響應(yīng)面法優(yōu)化兔肉鹵制劑配方及風(fēng)味物質(zhì)檢測(cè)

冶海瀟 王金麗 王月紅 李慧婷 朱成林 唐俊妮

西南民族大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 四川成都 610000

中國(guó)是世界兔肉生產(chǎn)大國(guó)，盡管受新冠疫情影響，但兔肉產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)依然穩(wěn)中向好。截至2020年產(chǎn)兔肉總量已達(dá)48.55×104t，同比2019年增長(zhǎng)6%[1,2]，為兔肉出口和生產(chǎn)第一大國(guó)。兔肉具有極高的食用價(jià)值和保健功效，其味道鮮美、肉質(zhì)細(xì)嫩，具有高蛋白、高賴(lài)氨酸、高卵磷脂、高消化率與低脂肪、低膽固醇、低尿胺和低熱量的營(yíng)養(yǎng)特點(diǎn)[3～6]。醬鹵肉制品作為傳統(tǒng)的肉制品之一，以自身的風(fēng)味特色優(yōu)勢(shì)，越來(lái)越受到廣大消費(fèi)者的喜愛(ài)，而香辛料的使用對(duì)醬鹵肉制品風(fēng)味的產(chǎn)生影響很大。傳統(tǒng)肉品鹵制工藝中，大部分采用老湯鹵制，工藝參數(shù)憑經(jīng)驗(yàn)，不同批次鹵制的肉品風(fēng)味相差較大，從而導(dǎo)致生產(chǎn)率低下，嚴(yán)重影響工業(yè)化批量生產(chǎn)[7～10]。

目前已有對(duì)傳統(tǒng)醬鹵肉制品中的揮發(fā)性風(fēng)味成分進(jìn)行分析檢測(cè)的報(bào)道[11～17]。一些來(lái)自于香辛料的揮發(fā)性風(fēng)味成分，如來(lái)自八角茴香的反式茴香腦、茴香醛、芳樟醇[18]，來(lái)自肉桂的桂皮醛等[19]成分在傳統(tǒng)醬鹵肉制品中被檢測(cè)到，而且是這些產(chǎn)品的特征香味成分之一。如劉欣[19](2013)和魯松濤[20](2011)，關(guān)于香辛料對(duì)醬鹵肉制品風(fēng)味影響的研究，但是香辛料添加量對(duì)風(fēng)味影響的研究仍比較缺乏。關(guān)于兔肉揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的研究，僅見(jiàn)到對(duì)不同部位[21]或不同性別[22]新鮮兔肉的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的研究，對(duì)鹵制兔肉揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的報(bào)道也較少[23]。

響應(yīng)面法是數(shù)學(xué)方法和統(tǒng)計(jì)方法的結(jié)合產(chǎn)物，用來(lái)對(duì)響應(yīng)值受多個(gè)變量影響的問(wèn)題進(jìn)行建模和分析，其最終目的是優(yōu)化該響應(yīng)值[24]。本實(shí)驗(yàn)以獺兔后腿肉為原料，以辣椒、食鹽、十三香等調(diào)味料為輔料，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面法優(yōu)化兔肉的鹵制劑配方，并對(duì)最佳鹵制劑鹵制的兔肉進(jìn)行揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)檢測(cè)，以期為兔肉定量鹵制和進(jìn)一步深加工研究提供一定的實(shí)驗(yàn)依據(jù)和理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

冷凍兔后腿，品種為獺兔，重量175±25g，購(gòu)自四川成都市農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)。

食鹽、白砂糖、十三香、辣椒等調(diào)味料，均購(gòu)自四川省雅安市吉選超市，其中十三香為駐馬店市王守義十三香調(diào)味品集團(tuán)有限公司。

氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀Agilent 7890A型，美國(guó)Agilent Technologies公司；

SPME萃取頭75μm Car/PDMS，美國(guó)Supelco公司；

SPME萃取頭手柄57330-U型，美國(guó)Supelco公司。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程

原料兔腿解凍→兔腿整理、清洗→調(diào)配腌制劑→腌制→鹵湯的制備→鹵制→成品。

1.2.2 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

參考相關(guān)文獻(xiàn)[25，26]，并根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)，確定鹵制劑基礎(chǔ)配方為食鹽4%，白糖3%，十三香0.3%，辣椒2.5%，花椒0.25%，肉桂0.32%，八角0.5%，固定腌制時(shí)間36h、鹵制時(shí)間15min。研究不同食鹽添加量(2%、2.5%、3%、3.5%、4%)、白砂糖添加量(2%、3%、4%、5%、6%)、十三香添加量(0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)和辣椒添加量(2%、3%、4%、5%、6%)對(duì)鹵兔腿感官品質(zhì)的影響。

