響應(yīng)面法優(yōu)化瑤柱雞湯工藝研究

劉薇　王秋玉　沙文軒　徐杭　苗佳成　徐慈祥　周曉燕

摘要：為促進(jìn)方便高湯的開發(fā)，以雞骨架為主要原料，輔以瑤柱（干貝），通過單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)，研究料液比、熬煮時(shí)間、瑤柱添加量對(duì)復(fù)合高湯品質(zhì)的影響，通過響應(yīng)面優(yōu)化得到最佳工藝參數(shù)。結(jié)果表明，料液比為1∶3.8、熬煮時(shí)間為4.10 h、干貝添加量為4.2%時(shí)品質(zhì)最佳，為瑤柱雞湯的開發(fā)利用奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：瑤柱；高湯；單因素；響應(yīng)面；感官評(píng)分；品質(zhì)

中圖分類號(hào)：TS201.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1000-9973（2023）06-0138-06

Abstract： In order to promote the development of instant stock， using chicken skeleton as the main raw material， supplemented with scallop （dried scallop）， the effects of solid-liquid ratio， cooking time and scallop addition amount on the quality of composite stock are investigated by single factor test design， and the optimal process parameters are obtained by response surface optimization. The results show that the quality is the best when the ratio of solid to liquid is 1∶3.8， the cooking time is 4.10 h， and the addition amount of scallop is 4.2%， which has laid a foundation for the development and utilization of chicken soup with scallop.

Key words： scallop; stock; single factor; response surface; sensory score; quality

收稿日期：2022-12-20

基金項(xiàng)目：揚(yáng)州市-揚(yáng)州大學(xué)市校合作共建創(chuàng)新科技平臺(tái)項(xiàng)目（YZ2020267）；烹飪科學(xué)四川省高等學(xué)校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資助項(xiàng)目（PRKX2020Z06）；四川省哲學(xué)社會(huì)科學(xué)重點(diǎn)研究基地川菜發(fā)展研究中心課題（CC20G03）

作者簡(jiǎn)介：劉薇（1998－），女，碩士研究生，研究方向：營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)。

*通信作者：周曉燕（1964－），男，教授，研究方向：烹飪科學(xué)與工程。

雞骨架又稱雞殼，是家禽類副產(chǎn)品，新鮮雞骨營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，富含礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)等，不輸肉類[1-2]。由于現(xiàn)代速食加工類的迅猛發(fā)展，整雞宰殺分割后，雞骨架大量滯留，因其自身結(jié)構(gòu)堅(jiān)硬，便有雞骨架的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值不如雞肉的錯(cuò)誤傳統(tǒng)觀念，導(dǎo)致雞骨架往往被加工成飼料或者丟棄，只有一小部分被用于深加工?，幹鳛楦叩鞍?、低脂肪的鮮味食品[3]，富含多種鮮味氨基酸和甜味氨基酸[4]，雖然使用瑤柱制作的高湯流傳許久，但尚未見報(bào)道有關(guān)其制作的最佳烹飪條件。

本試驗(yàn)以雞骨架為主料，輔以瑤柱，利用響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)并優(yōu)化熬煮工藝，采用三因素三水平響應(yīng)面分析方法，探究料液比、熬煮時(shí)間、干貝添加量等條件對(duì)瑤柱（干貝）雞湯復(fù)合型高湯的感官評(píng)定、游離氨基酸含量、可溶性蛋白含量、固形物含量的影響，以此獲得最優(yōu)工藝條件參數(shù)，為瑤柱雞湯的科學(xué)化發(fā)展提供了理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及試劑

雞骨架：江蘇益客食品集團(tuán)股份有限公司；干貝：大連水尊貿(mào)易公司；姜：揚(yáng)州市永輝超市。

硫酸銅、酒石酸鉀鈉、水合茚三酮、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鈉：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；甘氨酸標(biāo)準(zhǔn)品：上海源葉生物科技有限公司。

