纳豆是一种依靠纳豆芽孢菌发酵而来的豆类食品，具有良好的生理活性和应用前景[1-2]，但因其具有氨臭味而难以被大众喜爱[3]。纳豆发酵后表面产生的黏液中富含大量的纳豆激酶[4-5]、纳豆异黄酮、皂青素等营养物质[6-8]。其中纳豆激酶中的纤溶活性具有保持骨质健康、预防血栓、调节胃肠道微生物菌群的功能[9-11]，经常食用对人体健康有益。为扩大纳豆产品消费群体，充分利用纳豆激酶功能性[12-13]，本文在保持纳豆激酶活性的基础上，摒弃传统纳豆概念，研发一种无氨臭味的果味纳豆饮品，扩大纳豆产品的食用范围。
1 材料与方法
1.1 材料
大豆、白砂糖：市售；纳豆菌粉（食品级）：善恩康生物科技有限公司；甜橙味、黑加仑味、菠萝味菓珍粉：亿滋食品（苏州）有限公司；无水乙醇（分析纯）：上海阿拉丁生化科技股份有限公司。
1.2 设备
发酵机（BSY-10S）：中山市兴洲电器有限公司；电子分析天平（JA1003A）：上海浦春计量仪器有限公司；高压锅（LM-02AF22）：珠海双喜电器股份有限公司；冰箱（BCD-178TMPT）：青岛海尔股份有限公司。
1.3 试验方法
1.3.1 样品处理
大豆的选择和浸泡：选取颗粒饱满优质大豆100 g，洗净后加清水于室温（25℃）下浸泡16 h。
蒸制称取：滤掉水分，于高压锅内蒸30 min。称取10 g白砂糖置于盘中，混合搅拌均匀，稍冷却后加入0.8 g纳豆菌粉，充分混合均匀，备用。
发酵：发酵机事先灭菌处理，将大豆平铺在发酵盘中，盘下添加少许灭菌后的清水（避免发酵温度过高使纳豆干皱），于43℃下发酵18 h。
过滤：将发酵好后的纳豆进行过滤，用400 mL纯净水，20 mL/次，分次冲洗纳豆表面，收集过滤液，密封好后放于4℃冰箱内储存备用。
调配：在纳豆滤汁中按要求添加果珍粉，加水稀释，所得果味纳豆饮品静置备用。
1.3.2 感官评价
参考朱俊雅等[14]对纳豆的感官评价，从影响果味纳豆饮品品质的氨臭味掩蔽程度、甜味、口味以及色泽4个方面，制定了评分标准，如表1所示。邀请10位具有感官评定培训基础的人员对果味纳豆饮品进行感官评定，在评定过程中，彼此无交流，无外界环境干扰，严格遵循感官评价各项要求，评定结束后收集评分表并汇总分析评定数据结果。
表1 各指标评分标准
Table 1 Scoring criteria for each index
指标 描述 评分掩蔽程度 不能掩蔽，仍有较大臭味 0～29刚刚能掩蔽臭味，但效果较差 30～49可以较好地掩蔽臭味，且有淡淡的果味 50～79可以较完全地掩蔽臭味，且有适宜的果味 80～100甜味 不甜/很甜，超标，口感不佳 0～29有稍淡的甜/稍微过甜 30～49口感适宜，甜度适中 50～79甜度适中，有较浓果味，且可较完全地掩蔽臭味80～100口味 不甜，入嘴有明显的氨臭味 0～29稍微有果味甜，入嘴基本无明显臭味 30～49果味较好，入嘴细品过程中无明显臭味 50～79口感非常好，回味时完全没有臭味 80～100色泽 滤汁颜色过重，有中度黑黄色 0～29滤汁颜色有变化，有轻微黑黄色 30～49滤汁颜色没有变化，为乳白色 50～79滤汁颜色正合适，在乳白色的基础上稍微有些淡黄，色泽好80～100
1.3.3 权重分析法
在果味纳豆饮品的实际饮用中，各个指标对最终感官评定的影响占有不同的比重，其中氨臭味的掩蔽会很大程度影响消费者对产品的接受性。依照层次分析法提出的1～9比例标度法[15-16]以及各指标重要性的定性评价，构建评判矩阵，如表2所示。
表2 评判矩阵
Table 2 Judging matrix
指标 掩蔽作用 甜味 口味 色泽掩蔽作用 1 2 1 3甜味 0.5 1 0.5 3口味 1 2 1 3色泽 0.3 0.3 0.3 1
