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(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院 浙江溫州 325027 2.浙江溫州大學(xué)蒼南研究院 浙江溫州 325800

浙南特色醬鹵雞肉制品具有風(fēng)味濃郁、酥脆可口而深受消費(fèi)者喜愛(ài)。醬鹵時(shí)各種調(diào)味料和香辛料會(huì)讓雞腿肉更加鮮嫩美味，但在慢火鹵制過(guò)程中會(huì)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(jī)械作用和熱效應(yīng)等特點(diǎn)可使肉品達(dá)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(dá)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(jìn)各調(diào)味品的滲透使得產(chǎn)品風(fēng)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(duì)肉品品質(zhì)的影響有較大變動(dòng)性，所以采用響應(yīng)面探索改進(jìn)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(shí)間不適宜都會(huì)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(shí)間和中藥汁作為參考因素，雞腿肉剪切力、蒸煮損失、感官評(píng)價(jià)作為在鹵制過(guò)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(yíng)養(yǎng)、口感、風(fēng)味和消化的重要因素，而剪切力能量化肉品嫩度，再重點(diǎn)對(duì)超聲波在肉品嫩化及中藥汁肉品加工應(yīng)用的影響進(jìn)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(dāng)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(guó)FTC公司；

B2512DT超聲波清洗機(jī)，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(guó)飛實(shí)驗(yàn)室儀器有限公司；

DZQ400/2D多功能真空包裝機(jī)，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(diǎn)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(dāng)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(guò)大中藥用破壁機(jī)磨成粉，用紗布包扎剪成小中藥包，實(shí)驗(yàn)時(shí)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(jī)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(jìn)行真空包裝。

1.3.2 鹵制單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

結(jié)合超聲預(yù)實(shí)驗(yàn)和肉制品主要影響因素，以超聲功率、超聲溫度和超聲時(shí)間和中藥汁濃度作為對(duì)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(shí)間(25、30、35、40、45min)、中藥汁濃度(0.05、0.06、0.07、0.08、0.09g/mL)，四個(gè)因素對(duì)雞腿肉品質(zhì)的影響。

1.3.3 單因素鹵制響應(yīng)面設(shè)計(jì)

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(shí)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(jìn)行響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)，具體見(jiàn)表1。

表1 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.4 指標(biāo)的測(cè)定與方法

(1)感官評(píng)價(jià)。

邀請(qǐng)10位食品專業(yè)的本科生組成評(píng)定小組，先明確本實(shí)驗(yàn)的目的意義及感官評(píng)定的指標(biāo)和注意事項(xiàng)。分析各個(gè)評(píng)價(jià)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(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2所示。

表2 雞腿肉感官品質(zhì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)表

(2)剪切力測(cè)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(cè)試速率都為10、2、10mm/s，距離為10mm，測(cè)定時(shí)剪切刀前進(jìn)與順肌纖維方向垂直，每樣品都平行測(cè)6組取平均值。

(3)蒸煮損失率測(cè)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(jì)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(duì)結(jié)果進(jìn)行顯著性分析，利用Design Expert V8軟件進(jìn)行響應(yīng)面分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1.1 超聲功率對(duì)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(shì)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(jiàn)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(duì)感官分?jǐn)?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(méi)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(shí)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(qiáng)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(duì)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(shì)都隨著溫度的升高而增大，可見(jiàn)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(jiàn)溫度過(guò)低或過(guò)高，對(duì)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(shí)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(duì)感官分?jǐn)?shù)、剪切力和蒸煮損失的影響

2.1.3 超聲時(shí)間對(duì)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(shí)間的增長(zhǎng)呈現(xiàn)先增大后降低，而剪切力和蒸煮損失都隨著時(shí)間的增長(zhǎng)呈現(xiàn)先降低后增加，可見(jiàn)雞腿肉的鹵制效果和保水性在合適的超聲時(shí)間有較好的效果。感官分值在時(shí)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(shí)間為45min時(shí)，感官分值又下降，可能是由于剪切力增加導(dǎo)致肉質(zhì)咀嚼起來(lái)較老；剪切力在超聲時(shí)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(shí)間的延長(zhǎng)對(duì)雞腿肉肌肉組織造成破壞使剪切力下降，而過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使溫度控制不到位，導(dǎo)致雞腿肉剪切力出現(xiàn)上升趨勢(shì)，這與任海偉[17](2019)等提出的過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的超聲處理會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)和剪切力下降相一致；蒸煮損失在超聲時(shí)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(shí)間對(duì)感官分?jǐn)?shù)、剪切力和蒸煮損失的影響

2.1.4 超聲濃度對(duì)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(duì)肉品三個(gè)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)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(duì)風(fēng)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(duì)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(duì)感官分?jǐn)?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(shí)驗(yàn)剪切力(R)擬合模型的建立與模型方差分析

響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見(jiàn)表7,對(duì)表7數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸擬合，得到自變量與鹵雞腿剪切力(Y)的二次多項(xiàng)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(shí)驗(yàn)及結(jié)果

續(xù)表7

對(duì)模型的方差分析結(jié)果見(jiàn)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(xiàng)，值大于0.1000表示模型項(xiàng)不重要，比較四個(gè)因素對(duì)剪切力的影響性：超聲溫度>超聲功率>超聲時(shí)間>中藥汁濃度。模型的回歸系數(shù)R2=0.9375，方程對(duì)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(duì)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(duì)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(shì)，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(shí)間的增加，剪切力均呈現(xiàn)較為平緩的趨勢(shì)，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(shì)，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(shí)間的增加，剪切力分別呈現(xiàn)平緩上升趨勢(shì)，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(shì)，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(shí)間和中藥汁濃度的增加，剪切力均呈現(xiàn)上升較快趨勢(shì)，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(shí)驗(yàn)最優(yōu)工藝及其驗(yàn)證

通過(guò)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(shí)間為41.17min，中藥汁的最佳濃度為0.0745g/mL，此時(shí)響應(yīng)面所得的預(yù)測(cè)剪切力為18.99N。根據(jù)實(shí)際情況取值超聲的最佳功率為254W，最佳溫度為56℃，最佳時(shí)間為41min，中藥汁的最佳濃度為0.07g/mL，平行做5次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，雞腿肉的剪切力為19.13N，實(shí)際所得值與理論預(yù)測(cè)值的相對(duì)誤差分別為0.74%，由此可見(jiàn)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(biāo)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(shí)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(duì)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?yàn)椋撼暅囟?超聲功率>超聲時(shí)間>中藥汁濃度。

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