1.2 試驗(yàn)儀器

湯鍋 潮州市華際達(dá)科技有限公司；MC-200B型萬利達(dá)電磁爐 漳州萬利達(dá)生活電器有限公司；DW-FL831型超低溫速凍冰箱 中科美菱低溫科技股份有限公司；BCD-620型電冰箱 青島海爾股份有限公司；BS210S型萬分之一分析天平 北京賽多利斯天平有限公司；AIOK手持?jǐn)?shù)顯糖度計(jì) 深圳市測(cè)友科技有限公司；紫外可見分光光度計(jì) 上海佑科儀器儀表有限公司；TGL-16M型高速冷凍離心機(jī) 湖南湘儀離心機(jī)儀器有限公司；SHA-B型雙功能水浴恒溫振蕩器 江蘇天瑞儀器股份有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 制作工藝流程

雞骨架→剁碎→清洗→焯水2 min（沸水鍋）→加水、干貝、姜片熬煮→過濾→靜置→分裝→冷凍儲(chǔ)存。

1.3.2 感官測(cè)定

選取10位有經(jīng)驗(yàn)的研究生作為本次打分人員，對(duì)制備的高湯試樣進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，感官評(píng)定由6個(gè)指標(biāo)組成，每個(gè)項(xiàng)目打分采用10分制，分別對(duì)試樣進(jìn)行品嘗，對(duì)色澤、滋味、香氣、浮油、稀稠度、可接受度6個(gè)方面進(jìn)行打分。

1.3.3 高湯中可溶性蛋白含量的測(cè)定

采用雙縮脲法[5]進(jìn)行可溶性蛋白含量的測(cè)定。在8 000 r/min的轉(zhuǎn)速下離心10 min，取上清液，使用可見光分光光度計(jì)，在540 nm處測(cè)定吸光值，計(jì)算測(cè)定高湯中可溶性蛋白含量，做出的標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖1，重復(fù)試驗(yàn)3次，取平均值。

1.3.4 高湯中游離氨基酸含量的測(cè)定

游離氨基酸含量的測(cè)定根據(jù)GB/T 8314－2013[6]，稍作修改，采用茚三酮法，利用甘氨酸進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定，見圖2。重復(fù)試驗(yàn)3次，取平均值。

1.3.5 可溶性固形物含量的測(cè)定

可溶性固形物含量的測(cè)定根據(jù) GB/T 12143－2008[7] ，采用折光儀進(jìn)行測(cè)定，重復(fù)試驗(yàn)3次，取平均值。

1.3.6 復(fù)合高湯熬煮工藝單因素試驗(yàn)

以復(fù)合高湯的感官評(píng)價(jià)、可溶性蛋白含量、游離氨基酸含量、固形物含量為指標(biāo)，研究不同料液比、熬煮時(shí)間、干貝添加量對(duì)高湯品質(zhì)的影響，確定較佳的熬煮工藝參數(shù)范圍。

1.3.6.1 不同料液比對(duì)復(fù)合高湯的影響研究

通過不同料液比1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6（固定雞骨架添加量為500 g），在熬煮時(shí)間3 h、干貝添加量3%的條件下進(jìn)行熬煮，然后進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，并檢測(cè)相應(yīng)理化指標(biāo)。

1.3.6.2 熬煮時(shí)間對(duì)復(fù)合高湯的影響研究

通過不同熬煮時(shí)間1，2，3，4，5 h（固定雞骨架添加量為500 g），在料液比1∶4、干貝添加量3%的條件下進(jìn)行熬煮，然后進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，并檢測(cè)相應(yīng)理化指標(biāo)。

1.3.6.3 干貝添加量對(duì)復(fù)合高湯的影響研究

通過不同干貝添加量1%、2%、3%、4%、5%（固定雞骨架添加量為500 g），在熬煮時(shí)間3 h、料液比1∶4的條件下進(jìn)行熬煮，然后進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，并檢測(cè)相應(yīng)理化指標(biāo)。

