響應面法優(yōu)化掛糊油炸豬肉片外殼的面糊組成

王方,張令文,,計紅芳,婁世垚,楊銘鐸,馬漢軍

（1.河南科技學院,河南新鄉(xiāng)453003；2.哈爾濱商業(yè)大學中式快餐研發(fā)中心博士后科研基地,黑龍江哈爾濱150076）

響應面法優(yōu)化掛糊油炸豬肉片外殼的面糊組成

王方1,張令文1,2,計紅芳1,婁世垚1,楊銘鐸2,馬漢軍1

（1.河南科技學院,河南新鄉(xiāng)453003；2.哈爾濱商業(yè)大學中式快餐研發(fā)中心博士后科研基地,黑龍江哈爾濱150076）

為優(yōu)化掛糊油炸豬肉片外殼的面糊組成,采用深層油炸模型,利用Box-Behnken試驗設(shè)計和響應面分析法對影響產(chǎn)品外殼的3個主要因素即淀粉添加量、泡打粉添加量和食鹽添加量進行了優(yōu)化,建立并分析了各因子與制品感官評分關(guān)系的數(shù)學模型.結(jié)果表明：糊的各組分最佳質(zhì)量分數(shù)分別為淀粉40%,泡打粉1%,食鹽1.5%,水粉質(zhì)量比為1.3∶1；在上述條件下,制備的掛糊油炸豬肉片外殼最大剪切力為63.29 N,變形距離為4.41 mm,斜率為15.16 N/s,b*值為16.77,含油率為21.69%,感官總評分達46.1.

面糊；組成；響應面；油炸；豬肉片

近年來,隨著我國食品工業(yè)的飛速發(fā)展,作為我國傳統(tǒng)食品之一的油炸食品也得到長足發(fā)展,已廣泛涉及快餐食品、速凍食品、微波食品和面食制品等諸多領(lǐng)域.為保證產(chǎn)品品質(zhì),改善口感和外形,在原料外面均勻地涂抹一層保護膜是非常必要的.掛糊是指在經(jīng)過刀工處理的原料表面均勻掛上一層黏性糊漿的一項技術(shù)措施,是油炸食品的重要加工工序之一[1].

淀粉、雞蛋、麩質(zhì)蛋白、發(fā)酵劑、食用膠體等均可作為糊的組成成分.這些組分對油炸食品品質(zhì)的影響引起了國內(nèi)外學者的極大興趣[2-4].小麥面粉、大米粉、玉米粉等谷物粉,在油炸食品的糊中具有重要的作用,均能提高產(chǎn)品的質(zhì)量[5-8]；雞蛋蛋白能顯著降低雞肉塊的含油量,但產(chǎn)品松軟；當糊中小麥蛋白質(zhì)量分數(shù)為3%時,糊的表觀黏度最大,掛糊率最高,所得油炸食品的硬度最大,脆性最好,同時能顯著降低產(chǎn)品的吸油率[9]；Altunakar研究發(fā)現(xiàn)黃原膠質(zhì)量分數(shù)為1%的脆皮糊能顯著降低油炸雞肉塊的吸油量,但同時造成終產(chǎn)品的體積增加[10].

本課題組在前期研究的基礎(chǔ)上[11-14],采用深層油炸模型,利用響應面法對面糊的組成進行研究,旨在為進一步推動掛糊油炸類食品的半工業(yè)化甚至工業(yè)化以及獲得高食用品質(zhì)的油炸食品提供一定的技術(shù)資料.

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

面粉（特一粉）,鄭州金苑面業(yè)有限公司；馬鈴薯淀粉（原淀粉）,北京古松經(jīng)貿(mào)有限公司二公司；食鹽,中鹽皓龍鹽化有限責任公司；雙效泡打粉,安琪酵母股份有限公司；玉米胚芽油,益海嘉里食品營銷有限公司；豬后腿肉,河南雙匯集團；其他試劑均為國產(chǎn)分析純.

HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋（金壇市城東光芒儀器廠）；HM4400多功能攪拌器（Caple公司）；CR-400色差儀（日本KONICA MINOLTA）；BSA124S電子天平（賽多利斯科學儀器有限公司）；索氏提取儀（瑞士BUCHI公司）；TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀（英國Stable MicroSystem）；101-2A電熱鼓風干燥箱（天津市通利信達儀器廠）；油炸鍋,對EF-101不銹鋼單缸電炸爐（廣州威爾寶酒店設(shè)備有限公司）進行了溫控裝置的改制；深層油炸模型系統(tǒng),自制.

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程

1.2.2 糊的制備準確稱取一定量的面粉、淀粉、泡打粉、食鹽,混勻后,加入一定量的去離子水調(diào)成糊.在攪拌器中,用一檔攪拌3 min,室溫下靜置1 h,備用.

1.2.3 深層油炸模型深層油炸模型采用張令文和計紅芳等的方法[14-15].

1.2.4 油炸準確稱取5 g豬肉粒并轉(zhuǎn)移至深層油炸模型的鋁杯中；用移液槍移取按1.2.2的方法制備的糊5 mL至不銹鋼紗網(wǎng)上,靜置2 min.將樣品放入180℃的玉米胚芽油中油炸100 s后撈出、瀝油,將油溫升至200℃,再次油炸60 s,室溫冷卻5 min后,迅速分離外殼,并進行相關(guān)指標的測定.

1.2.5 糊的組成配方優(yōu)化在本課題組前期單因素試驗的基礎(chǔ)上,采用Box-Behnken試驗設(shè)計方案,以淀粉質(zhì)量分數(shù)[淀粉/（面粉+淀粉）]X1、泡打粉質(zhì)量分數(shù)X2、食鹽質(zhì)量分數(shù)X3為自變量,感官總評分Y為響應值,以-1、0、+1分別代表上述3個變量的3個水平,按方程X=（x-x0）/△x對3個自變量進行編碼.上述方程中的X為變量編碼,x為變量真實值,x0為試驗中心點變量真實值,△x為變量步長.試驗中各因素的編碼及對應的水平見表1.

1.2.6 食用品質(zhì)的指標測定

表觀色度：利用色差儀測定樣品的L*、a*、b*值.

含油率：采用索氏抽提法,按GB/T22427—2008的方法測定樣品的含油率.

質(zhì)構(gòu)測定：采用李春紅等報道的方法[16]并稍作修改.質(zhì)構(gòu)測定條件為：探頭HDP/BS；測量模式為下壓過程測量力；試驗動作為返回起點；測試前和測試速度均為1 mm/s；測試后速度為3 mm/s；測試距離為2 cm；感應力,Auto-5 g；數(shù)據(jù)采集速率為400 pps.

樣品的感官評定：由8名經(jīng)培訓的從事烹飪或食品專業(yè)的人員組成感官品評小組,產(chǎn)品經(jīng)油炸、冷卻至室溫后立即進行感官評價.評分標準見表2.

1.2.7 數(shù)據(jù)處理采用Design Expert 7.0軟件對Box-Behnken試驗數(shù)據(jù)進行分析；采用SPSS 13.0進行方差分析和顯著性檢驗.

2 結(jié)果與分析

2.1 糊配方優(yōu)化回歸模型的建立

在前期單因素試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上,采用三因素三水平Box-Behnken試驗設(shè)計方法對糊的配方進行響應面優(yōu)化,試驗設(shè)計與結(jié)果如表3所示.

使用Design Expert 7.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行多元回歸擬合分析,得到油炸食品外殼的感官總分與糊組成成分各因素變量的二次方程模型為Y=45.56+2.54X1+0.92X2-0.59X3+0.43X1X2-0.65X1X3-0.73X2X3-4.16X12-1.03X22-4.25X32.

對表3中的試驗結(jié)果進行統(tǒng)計分析,得到的方差分析結(jié)果見表4.

由表4可知,F模型=121.72＞F0.01（9,4）=14.7,模型P＜0.000 1,說明模型極顯著,糊的不同組成成分會引起感官評分的不同響應；F失擬=2.86＜F0.05（7,4）=6.59,失擬P=0.168 1＞0.05,表明模型失擬度不顯著；模型決定系數(shù)R2＝0.993 7,揭示方程的擬合度較高；CV＝1.12%,較低,表明試驗操作可信.可見,此模型可用于油炸食品外殼感官評分的預測和分析.

