響應(yīng)面法優(yōu)化驢肉定量鹵制工藝

韓鋆，張玉斌，李丙子，黃國(guó)業(yè)，余群力

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730070； 2.榆中興業(yè)種養(yǎng)殖公司，甘肅 蘭州 730070)

中國(guó)疆域遼闊，養(yǎng)驢歷史悠久，驢肉肉質(zhì)細(xì)嫩，在我國(guó)民間素有“天上龍肉，地下驢肉”的贊譽(yù).驢肉營(yíng)養(yǎng)豐富，其蛋白質(zhì)含量為23.5%，脂肪含量為5.0%，是一種高蛋白低脂肪的優(yōu)質(zhì)肉[1]，不飽和脂肪酸亞油酸、亞麻酸含量均高于豬肉、牛肉，是比較理想的動(dòng)物性食品原料[2].目前，市場(chǎng)上常見的驢肉制品主要以地方特色小吃為主，如廣饒肴驢肉、河間驢肉燒餅、保定驢肉卷火燒、上黨臘驢肉、高唐驢肉、五香驢肉等[3].而醬鹵驢肉的研究鮮見報(bào)道，因此，醬鹵驢肉制品具有較大的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用價(jià)值.

醬鹵肉制品作為我國(guó)特有的傳統(tǒng)肉制品，色澤誘人、嫩度較好、備受國(guó)人青睞，消費(fèi)群體穩(wěn)定，發(fā)展前景廣闊，但其工藝一直沿用傳統(tǒng)老湯鹵煮工藝.劉成江等[4]總結(jié)了傳統(tǒng)老湯制作五香驢肉、驢肉干、驢肉火腿、廣饒肴驢肉的工藝及技術(shù)要點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)醬制工藝時(shí)間長(zhǎng)，能耗高，出品率低，雜環(huán)胺類含量高且風(fēng)味不穩(wěn)定.近年來，定量鹵制工藝作為一種新型肉制品鹵制工藝逐漸出現(xiàn)于消費(fèi)者的視野當(dāng)中.唐春紅等[5]研究發(fā)現(xiàn)定量鹵制工藝生產(chǎn)的雞腿肉感官評(píng)價(jià)結(jié)果優(yōu)于白煮和傳統(tǒng)老湯方法制作的.陳韜等[6]采用定量鹵制工藝研制出出品率高、貨架期長(zhǎng)的醬牛肉.陳旭華[7]運(yùn)用定量鹵制工藝生產(chǎn)的雞腿肉較傳統(tǒng)鹵雞腿的出品率提高了5%，蒸煮時(shí)間縮短了5 min.以上學(xué)者發(fā)現(xiàn)，定量鹵制工藝提高了鹵制品出品率、縮短了加工時(shí)間，在滿足消費(fèi)者口感的同時(shí)具有較高的安全性，可以有效避免由傳統(tǒng)鹵湯反復(fù)蒸煮帶來的有害物質(zhì)富集.目前，國(guó)內(nèi)驢肉鹵制品仍然采用傳統(tǒng)老湯復(fù)煮法制作，而關(guān)于定量鹵制驢肉加工工藝及其制品的研究未見報(bào)道，因此有必要對(duì)驢肉的定量鹵制工藝及其制品進(jìn)行相關(guān)研究.

本試驗(yàn)以驢腱子肉為原料，采用單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，探究蒸制溫度、蒸制時(shí)間、高壓滅菌時(shí)間對(duì)鹵制驢肉口感、色澤、組織狀態(tài)和殘留肉味的影響，并對(duì)定量鹵制進(jìn)行工藝優(yōu)化，確定其最佳工藝參數(shù).為定量鹵制驢肉制品實(shí)現(xiàn)規(guī)模化、工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù).

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

驢腱子肉：采自榆中興業(yè)養(yǎng)殖有限公司，經(jīng)檢疫合格，屠宰排酸后，清洗剔除表面粘連的脂肪、筋腱、淋巴等組織，切成500 g左右的塊狀，于-20 ℃下貯藏備用.

白砂糖、食鹽、味精、海天老抽均購(gòu)自于甘肅省蘭州市華聯(lián)超市；大豆分離蛋白、驢肉鮮香膏、I+G、乙基麥芽酚、紅曲粉購(gòu)于淘寶山家人旗艦店；五香汁、白胡椒汁購(gòu)于哈爾濱康源食品原料有限公司.

