微波熬制鱈魚(yú)湯的加工工藝優(yōu)化

趙洪雷 李鑫晰 徐永霞 李學(xué)鵬 勵(lì)建榮 季廣仁

摘要：以阿拉斯加狹鱈為原料，采用微波加熱法熬制魚(yú)湯，研究微波時(shí)間、微波功率和料液比對(duì)魚(yú)湯感官品質(zhì)、TCA-可溶性肽含量、氨基酸態(tài)氮含量和蒸汽損失率的影響，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)響應(yīng)面試驗(yàn)對(duì)微波熬制鱈魚(yú)湯的加工工藝進(jìn)行優(yōu)化，得到的最佳工藝條件為微波時(shí)間60 min、微波功率500 W、料液比1∶3.5，在此工藝條件下熬制的魚(yú)湯味道鮮美，香味濃郁，其感官評(píng)分為8.57，與預(yù)測(cè)值接近，模型的擬合度良好。

關(guān)鍵詞：阿拉斯加狹鱈；魚(yú)湯；微波熬制；工藝優(yōu)化

中圖分類(lèi)號(hào)：TS254.4????? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A?? ??文章編號(hào)：1000-9973（2023）12-0098-05

Optimization of Processing Technology of Cod Soup Cooked by Microwave

ZHAO Hong-lei1， LI Xin-xi1， XU Yong-xia1*， LI Xue-peng1， LI Jian-rong1， JI Guang-ren2

（1.Collaborative Innovation Center Co-constructed by Province and Ministry for Key Technology

of Seafood Deep Processing， National ＆ Local Joint Engineering Research Center of Storage，

Processing and Safety Control Technology for Fresh Agricultural and Aquatic Products，

Experimental and Equipment Management Center， College of Food Science and

Engineering， Bohai University， Jinzhou 121013， China; 2.Jinzhou Bijiashan

Food Co.， Ltd.， Jinzhou 121007， China）

Abstract： With Alaska pollack as the raw material， fish soup is cooked by microwave heating method. The effects of microwave time， microwave power and solid-liquid ratio on sensory quality， TCA-soluble peptide content， amino acid nitrogen content and steam loss rate of the fish soup are studied. On the basis of single factor test， response surface test is used to optimize the processing technology of cod soup cooked by microwave， and the optimal technology conditions are determined as follows： microwave time is 60 min， microwave power is 500 W and solid-liquid ratio is 1∶3.5. The fish soup cooked under such technology conditions has delicious taste and strong aroma， with the sensory score of 8.57， which is close to the predicted value， indicating that the fitting degree of the model is good.

Key words： Alaska pollack; fish soup; microwave cooking; technology optimization

阿拉斯加狹鱈又名狹鱈魚(yú)、明太魚(yú)，屬鱈形目鱈魚(yú)科狹鱈屬類(lèi)，主要分布在太平洋北部，是全球捕撈產(chǎn)量最高的鱈魚(yú)品種之一。狹鱈魚(yú)具有高蛋白、低脂肪、肉質(zhì)白嫩、口感上乘、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，具有較高的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值[1]。近年來(lái)，狹鱈魚(yú)大多被加工成冷凍魚(yú)片、魚(yú)塊、魚(yú)糜和油炸魚(yú)肉制品等，鱈魚(yú)及其下腳料也被用來(lái)開(kāi)發(fā)海鮮調(diào)味基料以提高產(chǎn)品的附加值，但研究還不夠系統(tǒng)。

湯在各國(guó)的飲食文化中都占有重要的地位[2]。在我國(guó)，自古以來(lái)就有“無(wú)湯不成席”的說(shuō)法，其中魚(yú)湯味道鮮美、營(yíng)養(yǎng)豐富，深受人們的喜愛(ài)[3-4]。湯的品質(zhì)往往因原料、加工方式和工藝的不同而存在顯著差異[5]。湯的熬制方式主要有常壓熬制、高壓熬制和酶解熬制[6]，其中，常壓熬制與家庭式煲湯的品質(zhì)最接近，但存在費(fèi)時(shí)、耗能的缺點(diǎn)。高壓熬制有助于湯中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的釋放，但湯的色澤、香氣和滋味等感官品質(zhì)往往低于常壓熬制[7－8]。酶解熬制具有效率高和有效促進(jìn)湯中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)溶出的優(yōu)點(diǎn)，但蛋白質(zhì)的酶解程度不易控制，且酶解過(guò)程中容易產(chǎn)生苦味肽，影響湯的感官品質(zhì)[9]。