采用SPSSAU分析软件[17]，对影响果味纳豆饮品品质的各指标权重进行分析，得到层次分析法（analytic hierarchy process，AHP）的结果[18-19]，如表3 所示。得到4个指标的权重值后，需要进行一致性检验分析，该软件得出的一致性检验结果如表4所示。结果中，一致性比率（consistent ratio，CR）值越小，判断矩阵的一致性越好，一般情况下CR值小于0.1，则判断矩阵满足一致性检验；反之则说明不具有一致性。
表3 AHP层次分析结果
Table 3 AHP hierarchical analysis results
注：CI值表示一致性指标（consistency index）。
指标 特征向量 权重值/% 最大特征值 CI值掩蔽作用 1.381 34.522 4.061 0.020甜味 0.840 21.011口味 1.381 34.522色泽 0.398 9.945
表4 一致性检验结果汇总
Table 4 Conformance inspection results summary
注：RI值表示随机一致性指标（random consistency index）。
最大特征根 CI值 RI值 CR值 一致性检验结果4.061 0.020 0.890 0.023 通过
由表4可知，本结果的CR值为0.023＜0.1，说明本试验的判断矩阵满足一致性检验，计算所得权重具有一致性，即在对果味纳豆饮品的感官评价中，掩蔽臭味程度占总分比重的34.522%，甜味占21.011%，口味占34.522%，色泽占9.945%，是可靠的。
最终感官评分结果计算公式如下。
1.4 单因素试验
考察不同果珍粉类型（甜橙味、黑加仑味、菠萝味）、果珍粉添加量（0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5 g）、稀释倍数（1.00、1.25、1.50、1.75、2.00、2.25、2.50）、静置时间（5、10、15、20、30、60 min）对果味纳豆饮品感官评分的影响。
1.5 响应面优化分析
结合单因素试验结果，确定影响果味纳豆饮品的显著因素和最佳条件。利用Box-Behnken法[20]进行后续的响应面中心组合试验，并进行优化。因素及水平见表5[21]。
表5 因素及水平设计
Table 5 Design of factors and levels
水平 A果珍粉添加量/g B静置时间/min C稀释倍数-1 1.0 5.0 1.25 0 1.1 12.5 1.50 1 1.2 20.0 1.75
1.6 数据处理与分析
每组数据平行测定3次，采用Excel进行数据统计分析，计算平均值和标准偏差。采用DPS v18.10对单因素组内差异显著性进行分析。采用SPSSAU进行指标权重分析。采用Design-Expert 8.0.6进行响应面结果分析。
2 结果与分析
2.1 果珍粉类型对感官品质的影响
本试验选取了黑加仑、菠萝、橙子3种口味的果珍粉，以不同果珍粉添加量为变量进行比较，试验结果如图1所示。
图1 果珍粉类型对感官品质的影响
Fig.1 The influence of the fruit powder type on the sensory quality
不同字母表示组内差异显著，P＜0.05。
由图1可知，3种口味饮品的感官评分都是先升高后降低，但只有橙子味的果珍粉可以在短期内完全隐藏纳豆滤汁原有的氨臭味，且添加了橙子味果珍粉的纳豆滤汁饮品外观呈现乳黄色，更能吸引消费者，当添加量为1.1 g时，感官评分高达88.66。因此，选用橙子味果珍粉对改善果味纳豆饮品风味效果最佳。
2.2 果珍粉添加量对感官品质的影响
以添加橙子味的果珍粉为基础，研究其添加量对感官评分的影响，结果见图2。
图2 果珍粉添加量对感官品质的影响
Fig.2 The influence of the dosage of the fruit powder on the sensory quality
不同字母表示差异显著，P＜0.05。
由图2可知，橙子味果珍粉添加量为1.0 g～1.2 g范围内口感较好、甜度适中。因此，选择果珍粉添加量为1.0 g～1.2 g进行后续响应面试验。
