預包裝烤羊肉串工藝研究

關(guān)鍵詞：預包裝烤羊肉串響應(yīng)面法感官評定工藝優(yōu)化保質(zhì)期

0引言

嘉峪關(guān)烤肉名揚全國各地，預包裝烤羊肉串的市場也逐步打開，經(jīng)銷商將烤好的羊肉串用真空包裝冷凍儲存，食用時用微波爐或其他方式簡單加熱即可吃到美味的羊肉串，但是該方法保質(zhì)期僅能達到3d～5d，不便于長途運輸，即食烤羊肉串延長保質(zhì)期是使其走向全國各地的關(guān)鍵。

孟宇竹等[1]通過試驗獲得一種能夠顯著提高明爐烤羊肉串嫩度和感官品質(zhì)的預調(diào)理復合腌料。明爐烤羊肉串預調(diào)理復合腌料最佳配方為食鹽添加量2.59%、玉米淀粉添加量2.48%、雞蛋蛋清粉添加量0.54%、谷氨酸鈉添加量1.16%。張旗[2]通過對腌制劑配方及加工工藝等不同加工方式對風味羊肉串進行研制，通過單因素響應(yīng)面試驗，確定風味羊肉串最佳腌制劑配方及加工工藝，利用氣質(zhì)聯(lián)用（GC-MS）檢測風味羊肉串中的主要風味物質(zhì)。楊永棟等[3]改善了羊肉加工制品的品質(zhì)。結(jié)果表明：酶嫩化的最佳工藝是酶用量0.1%，時間30min，水溫為30℃，工藝采用半解凍后切塊。現(xiàn)有文獻對預包裝羊肉串延長保質(zhì)期的研究沒有提及。

本研究以烤羊肉串為研究對象，對預包裝烤羊肉串工藝進行優(yōu)化，考察天然防腐劑的添加量、復合調(diào)味料的添加量以及殺菌方式對烤羊肉串的感官評分和保質(zhì)期的影響。并通過單因素試驗及Design-Expert13軟件進行Box-Behnken響應(yīng)面分析[4]，得出最佳工藝參數(shù)，可為預包裝烤羊肉串拓展市場提供理論與實踐參考。

1材料與方法

1.1試驗材料

羊肉（嘉峪關(guān)本地小尾寒羊，8～12月齡，羯羊，后腿肉）、羊油、孜然、姜黃、辣椒、花生碎、食用鹽、乳酸鏈球菌素，均為市售。

1.2試驗主要設(shè)備

電烤爐、冰箱、真空包裝機、紫外殺菌機、立式滅菌器、生物安全柜、生化培養(yǎng)箱、平板計數(shù)瓊脂。

1.3工藝流程

1.3.1預包裝烤羊肉串工藝流程

羊肉→清洗→切塊→穿串→加天然防腐劑腌制→烤制→刷油→復烤→撒鹽，撒調(diào)料→復烤→半成品→冷卻→紫外殺菌→真空包裝→成品

1.3.2操作要點

（1）羊肉。用嘉峪關(guān)本地小尾寒羊，選取新鮮的肉層較厚部位的羊后腿肉。

（2）清洗切塊、穿串。清洗去污后瀝干，均勻切成約（3cm×1.5cm×0.5cm）大小的肉塊，穿在鐵簽上。

（3）添加天然防腐劑。將上述肉串噴灑乳酸鏈球菌素溶液，使乳酸鏈球菌素溶液與肉串混合均勻，放置。

（4）烤制、刷油。使用木炭爐或電爐進行烤制，烤制時先烤干羊肉串淺表水分，然后刷或淋灑羊油。

（5）復烤、撒鹽，撒調(diào)料。繼續(xù)使用木炭爐或電爐進行烤制，待羊肉九分熟，依次撒食鹽0.8%，（90%孜然+10%姜黃復合料）∶（80%辣椒+20%花生碎復合料）=1∶1，復烤30s完成烤制。

