超聲波輔助滲透海藻糖 提高冷凍干燥羅非魚(yú)片品質(zhì)的工藝優(yōu)化

任婷婷,關(guān)志強(qiáng),李 敏

(1.廣東海洋大學(xué)食品科技學(xué)院,廣東湛江 524088; 2.廣東海洋大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院,廣東湛江 524088)

羅非魚(yú)是高蛋白和低脂肪的魚(yú)類(lèi)之一,是我國(guó)的優(yōu)勢(shì)出口水產(chǎn)品之一,近十年來(lái),我國(guó)羅非魚(yú)產(chǎn)量以平均每年9%左右的速度遞增,居世界第一[1]。我國(guó)羅非魚(yú)產(chǎn)量高,但羅非魚(yú)容易腐爛,因此通過(guò)加工處理來(lái)提高羅非魚(yú)的品質(zhì)和提升水產(chǎn)品的高值化顯得尤為重要。我國(guó)目前已有很多水產(chǎn)品加工保鮮技術(shù),而真空冷凍干燥技術(shù)可以盡可能地保持物料原有的理化性質(zhì)和結(jié)構(gòu)品質(zhì)[2-3],通過(guò)進(jìn)一步的優(yōu)化預(yù)處理工藝條件能夠使干燥后的產(chǎn)品得以長(zhǎng)期保存。

海藻糖作為一種天然的非滲透性凍干保護(hù)劑,具有穩(wěn)定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和生物結(jié)構(gòu)、對(duì)抗多種有害刺激損傷、提高抗凍保水效果、持水能力和凝膠凍融穩(wěn)定性的作用[4-7]。超聲波除了能夠輔助海藻糖滲透,還有利于物質(zhì)的提取,超聲波在食品干燥預(yù)處理中應(yīng)用不僅可以改變材料的組織結(jié)構(gòu),還可以降低材料的含水率,另外,還可以降低能源的消耗和干燥產(chǎn)品質(zhì)量的變化[8]。通過(guò)超聲波輔助海藻糖滲透結(jié)合的作用,能達(dá)到提升凍干品質(zhì)、優(yōu)化凍干工藝的目的。Xin等[9]研究海藻糖和超聲輔助滲透脫水對(duì)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)與正常滲透相比，超聲輔助作用時(shí)間短,可以得到較高的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度Tg。李敏等[10]研究不同功率超聲波預(yù)處理對(duì)羅非魚(yú)片凍干性能的影響,結(jié)果表明，450 W超聲波預(yù)處理的樣品品質(zhì)較優(yōu)。國(guó)內(nèi)外對(duì)海藻糖輔助超聲波預(yù)處理對(duì)羅非魚(yú)片凍干品質(zhì)的影響的研究未見(jiàn)報(bào)道。

本實(shí)驗(yàn)為獲得超聲波輔助滲透處理較優(yōu)的工藝條件,以羅非魚(yú)為研究對(duì)象,利用單因素實(shí)驗(yàn)研究了海藻糖濃度、超聲波功率和超聲波作用時(shí)間對(duì)凍干羅非魚(yú)片的品質(zhì)的影響,并結(jié)合響應(yīng)面試驗(yàn),對(duì)超聲波輔助滲透海藻糖的預(yù)處理工藝條件進(jìn)行優(yōu)化,以期為改善同類(lèi)產(chǎn)品的凍干加工工藝提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

羅非魚(yú) 湛江市麻章區(qū)湖光市場(chǎng);海藻糖(食品級(jí)) 恒源食品添加劑有限公司;三磷酸腺苷酶活性測(cè)定試劑盒、考馬斯亮蘭蛋白測(cè)定試劑盒 南京建成生物工程研究所。

