超聲輔助鹵制雞肉制品及響應(yīng)面法工藝優(yōu)化

谷河馨 滿子意 趙青青 吳祥庭,2*

1.浙江溫州大學生命與環(huán)境科學學院 浙江溫州 325027 2.浙江溫州大學蒼南研究院 浙江溫州 325800

浙南特色醬鹵雞肉制品具有風味濃郁、酥脆可口而深受消費者喜愛。醬鹵時各種調(diào)味料和香辛料會讓雞腿肉更加鮮嫩美味，但在慢火鹵制過程中會使肌肉中的蛋白變性、肉質(zhì)收縮而變硬。超聲波屬于綠色非熱物理肉品加工技術(shù)[1]，其空化作用、機械作用和熱效應(yīng)等特點可使肉品達到嫩化效果，減少蒸煮損失[2,3]，改善肉品口感，明顯提高肉制品腌制效率，降低生產(chǎn)成本[4]，如YEUNG[5](2017)等研究超聲處理使鹵料更容易滲透到肉質(zhì)中達到入味，陳麗艷[6](2018)等和張建梅[7](2019)等研究發(fā)現(xiàn)超聲波處理后能改善肉品質(zhì)和蒸煮損失，ZHANG[8](2017)等和XIONG[9](2020)等研究表明不僅可以提高肉質(zhì)嫩度，還能有效促進各調(diào)味品的滲透使得產(chǎn)品風味均勻；但是目前超聲波嫩化法應(yīng)用于雞肉等尚未深入研究。由于傳統(tǒng)制法對肉品品質(zhì)的影響有較大變動性，所以采用響應(yīng)面探索改進傳統(tǒng)鹵制工藝，以期獲得穩(wěn)定的工藝參數(shù)。鹵制溫度、時間不適宜都會造成產(chǎn)品品味不足[10]，因此，本研究以超聲波的功率、溫度、時間和中藥汁作為參考因素，雞腿肉剪切力、蒸煮損失、感官評價作為在鹵制過程中響應(yīng)值，得出最佳工藝參數(shù)；肉品嫩度是影響肉制品營養(yǎng)、口感、風味和消化的重要因素，而剪切力能量化肉品嫩度，再重點對超聲波在肉品嫩化及中藥汁肉品加工應(yīng)用的影響進行響應(yīng)面分析，為超聲波改善傳統(tǒng)鹵制工藝提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

雞翅根：溫州人本超市。

羅漢果、當歸、孜然、香葉、八角、桂皮、小茴香、肉桂、花椒、白芷、肉蔻：均為溫州市慶元堂藥品零售有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

TMS-PRO質(zhì)構(gòu)儀，美國FTC公司；

B2512DT超聲波清洗機，寧波恒科超聲波設(shè)備有限公司；

BS-223S型電子天平，北京賽多利斯儀器系統(tǒng)公司；

BXM-30R高壓蒸汽滅菌鍋，上海博迅醫(yī)療生物儀器股份有限公司；

HH-S型數(shù)顯水浴鍋，蘇州市國飛實驗室儀器有限公司；

DZQ400/2D多功能真空包裝機，上海錦屏儀器儀表有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝與配方

(1)工藝流程。

配制鹽鹵→腌制雞腿→制備中藥汁→超聲鹵制→出鍋包裝。

(2)操作要點及配方。

①配制鹽鹵：控制鹽水比為10∶7，煮沸成飽和溶液(新鹵)；使用后的新鹵，經(jīng)多次加蔥、姜(每1kg鹽鹵加2g蔥、3g姜)即成老鹵。

②腌制雞腿：將雞腿放入鹽鹵中腌制0.5h。

③制備中藥汁：小中藥包(10g)配方，小茴香0.5g、肉桂0.8g、羅漢果0.9g、白芷0.7g、肉蔻1.0g、當歸0.5g、桂皮1.5g、香葉1.0g、孜然1.0g、花椒1.1g、八角1.0g。將體積過大中藥用破壁機磨成粉，用紗布包扎剪成小中藥包，實驗時10袋小中藥包加入0.5L水熬制30min得鹵液。

