响应面法优化海带脱腥工艺及其色泽品质评价

海带的腥味物质构成复杂，主要包括有机嗅代物或碘代物、醇类、醛类和烯酮类等。目前，常采用物理法、化学法和生物法对海带进行脱腥处理。在生物法脱腥过程中，若发酵条件（酵母添加量、发酵温度、发酵时间）控制不当，一方面可导致脱腥效率偏低，另一方面还可能对海带色泽造成不利影响（如绿色消失、褐色加深），综上所述，选取适宜的发酵条件，在脱腥处理的同时尽可能保持海带原有色泽，可显著提高海带加工制品质量。然而，多数研究者在优化海带脱腥工艺的同时，未全面考察海带色泽相关指标（色差值、叶绿素含量等）的变化规律。

浙江工业大学海洋学院的顾赛麒、唐文燕、周洪鑫等人选取不同工艺发酵后的海带作为研究对象，综合考察感官评分、pH值、色差、叶绿素含量的结果，确定各因素的较优作用水平。基于响应面设计获得海带发酵法脱腥的最优工艺，并进一步分析脱腥前后海带的挥发性风味成分变化，旨在为海带制品加工企业提供实验参考。

结果可知，随着酵母添加量的增加，发酵后海带样品的感官评分呈先上升后下降的趋势，当酵母添加量为0.15%时，感官评分达到最高，为70.4。发酵温度在24～28 ℃范围内，感官评分始终呈上升趋势，28 ℃时达到最高（为70.4）；温度继续升高，感官评分有所下降但无显著性差异，在30～120 min范围内，感官评分随着发酵时间的延长而不断增加（从49.0 分增至70.4 分），超过120 min，感官评分稍有下降但无显著性差异。

结果可知，在0.05%～0.10%范围内，pH值随酵母添加量的增加而显著下降；当酵母添加量超过0.10%时，pH值稍有下降但无显著性差异。随着发酵温度的升高，发酵液pH值总体呈递减趋势；当发酵温度为30 ℃时，pH值降至最小值（6.81）；在26～32 ℃范围内，pH值无显著性差异。pH值在30～150 min范围内持续下降，从7.25降至6.75，推测可能与酵母发酵过程中产生的CO2持续溶于水并形成碳酸有关。

着酵母添加量的增大，Δa*值逐步升高；酵母添加量为0.15%时，Δa*值升至最大（0.18）；酵母添加量继续升高，Δa*值保持不变。在24～28 ℃范围内，Δa*值随着发酵温度的升高而不断增加，超过28 ℃后增幅放缓，表明较高的发酵温度会对海带色泽产生不利影响。

在0.05%～0.20%范围内，叶绿素a和b的总消降率随着酵母添加量升高而显著增大，当酵母添加量超过0.20%时，叶绿素a和b的总消降率略有增大但无显著性差异。在24～32 ℃范围内，叶绿素a和b的总消降率随着发酵温度的升高而显著增大。

响应面设计与建模分析

对数据进行二次多项回归拟合，即可建立各因素与响应值之间的二次多项回归方程：Y=0.83＋0.05A－0.11B－0.24C＋1.22AB＋0.08AC＋0.03BC－0.17A2－0.25B2－0.15C2。

两因素交互作用结果

通过响应面法得到酵母脱腥的最优工艺条件为酵母添加量0.17%、发酵温度27.96 ℃、发酵时间102.9 min，此条件下脱腥海带的综合评分Y最高，为0.92 分。

最优发酵工艺验证实验结果

结果表明：实际最优工艺条件下，发酵海带感官评分为74.6 分，与原料海带的感官评分（24.5 分）比较，感官评分增加204.49%；而叶绿素总量由原料海带的3.83 mg/kg降至2.23 mg/kg，降低41.78%。综上可知，本研究确定的实际最优发酵工艺效果良好。

通过酵母发酵工艺对海带进行脱腥处理，综合考察了酵母添加量（0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%）、发酵温度（24、26、28、30、32 ℃）和发酵时间（30、60、90、120、150 min）3 个因素对海带感官评分、pH值、色差、叶绿素含量的影响，结果表明发酵时间对海带样品的感官评分和色泽品质影响最大，发酵温度次之，酵母添加量最小。运用Box-Behnken 3因素3水平的响应面试验设计，将感官评分与叶绿素总量两项指标进行离差标准化后再加权求和，计算其综合评分作为模型响应值，确定了海带发酵的实际最优工艺：酵母添加量0.17%、发酵温度28 ℃、发酵时间100 min。该工艺下发酵海带感官评分为74.6 分，原料海带为24.5 分（增幅达204.49%），叶绿素总量为2.23 mg/kg，原料海带为3.83 mg/kg（降幅为41.78%），发酵效果总体良好。采用MMSE-GC-MS法分析了发酵前后海带样品中的挥发性风味成分，共检出7 大类43 种挥发物，确定己醛等11 种气味活性物质（OAV≥1）。与原料海带相比，发酵后海带中挥发物种类从43 种降至23 种，挥发物总含量与OAV总和分别下降135.73 ng/g和36.47，降幅分别为47.19%和39.75%，脱腥效果显著。化合物自身结构特性可能对其脱除效果影响显著，发酵海带样品中醛类的OAV消降值最大（23.62），而酮类的消降率最高（90.70%），原因有待后续深入探讨。

本文《响应面法优化海带脱腥工艺及其色泽品质评价》来自于《食品科学》2018年39卷18期217-226页，作者：顾赛麒，唐文燕，周洪鑫，张晨超，刘璘，周绪霞，丁玉庭。DOI:10.7506/spkx1002-6630-201818034。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

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修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

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