（6）冷卻、殺菌、真空包裝、冷凍。將烤好的羊肉串冷卻，殺菌，真空包裝（真空壓力0.08MPa，真空時間32s），即得預包裝烤羊肉串成品。

1.4試驗方法

1.4.1單因素試驗設(shè)計

天然防腐劑乳酸鏈球菌素（Nisin）的質(zhì)量分數(shù)：0.02％、0.03％、0.04％、0.05％、0.07％；烤制溫度：150℃、200℃、250℃、300℃、350℃；復合調(diào)味料[（90%孜然+10%姜黃復合料）∶（80%辣椒+20%花生碎復合料）=1：1]添加量質(zhì)量分數(shù)：0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、1.0％；殺菌方式：（1）對照組（不做殺菌處理）;（2）紫外殺菌組45min，距離為10cm;（3）高溫高壓組120℃，20min殺菌處理）。貯存溫度：-2℃、0℃、2℃、4℃、6℃按以上方案進行單因素試驗設(shè)計，90d時進行感官評分和菌落總數(shù)檢測。

1.4.2響應(yīng)面試驗設(shè)計

通過單因素試驗結(jié)果分析，將A天然防腐劑添加量、B貯存溫度、C烤制溫度范圍作為制備預包裝烤羊肉串的三個主要考察因素，設(shè)計為三因素三水平，感官評分作為Box-Behnken試驗響應(yīng)指標，90d時進行感官評分。響應(yīng)面分析實驗設(shè)計因素及水平見表1。

1.5感官評價方法

感官評價由具有食品科學知識的9人組成感官評價小組，分別對烤羊肉串的口感、色澤、風味、組織狀態(tài)進行感官評分[5]，評價標準見表2[6]。

1.6菌落總數(shù)測定

參照GB4789.2—2022《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數(shù)測定》測定菌落總數(shù)。

1.7數(shù)據(jù)處理與分析

本試驗中響應(yīng)面試驗數(shù)據(jù)的結(jié)果與分析采用Design-Expert13軟件和Origin2021軟件，進行預包裝烤羊肉串工藝的優(yōu)化。

2結(jié)果與分析

2.1單因素試驗結(jié)果分析

2.1.1天然防腐劑乳酸鏈球菌素添加量對預包裝烤羊肉串感官和菌落總數(shù)的影響

乳酸鏈球菌素（Nisin）是一種多肽類物質(zhì)，具有高效且安全的生物防腐功能[7]。乳酸鏈球菌素是一種由34個氨基酸組成帶有正電荷的短肽，其抑菌原理是作用在細胞壁帶負電荷的陰離子成分上，如細胞膜的磷脂上，形成孔狀結(jié)構(gòu)，引起細胞膜的滲漏，導致細胞中小分子物質(zhì)流失，從而引起細胞死亡[8]。

不同天然防腐劑乳酸鏈球菌素添加量質(zhì)量分數(shù)：0.02％、0.03％、0.04％、0.05％、0.07％，對預包裝烤羊肉串感官和菌落總數(shù)的影響。如圖1所示，在預包裝烤羊肉串90d時，乳酸鏈球菌素添加量為0.05%時感官評分最高，口感最佳。乳酸鏈球菌素添加量為0.02％、0.03％、0.04％時感官評分隨添加量的減少而降低，是由于保藏期間產(chǎn)生了大量微生物，組織松散，彈性小，有變質(zhì)氣味，使烤羊肉串口感黏膩[9-14]。添加量為0.07％時感官評分低于添加量為0.05%，由于乳酸鏈球菌素本身具有咸味[7]，使烤羊肉串味道加重，口感欠佳，同時0.07%超出了GB2760—2014《食品安全國家標準食品添加劑使用標準》中規(guī)定最大使用量0.5g/kg。

肉制品的主要污染菌是革蘭氏陽性菌，乳酸鏈球菌素（Nisin）能抑制大部分革蘭氏陽性菌的生長，包括產(chǎn)芽孢桿菌、耐熱腐敗菌、生孢梭菌等[15，16]。如圖1所示，在預包裝烤羊肉串90d時，乳酸鏈球菌素添加量為0.07%時菌落總數(shù)最低，添加量為0.05%菌落總數(shù)略高，但符合GB2726—2016《食品安全國家標準熟肉制品》，添加量≤0.04%時菌落總數(shù)超出標準要求。