1.2 設(shè)備和儀器

PHS-3C型電子天平，梅特勒-托利多儀器公司；C21-SX808型電磁爐，美的公司；DZ-260型真空包裝機(jī)，上海佳河包裝機(jī)械有限公司；LDZM-80KCS立式壓力蒸汽滅菌鍋，上海申安醫(yī)療器械廠；SW-CJ-2FD型超凈工作臺(tái)，蘇凈集團(tuán)蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司；BCD-249CF型冰箱，合肥美菱股份有限公司.

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程及操作要點(diǎn)

1.3.1.1 工藝流程 原料肉預(yù)處理→液態(tài)調(diào)味料配制→注射→滾揉→蒸制→晾制→包裝→高壓滅菌→成品

1.3.1.2 操作要點(diǎn) 原料預(yù)處理：剔除驢腱子肉表面脂肪、筋膜并用清水沖洗，結(jié)塊后置于調(diào)配好的花椒水中，使水沒過肉表面，腌制2 h(去腥).

液態(tài)調(diào)味料配制：將已冷卻到4 ℃的飲用水分為2份(體積比為1∶4).將配料(復(fù)合磷酸鹽、亞硝酸鹽、麥芽糖漿)依次添加到量少的一份水中并攪拌均勻；另一份水保持0～4 ℃，按照一定順序依次加入配料，攪拌至其完全溶解后將兩份配料混勻置于均質(zhì)機(jī)均質(zhì)10 min.

注射：清洗注射機(jī)針頭和緩沖罐.將處理好的原料肉置于注射機(jī)進(jìn)行等間距注射操作.

滾揉：注射完成后轉(zhuǎn)移至滾揉機(jī)內(nèi)，滾揉5 h(每滾揉20 min間歇20 min)，滾揉完成后靜置5～7 h.

蒸制：將溫度計(jì)插到滾揉完成后的肉塊中心置于蒸煮鍋中進(jìn)行蒸制，開始沸騰時(shí)計(jì)時(shí)，待溫度上升至預(yù)定溫度時(shí)停止加熱.

晾制：將肉塊置于通風(fēng)處，待溫度降至室溫時(shí)稱質(zhì)量，計(jì)算出品率.

包裝：將晾制完成的肉進(jìn)行真空包裝.

高壓滅菌：包裝完成后放入高壓滅菌鍋中，在0.15 MPa，121 ℃的條件下滅菌30 min.滅菌結(jié)束后取出立即進(jìn)行涼水冷卻.

1.3.2 單因素及響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.2.1 定量鹵制驢肉單因素試驗(yàn) 參考鄺吉衛(wèi)等[8]對(duì)牛心烤制處理工藝的相關(guān)方法基礎(chǔ)上略作修改，在蒸制溫度、蒸制時(shí)間、滅菌時(shí)間分別為90 ℃、50 min、35 min的基本條件下，保持其他條件不變，設(shè)置蒸制溫度75、80、85、90、95 ℃，蒸制時(shí)間20、30、40、50、60 min，滅菌時(shí)間20、25、30、35、40 min，以感官評(píng)分為指標(biāo)，進(jìn)行單因素試驗(yàn)，每個(gè)試驗(yàn)重復(fù)3次.

1.3.2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì) 在單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，選取蒸制時(shí)間(A)、蒸制溫度(B)、高壓時(shí)間(C)為試驗(yàn)因子，以感官評(píng)分為響應(yīng)值，用Design-Expert 8.06進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì).試驗(yàn)各因素水平見表1.

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平

1.4 指標(biāo)測(cè)定

1.4.1 鹵制驢肉感官質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 本試驗(yàn)參考李石新等[9]的方法，并稍作修改.從色澤、組織狀態(tài)、香氣、滋味、殘留肉味、口感6個(gè)方面對(duì)定量鹵制驢肉制品進(jìn)行評(píng)價(jià)，其詳細(xì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表2，評(píng)分權(quán)重計(jì)算如表3所示.

表2 醬鹵驢肉制品感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

表3 醬鹵驢肉感官評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重

將口感、滋味、氣味、色澤、組織狀態(tài)、殘留肉味六項(xiàng)的得分分別記作X1、X2、X3、X4、X5、X6，最終感官評(píng)分記作Y.

