響應(yīng)面法優(yōu)化鴨肉間歇真空滾揉腌制工藝

摘要：目的：文章旨在優(yōu)化鴨肉間歇真空滾揉腌制工藝，提高鴨肉的腌制速率。方法：以鴨胸肉為原料，以滾揉時間和間歇時間比、腌制時間、真空度為單因素，通過腌制液吸收率、蒸煮損失率篩選出合適的單因素范圍后進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗。結(jié)果：最佳間歇真空滾揉腌制工藝參數(shù)為滾揉時間和間歇時間比4∶6（每10 min為一個循環(huán)）、腌制時間50 min、真空度0.04 MPa，此時鴨肉腌制液的吸收率為（33.61±0.16）%，蒸煮損失率為（27.28±0.25）%，與響應(yīng)面預(yù)測的數(shù)據(jù)接近。該研究可為間歇真空滾揉腌制鴨肉制品的工業(yè)化生產(chǎn)提供一定的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：間歇真空滾揉；鴨肉；腌制；響應(yīng)面分析；工藝優(yōu)化

中圖分類號：TS201.1""""" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A"""" 文章編號：1000-9973（2024）12-0132-05

Optimization of Intermittent Vacuum Tumbling Marination Process for

Duck Meat by Response Surface Method

TIAN Meng-yao， XIAO Yao， WU Yue， LOU Ai-hua*

（School of Food Science and Technology， Hunan Agricultural University， Changsha 410128， China）

Abstract： Objective： This study aims to optimize the intermittent vacuum tumbling marination process for duck meat and improve the marination rate of duck meat. Methods： With duck breast as the raw material， the ratio of tumbling time to intermittent time， marination time and vacuum degree as the single factors， a suitable range of single factors is screened through the absorption rate of marination solution and cooking loss rate， and response surface optimization test is conducted. Conclusion： The optimal parameters for the intermittent vacuum tumbling marination process are as follows： the ratio of tumbling time to intermittent time is 4∶6 （with every 10 min as a cycle）， the marination time is 50 min， and the vacuum degree is 0.04 MPa. At this time， the absorption rate of duck meat marination solution is （33.61±0.16）%， and the cooking loss rate is （27.28±0.25）%， which are close to the data predicted by response surface method. This study can provide a certain theoretical basis for the industrial production of intermittent vacuum tumbling marinated duck meat products.

Key words： intermittent vacuum tumbling; duck meat; marination; response surface analysis; process optimization

收稿日期：2024-06-05

基金項目：湖南省家禽產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系科研專項（HARS-06）

作者簡介：田夢瑤（2000—），女，碩士研究生，研究方向：動物源食品貯藏與加工。

*通信作者：婁愛華（1976—），女，副教授，博士，研究方向：動物源食品貯藏與加工。

2023年鴨肉在我國的人均消費(fèi)量為5.7 kg/人，總消費(fèi)量占禽肉消費(fèi)量的1/3。在全球范圍內(nèi)的消費(fèi)量也呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢［1］。我國肉鴨加工行業(yè)正處于向深加工、精加工邁進(jìn)階段，主要深加工制品為即食產(chǎn)品［2］，然而鴨肉制品存在共性問題，即入口后鴨腥味比較持久［3］，在加工前對其進(jìn)行腌制處理是去除鴨腥味的方法之一，傳統(tǒng)濕腌法存在時間長、營養(yǎng)物質(zhì)流失、腌制液吸收率低等問題［4-5］，真空滾揉利用負(fù)壓和滾揉的機(jī)械作用使腌制液均勻滲透，減少腌制時間，改善肉制品的風(fēng)味和質(zhì)構(gòu)，提高肉制品的保水性和嫩度［6-9］，是我國目前最常用的腌制加工手段之一。

