Response Surface Optimization of Ca2+ Treatment for Texture Improvement on Kelp Products
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摘要: 为解决海带热处理过程易软化而导致品质劣变的技术难题，以盐渍海带为原料，运用钙盐漂烫技术，以质构综合指数为指标，研究CaCl2质量浓度、漂烫温度及漂烫时间等因素对钙盐漂烫保质效果的影响，采用Box-Behnken响应面试验设计进行参数优化。结果表明：CaCl2质量浓度对海带钙盐漂烫品质的影响呈先上升后趋于平缓的趋势，反应温度和时间对海带钙盐漂烫品质的影响均呈先增加后减少的趋势，差异均达显著水平（P < 0.05）。影响质构品质的因素依次为：漂烫时间 > 漂烫温度 > CaCl2质量浓度。漂烫温度与时间对质构综合指数影响的交互作用达显著水平（P < 0.05）。参数寻优为：漂烫温度88.0℃，CaCl2质量浓度1.54 g·L-1，漂烫时间4 min 40 s漂烫时间4.77 min，CaCl2质量浓度1.54 g·L-1，漂烫温度87.8℃。在此条件下，Ca2+处理的海带组织紧密，质地脆嫩，质构综合指数达86.11±0.02。Abstract: To overcome the texture softening of thermally processed kelp products, salted kelp was treated with CaCl2 solution by a single factor test and further optimized by a response surface experiment. The conditions that affected the textual quality were found to be in the order of:blanching time>blanching temperature > CaCl2concentration. The temperature and time applied in blanching had significant effects on texture of the processed kelp (P < 0.05). Kelps blanched in a CaCl2 1.54 g·L-1 water solution at 88.0℃ for 4 min and 40 s could yield a crispy and yet tender product with a high composite texture index of 86.11±0.02.
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Key words:
- kelp /
- texture quality /
- Ca2+ treatment /
- blanching /
- response surface methodology
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图 1 漂烫温度与漂烫时间交互作用对海带质构综合指数影响的响应面及等高线
Figure 1. Response surface and contour plots showing interactions among blanching temperature and timeon composite texture index of kelp product
表 1 响应面试验设计因素与水平
Table 1. Factors and levels of response surface experimental design
因素 编码 水平 -1 0 1 漂烫温度/℃ X1 85 90 95 CaCl2质量浓度/(g·L-1) X2 1.0 1.5 2.0 漂烫时间/min X3 3 4 5 
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表 2 感官评分标准
Table 2. Criteria for sensory evaluation
项目 很好 较好 一般 差 质地 藻体均匀，组织紧密，质地脆嫩 藻体均匀，组织紧密，质地较脆嫩 藻体不均匀，组织过紧密或松弛，质地略硬或略软 藻体不均匀，组织过紧密或松弛，质地过硬 色泽 均匀，表面有光泽，不暗淡 均匀，表面有光泽，光泽度略差 不均匀，色泽暗淡，光泽度略差 不均匀，色泽很暗淡，光泽度很差 气味 藻香味浓郁，无异味 藻香味明显，无异味 有轻微藻香味，有异味 藻香味不浓，异味严重 口味 无苦涩味，海带味正常 无苦涩味，海带味道略不正常 略有苦涩味，海带味道不正常 苦涩味明显，有异味
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表 3 各等级的轶值
Table 3. Proliferation valuesforproduct grading
很好 较好 一般 差 分值 7~10 5~7 3~5 1~3 轶 8.5 6 4 2
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表 4 CaCl2质量浓度对海带质构品质的影响
Table 4. Effect of Ca2+ concentration on texture of kelp product
CaCl2质量浓度/(g·L-1) 硬度/g 弹性 内聚性 咀嚼性/g 恢复性 胶着性/g 感官评分 质构综合指数 0 396.56±8.51c 0.82±0.01c 0.48±0.03b 154.08±8.69d 0.19±0.01c 188.46±9.92d 3.53 22.46±2.25d 0.5 852.13±50.97b 0.84±0.01b 0.58±0.02a 414.34±6.19c 0.27±0.00a 493.39±15.68c 6.75 67.25±0.59c 1.0 959.69±90.84ab 0.87±0.02a 0.57±0.02a 478.48±35.94b 0.28±0.01a 548.67±42.80ab 7.29 74.41±1.21b 1.5 1025.81±15.68a 0.84±0.01b 0.57±0.01a 492.21±5.40b 0.27±0.01a 585.98±3.26a 7.80 77.62±1.37a 2.0 1013.68±48.02a 0.87±0.01a 0.58±0.03a 513.34±4.09a 0.25±0.02b 592.29±1.04a 7.04 78.01±0.31a 2.5 1017.44±21.11a 0.87±0.00a 0.58±0.00a 514.58±15.67a 0.24±0.00b 590.11±23.51a 6.75 77.22±0.47a 注：同列数据后不同小写字母表示显著差异(P＜0.05)。表 5、6同。