④超聲鹵制：將鹽鹵好的雞腿撈出，加入中藥汁后放入超聲清洗機中。超聲完畢后放入鍋中，加入適量料酒5%、醬油1%、白糖2%、味精2%，熬煮至熟。

⑤出鍋包裝：熟制的雞腿出鍋瀝干后進行真空包裝。

1.3.2 鹵制單因素實驗設(shè)計

結(jié)合超聲預(yù)實驗和肉制品主要影響因素，以超聲功率、超聲溫度和超聲時間和中藥汁濃度作為對雞腿肉口感與嫩度影響的主要因素，以雞腿肉的感官品質(zhì)、剪切力和蒸煮損失率為響應(yīng)值，分別探究了超聲功率(180、200、220、240、260W)、超聲溫度(65、70、75、80、85℃)、超聲時間(25、30、35、40、45min)、中藥汁濃度(0.05、0.06、0.07、0.08、0.09g/mL)，四個因素對雞腿肉品質(zhì)的影響。

1.3.3 單因素鹵制響應(yīng)面設(shè)計

根據(jù)前期單因素結(jié)果，以A、B、C、D分別表示超聲功率、超聲溫度、超聲時間和中藥汁濃度為單因素考察變量，剪切力R作為響應(yīng)值進行響應(yīng)面實驗，具體見表1。

表1 響應(yīng)面實驗設(shè)計

1.3.4 指標的測定與方法

(1)感官評價。

邀請10位食品專業(yè)的本科生組成評定小組，先明確本實驗的目的意義及感官評定的指標和注意事項。分析各個評價人員的結(jié)果，去掉最低分和最高分后得出算術(shù)平均值，評分標準見表2所示。

表2 雞腿肉感官品質(zhì)評分標準表

(2)剪切力測定。

參照Li[11](2016)等方法并作修改。取2cm×1cm×0.5cm雞腿肉，質(zhì)構(gòu)儀剪切力參數(shù)：HDP/BS型燕尾刀測試速率都為10、2、10mm/s，距離為10mm，測定時剪切刀前進與順肌纖維方向垂直，每樣品都平行測6組取平均值。

(3)蒸煮損失率測定。

雞腿焯水后先瀝水15min稱重(m1，g)，鹵制后瀝水15min稱重(m2，g)，計算蒸煮損失率[12]。

蒸煮損失率(%)=[(m1-m2)/m1]×100%

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS17.0軟件對結(jié)果進行顯著性分析，利用Design Expert V8軟件進行響應(yīng)面分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實驗結(jié)果及分析

2.1.1 超聲功率對感官分值、剪切力和蒸煮損失影響

由表3可知，感官分值隨著超聲功率的增大而增加，而剪切力和蒸煮損失總趨勢都隨著功率的增大而減少，其中剪切力隨超聲功率增加下降明顯，雞腿肉的嫩度更好，可見雞腿肉的鹵制效果和保水性，隨著超聲功率的增加均變得更好。

表3 超聲功率對感官分數(shù)、剪切力和蒸煮損失的影響

感官分值在超聲功率為180W和200W、240W和260W之間差異不顯著(P>0.05),220W與其他組相比有顯著差異(p<0.05)。其原因是超聲波產(chǎn)生的空穴效應(yīng)使肌原纖維斷裂、多種蛋白酶被破壞，減少了水分流失，使得雞肉剪切力降低而起到嫩化作用，咀嚼沒肉質(zhì)老化的汁，口感更好[13]；剪切力在超聲180W與200W之間差異不顯著(P>0.05),200、220、240、260W之間變化顯著(p<0.05)，剪切力越低肉質(zhì)的嫩度越好，超聲波促使肉質(zhì)變得松軟，增加了肌肉間的空隙，促使中藥汁浸入更快而減少了鹵制時間；蒸煮損失在超聲功率為200、220、240W和260W間差異不顯著(p>0.05),180W與其他處理組相比顯著升高(p<0.05)，這與Kang[14](2016)和STADNIK[15](2008)等的結(jié)論一致，一定強度的超聲波處理可以促使肌肉纖維的斷裂以及提高保水性。