微波加熱是一種常用的烹飪方式，主要是利用微波使食品中的水分子高速擺動(dòng)，從而產(chǎn)生熱能加熱食品[10]。與其他烹飪方式相比，微波加熱具有方便快捷、效率高、安全可控等特點(diǎn)，且可以較大限度地保留食品的營(yíng)養(yǎng)成分和生物活性成分[11]。目前，微波技術(shù)主要用于加熱和解凍食品，用于煲湯方面的研究較少。有研究表明，微波煲湯可以促進(jìn)一些小分子呈味物質(zhì)的溶出，且可以縮短煲制時(shí)間，是一種高效節(jié)能的煲湯方式[12]。韓忠等[13]研究了微波加熱對(duì)天麻魚(yú)頭湯營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和安全性的影響，認(rèn)為微波熬制的魚(yú)頭湯營(yíng)養(yǎng)、風(fēng)味和口感更佳。趙鉅陽(yáng)等[14]研究表明，微波加熱有利于大馬哈魚(yú)湯中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的溶出和鮮美風(fēng)味的形成，且更加方便快捷。本研究以鱈魚(yú)為原料，采用微波加熱的方式熬制魚(yú)湯，以感官評(píng)分、氨基酸態(tài)氮含量、TCA-可溶性肽含量和蒸汽損失率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合響應(yīng)面法優(yōu)化魚(yú)湯的加工工藝，為微波煲湯提供一定的理論依據(jù)，為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)湯類(lèi)海鮮調(diào)味基料提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

冷凍狹鱈魚(yú)（體長(zhǎng)60～70 cm）：購(gòu)于錦州市林西街水產(chǎn)市場(chǎng)；三氯乙酸、硫酸銅、碳酸鈉、酒石酸鉀鈉、40%甲醛溶液（均為分析純）：天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定液（0.05 mol/L，分析純）：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

M1-L201B美的微波爐 美的廚衛(wèi)電器（上海）有限公司；YC-22微波爐湯鍋 廣州美廚智能家居科技股份有限公司；UV2550紫外分光光度計(jì) 日本島津公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 魚(yú)湯的制備

將鱈魚(yú)進(jìn)行解凍、去頭、去內(nèi)臟處理，洗凈后切成大小均勻的魚(yú)塊。稱(chēng)取鱈魚(yú)塊（270.0±2.0） g，先用適量料酒腌制20 min，然后用少許大豆油將魚(yú)塊煎至兩面金黃，將魚(yú)肉放入玻璃碗中，加入一定量的水，置于微波爐中進(jìn)行微波熬制。

1.3.2 感官評(píng)定

參照朱琳芳[9]的方法并稍加修改。邀請(qǐng)6名經(jīng)過(guò)感官培訓(xùn)的食品專(zhuān)業(yè)研究生對(duì)魚(yú)湯的色澤、氣味和滋味進(jìn)行感官評(píng)分，感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

綜合得分

總分=0.3a+0.3b+0.4c

1.3.3 TCA-可溶性肽含量和氨基酸態(tài)氮含量的測(cè)定

準(zhǔn)確稱(chēng)量3.0 g魚(yú)湯樣品，加入27 mL 5%的三氯乙酸溶液，均質(zhì)后在4 ℃下靜置60 min，取上清液，采用Lowry法測(cè)定TCA-可溶性肽的含量。

參考GB 5009.235－2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中氨基酸態(tài)氮的測(cè)定》中的方法，采用甲醛滴定法測(cè)定氨基酸態(tài)氮的含量。

1.3.4 蒸汽損失率的測(cè)定

參照李湘鑾等[15]的方法。準(zhǔn)確稱(chēng)量初始魚(yú)肉和水的質(zhì)量，記為A1（g），熬制后魚(yú)肉和水的質(zhì)量記為A2（g），熬制過(guò)程中蒸汽損失率的計(jì)算公式如下：

蒸汽損失率（%）=（A1－A2）/A1。

1.3.5 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以感官評(píng)分、氨基酸態(tài)氮含量、TCA-可溶性肽含量及蒸汽損失率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，研究不同微波時(shí)間（30，45，60，75，90 min）、不同微波功率（100，300，500，700，900 W）和不同料液比（1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5）對(duì)魚(yú)湯的影響，確定最佳的因素水平。

1.3.6 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)單因素試驗(yàn)的結(jié)果，選擇微波時(shí)間（A）、微波功率（B）和料液比（C）3個(gè)因素的水平范圍，以感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)（BBD）進(jìn)行優(yōu)化，因素水平見(jiàn)表2。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Origin 9.0軟件繪圖，利用SPSS Statistics 9.0進(jìn)行顯著性分析，P＜0.05表示差異顯著，采用Design-Expert 8.0.6軟件進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 微波時(shí)間對(duì)感官評(píng)分、TCA-可溶性肽含量、氨基酸態(tài)氮含量和蒸汽損失率的影響