真空滾揉按照滾揉方式的不同可以分為間歇滾揉和連續(xù)滾揉，各有長處，基于孫建清等［10］的研究，間歇滾揉后的西式火腿的感官品質(zhì)和系水力更勝于連續(xù)滾揉。但Gao等［11］以豬排為原料時，認(rèn)為連續(xù)滾揉比間歇滾揉能更好地提高豬排的腌制速率、風(fēng)味和感官。由此可見，針對不同產(chǎn)品均有各自適合的滾揉腌制方式，由于本試驗選用的鴨肉肉塊較小、肌原纖維組織較細(xì)，所以選擇間歇真空滾揉的方式。目前，國內(nèi)很多研究都采用間歇真空滾揉的方式探究滾揉里程、轉(zhuǎn)速和液肉比等因素對肉制品的影響［12-14］，但間歇真空滾揉中滾揉時間和間歇時間的比例對肉制品的影響還鮮有報道。因此，本試驗通過研究間歇真空滾揉中滾揉時間和間歇時間的比例、腌制時間和真空度以及三者的交互作用對鴨肉腌制液吸收率和蒸煮損失率的影響，并通過響應(yīng)面法對間歇真空滾揉工藝進(jìn)行優(yōu)化，為后續(xù)鴨肉工業(yè)化生產(chǎn)提供一定的技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鴨胸肉：湖南省懷化市明友公司;食鹽：長沙市東之源超市。

GR-20真空滾揉腌制機(jī) 諸城市華剛機(jī)械有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 材料準(zhǔn)備

將鴨胸肉切成5 cm×5 cm×2 cm的肉塊，置于-18 ℃凍庫中貯藏，滾揉前12 h左右將其放入4 ℃冰箱中解凍，取出，擦凈水分備用，腌制液為4%的食鹽水，固定滾揉環(huán)境，均在4 ℃的冷庫中進(jìn)行，鹽水腌制液與鴨肉的比例為55%，滾揉機(jī)的轉(zhuǎn)速為11 r/min。

1.2.2 腌制液吸收率測定

參考張東等［15］的方法，在滾揉前對鴨肉塊提前標(biāo)記、稱重（m1），滾揉結(jié)束后，將標(biāo)記的肉塊取出置于瀝水網(wǎng)架上5 min，擦凈肉樣表面的水分后稱重（m2），腌制液吸收率計算公式如下：

腌制液吸收率（%）=m2-m1m1×100%。

1.2.3 蒸煮損失率

參考陳星等［16］的方法，將滾揉后的鴨肉塊表面擦凈、稱重（m3）置于蒸煮袋中，設(shè)置水浴鍋為80 ℃，將蒸煮袋完全浸入，當(dāng)鴨肉塊的中心溫度逐漸加熱至70 ℃時取出，使用流動的水將蒸煮袋冷卻至20 ℃，將肉塊表面水分擦凈后再次稱重（m4），蒸煮損失率計算公式如下：

蒸煮損失率（%）=m3-m4m3×100%。

1.2.4 單因素試驗設(shè)計

研究不同的滾揉時間和間歇時間比（1∶9、3∶7、5∶5、7∶3、9∶1，每10 min為一個循環(huán)）、腌制時間（20，40，60，80，100 min）與真空度（0.02，0.03，0.04，0.05，0.06 MPa）對鴨肉腌制液吸收率和蒸煮損失率的影響。研究某一個因素對結(jié)果產(chǎn)生的影響時，需設(shè)置其他兩個因素的值不變，3個因素的固定值分別為滾揉時間和間歇時間比5∶5、腌制時間60 min、真空度0.04 MPa。每組試驗重復(fù)3次。

1.2.5 響應(yīng)面試驗設(shè)計

由單因素試驗篩選出滾揉間歇時間比、腌制時間和真空度的適宜范圍，根據(jù)Box-Behnken試驗設(shè)計原理，以腌制液吸收率和蒸煮損失率為響應(yīng)值進(jìn)行試驗，優(yōu)化鴨肉間歇真空滾揉腌制工藝。響應(yīng)面試驗設(shè)計因素水平見表1。

1.2.6 數(shù)據(jù)處理

使用SPSS 26.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，采用Design-Expert 13進(jìn)行響應(yīng)面設(shè)計與分析，利用Origin 2021繪制圖形。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果

2.1.1 滾揉時間和間歇時間比對鴨肉腌制液吸收率和蒸煮損失率的影響

腌制液吸收率能直接反映腌制效果的高低，腌制液吸收率越高，表明腌制效果越好［17］；蒸煮損失率與肉的持水力有關(guān)，蒸煮損失越少，表明肉的持水力越高［18］。