LGJ-10E型冷凍干燥機(jī) 北京四環(huán)科學(xué)儀器廠有限公司;KQ-500DE數(shù)控超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司;125均質(zhì)機(jī) 上海依肯機(jī)械設(shè)備有限公司;HH.S21-6電熱恒溫水浴鍋 上海博訊實(shí)業(yè)有限公司;GTR22-1高速冷凍離心機(jī) 北京時(shí)代北利離心機(jī)有限公司;UV-8000A雙光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海元析儀器有限公司;CR-10手持色度儀 日本柯尼卡美能達(dá)控股有限公司;TMS-PRO質(zhì)構(gòu)儀 美國(guó)FTC公司;JJ600電子天平 常熟市雙杰測(cè)試儀器廠。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品的制備 參考吳陽(yáng)陽(yáng)等[11]的操作方法,取羅非魚(yú)兩側(cè)的肉切成100 mm×50 mm×6 mm的規(guī)格,約重30 g,浸入盛有海藻糖的燒杯中,并放入超聲波儀器中，進(jìn)行超聲波輔助浸漬試驗(yàn),最后將預(yù)處理好的羅非魚(yú)片進(jìn)行真空冷凍干燥,設(shè)置預(yù)凍溫度-60 ℃,預(yù)凍時(shí)間2 h,干燥階段真空室壓力為10 Pa,冷阱溫度-60 ℃,隔板加熱溫度36 ℃,當(dāng)物料溫度接近隔板溫度3～5 ℃時(shí),升華干燥完成,升華干燥時(shí)間10 h,繼續(xù)解吸干燥2 h，干燥完成。

1.2.2 單因素實(shí)驗(yàn) 固定超聲功率400 W,超聲時(shí)間50 min,以不同濃度(0、10、30、50、70、90和110 g/L)的海藻糖為變量,研究海藻糖質(zhì)量濃度對(duì)冷凍干燥羅非魚(yú)片品質(zhì)的影響;再固定超聲時(shí)間50 min,海藻糖質(zhì)量濃度50 g/L,以超聲功率(0、250、300、350、400、450和500 W)為變量,研究超聲功率對(duì)冷凍干燥羅非魚(yú)片品質(zhì)的影響;固定超聲功率400 W,海藻糖質(zhì)量濃度50 g/L,以超聲時(shí)間(0、20、30、40、50、60和70 min)為變量,研究超聲時(shí)間對(duì)冷凍干燥羅非魚(yú)片品質(zhì)的影響。分別按以上條件進(jìn)行一系列超聲波輔助浸漬預(yù)處理試驗(yàn),以上試驗(yàn)條件為0時(shí)分別為各組試驗(yàn)的對(duì)照組。

1.2.3 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn) 綜合單因素試驗(yàn)的結(jié)果,通過(guò)Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)，選擇最佳范圍的海藻糖濃度、超聲波功率和超聲波時(shí)間為自變量,設(shè)計(jì)三因素三水平響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平表,見(jiàn)表2。

表2 響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平表Table 2 Factors and levelsTable of RSM design

1.2.4 凍干羅非魚(yú)片品質(zhì)指標(biāo)的因素水平測(cè)定方法

1.2.4.1 復(fù)水率的測(cè)定 參照李敏等[12]的試驗(yàn)和計(jì)算方法,取部分凍干羅非魚(yú)片在40 ℃的水浴鍋中復(fù)水1 h,物料紙擦干表面水分后稱量,根據(jù)復(fù)水率Wf公式(1)計(jì)算:

式(1)

式中:Wf表示復(fù)水率,g/g;ma表示凍干羅非魚(yú)片質(zhì)量,g;mb表示復(fù)水后羅非魚(yú)片質(zhì)量,g。

1.2.4.2 色澤的測(cè)定 用CR-10手持色度儀測(cè)定干燥后的羅非魚(yú)片,根據(jù)Bai Junwen等測(cè)量白度指數(shù)(W)的公式[13](2)計(jì)算:

W=100-[(100-L*2)2+a*2+b*2]1/2

式(2)

