微波輔助醬制生產醬鹵肉制品的工藝優(yōu)化

黃艷梅,郇延軍

(江南大學食品學院,江蘇無錫 214122)

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微波輔助醬制生產醬鹵肉制品的工藝優(yōu)化

黃艷梅,郇延軍*

(江南大學食品學院,江蘇無錫 214122)

為縮短醬鹵肉制品的醬制時間,改善產品質構,采用傳統(tǒng)鹵液醬制與微波醬制的聯(lián)合的醬制工藝。在單因素實驗的基礎上,應用響應面法(RSM),以剪切力、咀嚼性、感官評分三個指標的綜合評分為響應值,采用Box-Behnken實驗設計并優(yōu)化鹵液醬制時間、微波醬制時間及微波醬制功率。結果表明最佳工藝參數(shù)為:鹵液醬制時間80 min,微波醬制時間175 s,微波醬制功率800 W,在此條件下醬鹵肉制品剪切力959.38 g,咀嚼性1139.42 g,感官評分93.9,綜合評分90.91,綜合評分與理論預測值相比誤差為1.43%。優(yōu)化所得工藝不僅保持了產品的風味色澤,而且使醬制時間縮短了27 min。

醬鹵肉制品,質構,微波,響應面法

醬鹵肉制品是我國傳統(tǒng)特色食品之一,風味濃郁,色澤誘人,深受廣大消費者喜愛,消費量逐年上升[1]。傳統(tǒng)醬制工藝得到的產品咸淡適中,風味可以得到保證。但多為手工操作、作坊式生產,并且醬制時間較長,能耗大,出品率低[1]。較長的醬制時間有利于風味色澤的形成,但會使產品的質構有所降低。Nithyalakshmi[2]發(fā)現(xiàn)時間和溫度對肉中蛋白質含量和質地具有重要作用。Line[3]發(fā)現(xiàn)低溫長時加熱可以改善豬肉嫩度和多汁性。武蘇蘇[4]發(fā)現(xiàn)95 ℃醬制90 min鹵雞腿可形成穩(wěn)定的風味特征。臧大存[5]發(fā)現(xiàn)隨溫度升高,鴨肉剪切力先升后降。Tornberg[6]發(fā)現(xiàn)熱處理使肉膠原纖維收縮,蛋白變性,影響產品的質構。雖然熱處理對肉制品研究很多,但醬制周期長的不足沒有得到有效解決。利用現(xiàn)代食品工程技術改進傳統(tǒng)醬制工藝,是目前醬鹵肉制品研究熱點之一。

與傳統(tǒng)加熱相比,微波加熱具有速度快、加熱均勻的特點。微波在肉中也有廣泛的應用[7]。Domínguez[8]優(yōu)化了微波烹飪馬駒肉的最佳工藝:0.84 W/g,84 min,此工藝將烹飪時間縮短56%,與傳統(tǒng)處理的能耗比為4.67 kWh:6.52kWh。Liu[9]研究了微波加熱對肉持水性和微觀結構的影響。劉娟[10]發(fā)現(xiàn)微波間隙熟化肉雞翅可改善其質構,縮短熟化時間,但色澤、多汁性、均一度方面低于傳統(tǒng)工藝。雖然微波可縮短醬制時間,保持產品質構,但產品入味不足、滋味欠佳,應結合傳統(tǒng)醬制工藝改進,使產品在快速熟化、獲得預設口感的同時保持良好質構。本文擬采用響應面法以剪切力、咀嚼性、感官評分的綜合評分為指標,運用Box-Behnken對微波結合傳統(tǒng)醬制的工藝進行優(yōu)化,以確定最佳的微波輔助醬制工藝,以此改善傳統(tǒng)醬制時間長以及微波醬制入味不足的問題,以期為傳統(tǒng)工藝的改進提供參考。另外,本研究采用的微波技術溫度可調,微波儀器便于拆裝維護,從而能節(jié)省勞動力,高效節(jié)能,可為醬鹵肉標準化、工業(yè)化生產加工提供便利。