2.1.2 超聲溫度對感官分值、剪切力和蒸煮損失影響

由表4可知，感官分值隨著超聲溫度的升高而降低，而剪切力和蒸煮損失總趨勢都隨著溫度的升高而增大，可見雞腿肉的鹵制效果和保水性隨著溫度增加而下降。感官分值在溫度為65、70、75℃之間與80、85℃之間差異不顯著(p>0.05)，而在75℃與80℃之間有顯著差異(p<0.05)，可見溫度過低或過高，對肉品嫩度都有影響，咀嚼產(chǎn)生熟度不透或老化，而口感下降；剪切力在溫度65℃時顯著小于其他組(p<0.05)，在70℃和75℃、80℃和85℃之間差異不顯著(p>0.05)，75℃和80℃之間差異顯著(p<0.05)，溫度升高使肌纖維之間肉汁析出，肌肉間空隙變少使得剪切力升高；蒸煮損失在溫度65℃與70℃顯著增加(p<0.05)，70、75、80℃和85℃間差異不顯著(p>0.05),魏心如[16](2014)等水浴處理雞胸肉的蒸煮損失在不同溫度下也不同相一致。

表4 超聲溫度對感官分數(shù)、剪切力和蒸煮損失的影響

2.1.3 超聲時間對感官分值、剪切力和蒸煮損失影響

由表5可知，感官分值隨著超聲時間的增長呈現(xiàn)先增大后降低，而剪切力和蒸煮損失都隨著時間的增長呈現(xiàn)先降低后增加，可見雞腿肉的鹵制效果和保水性在合適的超聲時間有較好的效果。感官分值在時間為25min與30min之間差異顯著(p<0.05)，在30、35、40、45min之間差異不顯著(p>0.05)，超聲時間為45min時，感官分值又下降，可能是由于剪切力增加導致肉質(zhì)咀嚼起來較老；剪切力在超聲時間25min與30min差異顯著(p<0.05)，30min與35min差異顯著(p<0.05)，35min與40min差異不顯著(p>0.05)，40min與45min差異顯著(p<0.05)，超聲時間的延長對雞腿肉肌肉組織造成破壞使剪切力下降，而過長時間使溫度控制不到位，導致雞腿肉剪切力出現(xiàn)上升趨勢，這與任海偉[17](2019)等提出的過長時間的超聲處理會產(chǎn)生熱效應(yīng)和剪切力下降相一致；蒸煮損失在超聲時間25min與30min差異顯著(p<0.05)，在30、35、40min之間差異不顯著(p>0.05)，40min與45min差異顯著(p<0.05)，龍錦鵬[2](2018)和李博文[18](2012)等也有類似結(jié)果。

表5 超聲時間對感官分數(shù)、剪切力和蒸煮損失的影響

2.1.4 超聲濃度對感官分值、剪切力和蒸煮損失影響

由表6可知，感官分值隨著中藥汁濃度的增多而增加但變化不大，而剪切力隨著中藥汁濃度的增多呈現(xiàn)先增加后下降，蒸煮損失隨著中藥汁濃度的增多變化不大，中藥汁濃度對肉品三個評定標準的影響較小，感官分值和蒸煮損失在不同中藥汁濃度各組之間差異都不顯著(p>0.05)，這是由于中藥汁濃度的變化對風味和老化程度的影響均較小，使感官分值變化比較平緩，由于中藥汁滲透到肉纖維中抵消了肉汁大滲出，使蒸煮損失影響較小，這與苑瑞生[19](2011)等超聲處理食鹽濃度對肌肉感官和蒸煮損失影響不顯著相一致，剪切力在中藥汁濃度0.07/g·mL-1前后差異顯著(p<0.05)，這是由于中藥汁濃度滲透到肉纖維中而改變了剪切力的大小。

表6 中藥汁濃度對感官分數(shù)、剪切力和蒸煮損失的影響

2.2 響應(yīng)面法結(jié)果與分析

2.2.1 響應(yīng)面實驗剪切力(R)擬合模型的建立與模型方差分析

響應(yīng)面實驗設(shè)計及結(jié)果見表7,對表7數(shù)據(jù)進行回歸擬合，得到自變量與鹵雞腿剪切力(Y)的二次多項回歸方程為：

R=19.1718+0.4174A+0.6615B+0.3566C-0.4393D+0.7529AB+0.1928AC-0.5172AD+0.5153BC-0.4722BD-1.5222CD+0.0992A2+0.6654B2+0.4979C2+1.1416D2