式中:W表示白度指數(shù);L*表示黑暗色(0)到明亮色(100);a*表示紅色(+)到綠色(-);b*表示黃色(+)到藍(lán)色(-)。

1.2.4.3 質(zhì)構(gòu)的測(cè)定 將復(fù)水后的羅非魚(yú)片進(jìn)行TPA分析[14],設(shè)置力量感1000 N,物料高度8 mm,形變量50%,測(cè)試速度60 mm/min,起始力0.5 N,兩次下壓時(shí)間間隔1 s,記錄其硬度、彈性、膠黏性和咀嚼性,峰值最大值表示硬度,最具有代表性,咀嚼性是硬度、彈性和膠黏性的乘積。

1.2.4.4 Ca2+-ATPase活性的測(cè)定 參照南京建成生物工程所研發(fā)的ATP酶測(cè)試盒說(shuō)明操作[15],以25 ℃每毫克蛋白質(zhì)在每分鐘內(nèi)所產(chǎn)生的無(wú)機(jī)磷的微摩爾數(shù)表示Ca2+-ATPase活性,單位:μmolPi/mgprot/h。

1.2.5 綜合評(píng)分的測(cè)定

1.2.5.1 品質(zhì)模糊數(shù)學(xué)模型的建立及權(quán)重的計(jì)算 指標(biāo)的篩選:根據(jù)權(quán)重最大偏差根一致性指標(biāo)作為評(píng)定指標(biāo),采用Saaty的1～9標(biāo)度法建立兩兩比較判斷矩陣,具體參照駱正清、楊善林[16]對(duì)標(biāo)度法的研究。本試驗(yàn)篩選7個(gè)指標(biāo)作為評(píng)價(jià)因子構(gòu)成權(quán)重集:A={A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7}。A1,白度值;A2,復(fù)水率;A3,Ca2+-ATPase活性;A4,硬度;A5,彈性;A6,膠黏性;A7,咀嚼性。其中A4～A7為質(zhì)構(gòu)品質(zhì)。

基于層次分析法模糊數(shù)學(xué)模型的建立:參照Li等[17]建立的特征向量矩陣的方法,將A1～A7采用Saaty的1～9標(biāo)度法建立兩兩比較矩陣。依據(jù)指標(biāo)層Y中的A4～A7對(duì)準(zhǔn)確層X(jué)中X4的相對(duì)重要性建立比較矩陣,最終依據(jù)準(zhǔn)則層X(jué)1～X4對(duì)目標(biāo)層Z的相對(duì)重要性建立比較矩陣。利用MATLAB2014b計(jì)算得到矩陣,如表1所示。

表1 MATLAB分析比較矩陣及其一致性檢驗(yàn)結(jié)果Table 1 Results of MATLAB analysis and consistency checks for comparsive matrixes

MATLAB分析比較矩陣中C.R.組合=0<0.1,檢驗(yàn)指標(biāo)滿足一致性要求,通過(guò)計(jì)算得各因素的權(quán)重集={0.0781,0.1998,0.1998,0.0870,0.0870,0.0870,0.2611}。

1.2.5.2 品質(zhì)綜合評(píng)分的測(cè)定 將各個(gè)優(yōu)化指標(biāo)的值利用極差標(biāo)準(zhǔn)化法無(wú)量綱化處理,根據(jù)公式(3)、(4)計(jì)算。

式(3)

式(4)

將形成1～0的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值結(jié)果與權(quán)重集做內(nèi)積,即各指標(biāo)綜合評(píng)分。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

數(shù)據(jù)均為三次平行實(shí)驗(yàn)平均值,IBM SPSS Statistics 22進(jìn)行單因素顯著分析,取95%置信度(p<0.05)為差異顯著,Origin 8.0作圖,用 MATLAB 2014b計(jì)算權(quán)重,通過(guò)Design-Expert 8.0.6軟件進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平表設(shè)計(jì)、方差分析、建立二元多項(xiàng)回歸方程和響應(yīng)面作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 不同海藻糖濃度對(duì)凍干羅非魚(yú)片品質(zhì)的影響 不同海藻糖質(zhì)量濃度的浸漬試驗(yàn),其品質(zhì)檢測(cè)結(jié)果如圖1所示,品質(zhì)綜合評(píng)分結(jié)果如圖2所示。