1　材料與方法

1.1材料與設備

原輔料新鮮大白豬后腿肉;食用鹽江蘇省鹽業(yè)集團有限責任公司:海藻碘食用鹽、生姜、料酒、蔥均購自于江蘇省無錫市歐尚超市。

HH-S 水浴鍋河南鄭州長城科工貿有限公司;TA-XT plus 型質構分析儀英國 Stable Micro Systems公司;NJL08-3實驗專用微波爐江蘇南京杰全微波設備有限公司;電子鼻iNose(智鼻)上海瑞芬貿易有限公司;S-560型色差計美國Microptix Corporation公司。

1.2實驗方法

1.2.1工藝流程原料清洗、分切→鹵液醬制→真空包裝→微波醬制-殺菌→冷卻→指標測定[11-12]。

鹵液醬制所用豬后腿肉清洗后要無雜質無濁水,將豬后腿肉分切成4 cm×4 cm×5 cm的形狀,肉∶鹵汁=1∶5,其中鹵汁的配方為食鹽2.5%,生姜1%,料酒1.5%,蔥2%[11-12]。每次將6塊約450 g豬后腿肉放入2250 mL鹵汁中進行醬制。首先在恒溫水浴鍋中鹵液醬制一定時間取出,將25 mL鹵汁及制品加入真空包裝袋,真空包裝,然后將其進行微波醬制-殺菌一定時間后,立即取出,冷卻至室溫,進行剪切力、咀嚼性測定并進行感官評定。微波輔助醬制-殺菌時采用間歇工藝,參考劉娟[10]工藝并略作修改,每次微波醬制-殺菌時間30 s,停止30 s后繼續(xù)微波醬制殺菌,以降低破袋率,最終微波處理時間達到實驗設計要求。

1.2.2單因素對制品品質影響規(guī)律研究

1.2.2.1鹵液醬制溫度對制品剪切力、咀嚼性及感官評分的影響分別在鹵液醬制溫度80、85、90、95、100 ℃下醬制80 min,之后微波醬制,微波時間180 s,微波功率800 W,冷卻至室溫后進行指標測定。

1.2.2.2鹵液醬制時間對制品剪切力、咀嚼性及感官評分的影響鹵液醬制溫度95 ℃,分別在鹵液醬制時間為60、70、80、90、100 min時取出樣品,之后微波醬制,微波時間180 s,微波功率800 W。制品冷卻至室溫后進行指標測定。

1.2.2.3微波醬制時間對制品剪切力、咀嚼性及感官評分的影響樣品先在95 ℃下鹵液醬制80 min,之后保持微波功率800 W進行醬制,微波時間分別為120、150、180、210、240 s。樣品冷卻至室溫后進行指標測定。

1.2.2.4微波醬制功率對醬鹵肉制品剪切力、咀嚼性及感官評分的影響樣品先在95 ℃下鹵液醬制80 min,之后進行不同功率下的微波醬制,分別在微波功率為200、400、600、800、1000 W下醬制180 s。樣品冷卻至室溫后進行指標測定。

1.2.3各影響因素的響應面優(yōu)化實驗根據(jù)Box-Behnken的中心組合設計原理,以鹵液醬制時間(X1)、微波醬制時間(X2)和微波功率(X3)為考察因素(自變量),剪切力、咀嚼性、感官評分3個指標的綜合評分為響應值,每個變量的實驗水平為高、中、低(1、0、-1),因素水平編碼如表1所示。

表1　響應面設計因素水平及編碼值

1.2.4剪切力測定剪切力測定參照李培紅[13]的方法,將樣品切成1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm,利用質構儀測定剪切力,選用A/CKB探頭,設置參數(shù)如下:測試模式:位移4 mm;測試前速度1.5 mm/s:測試中速度1.0 mm/s:測試后速度10.0 mm/s:觸發(fā)類型:Auto-15 g。實驗平行測定5次。