感官評(píng)分計(jì)算公式為：Y=0.170X1+0.126X2+0.170X3+0.187X4+0.242X5+0.105X6

1.4.2 出品率測(cè)定 待原料肉充分解凍后，用濾紙吸干肉塊表面殘留的水分及油脂，用電子天平精確稱量原料肉質(zhì)量為M1.樣品蒸制完成后用食用濾紙將表面水分及油脂吸干，精確稱量樣品質(zhì)量為M2.出品率測(cè)定公式為：

1.4.3 質(zhì)構(gòu)測(cè)定 參考Trespalacios[10]的方法并略作修改.選用P/36探頭，參數(shù)設(shè)置為：測(cè)試模式：壓縮；測(cè)試速度：1 mm/s；測(cè)試前速度：2 mm/s；測(cè)試后速度：5 mm/s.通過測(cè)定5個(gè)平行樣品，將得出醬鹵驢肉的硬度、彈性、膠著性、內(nèi)聚性、咀嚼性以及回復(fù)力的數(shù)據(jù)求其平均值后得到最終實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).

1.5 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2010和SPSS 19.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差及顯著性分析(α=0.05)，采用響應(yīng)面Design-Expert 8.06軟件進(jìn)行響應(yīng)面分析.各因素在相同條件下平行測(cè)定3次.

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 不同蒸制時(shí)間對(duì)定量鹵制驢肉制品感官評(píng)分的影響 由圖1可知，隨著蒸制時(shí)間的延長(zhǎng)，定量鹵制驢肉制品的感官評(píng)分呈先升高后降低的趨勢(shì)，這與黃艷梅[11]研究定量鹵制雞肉隨醬制時(shí)間延長(zhǎng)感官評(píng)分先升高后降低的趨勢(shì)一致.蒸制時(shí)間為50 min時(shí)的感官評(píng)分最大為90，顯著高于其他時(shí)間點(diǎn)(P<0.05)；蒸制時(shí)間在20～30 min內(nèi)感官評(píng)分差異不顯著(P>0.05).這可能是在鹵制前期，結(jié)締組織中膠原蛋白溶解、明膠化占主導(dǎo)地位，肉質(zhì)變嫩、產(chǎn)生特有的滋氣味使得感官評(píng)分逐漸升高.繼續(xù)蒸制熟化使得蛋白質(zhì)發(fā)生熱變性凝固，膠原蛋白分子間的交聯(lián)作用降低甚至缺失，導(dǎo)致肌原纖維蛋白大量流失，鹽溶性蛋白溶出，肌肉組織逐漸破碎，使得剪切力、咀嚼性、嫩度均有所下降[12].因此，確定最優(yōu)蒸制時(shí)間為50 min.

圖1 不同蒸制時(shí)間對(duì)驢肉制品感官評(píng)分的影響Figure 1 Effect of different steaming time on donkey meat products

2.1.2 不同蒸制溫度對(duì)定量鹵制驢肉制品感官評(píng)分的影響 由圖2可知，隨著蒸制溫度的升高，定量鹵制驢肉制品的感官評(píng)分呈先升高后降低的趨勢(shì).當(dāng)蒸制溫度在75～80 ℃之間感官評(píng)分呈緩慢增加趨勢(shì)(P>0.05)，蒸制溫度在80～90 ℃之間感官評(píng)分迅速升高并在90 ℃達(dá)到最大值為94，之后顯著下降(P<0.05).陳旭華[7]研究發(fā)現(xiàn)，定量鹵制雞肉制品工藝最適宜的蒸制溫度100 ℃，與本研究結(jié)果相近.這可能是因?yàn)殡S著溫度的升高，肉制品表面形成一層薄膜，阻止原料中的水分及蛋白質(zhì)流失，此時(shí)產(chǎn)品口感細(xì)膩，蒸制溫度繼續(xù)升高，蛋白質(zhì)變性凝固，汁液流失，使得醬鹵肉制品肌纖維收縮，持水性下降，組織狀態(tài)愈加緊密，質(zhì)構(gòu)硬化[13-14].驢肉制品表面會(huì)變成硬殼，進(jìn)而影響感官評(píng)分.因此，確定最優(yōu)蒸制溫度時(shí)間為90 ℃.