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表 5 漂烫温度对海带质构品质的影响
Table 5. Effect of blanching temperature on texture of kelp product
漂烫温度/℃ 硬度/g 弹性 内聚性 咀嚼性/g 恢复性 胶着性/g 感官评分 质构综合指数 60 723.01±37.10e 0.90±0.04a 0.65±0.01a 427.74± 33.70b 0.28±0.01a 473.46±28.13c 6.39 62.32±0.67c 70 1049.24± 57.79c 0.85±0.01ab 0.56±0.00b 498.08± 22.51a 0.28±0.01a 586.64± 36.76b 6.83 77.58±2.47b 80 1147.06± 15.61b 0.83±0.03b 0.54±0.01b 510.04± 13.38a 0.27±0.00a 613.06± 2.67b 7.31 79.01±1.76b 90 1257.44± 16.69a 0.81±0.01b 0.53±0.01b 531.43± 9.06a 0.27±0.00a 660.16± 15.63a 7.60 83.61±1.18a 100 871.37± 4.52d 0.76±0.01c 0.49±0.01c 322.99± 2.98c 0.21±0.01b 423.94± 10.21c 5.31 50.75±0.23d
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表 6 漂烫时间对海带质构品质的影响
Table 6. Effect of blanching time on texture of kelp product
漂烫时间/min 硬度/g 弹性 内聚性 咀嚼性/g 恢复性 胶着性/g 感官评分 质构综合指数 0 522.44± 50.91c 0.84±0.03a 0.49±0.04c 214.49± 5.93de 0.26±0.04a 255.97± 14.28d 5.01 36.01±2.34d 2 867.94± 50.35b 0.84±0.01a 0.56±0.01b 406.89± 17.21b 0.29±0.01a 483.00± 24.40b 6.44 66.45±1.02ab 4 973.19± 23.26ab 0.82±0.01ab 0.60±0.01a 478.94± 4.62a 0.23±0.01b 580.77± 0.46a 6.89 74.70±1.50a 6 1087.31± 105.38a 0.78±0.00bc 0.50±0.01c 419.52± 34.69b 0.19±0.01c 537.84± 44.48ab 7.95 62.95±4.67b 8 807.75± 135.53b 0.73±0.05cd 0.45±0.01d 265.79±57.87cd 0.16±0.01c 363.48± 55.45c 5.14 39.20±8.28cd 10 852.13± 191.53b 0.74±0.05cd 0.49±0.01c 300.59± 44.17c 0.19±0.01c 412.60± 86.87c 4.96 47.44±2.13c
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表 7 响应面试验设计与结果
Table 7. Design and results of response surface experiment
序号 X1 X2 X3 质构综合指数 1 -1 -1 0 50.04 2 1 -1 0 26.30 3 -1 1 0 32.00 4 1 1 0 27.01 5 -1 0 -1 53.98 6 1 0 -1 57.58 7 -1 0 1 77.20 8 1 0 1 50.07 9 0 -1 -1 43.48 10 0 1 -1 25.17 11 0 -1 1 57.13 12 0 1 1 58.74 13 0 0 0 82.27 14 0 0 0 78.05 15 0 0 0 78.80 16 0 0 0 84.55 17 0 0 0 81.97
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表 8 响应面回归模型的方差分析
Table 8. Analysis of variance on estimated regression model for correlations between independent variables andresponses
方差来源 平方和 自由度 均方 F值 P值 显著性 模型 5263.71 9 584.86 34.68 ＜0.0001 ** X1 258.16 1 258.16 15.31 0.0058 ** X2 109.42 1 109.42 6.49 0.0383 * X3 374.18 1 374.18 22.19 0.0022 ** X1X2 66.40 1 66.40 3.94 0.0876 X1X3 178.48 1 178.48 10.58 0.0140 ** X2X3 74.98 1 74.98 4.45 0.0729 X12 904.71 1 904.71 53.65 0.0002 ** X22 2948.67 1 2948.67 174.86 ＜0.0001 ** X32 66.31 1 66.31 3.93 0.0878 残差 118.04 7 16.86 失拟项 96.38 3 32.13 5.93 0.0591 纯误差 21.66 4 5.42 综合 5381.76 16 注：*表示差异显著(P＜0.05)；**表示差异极显著(P＜0.01)。
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