圖1 不同海藻糖質(zhì)量濃度對(duì)冷凍干燥羅非魚(yú)片品質(zhì)的影響Fig.1 Effects of different concentrations of trehalose on the quality of freeze-dried tilapia fillets

圖2 不同海藻糖質(zhì)量濃度對(duì)冷凍 干燥羅非魚(yú)片綜合評(píng)分的影響Fig.2 Effects of different concentrations of trehalose on the comprehensive score of freeze-dried tilapia fillets

從圖1中可以看出,經(jīng)過(guò)海藻糖不同質(zhì)量濃度處理的羅非魚(yú)片綜合評(píng)分顯著優(yōu)于對(duì)照組(p<0.05),這是因?yàn)楹Ｔ逄强梢栽诟稍锃h(huán)境中保護(hù)生物膜、保護(hù)細(xì)胞對(duì)抗多種有害刺激和損傷,

增強(qiáng)細(xì)胞抗凍性等。圖1a表明,復(fù)水率在海藻糖質(zhì)量濃度30 g/L時(shí)最優(yōu),其值為0.649 g/g,這是因?yàn)榇藵舛瓤梢跃S持魚(yú)片較好的組織結(jié)構(gòu);海藻糖還可以解決冷凍隨時(shí)間延長(zhǎng)發(fā)生的收縮、硬化等引起的問(wèn)題[18]。從圖1b中可知,在30～50 g/L質(zhì)量濃度之間的白度值較高且無(wú)明顯差異(p>0.05),而高濃度滲透可以會(huì)使組織間隙中出現(xiàn)海藻糖晶體,反而使組織液反滲到樣品表面,使白度值有所下降。圖1c中海藻糖處理的羅非魚(yú)片與對(duì)照組相比,硬度、彈性、膠黏性和咀嚼性指標(biāo)都有增加且變化趨勢(shì)不一致,參照康彥[19]實(shí)驗(yàn)中的鮮魚(yú)片的質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn),得出經(jīng)凍干處理的羅非魚(yú)片的各質(zhì)構(gòu)指標(biāo)均有下降。由圖1d可知,30～70 g/L的Ca2+-ATPase活性較好,最大值為2.455 μmolPi/mg prot/h,與對(duì)照組相比,海藻糖的滲入能較好地保護(hù)蛋白質(zhì)的活性,說(shuō)明適宜的海藻糖濃度能有效保護(hù)物料冷凍干燥過(guò)程中的蛋白質(zhì)活性,提高魚(yú)片的品質(zhì)。圖2中可以看出,50 g/L的海藻糖濃度為提高凍干羅非魚(yú)片品質(zhì)的最佳值。

2.1.2 不同超聲波功率對(duì)凍干羅非魚(yú)片品質(zhì)的影響 不同超聲波功率的處理試驗(yàn),其品質(zhì)檢測(cè)結(jié)果如圖3所示,品質(zhì)綜合評(píng)分結(jié)果如圖4所示。

圖3 不同超聲功率對(duì)冷凍干燥羅非魚(yú)片品質(zhì)的影響Fig.3 Effects of different powers of ultrasound on the quality of freeze-dried tilapia fillets

圖4 不同超聲功率對(duì)冷凍 干燥羅非魚(yú)片綜合評(píng)分的影響Fig.4 Effects of different powers of ultrasound on the comprehensive score of freeze-dried tilapia fillets