2.3 稀释倍数对感官品质的影响
稀释倍数对感官品质的影响如图3所示。
图3 稀释倍数对感官品质的影响
Fig.3 The influence of dilution ratio on sensory quality
不同字母表示差异显著，P＜0.05。
由图3可知，感官评分以1.50倍为分界点先升高后降低，当稀释倍数为1.50时甜度适中、口感醇厚、无明显氨臭味。因此，选择稀释倍数为1.25、1.50、1.75进行后续响应面试验。
2.4 静置时间对感官品质的影响
静置时间对感官品质的影响见图4。
图4 静置时间对感官品质的影响
Fig.4 The influence of standing time on quality of fruit natto drinks
不同字母表示组内差异显著，P＜0.05。
如图4所示，当果珍粉添加量不同时，静置15 min后均能达到感官评分最大值，但静置时间在5 min～20 min内，差异不显著，因此选择静置时间5.0、12.5、20.0 min进行后续试验。
2.5 响应面优化分析
依据Box-Behnken中心组合设计试验方案，对A果珍粉添加量、B静置时间、C稀释倍数进行三因素三水平优化试验。以感官评分为响应值，试验结果见表6，响应面方差分析及显著性检验见表7。
表6 Box-Behnken中心组合试验及结果
Table 6 Box-Behnken center combination test and results
序号 A果珍粉添加量/g B静置时间/min C稀释倍数 感官评分1 1.1 12.5 1.50 95.257 2 1.0 20.0 1.50 78.278 3 1.2 12.5 1.25 87.572 4 1.1 12.5 1.50 95.257 5 1.1 20.0 1.75 76.837 6 1.1 12.5 1.50 95.182 7 1.1 12.5 1.50 96.083 8 1.0 12.5 1.25 87.298 9 1.2 5.0 1.50 78.983 10 1.2 20.0 1.50 80.859 11 1.2 12.5 1.75 79.197 12 1.0 5.0 1.50 78.698 13 1.0 12.5 1.75 71.989 14 1.1 20.0 1.25 81.970 15 1.1 5.0 1.75 72.815 16 1.1 12.5 1.50 93.947 17 1.1 5.0 1.25 83.175
表7 响应面方差分析及显著性检验
Table 7 Response surface analysis of variance and significance test
方差来源 平方和 自由度 均方 F值 P值 显著性模型 1 040.70 9 115.63 52.41 ＜0.000 1 **A果珍粉添加量13.39 1 13.39 6.07 0.043 3 *B静置时间 2.28 1 2.28 1.03 0.343 0 C稀释倍数 191.85 1 191.85 86.96 ＜0.000 1 **AB 1.32 1 1.32 0.60 0.464 9
续表7 响应面方差分析及显著性检验
Continue table 7 Response surface analysis of variance and significance test
注：*表示在P＜0.05水平上差异显著；**表示在P＜0.01水平上差异极显著。
方差来源 平方和 自由度 均方 F值 P值 显著性A C 1 2.0 2 1 1 2.0 2 5.4 5 0.0 5 2 3 B C 6.8 3 1 6.8 3 3.1 0 0.1 2 1 9 A 2 1 7 2.3 3 1 1 7 2.3 3 7 8.1 1 ＜0.0 0 0 1 **B 2 3 5 7.3 3 1 3 5 7.3 3 1 6 1.9 6＜0.0 0 0 1 **C 2 2 0 0.6 2 1 2 0 0.6 2 9 0.9 3 ＜0.0 0 0 1 **残差 1 5.4 4 7 2.2 1失拟项 1 1.2 8 3 3.7 6 3.6 1 0.1 2 3 3纯误差 4.1 6 4 1.0 4总和 1 0 5 6.1 5 1 6