各回歸系數(shù)顯著性檢驗分析結(jié)果見表5.

由表5可知：一次項X1（P＜0.000 1）、X2（P=0.000 7）、X3（P=0.008 6）,二次項X12（P＜0.000 1）、X22（P=0.002 5）、X32（P＜0.000 1）達到極顯著水平（P＜0.01）；X1X3（P=0.025 7）、X2X3（P=0.016 2）達到顯著水平（P＜0.05）；而交互項X1X2不顯著（P＞0.05）.

2.2 主因子的效應分析

由方程中一次項系數(shù)的絕對值可直接判斷各因子影響的主次性[17].由回歸方程可以得出,淀粉質(zhì)量分數(shù)對油炸外殼感官總分影響最大,其次是泡打粉質(zhì)量分數(shù),影響最小的是食鹽質(zhì)量分數(shù).

2.3 交互因子的效應分析

根據(jù)擬合的回歸方程,應用Design Expert 7.0軟件,制作交互因子響應曲線及其等高線.食鹽質(zhì)量分數(shù)為1.5%,水粉質(zhì)量比為1.3∶1時,淀粉質(zhì)量分數(shù)與泡打粉質(zhì)量分數(shù)對感官評分的影響見圖1.

由圖1可知,感官評分受淀粉質(zhì)量分數(shù)的影響較大.當?shù)矸圪|(zhì)量分數(shù)較低時,感官評分隨淀粉質(zhì)量分數(shù)的升高而逐漸增加；當?shù)矸圪|(zhì)量分數(shù)達到一定值后,感官評分呈下降的趨勢.說明淀粉質(zhì)量分數(shù)對感官評分具有提高和降低的雙重影響.由等高線圖可知,淀粉與泡打粉間的交互作用不顯著（P＞0.05）.

泡打粉質(zhì)量分數(shù)為0.9%,水粉質(zhì)量比為1.3∶1時,淀粉與食鹽質(zhì)量分數(shù)及兩者的交互作用對感官評分的影響見圖2.

由圖2可知,當食鹽質(zhì)量分數(shù)不變時,隨淀粉質(zhì)量分數(shù)的增加,感官評分先增加后減少；當?shù)矸圪|(zhì)量分數(shù)固定不變時,隨食鹽質(zhì)量分數(shù)的提高,感官評分也呈先增加后減少的趨勢.可以看出,淀粉質(zhì)量分數(shù)和食鹽質(zhì)量分數(shù)均能影響制品的感官評分,且交互作用顯著（P＜0.05）.

淀粉質(zhì)量分數(shù)為35%,水粉質(zhì)量比為1.3∶1時,泡打粉與食鹽質(zhì)量分數(shù)及兩者的交互作用對感官評分的影響見圖3.

由圖3可知,當泡打粉質(zhì)量分數(shù)不變時,隨食鹽質(zhì)量分數(shù)的增加,感官評分先上升后下降；當食鹽質(zhì)量分數(shù)不變時,隨泡打粉質(zhì)量分數(shù)的增加,感官評分先逐漸增加,但增幅逐漸變小,感官評分增至一定值后,略有下降.可見,泡打粉與食鹽質(zhì)量分數(shù)均能影響感官評分,且交互作用顯著（P＜0.05）.

2.4 糊最優(yōu)配方的確定

在試驗選取的各因素與水平范圍內(nèi),根據(jù)擬合的回歸模型,使用Design Expert 7.0軟件優(yōu)化得出糊的最優(yōu)配方為：淀粉質(zhì)量分數(shù)40.19%,泡打粉質(zhì)量分數(shù)1.01%,食鹽質(zhì)量分數(shù)1.46%,水粉質(zhì)量比1.3∶1.在此條件下,油炸外殼感官評分的預測值為46.30.考慮到實際操作的便利,將配方參數(shù)稍作調(diào)整為：淀粉質(zhì)量分數(shù)40%,泡打粉質(zhì)量分數(shù)1%,食鹽質(zhì)量分數(shù)1.5%,水粉質(zhì)量比1.3∶1.

