空氣炸魚(yú)皮工藝優(yōu)化及其風(fēng)味分析

孫慧娟，李 璐，馬凱華，馬儷珍，任小青

（天津農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)與生物工程學(xué)院，國(guó)家大宗淡水魚(yú)加工技術(shù)研發(fā)分中心，天津市水產(chǎn)品加工及質(zhì)量安全校企協(xié)同創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300384）

奏的加快，市面上出現(xiàn)了各種類型的魚(yú)皮小產(chǎn)品，如水發(fā)魚(yú)皮、泡椒魚(yú)皮、魚(yú)皮膠凍和油炸魚(yú)皮等，其中，油炸魚(yú)皮因具有特殊的風(fēng)味，深受消費(fèi)者的喜愛(ài)。但隨著消費(fèi)觀念的提升，油炸食品因含油量較高已經(jīng)不能滿足人們的日常需求，因此，需要研發(fā)新的炸制方式。

空氣炸主要是利用熱空氣循環(huán)技術(shù)，在少油或無(wú)油的前提下，通過(guò)熱空氣和食物共同作用，使其快速脫水，自身的油脂被激發(fā)出來(lái)，極大地降低食品的含油量，同時(shí)又具有和油炸食品類似的風(fēng)味。目前，已有少量研究者對(duì)空氣炸技術(shù)加以應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)空氣炸羅非魚(yú)片的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)較水煮和氣蒸更多；對(duì)白鮭魚(yú)肌肉進(jìn)行空氣炸和傳統(tǒng)油炸對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，空氣炸白鮭魚(yú)含油量更低；而對(duì)馬鈴薯空氣炸制發(fā)現(xiàn)，其風(fēng)味物質(zhì)種類介于沸水蒸煮和傳統(tǒng)炭烤之間。但空氣炸魚(yú)皮未見(jiàn)報(bào)道，因此，利用空氣炸技術(shù)對(duì)魚(yú)皮進(jìn)行工藝研究，是很有意義的。隨著人們消費(fèi)水平的提升，對(duì)食品的風(fēng)味有了更高的要求，風(fēng)味在一定程度上也影響著消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的接受度。GC-IMS 是近年來(lái)出現(xiàn)的一種新型氣相分離和檢測(cè)技術(shù)，結(jié)合了氣相色譜的高分離能力和離子遷移譜的快速響應(yīng)能力，具有樣品制備簡(jiǎn)單、靈敏度高、分辨率高、操作簡(jiǎn)便、分析高效和風(fēng)味物質(zhì)可視化等特點(diǎn)，適合食品中揮發(fā)性有機(jī)化合物的痕量分析與檢測(cè)，在很多行業(yè)中都有廣泛應(yīng)用。

因此，本文以革胡子鯰魚(yú)皮為研究對(duì)象，在前期研究（燙漂溫度70 ℃）的基礎(chǔ)上，通過(guò)單因素和均勻設(shè)計(jì)優(yōu)化試驗(yàn)得到空氣炸魚(yú)皮的最佳工藝條件，并對(duì)最佳工藝條件下的空氣炸魚(yú)皮進(jìn)行揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析，以期為空氣炸類型的食品提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

革胡子鯰魚(yú) 天津德仁農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司，平均質(zhì)量1500 g，30 min 內(nèi)運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室后立即清洗、宰殺，宰殺后用鉗子撕下魚(yú)皮，立即放入-80 ℃冰箱貯藏備用；食鹽、十三香、香辣風(fēng)味粉、雞精、生抽、天婦羅粉 市售；石油醚（分析純） 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