表7 響應(yīng)面分析實驗及結(jié)果

續(xù)表7

對模型的方差分析結(jié)果見表8。分析結(jié)果表明，由表8可知，剪切力的回歸模型極顯著(p<0.0001)；失擬值中F值=79.92，P=0.0004<0.01，影響高度顯著，該模型很重要，模型擬合度很好。A、B、C、D、AB、AD、BC、BD、CD、B2、C2、D2是重要的模型項，值大于0.1000表示模型項不重要，比較四個因素對剪切力的影響性：超聲溫度>超聲功率>超聲時間>中藥汁濃度。模型的回歸系數(shù)R2=0.9375，方程對實驗擬合結(jié)果很好，誤差較小。

表8 回歸模型方差分析

2.2.2 響應(yīng)面法實驗結(jié)果分析

回歸模型的響應(yīng)面結(jié)果如圖1所示。根據(jù)響應(yīng)曲面的陡峭程度和等高線的等高形狀可判斷單因素對響應(yīng)面影響情況，以及兩種單因素之間的交互作用所形成的響應(yīng)面越平緩，單因素對響應(yīng)面影響越小，等高形狀越趨向圓形,則兩種單因素交互作用越不顯著；反之則相反[20]。由圖1-a可知，隨超聲功率和超聲溫度的增加，剪切力均呈現(xiàn)趨于平緩趨勢，且等高線呈微橢圓形，證明兩因素交互較不顯著；由1-b可知，隨超聲功率和超聲時間的增加，剪切力均呈現(xiàn)較為平緩的趨勢，且等高線呈橢圓形，證明兩因素交互顯著；由圖1-c可知，隨超聲功率和中藥汁濃度的增加，剪切力分別呈現(xiàn)逐漸增加和先平緩增加后減少趨勢，等高線趨向微橢圓形，證明兩因素交互較顯著；由圖1-d可知，隨超聲溫度和超聲時間的增加，剪切力分別呈現(xiàn)平緩上升趨勢，等高線呈圓形，證明兩因素交互不顯著；由圖1-e可知，隨超聲溫度和中藥汁濃度的增加，剪切力均呈現(xiàn)上升趨勢，超聲溫度較為明顯，等高線呈圓形，證明兩因素交互不顯著；由圖1-f可知，隨超聲時間和中藥汁濃度的增加，剪切力均呈現(xiàn)上升較快趨勢，等高線呈橢圓形，證明兩因素交互比較顯著。

圖1 剪切力響應(yīng)面圖Fig 1 Response surface graph of shear force

2.3 響應(yīng)面實驗最優(yōu)工藝及其驗證

通過Design Expert V8軟件所得的最佳條件：超聲的最佳功率為253.60W，最佳溫度為55.82℃，最佳時間為41.17min，中藥汁的最佳濃度為0.0745g/mL，此時響應(yīng)面所得的預(yù)測剪切力為18.99N。根據(jù)實際情況取值超聲的最佳功率為254W，最佳溫度為56℃，最佳時間為41min，中藥汁的最佳濃度為0.07g/mL，平行做5次驗證實驗，雞腿肉的剪切力為19.13N，實際所得值與理論預(yù)測值的相對誤差分別為0.74%，由此可見該工藝條件的可靠性較高。

3 結(jié)論

(1)雞腿肉鹵制最佳超聲腌制工藝以嫩度指標的剪切力為響應(yīng)值的回歸方程為：R=19.1718+0.4174A+0.6615B+0.3566C-0.4393D+0.7529AB+0.1928AC-0.5172AD+0.5153BC-0.4722BD-1.5222CD+0.0992A2+0.6654B2+0.4979C2+1.1416D2；其最佳工藝參數(shù)：超聲功率為254W、溫度為56℃、時間為41min、中藥汁濃度為0.07g/mL，雞腿肉的剪切力為19.13N。

(2)結(jié)合單因素和響應(yīng)面結(jié)果，四因素對雞腿肉感官品質(zhì)、嫩度剪切力和蒸煮損失影響顯著，其主次順序為：超聲溫度>超聲功率>超聲時間>中藥汁濃度。

(3)在合適中藥汁濃度鹵制雞腿肉中通過適當強度的超聲處理能改善雞肉品質(zhì)。