1.2.5咀嚼性測定采用TPA測定[14],選用P/25探頭,設置參數(shù):測試模式:壓縮,測試前速度:2 mm/s,測試速度:1 mm/s,測試后速度:5 mm/s,壓縮比為40%,2 次激活感應力:5 g。平行測定5次。

1.2.6電子鼻測定將制品切碎混勻,準確稱取4 g樣品,立即放入40 mL電子鼻樣品瓶中,封蓋放置室溫1 h,以純凈干燥的空氣為載氣,氣體流量1 L/min,測試時間90 s/L。

1.2.7色澤的測定取醬制后的醬鹵肉制品,切割取橫切面,放在白色濾紙上,于D 65光源下利用便攜式色差儀對產品進行色澤測定,選用LAB測色系統(tǒng),并記錄L*,a*,b*實驗平行測定5次取平均值。其中L*代表亮度值,a*代表紅度值。

1.2.8感官評定邀請40位經過培訓的食品專業(yè)學生,其中男生20名,女生20名,嚴格按照評定標準[11,14]對產品進行感官評分,結果取平均值。感官評定標準如表2所示。

1.2.9綜合評分YZ的確定剪切力、咀嚼性、感官評分的標準化數(shù)據(jù)分別用YSZ、YCZ、YOZ表示,熵權法確定三者的權重系數(shù)分別為0.296、0.356、0.348,綜合評分計算公式YZ=0.296×YSZ+0.356×YCZ+0.348×YOZ。

1.2.10與傳統(tǒng)水浴加熱提取法的比較將最佳微波輔助提取醬制工藝生產的制品與傳統(tǒng)醬制工藝所得產品進行比較。

表2　感官評定標準表

1.3數(shù)據(jù)處理

實驗結果用IBM SPSS 19統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,利用Origin 8.5(OriginLab公司)作圖;回歸分析采用Design Expert 8.05,通過Box-Behnken對數(shù)據(jù)進行分析處理;數(shù)據(jù)標準化參考文獻[15],采用熵權法[16]確定各指標的權重系數(shù)。

2　結果與分析

2.1單因素對制品品質的影響規(guī)律

2.1.1鹵液醬制溫度時間對制品剪切力、咀嚼性及感官評定的影響由圖1知,隨鹵液醬制溫度增加,三個指標均呈先升高后降低的趨勢,95 ℃時咀嚼性、剪切力及感官評分達到最大,口感比較好,而100 ℃急劇下降,這是因為80～95 ℃,產品在熟制過程中肌纖維收縮,肉質地緊湊,嫩度在上升[17],產品處于熟制階段,要使產品嫩度得到改善,需要延長醬制時間;100 ℃產品水分流失嚴重[18],口感下降,說明高溫醬制對產品品質影響較大。95 ℃在剪切力和咀嚼性上與即做即食產品較接近,感官評分較高,醬制時間較合理,綜合考慮,取95 ℃為鹵液醬制溫度,以下實驗不再考察。

圖1　鹵液醬制溫度對醬鹵肉制品剪切力、咀嚼性、感官評定的影響Fig.1　Relationship of boiled temperature with shear force,chewiness and sensory evaluation

2.1.2鹵液醬制時間對制品剪切力、咀嚼性及感官評分的影響由圖2知,隨鹵液醬制時間的延長,制品剪切力逐漸降低,咀嚼性及感官評分呈先升高后降低的趨勢,在醬制80 min時咀嚼性、感官評分達到最大,口感比較好,在80 min之前,剪切力下降,咀嚼性上升,肉嫩度上升,這可能是因為膠原蛋白軟化,骨架蛋白降解,肌肉組織完整性受到破壞[17,19],明膠化占主導,使肉質得以嫩化。說明水煮可以很好地提高產品的嫩度。綜合感考慮,選取70～90 min為后續(xù)實驗水平。