ATO-EAF26A 空氣炸鍋 美國(guó)ACA 北美電器；TA-Xtplus 物性測(cè)定儀 英國(guó)Stable Micro System公司；HP-2132 便攜式色差儀 漢譜光彩科技；DZF-6020 真空干燥箱 上海博訊實(shí)業(yè)有限公司；DZKWS-6 恒溫水浴鍋 北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；Flavour Spec風(fēng)味分析儀 德國(guó)G.A.S 公司；CTCPAL 自動(dòng)頂空進(jìn)樣器 瑞士CTC Analytics 公司；SE-54 毛細(xì)管柱（規(guī)格：15 m×0.53 mm×1.0 μm） 德國(guó)CS-Chromatographie Service 設(shè)備供應(yīng)商。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 制備工藝 在前期燙漂工藝條件（燙漂→空氣炸）下，結(jié)合李玉龍等的研究，得到如下工藝：

清洗剪片瀝水→燙漂→清洗、瀝水→鹽水浸泡后瀝水→腌制→裹糊→預(yù)干燥→抹油→炸制→冷卻→裝袋

操作要點(diǎn)：魚(yú)皮經(jīng)解凍、清洗后剪成5 cm×8 cm的小塊；在70 ℃的熱水中燙漂5～25 s 后，立即用流動(dòng)水沖洗并瀝干水分；接著在1%～9%的鹽水中浸泡10～30 min后在腌制液（鹽1%、十三香0.25%、雞精0.78%、生抽5%、香辣風(fēng)味粉0.75%）中浸泡10～50 min；然后將腌制好的魚(yú)皮放入混勻的裹糊液（裹粉和水質(zhì)量配比為1:1.6）中10 s 后取出；再將魚(yú)皮平鋪在40～60 ℃的烘箱中，控制預(yù)干燥時(shí)間在20～60 min，預(yù)干燥過(guò)程中要定時(shí)翻轉(zhuǎn)魚(yú)皮，保證魚(yú)皮均勻干燥；最后在魚(yú)皮表面均勻涂抹少量大豆油（油和魚(yú)皮的質(zhì)量配比為1:42.9），將空氣炸鍋150～190 ℃預(yù)熱15 min 后，炸制8～16 min 即成品。

1.2.2 單因素實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)在燙漂溫度70 ℃，燙漂時(shí)間15 s、鹽水質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%、鹽水浸泡時(shí)間30 min、腌制時(shí)間30 min、預(yù)干燥溫度50 ℃、預(yù)干燥時(shí)間50 min、空氣炸溫度170 ℃、空氣炸時(shí)間12 min 等因素固定的情況下，考察燙漂時(shí)間（5、10、15、20、25 s）、鹽水質(zhì)量分?jǐn)?shù)（1%、3%、5%、7%、9%）、鹽水浸泡時(shí)間（10、15、20、25、30 min）、腌制時(shí)間（10、20、30、40、50 min）、預(yù)干燥溫度（40、45、50、55、60 ℃）、預(yù)干燥時(shí)間（20、30、40、50、60 min）、空氣炸溫度（150、160、170、180、190 ℃）、空氣炸時(shí)間（8、10、12、14、16 min）等因素對(duì)空氣炸魚(yú)皮色差和脆度的影響。為使得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果更為準(zhǔn)確，每一次的單因素實(shí)驗(yàn)都將上一次的最佳結(jié)果帶入其中，依次類推，從而完成每一步的工藝優(yōu)化。

1.2.3 均勻設(shè)計(jì)試驗(yàn) 在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上采用混合水平均勻設(shè)計(jì)方案U（5×2），通過(guò)含水量、含油量、感官評(píng)價(jià)、脆度、L值、b值等作為指標(biāo)進(jìn)行分析，將燙漂時(shí)間、鹽水浸泡時(shí)間、腌制時(shí)間、鹽水質(zhì)量分?jǐn)?shù)、預(yù)干燥時(shí)間、空氣炸溫度、空氣炸時(shí)間等7 個(gè)因素的第1、2、3、4、5、6、7、8、9、10 水平分別合并為第1、2、3、4、5 混合水平，將預(yù)干燥溫度的第1、2、3、4、5、6、7、8、9、10 水平合并為1、2 水平，均勻設(shè)計(jì)方案U（5×2）見(jiàn)表1。對(duì)所得試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行逐步回歸、主成分、聚類等統(tǒng)計(jì)分析。