2.1.2烤制溫度對預包裝烤羊肉串感官和菌落總數(shù)的影響

不同烤制溫度：150℃、200℃、250℃、300℃、350℃，對預包裝烤羊肉串感官和菌落總數(shù)的影響。如圖2所示，在預包裝烤羊肉串90d時，烤制溫度200℃感官評分最高，該溫度能使羊肉串烤透并保持表面酥脆，烤制溫度高會使表面肉質(zhì)顏色變深，彈性變小，內(nèi)部夾生，口感較硬。

如圖2所示，在預包裝烤羊肉串90d時，烤制溫度對菌落總數(shù)影響較小，均符合GB2726—2016《食品安全國家標準熟肉制品》要求。

2.1.3復合調(diào)味料的添加量對預包裝烤羊肉串感官和菌落總數(shù)的影響

復合調(diào)味料（90%孜然+10%姜黃復合料：80%辣椒+20%花生碎復合料=1∶1）。孜然口感風味極為獨特，富有油性，氣味芳香而濃烈，用孜然加工牛羊肉，可以祛腥解膩，并能令其肉質(zhì)更加鮮美芳香，增加食欲[17]。姜黃粉辛香清淡，略帶胡椒、麝香味及甜橙與姜之混合味道[18]，能使羊肉串色澤鮮亮，口感馥郁。辣椒粉常作為輔料添加用于改善肉制品的色澤、風味以及抑制脂質(zhì)氧化過程[19]?；ㄉ楹胸S富的脂肪和蛋白質(zhì)，為羊肉串增香。復合調(diào)味料添加量質(zhì)量分數(shù)：0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、1.0％，對預包裝烤羊肉串感官和菌落總數(shù)的影響。如圖3所示，感官評分隨著復合調(diào)味料的添加量增加而增高，添加量1.0％時感官評分最高，口感和色澤最佳。

孜然和辣椒粉均有抑菌作用[17，19]，但是由于添加量較小所以抑菌效果不明顯。如圖3所示，隨著復合調(diào)味料的添加量增加菌落總數(shù)無明顯變化。

2.1.4殺菌方式對預包裝烤羊肉串感官和菌落總數(shù)的影響

紫外線作為一種非熱加工技術(shù)，能有效殺滅肉類表面的微生物，同時較好地保持色澤、pH等理化指標，在肉類殺菌保鮮領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景[20]。本試驗殺菌方式：（1）對照組（不做殺菌處理）；（2）紫外殺菌組45min，距離為10cm；（3）高溫高壓組120℃，20min殺菌處理）。如圖4所示，對照組（不做殺菌處理）感官評分最低，紫外殺菌組感官評分最高。初步推測，對照組（不做殺菌處理）滋生部分微生物影響口感，高溫高壓組由于進行了二次加熱和高壓，由于熱處理在有效殺滅食品中的有害微生物同時，也對食品熱敏性營養(yǎng)成分和感官品質(zhì)造成不良影響[20]，烤羊肉串口感和風味變差，影響口感。如圖4所示，對照組（不做殺菌處理）菌落總數(shù)最高，紫外殺菌組略高，高溫高壓組最低。紫外殺菌組和高溫高壓組均符合標準要求。

2.1.5貯存溫度對預包裝烤羊肉串感官和菌落總數(shù)的影響

不同貯存溫度：-2℃、0℃、2℃、4℃、6℃，對預包裝烤羊肉串感官和菌落總數(shù)的影響，如圖5所示，貯存溫度為0℃時，感官評分最高，且菌落總數(shù)最少，貯存溫度為2℃貯存90d，菌落總數(shù)較低，隨溫度變低，有略微遞減，貯存溫度＞2℃菌落總數(shù)增多，說明較低溫度更能抑制微生物的生長。0℃時感官評分最高，說明該溫度，既能有效抑制微生物生長，又能保持羊肉串中的水分和口感。

2.2響應(yīng)面試驗分析

2.2.1響應(yīng)面試驗結(jié)果分析

2.2.1.1感官評分回歸模型方差分析

通過Design-Expert統(tǒng)計軟件對各因子水平和成品感官評分進行分析，得到多元二次回歸模型方程如下：

感官評分=94.46+8.14×A+2.46×B-0.4000×C-1.25×AB+0.9750×AC+0.0750×BC-15.31×A2-5.81×B2-5.18×C2