由圖3可知,經(jīng)不同功率超聲波處理的羅非魚(yú)片的復(fù)水率、白度值和Ca2+-ATPase活性都極顯著優(yōu)于(p<0.01)對(duì)照組,圖3a中450 W復(fù)水率最高,而圖3b中400 W其白度指數(shù)最大,為75.22,且400 W與450 W之間存在顯著性差異(p<0.05),高功率500 W超聲波能產(chǎn)生熱效應(yīng)、機(jī)械應(yīng)力破壞細(xì)胞微結(jié)構(gòu),使其細(xì)胞內(nèi)溶物外滲,使得其白度值有所下降,王振宇[20]實(shí)驗(yàn)證明:較高的超聲波振動(dòng)能傳遞強(qiáng)大的能量產(chǎn)生空化作用,細(xì)胞破裂;圖3c中,質(zhì)構(gòu)指標(biāo)變化總體呈先升后降的變化,與對(duì)照組相比,超聲波處理能顯著提高羅非魚(yú)片的硬度、咀嚼性和膠黏性等質(zhì)構(gòu)品質(zhì)(p<0.05)，彈性則無(wú)顯著性差異(p>0.05),與康彥[19]在試驗(yàn)中研究的新鮮羅非魚(yú)樣品相比,本實(shí)驗(yàn)超聲波處理后，羅非魚(yú)片的硬度降低,咀嚼性、膠黏性也有一定程度的下降,在超聲波450 W處理時(shí)，羅非魚(yú)片的硬度、咀嚼性、膠黏性指標(biāo)下降最小，達(dá)到最優(yōu)值。超聲波處理的羅非魚(yú)片其肌原纖維蛋白網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的疏水性殘基暴露出來(lái),蛋白與蛋白之間的作用加強(qiáng),質(zhì)構(gòu)品質(zhì)都有所上升;由圖3d中所示,400～500 W處理的Ca2+-ATPase活性較高,研究表明,一定強(qiáng)度的超聲波處理可以使酶及底物分子構(gòu)象發(fā)生變化,提高酶的水解活性,朱少娟等[21]在超聲波對(duì)胰蛋白酶水解酪蛋白的研究中證明了這一點(diǎn)。但是超聲波的作用功率并非越高越好,高功率超聲波導(dǎo)致機(jī)械的振蕩,瞬時(shí)熱效應(yīng)增強(qiáng),使部分蛋白質(zhì)發(fā)生變性,乳化穩(wěn)定性和溶解度都有所降低[22],因此,適宜的超聲波強(qiáng)度處理物料可以有效提高凍干羅非魚(yú)片的品質(zhì)。圖4中可以得出,超聲波功率為450 W時(shí)為凍干羅非魚(yú)品質(zhì)的最適超聲波強(qiáng)度,與文獻(xiàn)[10]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。

2.1.3 不同超聲波時(shí)間對(duì)凍干羅非魚(yú)片品質(zhì)的影響 不同的超聲波作用時(shí)間處理的品質(zhì)檢測(cè)結(jié)果如圖5所示,品質(zhì)綜合評(píng)分結(jié)果如圖6所示。

圖5 不同超聲時(shí)間對(duì)冷凍干燥羅非魚(yú)片品質(zhì)的影響Fig.5 Effects of different time of ultrasound on the quality of freeze-dried tilapia fillets

圖6 不同超聲時(shí)間對(duì)冷凍干燥羅非魚(yú)片綜合評(píng)分的影響Fig.6 Effects of different time of ultrasound on the comprehensive score of freeze-dried tilapia fillets