表1 均勻設(shè)計(jì)試驗(yàn)因素水平U10（57×21）Table 1 Factors and levels of uniform design U10 (57×21)

1.2.4 色差的測(cè)定 用便攜式色差儀測(cè)定，依次讀取值、值，其中，值表示亮度，值表示黃度，測(cè)定3 次取平均值。

1.2.5 脆度的測(cè)定 參考Su 等的方法。采用P/0.25 s 探頭，測(cè)前速度2 mm/s，測(cè)量速度1 mm/s，測(cè)后速度1 mm/s，本文用形變距離表示魚(yú)皮的脆度，形變距離越小，脆度越大，平行測(cè)定5 次取平均值。

1.2.6 水分含量的測(cè)定 水分含量采用GB 5009.3-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》中的直接干燥法測(cè)定。

1.2.7 含油量的測(cè)定 含油量采用GB 5009.6-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測(cè)定》中的索氏抽提法測(cè)定。

1.2.8 感官評(píng)價(jià) 選取10 名食品學(xué)院經(jīng)過(guò)感官培訓(xùn)的學(xué)生，采用100 分方法評(píng)定，外觀形態(tài)占20%、質(zhì)地占30%、風(fēng)味占25%、可接受度占25%，具體按照表2 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)空氣炸魚(yú)皮進(jìn)行評(píng)價(jià)。

表2 空氣炸魚(yú)皮感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation criteria of air fried fish skin

1.2.9 GC-IMS 測(cè)定 自動(dòng)進(jìn)樣條件：準(zhǔn)確稱取3.0 g樣品置于20 mL 頂空瓶中，魚(yú)皮孵育溫度90 ℃，轉(zhuǎn)數(shù)500 r/min，孵育時(shí)間10 min，采用頂空自動(dòng)進(jìn)樣的方式，進(jìn)樣量為500 μL，進(jìn)樣針溫度85 ℃，不分流模式進(jìn)樣。

GC 條件：采用石英毛細(xì)管色譜柱FS-SE-54-CB-1（15 m×0.53 mm，1 μm），柱溫60 ℃，載氣為氮?dú)猓ā?9.999%），載氣的流速程序?yàn)椋篒SM 溫度45 ℃，分析時(shí)間30 min，載氣/漂移氣為N。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 24.00、Excel、Origin 2018 等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)表示，并進(jìn)行單因素方差分析（ANOVA）＜0.05 表示差異顯著，采用逐步回歸分析、主成分分析、聚類分析等進(jìn)行分析，揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)用LAV（Laboratory Analytical Viewer）和Reporter、Gallery Plot 等插件分析，通過(guò)GC×IMS Library Search 定性軟件內(nèi)置的NIST 氣相保留指數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)和IMS 遷移時(shí)間數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)采集的VOCs 進(jìn)行定性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 燙漂時(shí)間對(duì)空氣炸魚(yú)皮、、脆度的影響通過(guò)前期實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，燙漂是預(yù)處理中關(guān)鍵的一步，而燙漂時(shí)間的選擇對(duì)最終產(chǎn)品的形成也有一定的影響，其中，燙漂時(shí)間過(guò)短，魚(yú)皮太軟；燙漂時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，魚(yú)皮變厚，不利于脆度的形成。由圖1A 可知，隨著燙漂時(shí)間的延長(zhǎng)，空氣炸魚(yú)皮的和值呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，在15 s 時(shí)和值最大，即亮度值和黃度值最高，由圖1B 可知，隨著燙漂時(shí)間的延長(zhǎng)，形變距離呈先減小后增大的趨勢(shì)，在15 s 時(shí)形變距離最小，即脆度最大。若燙漂時(shí)間間隔過(guò)短，試驗(yàn)存在誤差較大，且為了增加魚(yú)皮的脆度，綜合三個(gè)指標(biāo)，選取燙漂時(shí)間為5～15 s 較合適。