由圖1中a可知，隨著微波時(shí)間的延長(zhǎng)，魚(yú)湯中氨基酸態(tài)氮和TCA-可溶性肽含量逐漸升高（P＜0.05），感官評(píng)分呈先升高后降低的趨勢(shì)，60 min時(shí)魚(yú)湯的感官評(píng)分達(dá)到最大值8.05。這是因?yàn)殡S著微波時(shí)間的延長(zhǎng)，魚(yú)肉的結(jié)構(gòu)逐漸變得松散，肌肉纖維細(xì)胞破裂，蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)逐漸溶出和降解，生成小分子的肽和游離氨基酸，有利于魚(yú)湯風(fēng)味的形成[16-17]。然而，長(zhǎng)時(shí)間的加熱會(huì)使魚(yú)湯中的主要呈鮮物質(zhì)如肌苷酸二鈉（IMP）水解為帶有苦味的次黃嘌呤[18]，從而影響了魚(yú)湯的整體滋味，導(dǎo)致感官評(píng)分下降。由圖1中b可知，隨著微波時(shí)間的延長(zhǎng)，魚(yú)湯的蒸汽損失率顯著增加（P＜0.05），在75 min和90 min時(shí)蒸汽損失率分別達(dá)到41.4%和58.5%。因此，以感官評(píng)分為主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，結(jié)合氨基酸態(tài)氮含量、TCA-可溶性肽含量和蒸汽損失率的變化趨勢(shì)，確定最佳的微波時(shí)間為60 min。

2.1.2 微波功率對(duì)感官評(píng)分、TCA-可溶性肽含量、氨基酸態(tài)氮含量和蒸汽損失率的影響

由圖2中a可知，隨著微波功率的增加，魚(yú)湯中氨基酸態(tài)氮含量和TCA-可溶性肽含量顯著增加（P＜0.05），感官評(píng)分呈先升高后降低的趨勢(shì)，微波功率為500 W時(shí)感官評(píng)分達(dá)到最大值。當(dāng)微波功率為100 W和300 W時(shí)，魚(yú)湯的感官評(píng)分較低，可能是因?yàn)槲⒉üβ蔬^(guò)低，魚(yú)肉中呈味物質(zhì)的溶出率較低，導(dǎo)致魚(yú)湯的整體風(fēng)味較差。當(dāng)微波功率升至700 W和900 W時(shí)，由于微波功率過(guò)高，物料升溫加快，導(dǎo)致水分蒸發(fā)過(guò)快，不利于魚(yú)湯整體風(fēng)味的形成[19]。蒸汽損失率也是影響?hù)~(yú)湯品質(zhì)的一個(gè)重要因素，蒸汽損失率過(guò)大會(huì)導(dǎo)致魚(yú)湯過(guò)于濃稠以及風(fēng)味物質(zhì)流失。由圖2中b可知，當(dāng)微波功率增加時(shí)，魚(yú)湯的蒸汽損失率逐漸增加，微波功率為700 W和900 W時(shí)蒸汽損失率分別高達(dá)61.11%和64.16%，同時(shí)魚(yú)湯的感官品質(zhì)也隨之下降。綜合考慮，確定最佳的微波功率為500 W。

2.1.3 料液比對(duì)感官評(píng)分、TCA-可溶性肽含量、氨基酸態(tài)氮含量和蒸汽損失率的影響

由圖3中a可知，隨著料液比的增加，魚(yú)湯中氨基酸態(tài)氮含量和TCA-可溶性肽含量逐漸降低（P＜0.05），感官評(píng)分呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，在料液比為1∶3時(shí)，魚(yú)湯的感官評(píng)分達(dá)到最大值8.70。魚(yú)湯的熬制過(guò)程實(shí)質(zhì)上是通過(guò)加熱使原料中的可溶性物質(zhì)和呈味物質(zhì)逐漸溶解到湯汁中并達(dá)到相對(duì)平衡的過(guò)程[20]。隨著加水量的增加，魚(yú)肉中可溶性蛋白質(zhì)和脂肪等呈味物質(zhì)的溶出逐漸增多，從而提高了魚(yú)湯的感官品質(zhì)；但當(dāng)加水量繼續(xù)增加，達(dá)到1∶4和1∶5時(shí)，水分含量過(guò)多會(huì)對(duì)魚(yú)湯有一定的稀釋作用，降低呈味物質(zhì)的濃度，導(dǎo)致其感官品質(zhì)下降。由圖3中b可知，隨著加水量的增加，蒸汽損失率逐漸降低，當(dāng)料液比為1∶1和1∶2時(shí)，蒸汽損失率過(guò)高，魚(yú)湯過(guò)于濃稠；當(dāng)料液比為1∶4和1∶5時(shí)，蒸汽損失率較低，魚(yú)湯的滋味較淡。綜合考慮，確定最佳的料液比為1∶3。