從圖5中可以看出,對(duì)照組比超聲波處理過(guò)的魚(yú)片復(fù)水率普遍顯著偏低(p<0.01),50 min的復(fù)水率(圖5a)最高,其值為0.654 g/g,整體趨勢(shì)先增長(zhǎng)后降低。圖5b中50 min超聲波處理的羅非魚(yú)片白度值顯著高于其他處理(p<0.05),超聲波處理后的蛋白分子截留水分子,使得物料具有更好光澤,而長(zhǎng)時(shí)間的超聲波時(shí)間處理使蛋白質(zhì)分子充分展開(kāi),表面疏水性增強(qiáng),色素物質(zhì)外流引起白度變差,使白度值降低,常海霞[23]在超聲技術(shù)對(duì)草魚(yú)的研究中有所證明。從圖5c中看出,其各質(zhì)構(gòu)指標(biāo)之間變化趨勢(shì)各不相同,羅非魚(yú)片硬度呈增長(zhǎng)趨勢(shì),而彈性沒(méi)有明顯差異,膠黏性和咀嚼性先增后減,咀嚼性的下降是魚(yú)肉硬度降低、彈性下降等綜合作用的結(jié)果,一定超聲波處理后疏水性殘基的暴露有利于熱凝膠化過(guò)程蛋白與蛋白間的相互作用,凝膠強(qiáng)度加強(qiáng),質(zhì)構(gòu)品質(zhì)加強(qiáng)。圖5d可知,經(jīng)超聲波50～60 min處理過(guò)的羅非魚(yú)片Ca2+-ATPase活性顯著高于對(duì)照組(p<0.05),與謝明杰等[24]實(shí)驗(yàn)得出的適宜的超聲波時(shí)間處理可以提高酶的活性的結(jié)論一致。適宜的超聲波時(shí)間處理可以提高產(chǎn)品品質(zhì)。從圖6中可以看出,凍干羅非魚(yú)的綜合評(píng)分隨超聲波處理時(shí)間的增加呈先增后降的趨勢(shì),最優(yōu)值為50 min,顯著優(yōu)于對(duì)照組(p<0.05)。

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)

在2.1單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,以表2響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平表設(shè)計(jì)15組試驗(yàn),綜合考慮各因素對(duì)檢測(cè)指標(biāo)的綜合評(píng)分的影響(因綜合評(píng)分公式(1)、(2)中max(Xtj)和min(Xtj)值在單因素與響應(yīng)面中不同,兩個(gè)試驗(yàn)的指標(biāo)綜合得分獨(dú)立比較),采用Design-Expert 8.0.6數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)軟件設(shè)計(jì)方案及結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Table 3 Design and results of response surface experiment

2.3 響應(yīng)面分析

方差分析結(jié)果見(jiàn)表4,響應(yīng)面回歸模型差異顯著(p=0.0233);失擬性p=0.1776>0.05,表明失擬性不顯著,試驗(yàn)的殘差是由隨機(jī)誤差引起的;R2=0.9255表示模型能反映92.55%的響應(yīng)面值的變化,擬合度較好[25];根據(jù)F值可得各因素對(duì)檢測(cè)指標(biāo)的綜合評(píng)分的影響大小順序?yàn)?超聲時(shí)間B>超聲功率A>海藻糖質(zhì)量濃度C。根據(jù)各項(xiàng)回歸系數(shù)可得出模型的二元多項(xiàng)回歸方程:綜合評(píng)分Y=0.60-0.043A+0.054B+0.037C-0.062AB-0.021AC-0.012BC-0.040A2+0.068B2-7.025E-003C2。

表4 Box-Behnken試驗(yàn)回歸模型方差分析Table 4 ANOVA analysis for regression equation of Box-Behnken experiment

表4中可以得出,超聲功率(A)和超聲時(shí)間(B)的交互作用對(duì)冷凍干燥羅非魚(yú)片品質(zhì)的綜合評(píng)分有顯著性影響(p=0.0215<0.05),其響應(yīng)面圖和等高線圖見(jiàn)圖7,等高線形狀越呈現(xiàn)橢圓兩因素交互作用越顯著,響應(yīng)面曲面圖的曲面程度越大表明兩因素交互作用越顯著[26],由圖7可知,等高線圖橢圓的形狀和響應(yīng)面的曲面程度說(shuō)明兩因素的交互作用顯著,即超聲波時(shí)間和功率兩因素交互作用的增加表現(xiàn)為凍干羅非魚(yú)片綜合得分的增加。由等高線圖可知,當(dāng)海藻糖濃度一定時(shí),隨著超聲波功率和超聲波時(shí)間的增加,各因素的品質(zhì)檢測(cè)指標(biāo)綜合評(píng)分呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢(shì),當(dāng)超聲波功率為450 W左右,超聲波時(shí)間為54 min左右時(shí),綜合評(píng)分達(dá)到最大值;從曲面圖中看出，超聲波時(shí)間曲面變化比超聲波功率的曲面變化程度大,說(shuō)明超聲波時(shí)間對(duì)品質(zhì)綜合評(píng)分的影響較超聲波功率更顯著。