圖1 燙漂時(shí)間對(duì)空氣炸魚(yú)皮L*、b*值、脆度的影響Fig.1 Influence of blanching time on L*, b* values and brittleness of air fried fish skin

2.1.2 鹽水質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)空氣炸魚(yú)皮、、脆度的影響 鹽水質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)產(chǎn)品的色澤有一定的影響，由圖2A 可知，鹽水質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)空氣炸魚(yú)皮的色澤影響較小，隨著鹽水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，、值呈先緩慢增大后降低的趨勢(shì)，由圖2B 可知，形變距離呈先增大后減小再增大的趨勢(shì)，在5%時(shí)形變距離值最小，由圖2B 可知，1%的鹽水質(zhì)量分?jǐn)?shù)形變距離低于7%的形變距離，考慮到鹽水質(zhì)量分?jǐn)?shù)過(guò)高，會(huì)使Na增加，導(dǎo)致空氣炸魚(yú)皮口感偏咸，綜合考慮，鹽水質(zhì)量分?jǐn)?shù)選擇1%～5%左右較好。

圖2 鹽水質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)空氣炸魚(yú)皮L*、b*、脆度的影響Fig.2 Influence of mass fraction of brine on L*, b* and brittleness of air fried fish skin

2.1.3 鹽水浸泡時(shí)間對(duì)空氣炸魚(yú)皮、、脆度的影響 鹽水浸泡時(shí)間對(duì)產(chǎn)品的色澤也有一定的影響，由圖3A 可知，隨著鹽水浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)，、值呈逐漸減小的趨勢(shì)，由圖3B 可知，形變距離呈先增大后減小再增大的趨勢(shì)，綜合考慮鹽水浸泡時(shí)間選擇10～25 min 較為適合。

圖3 鹽水浸泡時(shí)間對(duì)空氣炸魚(yú)皮L*、b*、脆度的影響Fig.3 Influence of brine immersion time on L*, b* and brittleness of air fried fish skin

2.1.4 腌制時(shí)間對(duì)空氣炸魚(yú)皮、、脆度的影響腌制可以改變產(chǎn)品的顏色和質(zhì)地，由圖4A 可知，隨著腌制時(shí)間的延長(zhǎng)，值基本保持不變，值呈先減小后增大而后又減小的趨勢(shì)，由圖4B 可知，形變距離呈先減小后增大的趨勢(shì)，30 min 時(shí)形變距離最小，這可能是由于隨著腌制時(shí)間的延長(zhǎng)，少許水分子進(jìn)入魚(yú)皮內(nèi)部，使得空氣炸過(guò)程中水分不易擴(kuò)散而導(dǎo)致的，綜上可得，腌制時(shí)間在20～40 min 左右較為合適。

圖4 腌制時(shí)間對(duì)空氣炸魚(yú)皮L*、b*值、脆度的影響Fig.4 Effect of curing time on L*, b* and crispness of air fried fish skin

2.1.5 預(yù)干燥溫度對(duì)空氣炸魚(yú)皮、、脆度的影響預(yù)干燥是加工過(guò)程中關(guān)鍵的一步，研究發(fā)現(xiàn)干燥對(duì)魚(yú)皮的色澤和質(zhì)地都有的很大影響，由圖5A 可知，隨著預(yù)干燥溫度逐漸升高，、值和形變距離都呈先增大后減小再增大的趨勢(shì)，、值在50 ℃時(shí)最大，這可能是由于隨著溫度的升高，魚(yú)皮中氨基酸和還原糖或魚(yú)皮油脂氧化產(chǎn)生的醛類物質(zhì)發(fā)生美拉德反應(yīng)的結(jié)果，由圖5B 可知，隨著預(yù)干燥溫度的升高，蛋白質(zhì)性質(zhì)也發(fā)生改變，使脆度發(fā)生變化，綜上可得，預(yù)干燥溫度在45～55 ℃時(shí)較合適。