1.3.7 響應(yīng)面優(yōu)化復(fù)合高湯熬煮工藝試驗(yàn)設(shè)計(jì)

通過Box-Behnken軟件和響應(yīng)面分析法，對(duì)前期單因素試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行了深入分析和評(píng)估。以料液比、熬煮時(shí)間和干貝添加量為考察因素，優(yōu)化瑤柱雞湯復(fù)合型高湯熬煮工藝，因素和水平見表2。

1.3.8 統(tǒng)計(jì)分析

本次試驗(yàn)通過Excel 2010整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，Origin 2019b進(jìn)行繪圖，SPSS 23.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析。通過3次重復(fù)測(cè)定，可以獲得數(shù)據(jù)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果與討論

2.1 料液比對(duì)復(fù)合高湯品質(zhì)的影響

2.1.1 料液比對(duì)復(fù)合高湯理化指標(biāo)的影響

不同料液比下復(fù)合高湯的固形物含量、可溶性蛋白含量、游離氨基酸含量變化見圖3。

由圖3可知，隨著料液比的增加，湯體中各理化指標(biāo)整體呈下降趨勢(shì)，這與曾清清[8]的研究結(jié)果相一致。固形物含量隨著料液比的增加呈顯著下降趨勢(shì)；當(dāng)料液比為1∶4后，游離氨基酸和可溶性蛋白含量下降趨勢(shì)緩慢。料液比是熬湯過程中重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)溶出反應(yīng)介質(zhì)，決定著湯體的滋味、香氣、口感、濃稠度。加水過多，湯體滋味偏淡，呈味物質(zhì)閾值隨之下降，風(fēng)味物質(zhì)也得到稀釋；加水量過少，會(huì)在一定程度上影響風(fēng)味物質(zhì)、呈味物質(zhì)的析出。因此，選擇一個(gè)合適的料液比對(duì)后期制湯尤為重要。

2.1.2 料液比對(duì)復(fù)合高湯感官評(píng)分的影響

由圖4可知，感官綜合評(píng)分呈先上升后下降的趨勢(shì)，料液比在1∶4時(shí)，感官評(píng)分達(dá)到最高。由雷達(dá)圖可知，料液比在1∶4時(shí)，各感官細(xì)則得分均達(dá)到最高。當(dāng)料液比過小時(shí)，雖然香氣稍微濃郁，但由于口感過于黏稠，導(dǎo)致可接受度變低，整體得分下降。而當(dāng)料液比過高時(shí)，表面浮油變少，呈味物質(zhì)被稀釋，因此稀稠度不高，可接受度也逐漸變低，整體得分下降。因此，結(jié)合后期工業(yè)化需要、濃縮稀釋等因素，以感官評(píng)分為主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，結(jié)合固形物含量、可溶性蛋白含量、游離氨基酸含量的變化，故選擇1∶4為最佳料液比進(jìn)行后續(xù)響應(yīng)面試驗(yàn)。

2.2 熬煮時(shí)間對(duì)復(fù)合高湯品質(zhì)的影響

2.2.1 熬煮時(shí)間對(duì)復(fù)合高湯理化指標(biāo)的影響

不同熬煮時(shí)間下復(fù)合高湯的固形物含量、可溶性蛋白含量、游離氨基酸含量變化見圖5。

由圖5可知，隨著熬煮時(shí)間的延長(zhǎng)，湯體中各理化指標(biāo)總體呈上升趨勢(shì)。熬煮初期（0～3 h），原料中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不斷析出，逐漸增加，上升趨勢(shì)較緩慢，3 h后，湯體沸騰的持久加大了沸騰體系的攪拌，加快了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的析出，且隨著熬煮時(shí)間的延長(zhǎng)，湯體中水分不斷汽化成水蒸氣，導(dǎo)致出湯量減少，這在一定程度上也會(huì)影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度。同時(shí)，干貝是高蛋白食物，根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，其蛋白質(zhì)含量高達(dá)53%以上，是雞肉的3倍[9]，這也說明了本試驗(yàn)高湯中蛋白含量如此高的原因。