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

為確定魚(yú)湯熬制的最佳工藝，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上確定各因素的水平范圍，以微波時(shí)間（A）、微波功率（B）、料液比（C）為自變量，感官評(píng)分為因變量，根據(jù)Box-Behnken設(shè)計(jì)進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表3。

2.2.2 響應(yīng)面設(shè)計(jì)模型及回歸分析

利用Design-Expert 8.0.6軟件對(duì)感官評(píng)分結(jié)果進(jìn)行擬合，所得二次多元回歸方程為Y=8.60－0.085A+0.27B+0.29C－0.25AB+0.025AC－2.50×10-3BC－1.51A2－1.09B2－0.30C2。

對(duì)上述回歸方程進(jìn)行方差分析，結(jié)果見(jiàn)表4。

由表4可知，該模型的P<0.000 1，達(dá)到極顯著水平，失擬項(xiàng)的P=0.837 7（>0.05），不顯著，說(shuō)明模型擬合良好，試驗(yàn)結(jié)果真實(shí)可靠[21－22]，該模型可用于預(yù)測(cè)微波熬制鱈魚(yú)湯的最佳加工工藝。

此外，一次項(xiàng)中B（微波功率）和C（料液比）對(duì)模型的影響極顯著（P<0.01），二次項(xiàng)中A2、B2對(duì)模型的影響極顯著（P<0.000 1），交互項(xiàng)AB和二次項(xiàng)C2對(duì)模型有顯著影響（P<0.05），其余各項(xiàng)的影響均不顯著（P>0.05）。根據(jù)F值可以判斷各因素對(duì)感官評(píng)分影響的順序?yàn)镃（料液比）>B（微波功率）>A（微波時(shí)間）。

2.2.3 各因素交互作用對(duì)魚(yú)湯感官評(píng)分的影響

由圖4可知，當(dāng)料液比一定時(shí)，感官評(píng)分隨著微波時(shí)間的延長(zhǎng)或微波功率的增大呈先升高后降低的趨勢(shì)，曲面陡峭，等高線圖近似橢圓形，說(shuō)明微波時(shí)間和微波功率的交互作用對(duì)感官評(píng)分的影響顯著[23]。由圖5可知，當(dāng)微波功率一定時(shí)，感官評(píng)分隨著微波時(shí)間或料液比的增加呈先升高后降低的趨勢(shì)。由圖6可知，當(dāng)微波時(shí)間一定時(shí)，感官評(píng)分隨著微波功率或料液比的增加呈先升高后降低的趨勢(shì)。圖5和圖6中等高線也近似橢圓形，但曲面較平緩，表明微波時(shí)間與料液比以及微波功率與料液比的交互作用不顯著。

2.2.4 最佳工藝條件的確定及驗(yàn)證

通過(guò)響應(yīng)面分析得出微波熬制鱈魚(yú)湯的最佳工藝條件為微波時(shí)間59.48 min、微波功率525.89 W、料液比1∶3.47。結(jié)合實(shí)際操作的可行性，將最佳工藝條件修正為微波時(shí)間60 min、微波功率500 W、料液比1∶3.5。對(duì)最佳工藝條件進(jìn)行驗(yàn)證，在此條件下熬制的魚(yú)湯感官評(píng)分為8.57，模型預(yù)測(cè)值為8.68，相對(duì)誤差為1.27%（<5%），因此，通過(guò)響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化得到的魚(yú)湯加工工藝具有可靠性。

3 結(jié)論

以狹鱈魚(yú)為原料，利用微波加熱的方式熬制鱈魚(yú)湯，通過(guò)單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面法優(yōu)化微波熬制鱈魚(yú)湯的工藝，結(jié)合實(shí)際可操作性得到最佳工藝條件為微波時(shí)間60 min、微波功率500 W、料液比1∶3.5。在此工藝條件下熬制的鱈魚(yú)湯感官評(píng)分為8.57，模型預(yù)測(cè)值為8.68，相對(duì)誤差為1.27%，說(shuō)明通過(guò)響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化得出的最佳工藝參數(shù)可靠，可用于實(shí)際生產(chǎn)中。

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收稿日期：2023-07-02

基金項(xiàng)目：國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2019YFD0901702）；遼寧省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（2021-MS-315）

作者簡(jiǎn)介：趙洪雷（1982—），男，講師，碩士，研究方向：水產(chǎn)品貯藏加工。

*通信作者：徐永霞（1983—），女，教授，博士，研究方向：水產(chǎn)品貯藏加工及風(fēng)味化學(xué)。