圖5 預(yù)干燥溫度對(duì)空氣炸魚(yú)皮L*、b*值、脆度的影響Fig.5 Influence of pre-drying temperature on L*, b* values and brittleness of air fried fish skin crispiness

2.1.6 預(yù)干燥時(shí)間對(duì)空氣炸魚(yú)皮、、脆度的影響由圖6A 可知，隨著預(yù)干燥時(shí)間逐漸延長(zhǎng)，、值呈先逐漸增大后減小的趨勢(shì)，這可能是因?yàn)殡S著預(yù)干燥時(shí)間的延長(zhǎng)，魚(yú)皮表面裹糊逐漸凝固，形成一層白色的涂層導(dǎo)致的。由圖6B 可知，形變距離呈先逐漸減小后增大的趨勢(shì)，這是因?yàn)殡S著預(yù)干燥時(shí)間的延長(zhǎng)，魚(yú)皮內(nèi)部水分逐漸蒸發(fā)，魚(yú)皮表面逐漸形成硬殼造成的，但因預(yù)干燥時(shí)間過(guò)長(zhǎng)魚(yú)皮邊緣脫水硬化嚴(yán)重，不利于魚(yú)皮后期炸制。綜上所得，預(yù)干燥時(shí)間在20～40 min 比較合適。

圖6 預(yù)干燥時(shí)間對(duì)空氣炸魚(yú)皮L*、b*、脆度的影響Fig.6 Influence of pre-drying time on L*, b* and brittleness of air fried fish skin

2.1.7 空氣炸溫度對(duì)空氣炸魚(yú)皮、、脆度的影響炸制溫度和時(shí)間是影響色澤變化的主要因素，色澤的變化主要是因?yàn)檎ㄖ七^(guò)程中焦糖化反應(yīng)和美拉德反應(yīng)，隨著炸制溫度的升高，美拉德反應(yīng)速度迅速升高而使食品的金黃色澤迅速形成，進(jìn)而影響色澤的變化，炸制溫度同樣也影響著質(zhì)構(gòu)的變化。由圖7 可知，隨著空氣炸溫度的升高，、值逐漸增大，形變距離逐漸減小，綜上可得，隨著溫度的升高，空氣炸魚(yú)皮的色澤和脆度越理想，即選擇170～190 ℃較好。

圖7 空氣炸溫度對(duì)空氣炸魚(yú)皮L*、b*、脆度的影響Fig.7 Influence of air frying temperature on L*, b* and brittleness of air fried fish skin

2.1.8 空氣炸時(shí)間對(duì)空氣炸魚(yú)皮、、脆度的影響炸制時(shí)間也是導(dǎo)致空氣炸魚(yú)皮顏色和質(zhì)構(gòu)變化的原因之一，由圖8A 可知，隨著空氣炸時(shí)間的延長(zhǎng)，、值在空氣炸后期都呈逐漸升高的趨勢(shì)，這主要是由于裹糊的魚(yú)皮暴露在油和空氣中，隨著空氣炸時(shí)間的延長(zhǎng)，氧化褐變、焦糖化反應(yīng)加劇導(dǎo)致的，由圖8B 可知，形變距離都呈先減小后增大的趨勢(shì)，這主要是因?yàn)殡S著空氣炸時(shí)間的延長(zhǎng)，魚(yú)皮表面微孔結(jié)構(gòu)形成，魚(yú)皮慢慢由軟到硬而后變松脆。綜上所得，空氣炸時(shí)間在12～16 min 較合適。

圖8 空氣炸時(shí)間對(duì)空氣炸魚(yú)皮L*、b*、脆度的影響Fig.8 Influence of air frying time on L*, b* and brittleness of air fried fish skin