2.2.2 熬煮時(shí)間對(duì)復(fù)合高湯感官評(píng)分的影響

由圖6可知，感官綜合評(píng)分呈先上升后下降的趨勢(shì)，在熬煮4 h時(shí)，感官評(píng)分達(dá)到最高。由雷達(dá)圖可知，在4 h時(shí)，各感官細(xì)則得分均達(dá)到最高。隨著熬煮時(shí)間的延長(zhǎng)，湯體色澤由淺黃逐漸加深到金黃，在4 h時(shí)為乳白色；滋味由寡淡逐漸變得濃郁醇厚；在稀稠度方面，逐漸濃稠；而達(dá)到5 h后，由于水蒸氣大量散失，濃稠度過高，給品嘗者帶來略微不適的口感，且香氣也在一定程度上隨著水蒸氣的蒸發(fā)而損失，因此，燉湯的時(shí)間在4 h時(shí)，湯體的感官評(píng)分最高。故選擇4 h為最佳熬煮時(shí)間進(jìn)行后續(xù)響應(yīng)面試驗(yàn)。

2.3 干貝添加量對(duì)復(fù)合高湯品質(zhì)的影響

2.3.1 干貝添加量對(duì)復(fù)合高湯理化指標(biāo)的影響

不同干貝添加量下復(fù)合高湯的固形物含量、可溶性蛋白含量、游離氨基酸含量變化見圖7。

由圖7可知，隨著干貝添加量的增加，湯體中各理化指標(biāo)總體呈上升趨勢(shì)。在熬煮時(shí)間和料液比固定不變的情況下，湯體中游離氨基酸含量、固形物含量隨著干貝添加量的增加而增加，但整體變化幅度小，而可溶性蛋白含量呈顯著上升趨勢(shì)，這與干貝這一高蛋白性質(zhì)的原料有關(guān)。干貝的添加在一定程度上提升了湯體整體的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

2.3.2 干貝添加量對(duì)復(fù)合高湯感官評(píng)分的影響

由圖8可知，感官綜合評(píng)分呈先上升后下降的趨勢(shì)，干貝添加量為4%時(shí)，感官評(píng)分達(dá)到最高。由雷達(dá)圖可知，干貝添加量為4%時(shí)，各感官細(xì)則得分均達(dá)到最高。隨著干貝添加量的增加，湯體色澤逐漸加深，滋味由濃郁逐漸變得醇厚；在稀稠度方面，整體變化不大；干貝添加量為5%時(shí)，滋味與香氣略帶腥味，蓋過了主料雞湯的香氣，口感變差，二者沒有得到很好的中和，可接受度降低。因此，干貝添加量為4%時(shí)，湯體的感官評(píng)分最高。故選擇4%為最佳干貝添加量進(jìn)行后續(xù)響應(yīng)面試驗(yàn)。

2.4 響應(yīng)面優(yōu)化復(fù)合高湯制作工藝結(jié)果分析

以料液比（A）、熬煮時(shí)間（B）、干貝添加量（C）為自變量，以感官評(píng)分（Y）為響應(yīng)值，對(duì)瑤柱雞湯復(fù)合型高湯進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

對(duì)表3中試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次多元回歸擬合，獲得高湯感官評(píng)分Y對(duì)料液比（A）、熬煮時(shí)間（B）、瑤柱（干貝）添加量（C）的多元回歸方程：Y=9.05－0.43A+0.31B+0.27C+0.29AB－0.20AC－0.082BC－1.12A2－1.36B2－0.85C2。