圖2 不同蒸制溫度對(duì)驢肉感官評(píng)分的影響Figure 2 Effect of different steaming temperatures on the donkey meat products

2.1.3 不同高壓時(shí)間對(duì)定量鹵制制品感官評(píng)分的影響 由圖3可知，隨著高壓滅菌時(shí)間的延長(zhǎng)，定量鹵制驢肉制品的感官評(píng)分呈先升高后降低的趨勢(shì)，高壓滅菌時(shí)間為35 min時(shí)感官評(píng)分最大為89，顯著高于其他時(shí)間點(diǎn)(P<0.05)；蒸制時(shí)間在20～25 min內(nèi)感官評(píng)分差異不顯著(P>0.05).這與黃艷梅[11]改進(jìn)醬鹵豬肉工藝時(shí)，發(fā)現(xiàn)微波醬制可縮短醬制時(shí)間，但長(zhǎng)時(shí)間微波醬制，會(huì)使產(chǎn)品口感下降的研究結(jié)果一致.沈旭嬌等[15]利用高壓滅菌技術(shù)結(jié)合中溫處理南京鹽水鴨,可使其嫩度提高，脂肪融化，口感增強(qiáng).這可能是因?yàn)楦邏鹤饔檬辜?dòng)、肌球蛋白解離，Z線崩解，同時(shí)增加鈣激活酶的活性，從而達(dá)到嫩化的目的[16].繼續(xù)延長(zhǎng)高壓滅菌時(shí)間，造成肌原纖維蛋白變性，汁液流失[17]，肌肉組織破碎、爛化，導(dǎo)致感官評(píng)分呈顯著下降趨勢(shì)(P<0.05).因此，確定最優(yōu)高壓滅菌時(shí)間為35 min.

圖3 不同高壓滅菌時(shí)間對(duì)驢肉制品感官評(píng)分的影響Figure 3 Effect of different high pressure time on donkey meat products

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果及模型的建立 以蒸制時(shí)間(A)、蒸制溫度(B)、高壓滅菌時(shí)間(C)為3個(gè)因素做三因素三水平的Box-Behnken響應(yīng)面分析試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表4.使用Design-Expert 8.06對(duì)響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果作回歸分析，得到回歸模型方程為Y=- 4 166.656-0.029 75A+83.156 7B+19.814 3C+0.079 7AB-0.050 1AC-0.010 4BC-0.054 735A2-0.482 94B2-0.375 74C2.

表4 響應(yīng)面分析試驗(yàn)及結(jié)果

表5 回歸方程的方差分析表

“ns”表示差異不顯著(P>0.05)；“*”表示差異顯著(P<0.05)；“**”表示差異極顯著(P<0.01).

“ns” Indicates no significant differences (P>0.05)；“*” Indicates significant differences (P<0.05)；“**” Indicates extremely significant differences (P<0.01).

2.2.3 響應(yīng)面試驗(yàn)中各因素的交互作用分析 蒸制時(shí)間(A)、蒸制溫度(B)、高壓滅菌時(shí)間(C)3個(gè)因素兩兩交互作用的響應(yīng)面圖，如圖4所示.

響應(yīng)面圖中曲面的陡峭程度可以表明變量對(duì)感官評(píng)分的影響程度，坡度較陡表明影響較大，反之則較小.通過對(duì)感官評(píng)分進(jìn)行響應(yīng)面分析結(jié)果顯示存在最大值，由圖4可知，最大值對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)軸是蒸制時(shí)間、蒸制溫度及高壓滅菌時(shí)間三因素的最佳組合.得到醬鹵驢肉最佳加工工藝參數(shù)為蒸制時(shí)間48.98 min、蒸制溫度89.76 ℃、高壓滅菌時(shí)間35.16 min，該加工條件下產(chǎn)品綜合感官評(píng)分理論上為88.8.

2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

通過響應(yīng)面分析確定醬鹵驢肉加工最佳工藝條件為蒸制時(shí)間48.98 min、蒸制溫度89.76 ℃，高壓滅菌時(shí)間35.16 min.考慮到實(shí)際加工過程中的可操作性，將所得工藝條件設(shè)定為：蒸制時(shí)間49 min，蒸制溫度90℃，高壓滅菌時(shí)間35 min，此條件下由響應(yīng)面分析得到定量鹵制驢肉感官評(píng)分的理論值為88.8.在最優(yōu)參數(shù)條件下，對(duì)定量鹵制驢肉工藝進(jìn)行了3次試驗(yàn)，試驗(yàn)平均值為88，與實(shí)際誤差相差0.8，測(cè)定結(jié)果穩(wěn)定，試驗(yàn)結(jié)果可靠，具有實(shí)用價(jià)值.