2.2 均勻設(shè)計(jì)結(jié)果

2.2.1 指標(biāo)模型建立 通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)，以含水量、含油量、脆度、值、值和感官評(píng)價(jià)為指標(biāo)，采用混水平均勻設(shè)計(jì)方案U（5×2）進(jìn)行試驗(yàn)，研究各因素與含油量、含水量、脆度、值和值之間的關(guān)系，結(jié)果見(jiàn)表3。由表3 可知，含水量、含油量和脆度的誤差較小，感官評(píng)價(jià)、值和值的誤差較大，說(shuō)明空氣炸工藝可能導(dǎo)致產(chǎn)品基本指標(biāo)一致性較好，但外觀一致性較差。

表3 均勻設(shè)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Experimental results of uniform design

對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行逐步回歸分析，并建立指標(biāo)模型，由表4 可知。含水量（Y）在一次回歸中達(dá)到極顯著水平（＜0.01），相關(guān)系數(shù)為0.924，方程模型具有很好的擬合度，影響含水量的主要因素是預(yù)干燥時(shí)間和燙漂時(shí)間；含油量（Y）在二次回歸中達(dá)到極顯著水平（＜0.01），相關(guān)系數(shù)為0.904，方程模型具有很好的擬合度，影響含油量的主要因素為燙漂時(shí)間、腌制時(shí)間和預(yù)干燥溫度；脆度（Y）在二次回歸時(shí)達(dá)到顯著水平（＜0.05），相關(guān)系數(shù)為0.757，影響脆度的主要因素是鹽水浸泡時(shí)間和預(yù)干燥溫度；感官評(píng)價(jià)（Y）在二次回歸中達(dá)到顯著水平（＜0.05），相關(guān)系數(shù)為0.940，方程模型具有很好的擬合度，影響感官評(píng)價(jià)的主要因素是燙漂時(shí)間、預(yù)干燥時(shí)間和預(yù)干燥溫度；值（Y）在一次回歸中達(dá)到顯著水平（＜0.05），相關(guān)系數(shù)為0.893，影響的主要因素是預(yù)干燥時(shí)間和預(yù)干燥溫度；（Y）在二次回歸時(shí)達(dá)到極顯著水平（＜0.01），相關(guān)系數(shù)為0.998，影響的主要因素是鹽水浸泡時(shí)間、腌制時(shí)間、鹽水質(zhì)量分?jǐn)?shù)和空氣炸溫度。

表4 指標(biāo)模型概況Table 4 Summary of the model parameters

2.2.2 空氣炸魚(yú)皮品質(zhì)主成分分析 一般認(rèn)為方差特征值大于1 的為主成分，由表5、表6 可知，有3 個(gè)方差特征值大于1，達(dá)到了累計(jì)貢獻(xiàn)率大于85%的原則，其他成分的特征值遠(yuǎn)小于 1，且貢獻(xiàn)率趨于平坦，代表性弱，不納入主成分提取。即提取的3 個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率為92.112%，說(shuō)明3 個(gè)主成分基本能夠反映空氣炸魚(yú)皮的品質(zhì)信息。

表5 6 個(gè)主成分的特征值、貢獻(xiàn)率及累計(jì)貢獻(xiàn)率Table 5 Eigenvalues contribution rates and cumulative contribution rates of six principal components

表6 特征值對(duì)應(yīng)的成分矩陣Table 6 Coefficient matrix corresponding to eigenvalues

由表7 可知，第3 組的綜合得分最高為1.29，第4 組的綜合得分最低為-1.33。因此，選取均勻設(shè)計(jì)表中第3 組作為最優(yōu)的因素組合，即燙漂時(shí)間8 s、鹽水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%、鹽水浸泡時(shí)間為20 min、腌制時(shí)間36 min、預(yù)干燥溫度55 ℃、預(yù)干燥時(shí)間25 min、空氣炸溫度為190 ℃、空氣炸時(shí)間為16 min。