2.5 最優(yōu)配方的驗證試驗

為檢驗響應曲面優(yōu)化結(jié)果的可靠性,采用上述最優(yōu)配方（淀粉質(zhì)量分數(shù)40%,泡打粉質(zhì)量分數(shù)1%,食鹽質(zhì)量分數(shù)1.5%,水粉質(zhì)量比1.3∶1）與試驗中的較優(yōu)配方（淀粉質(zhì)量分數(shù)35%,泡打粉質(zhì)量分數(shù)0.9%,食鹽質(zhì)量分數(shù)1.5%,水粉質(zhì)量比1.3∶1）制作油炸豬肉片外殼并進行比較,結(jié)果見表6、圖4.

由表6和圖4可知,最優(yōu)配方下樣品外殼硬度稍高,膨脹適度,酥脆,感官評分高達46.10,實測值與模型預測值（46.30）相比,兩者之間的差異不顯著（P＞0.05）,表明本試驗得到的回歸模型與實際情況擬合得很好,驗證了所建模型的正確性.另外,與較優(yōu)配方組的樣品外殼相比,最優(yōu)配方下樣品表面金黃、顏色均勻,外觀品質(zhì)也有明顯提高.

3 結(jié)論

響應面分析法優(yōu)化出掛糊油炸豬肉片外殼感官總分與糊組成成分各因素變量的二次方程模型為：Y=45.56+2.54X1+0.92X2-0.59X3+0.43X1X2-0.65X1X3-0.73X2X3-4.16X12-1.03X22-4.25X32.此模型可用于掛糊油炸食品外殼感官評分的預測和分析.各因素對感官總分影響的大小順序為淀粉添加量、泡打粉添加量、食鹽添加量.面糊配方的最佳優(yōu)化方案為：淀粉質(zhì)量分數(shù)40%,泡打粉質(zhì)量分數(shù)1%,食鹽質(zhì)量分數(shù)1.5%,水粉質(zhì)量比1.3∶1.在此條件下,樣品外殼感官評分實測值為46.1.

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（責任編輯：鄧天福）

Optimization of batter composition of crusts from deep-fat-fried battered pork slices by response surface analysis

WANG Fang1,ZHANG Lingwen1,2,JI Hongfang1,LOU Shiyao1,YANG Mingduo2,MA Hanjun1
（1.Henan Institute ofScience and Technology,Xinxiang453003,China；2.Postdoctoral Research Base ofthe Chinese Fast Food Research and Development Center,Harbin UniversityofCommerce,Harbin 150076,China）

In order to explore the batter formula for crusts from deep-fat-fried battered pork slices（DFBPS）,a deep-fat-fried model was used.The effects of starch addition,baking powder addition,and salt addition on edible quality of crusts from DFBPS were optimized with response surface methodology（RSM）.A mathematical model was established and analyzed to describe the relationships between the studied factors and the response of sensory evaluation of crusts.The results indicated that,the optimum formula of batters was shown as follows：starch addition 40%,baking powder addition 1%,salt addition 1.5%,and water-powder ratio 1.3∶1.Under the above conditions,the crusts was made with the edible quality of peak force 63.29 N,distance 4.41 mm,gradient 15.16 N/s,b*value 16.77, oil content 21.69%,and the total sensory score 46.1.

batter；composition；response surface analysis；frying；pork slices

TS202.1

A

1008-7516（2016）05-0021-07

10.3969/j.issn.1008-7516.2016.05.005

2016-08-12

國家自然科學基金項目（U1504329）；河南省科技廳科技攻關(guān)項目（142102110040）；黑龍江省青年科學基金項目（QC2011C093）；河南省高?？萍紕?chuàng)新團隊支持計劃項目（13IRTSTHN006）

王方（1990―）,女,河南中牟人,碩士研究生.主要從事糧油食品研究.

張令文（1977―）,男,山東棗莊人,博士,副教授.主要從事食品加工技術(shù)研究.