2.4 出品率結(jié)果分析

出品率主要跟原料肉持水能力的差異有關(guān)，保水性較好的原料肉出品率相對(duì)越高.驢肉受熱作用，蛋白質(zhì)變性，肌原纖維收縮，肉的保水能力變差，出品率降低[18].劉麗莉等[17]研究發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)老湯工藝制作的醬鹵驢肉產(chǎn)品出品率為51%左右，本試驗(yàn)所得定量鹵制驢肉出品率為60.99%左右，可能是傳統(tǒng)老湯鹵制過程中，鹵汁為高濃度溶液，使肌肉組織失水進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)品水分含量降低、出品率下降[19].與傳統(tǒng)工藝相比，定量鹵制工藝大大提高了醬鹵驢肉的出品率，提高了生產(chǎn)效率.

A：AB交互作用對(duì)定量鹵制驢肉制品感官評(píng)分影響的響應(yīng)面圖.A：Response surface graph of AB interactIve of the effect on the sensory score of customized sauce donkey meat.

B：AC交互作用對(duì)定量鹵制驢肉制品感官評(píng)分影響的響應(yīng)面圖.B：Response surface graph of AC interactIve of the effect on the sensory score of customized sauce donkey meat.

C：BC交互作用對(duì)定量鹵制驢肉制品感官評(píng)分影響的響應(yīng)面圖.C：Response surface graph of BC interactIve of the effect on the sensory score of customized sauce donkey meat.圖4 各因素交互作用對(duì)定量鹵制驢肉制品感官評(píng)分影響的響應(yīng)面分析圖Figure 4 Response surface graphs of the effects of various factors to the sensory score of customized sauce donkey meat

2.5 質(zhì)構(gòu)特性分析

定量鹵制驢肉質(zhì)構(gòu)測(cè)定結(jié)果，如表6所示.定量鹵制驢肉剪切力值和咀嚼感適中.剪切力值是反映肉的嫩度最常用的指標(biāo)之一.將該結(jié)果與市面上其他幾種定量鹵制肉各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，得出孟凡冰等[20]研究定量鹵制鵝腿肉的剪切力為(2 798.2±56.7)；李海等[21]研究醬鹵藏羊肉在蒸制溫度為35 ℃時(shí)剪切力為3 500左右，均顯著高于定量鹵制驢肉的(P<0.05).因此定量鹵制驢肉肉質(zhì)較細(xì)嫩，在感官評(píng)定過程中表現(xiàn)出較好的咀嚼感，這可能是因?yàn)椴煌先獾氖熘茣r(shí)間和熟制方式導(dǎo)致產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)存在差異.陳旭華[8]研究定量鹵制雞腿肉與傳統(tǒng)鹵制相比較，得出傳統(tǒng)鹵制工藝加工的雞腿肉硬度高于定量鹵制工藝加工的雞腿肉，而彈性、粘彈性咀嚼性不足.這主要是因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)鹵制加工中，產(chǎn)品內(nèi)的水分及蛋白質(zhì)流失較多，肌肉纖維收縮.綜合考慮質(zhì)構(gòu)與感官評(píng)定的結(jié)果，可知定量鹵制的驢肉口感好，易受到廣大消費(fèi)群眾的認(rèn)可.

表6 定量鹵制驢肉制品質(zhì)構(gòu)指標(biāo)

3 結(jié)論

本試驗(yàn)在單因素的基礎(chǔ)上，以感官評(píng)分為判定指標(biāo)，采用Box-Behnken響應(yīng)面法確定定量鹵制驢肉的最佳工藝條件是蒸制時(shí)間49 min，鹵制溫度90 ℃、高壓滅菌時(shí)間35 min.在此工藝條件下，得到定量鹵制驢肉感官評(píng)分為88，與理論值相接近，表明該工藝確定的定量鹵制參數(shù)合理可行，可直接用于實(shí)際生產(chǎn).采用本研究?jī)?yōu)化的工藝參數(shù)生產(chǎn)的定量鹵制驢肉具有較高的出品率，對(duì)工廠化生產(chǎn)有著重要的實(shí)際參考價(jià)值.