表7 主成分得分和綜合得分Table 7 Principal component score and comprehensive score

2.2.3 聚類熱圖分析結(jié)果 根據(jù)10 組試驗(yàn)6 個(gè)指標(biāo)的測(cè)定數(shù)據(jù)，通過(guò)聚類分析得出聚類熱圖，由圖9可知，10 組試驗(yàn)6 個(gè)指標(biāo)呈現(xiàn)出一定的聚類性特征，在歐氏距離2 處指標(biāo)可以劃分為2 類：第Ⅰ類為含水量，第Ⅱ類為含油量、感官評(píng)價(jià)、脆度、值和值，5 項(xiàng)指標(biāo)相關(guān)性較強(qiáng)，在歐氏距離1 處，10 組試驗(yàn)可以劃分為3 類，第Ⅰ類為10 號(hào)，第Ⅱ類為6 號(hào)、2 號(hào)、8 號(hào)和4 號(hào)，第Ⅲ類為9 號(hào)、7 號(hào)、5 號(hào)、3 號(hào)和1 號(hào)，聚類結(jié)果與主成分分析結(jié)果基本一致。

圖9 10 個(gè)試驗(yàn)因素6 項(xiàng)指標(biāo)聚類熱圖Fig.9 Clustering heat map of 6 indicators of 10 experimental factors

2.3 最佳工藝下空氣炸魚(yú)皮的風(fēng)味分析

2.3.1 空氣炸魚(yú)皮 GC-IMS 揮發(fā)性氣味成分譜圖分析 本文利用FlavourSpec風(fēng)味分析儀對(duì)上述工藝中最佳條件的空氣炸魚(yú)皮進(jìn)行揮發(fā)性物質(zhì)分析，以油炸魚(yú)皮作為對(duì)照，采用相同的工藝參數(shù)，根據(jù)儀器自帶的程序得到揮發(fā)性物質(zhì)二維譜圖。A 為原始平面譜圖，B 為去掉藍(lán)色背景的差異對(duì)比譜圖，圖中 1.0處紅色豎線為反應(yīng)離子峰（RIP 峰），圖中每一個(gè)點(diǎn)代表一種揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)，顏色的深淺和面積的大小代表物質(zhì)含量的高低。從圖10 可知，油炸魚(yú)皮的斑點(diǎn)數(shù)量較少，而空氣炸魚(yú)皮的紅色斑點(diǎn)和淺藍(lán)色斑點(diǎn)數(shù)量較多，且紅色斑點(diǎn)的顏色明顯加深，即空氣炸魚(yú)皮的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量更豐富。

圖10 魚(yú)皮特征風(fēng)味二維GC-IMS 譜圖Fig.10 Two-dimensional GC-IMS spectra of fish skin characteristic flavors

2.3.2 空氣炸魚(yú)皮GC-IMS 揮發(fā)性氣味成分定性分析 為了進(jìn)一步對(duì)空氣炸魚(yú)皮的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行定性分析，根據(jù)揮發(fā)性物質(zhì)的氣相色譜保留時(shí)間和離子遷移時(shí)間，以C～C的正酮類作為外標(biāo)物計(jì)算每種揮發(fā)性物質(zhì)的保留指數(shù)，通過(guò)GC-IMS 數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行匹配從而對(duì)揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行定性分析，如表8所示，可以明確定性的化合物有40 種（一個(gè)化合物可以產(chǎn)生質(zhì)子化單體，質(zhì)子結(jié)合二聚體，或者兩者都有的情況），其中，醛類15 種，醇類5 種，酸類5 種，酮類3 種，吡嗪類5 種，酯類3 種，呋喃類2 種，醚類化合物1 種，胺類化合物1 種，另有20 種物質(zhì)未定性。

表8 空氣炸魚(yú)皮揮發(fā)性成分定性分析Table 8 Qualitative analysis of volatile components of air fried fish skin