圖2　鹵液醬制時間對醬鹵肉制品剪切力、咀嚼性、感官評定的影響Fig.2　Relationship of boiled time with shear force,chewiness and sensory evaluation

2.1.3微波醬制時間對制品剪切力、咀嚼性及感官評分的影響微波輔助醬制不僅可以保證產品風味,而且可以縮短醬制時間,節(jié)約成本,所以對微波輔助醬制進行研究。由圖3可以看出,隨著微波醬制時間的延長,醬鹵肉制品剪切力逐漸降低,咀嚼性、感官評分呈先升高后降低的趨勢,且在180 s時咀嚼性達到最大,微波醬制初期使得剪切力下降,產品嫩度逐漸上升,而在醬制后期,微波產品水分流失嚴重,會影響產品的嫩度,咀嚼性有所降低,口感下降。綜合感官評分、咀嚼性及剪切力,選取150～210 s作為后續(xù)實驗水平。

圖3　微波醬制時間對醬鹵肉制品品質的影響Fig.3　Relationship of microwave time with shear force,chewiness and sensory evaluation

表3　響應面實驗設計及結果

2.1.4微波醬制功率對制品剪切力、咀嚼性及感官評分的影響由圖4可以看出,隨著微波醬制功率的增大,制品剪切力逐漸降低,咀嚼性、感官評分呈先升高后降低的趨勢,可以看出微波醬制功率的增加可以很好地提高產品的嫩度,且在800 W時產品感官評分,咀嚼性最佳。綜合感官評分、咀嚼性及剪切力,選取600～1000 W作為后續(xù)實驗水平。

圖4　微波醬制功率對醬鹵肉制品品質的影響Fig.4　Relationship of microwave power with shear force,chewiness and sensory evaluation

2.2響應面法分析和優(yōu)化

2.2.1醬制工藝參數(shù)優(yōu)化采用響應面法對X1、X2、X3進行優(yōu)化。以剪切力、咀嚼性、感官評分三個指標的綜合評分為響應值,設計因素及編碼見表2,實驗方案及結果見表3。

2.2.2綜合指標回歸模型方差分析對表3進行二次多元回歸擬合,二次回歸方程如下,回歸模型方差分析如表4,YZ=91.28+0.94X1-8.41X2+9.71X3-3.48X1X2-8.09X1X3-5.06X2X3-20.42X12-18.65X22-23.03X32

由表4知,選用的二次多項模型具有高度的顯著性(p<0.01),說明實驗方法可靠。R2=0.9937,說明制品綜合評分有99.37%來源所選變量X1、X2、X3。失擬項p=0.1727>0.05,不顯著,說明模型擬合很好,可作回歸方程代替真實值對實驗進行分析。

回歸方程系數(shù)顯著性檢驗結果表明,3個因素的影響順序為依次為X3>X2>X1,X3對綜合評分影響最大,X2次之,X1影響最小。

2.2.3響應曲面分析此模型的響應面圖如圖5～圖7。交互項影響均為顯著性,且X1X3>X2X3>X1X2。

由圖5知,X2和X3固定時,隨X1的增加,綜合評分先增加后下降。在X3和X1固定時,隨著X2增加,綜合評分先增加后下降。圖6～圖7的因子變化模式與圖5同。

圖5　鹵液醬制時間和微波醬制時間的交互作用對醬鹵肉制品綜合評分的影響Fig.5　Interaction effects of cooking time and microwave time on comprehensive

表4　綜合評分回歸模型方差分析

注:*:p<0. 05,表示顯著;**:p<0. 01,表示極顯著。

表5　三種產品品質指標對比

圖6　鹵液醬制時間和微波醬制功率的交互作用對醬鹵肉制品綜合評分的影響Fig.6　Interaction effects of cooking time and microwave power on comprehensive

