量（D）對模糊數學感官評分的影響顯著（P＜0.05），4個影響因素中，對模糊數學感官評分的影響程度為C＞B＞D＞A，即雞精添加量＞鹽添加量＞植物油添加量＞白砂糖添加量，二次項A2、B2、C2、D2對模糊數學感官評分的影響均極顯著（P＜0.01），說明這4個因素對模糊數學感官評分具有非線性的影響。交互項AB、AD對模糊數學感官評分的影響極顯著（P＜0.01），AC、BC對模糊數學感官評分的影響顯著（P＜0.05）。

2.3.3 響應面交互作用分析

由Design-Expert 13軟件繪制3D響應面圖和等高線圖。圖形的坡度越大表示對試驗結果的影響越顯著。3D響應面圖能夠直觀地揭示各因素之間的交互作用對模糊數學感官評分的影響。響應面分析結果見圖5～圖10。

由圖5可知，AB交互曲面中，當鹽添加量較低時，隨著白砂糖添加量的增加，模糊數學感官評分呈先平緩后降低的趨勢；當鹽添加量較高時，隨著白砂糖添加量的增加，模糊數學感官評分呈先上升后下降的趨勢。當白砂糖添加量較低時，隨著鹽添加量的增加，模糊數學感官評分呈先平緩后降低的趨勢；當白砂糖添加量較高時，隨著鹽添加量的增加，模糊數學感官評分呈先升高后降低的趨勢。由此說明白砂糖添加量和鹽添加量之間存在顯著的交互作用。僅考慮二者的交互作用可知，當鹽添加量為3.25%～3.75%左右、白砂糖添加量為5.25%～5.75%左右時，模糊數學感官評分最大。

由圖6可知，AC交互曲面中，白砂糖添加量較低時，隨著雞精添加量的增加，模糊數學感官評分呈先上升后平緩的趨勢。僅考慮二者的交互作用可知，當雞精添加量為1.25%～1.75%左右、白砂糖添加量為5.25%～5.75%左右時，模糊數學感官評分最大。

由圖7可知，AD交互曲面中，白砂糖添加量較低時，隨著植物油添加量的增加，模糊數學感官評分呈先平緩后降低的趨勢。僅考慮二者的交互作用可知，當植物油添加量為32.5%～37.5%左右、白砂糖添加量為5.25%～5.75%左右時，模糊數學感官評分最大。

由圖8可知，BC交互曲面中，鹽添加量較低時，隨著雞精添加量的增加，模糊數學感官評分呈先升高后降低的趨勢。僅考慮二者的交互作用可知，當鹽添加量為3.25%～3.75%左右、雞精添加量為1.25%～1.75%左右時，模糊數學感官評分最大。

由圖9可知，BD交互曲面中，隨著植物油添加量和鹽添加量的增加，模糊數學感官評分呈先升高后降低的趨勢。僅考慮二者的交互作用可知，當鹽添加量為3.25%～3.75%左右、植物油添加量為32.5%～37.5%左右時，模糊數學感官評分最大。

由圖10可知，CD交互曲面中，隨著雞精添加量和植物油添加量的增加，模糊數學感官評分呈先升高后降低的趨勢，僅考慮二者的交互作用可知，當植物油添加量為32.5%～37.5%左右、雞精添加量為1.25%～1.75%左右時，模糊數學感官評分最大。

2.3.4 最優工藝及驗證試驗結果

以模糊數學感官評分最大值為優化目標，由Design-Expert 13軟件對試驗結果進行優化，得到預測模糊數學感官評分為95.19分，4個因素的預測值分別為白砂糖添加量5.33%、鹽添加量3.42%、雞精添加量1.60%、植物油添加量33.97%，為了確定該模型的準確性，采用優化后的參數進行驗證試驗，為方便操作，條件參數設為白砂糖添加量5.3%、鹽添加量3.4%、雞精添加量1.6%、植物油添加量34%，試驗重復3次，測得模糊數學感官評分平均值為（95.85±2.57）分，與模型預測值95.19分偏差在5%范圍內，說明該模型優化得到的工藝參數可靠。

2.4 芹椒醬品質評價分析

依據最佳配方進行芹椒醬制作，對其理化品質指標和微生物指標進行檢測和分析。由表6可知，芹椒醬的理化指標和微生物指標均符合NY/T 1070－2006《辣椒醬》[27]的標準。產品中含有較豐富的蛋白質、氨基酸態氮、維生素C、菌落總數符合標準要求，說明此制品的營養豐富。未檢測出霉菌、大腸菌群和金黃色葡萄球菌。

3 結論

本試驗以芹菜、青椒等為主要原料制備醬制品，采用模糊數學感官評價對芹椒醬的工藝進行優化，與傳統的感官評價比較，相對減少了主觀評分的誤差。通過單因素試驗及響應面分析法確定了芹椒醬的最佳工藝，結果表明，在礦泉水25%、芹菜葉30%、青紅椒30%、大蒜12.5%和薄荷葉2.5%的基礎配方上，白砂糖添加量5.5%、鹽添加量3.5%、雞精添加量1.5%、植物油添加量35%時，芹椒醬的感官品質最佳，此時芹椒醬的蛋白質、氨基酸態氮、維生素含量分別為8.64 g/100 g、4.96 g/100 g、67.24 mg/100 g，微生物檢測符合國家標準要求。本研究為芹菜葉及其相關醬制品的生產提供了理論依據。

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