該模型的方差分析結(jié)果見表4。

由表4可知，此回歸模型的 F=35.45，P<0.01，說明此模型有顯著性，失擬項(xiàng)不存在顯著差異（P>0.05）。對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果表明，該回歸模型在統(tǒng)計(jì)學(xué)上有較好的顯著性。其中，RAdj2=0.950 9，有良好的擬合性，表明此回歸方程能夠很好地反映響應(yīng)值的變化。不同因素對(duì)復(fù)合高湯感官評(píng)分的影響程度依次為A（料液比）＞B（熬煮時(shí)間）＞C（干貝添加量）。料液比和熬煮時(shí)間、熬煮時(shí)間和干貝添加量、料液比和干貝添加量之間存在著交互影響，并通過響應(yīng)面的變化來探討各因素之間的交互規(guī)律，通過回歸模型得到的響應(yīng)曲面圖和等高線見圖9～圖11。

通過響應(yīng)面和等高線可以直接反映各自變量之間的相互作用，一般情況下，響應(yīng)面越陡峭，表示二者的交互作用越強(qiáng)，作用越顯著[10]；等高線形狀越偏向橢圓形，表示二者的交互作用越強(qiáng)，效果越顯著[11]。由圖9～圖11可知，3個(gè)因素響應(yīng)圖形較陡峭，等高線偏向橢圓形，交互作用較好，并出現(xiàn)最大值。當(dāng)料液比達(dá)到一定比例時(shí)，熬煮時(shí)間的增加使高湯的感官評(píng)分降低。而當(dāng)熬煮時(shí)間固定時(shí)，料液比的增大使感官評(píng)分先上升后下降。對(duì)于干貝添加量，在達(dá)到一定限度后，由于其本身鮮味逐漸蓋過高湯本味，導(dǎo)致出現(xiàn)腥味，進(jìn)而感官評(píng)分下降。

為準(zhǔn)確得到最佳配方，獲得最優(yōu)解，根據(jù)Design-Expert 8.0.6軟件計(jì)算結(jié)果得出：料液比為1∶3.8、熬煮時(shí)間為4.09 h、干貝添加量為4.18%時(shí)，感官評(píng)分最高，為9.13分。為方便后續(xù)生產(chǎn)，根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，綜合考慮后續(xù)加工及感官等指標(biāo)，將最終熬煮工藝確定為料液比1∶3.8、熬煮時(shí)間4.10 h、干貝添加量4.2%。

2.5 驗(yàn)證試驗(yàn)

為了進(jìn)一步檢驗(yàn)響應(yīng)面優(yōu)化的可靠性，將以上3個(gè)優(yōu)化條件應(yīng)用于瑤柱雞湯復(fù)合高湯中，分別進(jìn)行了3個(gè)平行試驗(yàn)，其感官評(píng)分平均值為9.3，與預(yù)測(cè)值之間的相對(duì)偏差為1.8%，低于8%，表明所建立的模型是可信的，可以應(yīng)用于瑤柱雞湯復(fù)合高湯的工藝優(yōu)化。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)探究了不同料液比、熬煮時(shí)間、干貝添加量對(duì)瑤柱雞湯的可溶性蛋白含量、游離氨基酸含量、 固形物含量及感官評(píng)分的影響。以感官評(píng)分為響應(yīng)值，利用響應(yīng)面對(duì)高湯進(jìn)行優(yōu)化，得到的二次多元回歸方程為Y=9.05－0.43A+0.31B+0.27C+0.29AB－0.20AC－0.082BC－1.12A2－1.36B2－0.85C2，各因素對(duì)復(fù)合型高湯感官評(píng)分的影響程度為A（料液比）＞B（熬煮時(shí)間）＞C（干貝添加量），得出最佳工藝為料液比1∶3.8、熬煮時(shí)間4.09 h、干貝添加量4.18%時(shí)，感官評(píng)分最高，為9.13分。在結(jié)合實(shí)際的基礎(chǔ)上，將最終熬煮工藝確定為料液比1∶3.8、熬煮時(shí)間4.10 h、干貝添加量4.2%。該方法可應(yīng)用于瑤柱雞湯的生產(chǎn)過程中，不僅可以提高產(chǎn)品的感官質(zhì)量，而且可以為今后的生產(chǎn)提供新的加工技術(shù)，同時(shí)也能滿足不同顧客的需求，減少資源的浪費(fèi)。

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