圖7　微波醬制時間和微波醬制功率的交互作用對醬鹵肉制品綜合評分的影響Fig.7　Interaction effects of microwave time and microwave power on comprehensive

2.2.4最優(yōu)條件及驗證實驗據(jù)模型計算得到的優(yōu)化工藝為:鹵液醬制時間79.98 min,微波醬制時間172.29 s,微波功率847.95 W,此時模型綜合評分為93.52。

結合實際操作,將工藝參數(shù)修正為鹵液醬制時間80 min,微波醬制時間175 s,微波功率800 W,計算得到的指標為:剪切力982.64 g,咀嚼性1183.28 g,感官評分93.52,綜合評分92.23,在此工藝下實驗驗證,所得產品剪切力959.38 g,咀嚼性1139.42 g,感官評分93.9,綜合評分為90.91,綜合評分與理論預測值相比誤差為1.43%,由此驗證了響應面優(yōu)化模型預測值的可靠。

圖8　三種產品PCA結果分析Fig.8　PCA analysis of three products

2.2.5與傳統(tǒng)醬制產品的比較前期經研究鹵液醬制產品經感官評定及理化指標測定知在95 ℃,110 min時總體品質較好,90 min時產品質構較好,因此表5分別對鹵液醬制110、90 min進行了研究。由表5知,與鹵液醬制產品相比,微波輔助醬制產品咀嚼性、剪切力均有提高,色澤變化不大。三種產品進行電子鼻分析,由圖8知PCA1和PCA2貢獻率分別為96.7%、2.5%,總貢獻率99.2%,1號與3號有部分重疊,二者與2號沒有重疊,說明1、3風味區(qū)分不大,與2號可以區(qū)分開。綜合來看,微波輔助醬制工藝,保證了產品的風味色澤,制作周期減少了27 min,節(jié)約了時間和成本。

3　結論

通過單因素及Box-Behnken實驗確定微波輔助醬制豬肉制品的最佳工藝參數(shù)為:鹵液醬制時間80 min,微波醬制時間175 s,微波功率800 W,此條件下剪切力959.38 g,咀嚼性1139.42 g,感官評分93.9,綜合評分90.91,綜合評分與理論預測值誤差僅為1.43%,表明優(yōu)化結果可靠。與鹵液醬制產品相比,微波輔助醬制產品色澤風味得到了保證,各質構指標有一定改善,醬制時間縮短了27 min,節(jié)約了時間和成本。

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Optimization of technology for microwave-assisted cooking on the spiced meats

HUANG Yan-mei,HUAN Yan-jun*

(School of Food Scienc and Technology,Jiangnan University,Wuxi 214122,China)

In order to shorten the sauce time and improve product texture,combination of traditional sauce and microwave were used on the spiced meats. On the basis of single factor experiment,the effects of cooking time,microwave timeand microwave power on the shear force,chewiness,sensory evaluation were studied and the comprehensive weighted score as response value. Box-Behnken design were used to optimized by response surface methodology(RSM). The results showed that the optimized processing parameter were as follows:cooking time,microwave time and microwave power were 80 min,175 s and 800 W respectively. Under these conditions,the quality indexes of the spiced meats were shear force of 959.38 g,chewiness of 1139.42 g,sensory evaluation of 93.9,comprehensive score of 90.91 on average with 1.43% relative error comparing with the predicted value of model. In conclusion,the optimization craft was not only maintained the flavor and the color,but also shortened the cookingtime to 27 min.

spiced meats;texture;microwave;response surface methodology

2016-03-04

黃艷梅(1990-)，女，碩士研究生，研究方向：食品科學與工程，E-mail：ymhuang2012@163.com。

郇延軍(1963-)，男，博士，副教授，研究方向：食品工程，E-mail：huanyanjun@jiangnan.edu.cn。

TS251.6+1

B

1002-0306(2016)16-0290-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.16.049