1.2.3 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上選取食鹽添加量、白砂糖添加量、辣椒添加量和十三香添加量作為試驗(yàn)因素，以鹵兔腿感官評(píng)分為響應(yīng)值，根據(jù)Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理采用四因素三水平的響應(yīng)面分析法設(shè)計(jì)響應(yīng)面試驗(yàn)，對(duì)鹵兔腿鹵制劑配方進(jìn)行優(yōu)化。

1.2.4 感官評(píng)價(jià)方法

參考GB/T 22210-2008《肉與肉制品感官評(píng)定規(guī)范》[27]，并結(jié)合本實(shí)驗(yàn)實(shí)際情況，制定如下鹵兔腿成品的感官質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)(參照表1)，成立10人感官評(píng)價(jià)小組分別對(duì)產(chǎn)品的口感風(fēng)味、色澤、組織狀態(tài)和外觀(guān)形態(tài)4項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，總分100分，各項(xiàng)指標(biāo)100分，按權(quán)重計(jì)算后即鹵兔腿的最終感官得分。

表1 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表Table 1 Standard of sensory evaluation

1.2.5 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的提取

(1)樣品預(yù)處理。

將按照最佳鹵制劑配方制備的鹵兔腿樣品剪碎，待用。

(2)頂空固相微萃取。

稱(chēng)取5.00g樣品于20mL萃取瓶中，將其放入水浴鍋中80℃恒溫加熱35min，然后將已老化好的SPME萃取頭插入頂空瓶中萃取15min，用于GC-MS的分離、鑒定。

1.2.6 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的檢測(cè)

(1)色譜條件。

Agilent HP5MS(Agilent Technologies)毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm×0.25μm)；載氣為He，流速為1mL/min。進(jìn)樣口溫度250℃，不分流進(jìn)樣，解析時(shí)間5min。

升溫程序：起始溫度40℃，保持3min，5℃/min升溫至80℃，保持1min，5℃/min升溫至120℃，保留1min，再以6℃/min升溫至230℃，于230℃保持8min。

(2)質(zhì)譜條件。

Agilent 5975MSD質(zhì)譜，電子電離(electron ionization，EI)離子源；電子能量70eV；GC與MS接口溫度為280℃；離子源溫度230℃；質(zhì)量掃描范圍10～450amu；譜庫(kù)NIST11；電子檢測(cè)器檢測(cè)電壓350V。

2 結(jié)果與分析

2.1 加工工藝的優(yōu)化

2.1.1 Box-Benhnken試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，確定試驗(yàn)因素和水平，見(jiàn)表2；試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表2 Box-Behnken設(shè)計(jì)因素水平表Table 2 Variables and levels used in Box-Behnken design

表3 響應(yīng)面方案設(shè)計(jì)及試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Response surface design arrangement and experimental results

2.1.2 結(jié)果與分析

回歸分析結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 回歸分析結(jié)果Table 4 Results of regression analysis

利用Design Expert 8.0.6軟件對(duì)表3數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合，得到感官評(píng)分對(duì)食鹽添加量、白砂糖添加量、辣椒添加量和十三香添加量的二次多項(xiàng)回歸模型，如公式(1)。

Y=76.65+1.00A-0.087B+0.092C-7.500E-0.03D+1.08AB-0.20AC-0.52AD-0.38BC-0.11BD-0.20CD+0.83A2-0.073B2+0.54C2+0.61D2

(1)

由表4可知，回歸模型達(dá)到極顯著水平，失擬項(xiàng)不顯著(p>0.05)，說(shuō)明使用該方程模擬真實(shí)的四因素三水平的分析是可行的。即本試驗(yàn)所得二次回歸方程與實(shí)際情況吻合較好。A、AB、AD、BC、A2、C2和D2對(duì)結(jié)果的影響表現(xiàn)為極顯著(p<0.01)，各影響因素對(duì)感官評(píng)分影響大小的順序?yàn)槭雏}添加量、辣椒添加量、白砂糖添加量和十三香添加量。

利用Design Expert 8.0.6軟件，繪制響應(yīng)面圖見(jiàn)圖1。每個(gè)響應(yīng)面圖分別代表2個(gè)獨(dú)立變量交互影響鹵兔肉的感官評(píng)分結(jié)果。

由圖1(A)可知，食鹽添加量一定時(shí)，白砂糖添加量對(duì)感官評(píng)分影響不大；白砂糖添加量一定時(shí)，隨著食鹽添加量的增加，感官評(píng)分先逐漸增大，后降低。兩者交互作用不顯著。