2.3.3 空氣炸魚(yú)皮揮發(fā)性成分指紋圖譜 為了更好地體現(xiàn)空氣炸魚(yú)皮的揮發(fā)性成分，平行測(cè)試3 次后獲得GC-IMS 二維圖譜中所有信號(hào)峰，生成空氣炸魚(yú)皮揮發(fā)性成分指紋圖譜，如圖11 所示，每一行代表一個(gè)樣品（從上至下分別是油炸和空氣炸），每一列代表不同樣品中相同揮發(fā)性成分，指紋圖譜上有兩個(gè)相同名字的分別是化合物單體（D）和二聚體（M），從圖中可知，顏色的亮度變化非常明顯，即不同揮發(fā)性物質(zhì)的含量變化也較明顯。A 區(qū)域是油炸魚(yú)皮的特征風(fēng)味物質(zhì)，B 區(qū)域是油炸魚(yú)皮和空氣炸魚(yú)皮所共有的風(fēng)味物質(zhì)，C 區(qū)域是空氣炸的特征風(fēng)味物質(zhì)，且空氣炸的特征風(fēng)味物質(zhì)最多，C 區(qū)域的主要揮發(fā)性物質(zhì)分別是己酸乙酯、己酸、反-2-辛烯醛、（E,E）-2,4-己二烯醛、2-庚酮、2,5-二甲基吡嗪、（E）-2-己烯醛、2-甲基吡嗪、異戊酸、2-甲基丁醛、1-辛醇、異戊醇、2-丙基-1-戊醇、2-乙基呋喃，B 區(qū)域的主要揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分別是3-甲硫基丙醛、二丙基硫醚、2,3-戊二酮、乙酸丙酯、壬醛、2-丙醇、2-正戊基呋喃。

圖11 空氣炸魚(yú)皮揮發(fā)性氣味成分指紋圖譜Fig.11 Fingerprint of volatile odor components of air fried fish skin

從B 和C 區(qū)域可看出化合物種類非常豐富，在一定程度上構(gòu)成了空氣炸魚(yú)皮特殊的風(fēng)味，這些風(fēng)味主要由兩方面組成，一是由低級(jí)的、不飽和的醇類和醛類構(gòu)成的油脂香，二是吡嗪、呋喃、酮等含氧、含氮的雜環(huán)化合物所構(gòu)成的焦糖、烘烤香。其中，醛類化合物是由脂肪氧化、降解及氨基酸Strecker 反應(yīng)產(chǎn)生的，支鏈短鏈醛和不飽和醛分別是由氨基酸的脫氨基和脂酸（亞油酸和亞麻酸）的降解生成的，醛類化合物較多，對(duì)魚(yú)皮的整體風(fēng)味貢獻(xiàn)較大。酮類和醇類物質(zhì)一般來(lái)源于脂肪酸的氧化降解，具有獨(dú)特的花香、水果香等令人愉悅的風(fēng)味。酸類是脂肪氧化裂解或脂肪水解過(guò)程中變?yōu)榈图?jí)脂肪酸而產(chǎn)生的。吡嗪類來(lái)源于高溫下的焦糖化反應(yīng)、美拉德反應(yīng)等。這些化合物共同作用賦予了空氣炸魚(yú)皮特有的風(fēng)味。

續(xù)表 8

3 結(jié)論

通過(guò)單因素和均勻設(shè)計(jì)試驗(yàn)對(duì)空氣炸魚(yú)皮的工藝進(jìn)行了優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)單因素實(shí)驗(yàn)中預(yù)干燥時(shí)間、空氣炸溫度及時(shí)間對(duì)空氣炸魚(yú)皮的最終品質(zhì)影響最大，通過(guò)主成分分析得到最佳工藝條件為：燙漂時(shí)間8 s、鹽水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%、鹽水浸泡時(shí)間20 min、腌制時(shí)間36 min、預(yù)干燥溫度55 ℃、預(yù)干燥時(shí)間25 min、空氣炸溫度為190 ℃、空氣炸時(shí)間為16 min，得到的空氣炸魚(yú)皮具有較低的含油量、較好的色澤和脆度。而以油炸魚(yú)皮為對(duì)照，對(duì)最佳工藝條件的空氣炸魚(yú)皮揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)空氣炸魚(yú)皮的風(fēng)味物質(zhì)種類和含量更多、更豐富，脂肪香味更濃郁，且大多呈愉悅氣味。