方差分析感官評分的回歸模型，由表3表4可知，方差分析感官評分的回歸模型，該試驗模型具有顯著性（P＜0.0001），失擬項的部分呈顯著（P=0.6884）＞0.05呈不顯著。預測的R2值為0.9954，這與調(diào)整后的R2值0.9923基本保持一致，表明回歸方程模型擬合度較好，該試驗結(jié)果具有可靠性，可用于預包裝烤羊肉串工藝的預測。

此外，觀察F值發(fā)現(xiàn)，各因素對預包裝烤羊肉串對于感官評分的影響大小順序依次為乳酸鏈球菌素＞貯存溫度＞烤制溫度。

通過Design-Expert13軟件的分析得出預包裝烤羊肉串的分析圖，預包裝烤羊肉串交互因素的響應(yīng)面圖和等高線圖見圖6～圖8。

由圖6可知，預包裝烤羊肉串感官評分整體呈先上升到最高而后下降的趨勢，乳酸鏈球菌素添加量比貯存溫度的曲面傾斜度高，坡度更陡，說明乳酸鏈球菌素添加量對預包裝烤羊肉串的感官評分影響力更大。乳酸鏈球菌素添加量過少，不能很好地起到防腐作用，預包裝烤羊肉串90d時由于微生物的大量產(chǎn)生，影響品質(zhì)和口感，乳酸鏈球菌素添加量過大，乳酸鏈球菌素本身的味道會對預包裝烤羊肉串的口感產(chǎn)生影響。等高線圖呈橢圓形，表明乳酸鏈球菌素添加量與貯存溫度兩因素之間相互影響作用顯著，對預包裝烤羊肉串的感官評分影響較大。

由圖7可知，預包裝烤羊肉串感官評分整體呈先上升到最高而后下降的趨勢，乳酸鏈球菌素添加量比烤制溫度的曲面傾斜度高，坡度更陡，說明乳酸鏈球菌素添加量對預包裝烤羊肉串的感官評分影響力更大。等高線圖呈橢圓形，表明乳酸鏈球菌素添加量與烤制溫度兩因素之間相互影響作用顯著，對預包裝烤羊肉串的感官評分影響較大。

由圖8可知，預包裝烤羊肉串感官評分整體呈先上升到最高而后下降的趨勢，貯存溫度比烤制溫度的曲面傾斜度高，坡度更陡，說明貯存溫度對預包裝烤羊肉串的感官評分影響力更大。貯存溫度過高，不能有效抑制微生物生長，影響預包裝烤羊肉串的口感，貯存溫度過低使預包裝烤羊肉串中水分流失，影響口感。等高線圖趨于圓形，表明貯存溫度與烤制溫度兩因素之間相互影響作用不顯著，對預包裝烤羊肉串的感官評分影響較小。

2.2.2響應(yīng)面結(jié)果驗證實驗

根據(jù)Box-Behnken模型預測響應(yīng)面優(yōu)化，預包裝烤羊肉串最佳工藝條件為：乳酸鏈球菌素添加量：0.054%；貯存溫度：1.386℃；烤制溫度：201.809℃?？紤]到試驗的可行性和可操作性，將工藝參數(shù)調(diào)整為乳酸鏈球菌素添加量：0.05%；貯存溫度：1.4℃；烤制溫度：202℃。做3次平行驗證試驗，預包裝烤羊肉串的感官評分為91.5分，與預測值接近，說明通過響應(yīng)面優(yōu)化獲得的預包裝烤羊肉串的最佳工藝條件是可行的。

3結(jié)論

本試驗以單因素試驗為基礎(chǔ)，通過響應(yīng)面法優(yōu)化試驗獲得預包裝烤羊肉串的最優(yōu)工藝條件，最優(yōu)工藝條件為乳酸鏈球菌素添加量：0.05%；貯存溫度：1.4℃；烤制溫度：202℃；復合調(diào)味料的添加量1.0%，紫外殺菌45min，距離為10cm。在此工藝條件下制得的預包裝烤羊肉串肉嫩味香，有獨特的風味和口感，感官評分較高，營養(yǎng)豐富，并且有效延長產(chǎn)品的貨架期至90d。為開發(fā)預包裝烤羊肉串產(chǎn)品提供了思路和理論支持。