由圖1(B)可知，食鹽添加量一定時(shí)，隨著十三香添加量的增加，感官評(píng)分逐漸降低；十三香添加量一定時(shí)，隨著食鹽添加量的增加，感官評(píng)分亦為逐漸降低的趨勢(shì)。兩者交互作用顯著。

由圖1(C)可知，白砂糖添加量一定時(shí)，隨著辣椒添加量的增加，感官評(píng)分逐漸降低；辣椒添加量一定時(shí)，白砂糖添加量對(duì)感官評(píng)分影響不大。說(shuō)明兩者有一定交互作用，但并不顯著。

為確定本試驗(yàn)鹵兔腿最佳鹵制配方，根據(jù)Design-Expert 8.0.6軟件分析和預(yù)測(cè)，獲得感官評(píng)分最大值時(shí)，最佳鹵制劑配方為食鹽3%、白糖5%、十三香0.3%、辣椒2%、花椒0.25%、肉桂0.32%、八角0.5%。根據(jù)模型的預(yù)測(cè)，感官評(píng)分在優(yōu)化后的條件下，得到的最大值為81.47分。

2.1.3 模型驗(yàn)證

用最佳鹵制劑配方進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，得到感官評(píng)分為82.56分，與響應(yīng)面理論預(yù)測(cè)值接近，說(shuō)明通過(guò)響應(yīng)面優(yōu)化后得出的兔肉鹵制劑配方準(zhǔn)確可靠，用此模型來(lái)指導(dǎo)實(shí)踐應(yīng)用具有非常好的效果。

2.2 鹵兔肉揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的檢測(cè)

采用SPME-GC-MS的方法，檢測(cè)鹵兔肉中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，總離子流圖見(jiàn)圖2，揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的組成及相對(duì)含量見(jiàn)表5。

由表5可知，在成品鹵兔肉中共檢測(cè)出揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)成分52種。其中烴類(lèi)28種、醛類(lèi)7種、酯類(lèi)5種、醇類(lèi)7種、酮類(lèi)1種、酸類(lèi)1種、醚類(lèi)2種、其他含氮化合物1種。從含量分布來(lái)看，醚類(lèi)含量最高，為41.89%；其次為烴類(lèi)、醇類(lèi)、其他含氮化合物、酸類(lèi)、酯類(lèi)、醛類(lèi)、酮類(lèi)的含量分別為18.48%，10.7%，9.75%，7.98%，4.59%，4.36%，2.25%。

表5 鹵兔肉中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)組分Table 5 The volatile flavor components of stewed rabbit meat

續(xù)表5

由鹵兔肉的加工工藝及主要風(fēng)味物質(zhì)分析可知，揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)產(chǎn)生主要是通過(guò)脂肪的氧化降解和美拉德反應(yīng)。兔肉中的不飽和脂肪酸如油酸和亞油酸，生成了鹵兔腿中的醛類(lèi)、酮類(lèi)、酸類(lèi)、等羰基化合物，氨基酸和蛋白質(zhì)在高溫下，通過(guò)脫氨、脫羧，氧化降解形成烴類(lèi)、醛類(lèi)等化合物；而在美拉德反應(yīng)作用下，產(chǎn)生含氮化合物。本次試驗(yàn)，在成品鹵兔肉中還鑒定出了月桂烯、肉桂醛、茴香腦等物質(zhì)，可能是在鹵制過(guò)程中添加的花椒、肉桂、十三香等香辛料產(chǎn)生的。它們共同組成了鹵兔肉的特征風(fēng)味。

3 結(jié)論

不同鹵制方法對(duì)兔肉的風(fēng)味物質(zhì)成分有不同的影響。根據(jù)本實(shí)驗(yàn)，兔肉鹵制劑最佳配方為食鹽3%、白糖5%、十三香0.3%、辣椒2%、花椒0.25%、肉桂0.32%、八角0.5%。在此條件下，鹵兔肉的感官評(píng)分最高，為后面兔肉鹵制相關(guān)實(shí)驗(yàn)提供了指導(dǎo)。同時(shí)，采用SPME-GC-MS技術(shù)檢測(cè)分析鹵兔肉中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)共52種。其中烴類(lèi)28種、醛類(lèi)7種、酯類(lèi)5種、醇類(lèi)7種、酮類(lèi)1種、酸類(lèi)1種、醚類(lèi)2種、其他含氮化合物1種。但其特征風(fēng)味成分，還需進(jìn)一步的研究。