圖7 超聲時(shí)間和超聲功率交互影響對(duì)凍干羅非魚(yú)片綜合評(píng)分的等高線圖及曲面圖Fig.7 Response surface plot and contour plots of effects of B and C on the comprehensive score of freeze-dried tilapia fillets

2.4 驗(yàn)證試驗(yàn)及結(jié)果

通過(guò)Design-Expert 8.0.6軟件進(jìn)一步計(jì)算可得,該模型的最佳預(yù)測(cè)因素水平為:超聲波功率453.31 W,超聲波時(shí)間55.45 min,海藻糖質(zhì)量濃度90 g/L,得到的綜合評(píng)分預(yù)測(cè)值為0.6339?？紤]到實(shí)驗(yàn)室實(shí)際的操作條件,設(shè)定超聲波功率450 W,超聲波時(shí)間55 min,海藻糖質(zhì)量濃度90 g/L的條件下進(jìn)行驗(yàn)證。通過(guò)驗(yàn)證試驗(yàn)得出的結(jié)果為:復(fù)水率(0.5983±0.0060) g/g,白度指數(shù)75.1287±0.2540,Ca2+-ATPase活性(2.4997±0.0113) μmolPi/mgprot/h,硬度(3.7433±0.0492) N,彈性(1.1753±0.0096) mm,膠黏性(2.3373±0.0193) N,咀嚼性(1.6763±0.0082) mJ,冷凍干燥羅非魚(yú)片品質(zhì)的綜合得分為0.6229±0.0101,與理論值基本吻合,該試驗(yàn)?zāi)Ｐ涂煽俊?/p>

3 結(jié)論

本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)優(yōu)化超聲波輔助滲透海藻糖對(duì)冷凍干燥羅非魚(yú)片品質(zhì)影響工藝的研究可知,以復(fù)水率、白度值、質(zhì)構(gòu)和Ca2+-ATPase活性的綜合評(píng)分為指標(biāo),最佳條件為超聲波功率450 W,超聲波時(shí)間55 min和海藻糖質(zhì)量濃度90 g/L,得出的凍干魚(yú)片的復(fù)水率(0.5983±0.0060) g/g,白度指數(shù)75.1287±0.2540,Ca2+-ATPase活性(2.4997±0.0113) μmolPi/mgprot/h,硬度(3.7433±0.0492) N,彈性(1.1753±0.0096)mm,膠黏性(2.3373±0.0193)N,咀嚼性(1.6763±0.0082) mJ。各因素對(duì)檢測(cè)指標(biāo)的綜合評(píng)分的影響大小順序?yàn)?超聲波時(shí)間>超聲波功率>海藻糖濃度。優(yōu)化后的試驗(yàn)條件,提高了羅非魚(yú)片的凍干效率,其復(fù)水率、白度值、Ca2+-ATPase活性、硬度、彈性、膠黏性和咀嚼性等品質(zhì)值均有所增加,其綜合評(píng)分實(shí)驗(yàn)值與理論值擬合度較高,為工業(yè)生產(chǎn)篩選出了魚(yú)類(lèi)等水產(chǎn)品的真空冷凍干燥的工藝操作條件奠定了基礎(chǔ),對(duì)同類(lèi)產(chǎn)品的凍干加工工藝提供了理論支持。