运用Design-Expert 8.0.6对表6中的感官评分进行拟合，得以下回归方程如下。
感官评分=94.81+1.29A+0.53B-4.90C+0.57AB+1.73AC+1.31BC-6.40A2-9.21B2-6.90C2。
由表7可知，模型P＜0.000 1，差异极显著；失拟项P=0.123 3＞0.05，表明模型具有较高说服力。因此可根据上述模型，分析果珍粉添加量、静置时间和稀释倍数对果味纳豆饮品的感官评分影响。
经方差分析可知，3个因素对果味纳豆饮品感官评分影响程度依次为C＞A＞B，即稀释倍数＞果珍粉添加量＞静置时间。其中C对结果影响极显著（P＜0.01），二次项 A2、B2、C2对结果影响极显著（P＜0.01），AB、AC、BC交互作用不显著。
响应面分析法通过采用多元二次回归方程的方法，将因素与响应值之间的函数关系进行拟合，从响应面的分析图上可清晰、形象的发现最佳参数及各参数之间的相互作用[22]。各因素交互作用响应面图见图5～图7。
图5 果珍粉添加量和静置时间交互影响的响应面
Fig.5 Response surface methodology for interaction between fruit powder addition and standing time
图6 静置时间和稀释倍数交互影响的响应面
Fig.6 Response surface methodology for interaction between standing time and dilution ratio
图7 果珍粉添加量和稀释倍数交互影响的响应面
Fig.7 Response surface methodology for interaction between fruit powder addition and dilution ratio
由图5可知，A果珍粉添加量与B静置时间两者之间所形成的响应面曲面坡度较为陡峭，呈凸型。在稀释倍数一定时，随着果珍粉添加量的增多和静置时间的延长，果味纳豆饮品的感官评分均呈现先上升后下降的趋势，静置时间在11 min～14 min且果珍粉添加量在1.08 g～1.12 g的范围内较合适。
由图6可知，当果珍粉添加量一定时，随着静置时间的延长与稀释倍数的增加，果味纳豆饮品的感官评分均先上升后下降，静置时间在11 min～14 min且稀释倍数在1.45～1.55的范围内较合适。
由图7可知，当静置时间一定时，随着果珍粉添加量与稀释倍数的增加，果味纳豆饮品的感官评分均先上升后下降，果珍粉添加量在1.08 g～1.12 g且稀释倍数为1.45～1.55的范围内较为合适。
通过响应面分析得出最佳模拟组合为果珍粉添加量1.10 g、稀释倍数1.50、静置时间12.5 min时，果味纳豆饮品的感官评分最佳。为验证模型的可靠性，选择优化参数为试验组，进行了3次平行试验，得到果味纳豆饮品感官评分平均值为96.083，结果稳定，说明模型准确可靠。
3 结论
本文以纳豆为原料提取纳豆滤汁，以感官评分作为响应值。在单因素试验基础上，使用响应面法确定了果味纳豆饮品制备工艺的最佳参数：橙子味的果珍粉添加效果最佳，当果珍粉添加量为1.10 g、稀释倍数为1.50、静置时间为12.5 min时，果味纳豆饮品的感官评分最佳，为96.083分。在该条件下制成的果味纳豆饮品呈乳白色、色泽均一、无特殊异味、口感细腻纯正、甜度适中，老少皆宜，为纳豆的新型加工工艺提供了合理依据。该饮品适用于家庭式制备和现代工业化生产，发展前景广阔。
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