由圖1可知，隨著滾揉時間和間歇時間比的增大，腌制液吸收率在1∶9～7∶3內(nèi)顯著增加（P＜0.05），在7∶3～9∶1內(nèi)顯著降低（P＜0.05），在5∶5和9∶1時差異不顯著（P＞0.05）。蒸煮損失率先減小后增大，在1∶9～3∶7和5∶5～9∶1內(nèi)差異顯著（P＜0.05），在3∶7時蒸煮損失率最小，為26.34%?？梢钥闯觯m當(dāng)?shù)臐L揉時間和間歇時間比可以提高鴨肉腌制液吸收率和持水力，這可能是因為滾揉后肌原纖維蛋白降解，產(chǎn)生黏性物質(zhì)，形成空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，固定自由水分子［19］。同時，滾揉過程中的機(jī)械作用也使鹽溶性蛋白加速向表面移動，因此提升了鴨肉的持水力。然而，若滾揉時間和間歇時間比過大，可能使鴨肉在加工過程中被過度滾揉，導(dǎo)致肌原纖維的結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞，持水力下降，反而使腌制液吸收率降低，蒸煮損失率上升。因此，選擇滾揉時間∶間歇時間為3∶7～5∶5。

2.1.2 "腌制時間對鴨肉腌制液吸收率和蒸煮損失率的影響

由圖2可知，在20～80 min內(nèi)腌制液吸收率顯著增加（P＜0.05），在80 min和100 min時差異不顯著（P＞0.05），蒸煮損失率呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢，在40 min時最小，為26.94%，這是由于隨著腌制時間的延長，鴨肉的肌原纖維間隙因為滾揉作用而逐漸增大，使得鴨肉總重增加，但隨著腌制的進(jìn)行，鴨肉內(nèi)外壓差逐漸減小以致總重不會持續(xù)增加。蒸煮損失率在20～40 min內(nèi)下降，可能是因為滾揉作用使得鹽溶性蛋白釋放到鴨肉表面，進(jìn)而提高鴨肉的保水效果［20］，與李宗豪［21］、湯春輝等［22］的研究不同，腌制時間在40 min時蒸煮損失率達(dá)到最低，可能是因為滾揉機(jī)器較大，鴨肉填充數(shù)量過少，導(dǎo)致鴨肉受到較重的翻滾力和摩擦力，而時間稍長會造成肉塊表面撕裂軟爛，蛋白質(zhì)的系水能力變差，蒸煮損失率升高。綜合以上分析，選擇腌制時間為40～60 min較理想。

2.1.3 真空度對鴨肉腌制液吸收率和蒸煮損失率的影響

由圖3可知，在0.02～0.06 MPa內(nèi)腌制液吸收率呈現(xiàn)先顯著升高后降低的趨勢（P＜0.05），蒸煮損失率在0.02～0.06 MPa內(nèi)呈現(xiàn)先顯著下降后上升的趨勢（P＜0.05），真空度為0.04 MPa時腌制液吸收率最高，為35.85%，蒸煮損失率最低，為27.41%。造成此現(xiàn)象的原因可能是真空度的變化使鴨肉表面內(nèi)外壓差較大，促使腌制液擴(kuò)散到內(nèi)部，但超出適宜的真空度時會造成肌原纖維結(jié)構(gòu)被大量破壞［23］，鴨肉腌制液析出，蛋白的持水性減弱，從而導(dǎo)致腌制液吸收率下降，蒸煮損失率上升。楊書捷等［24］的研究也表明調(diào)理牛肉滾揉的蒸煮損失率并不是隨著真空度的增加而逐漸減小。因此，真空度選擇0.03～0.05 MPa。

2.2 響應(yīng)面試驗結(jié)果

2.2.1 建立回歸方程和方差分析

由Design-Expert 13得到腌制液吸收率（Y1）和蒸煮損失率（Y2）的回歸方程：

Y1=32.74+3.08A+1.68B+1.12C+0.633AB+1.68AC-0.448BC-2.87A2－0.717B2－1.81C2；

Y2=26.83+0.558A+0.33B+0.643C+0.295AB+0.29AC+0.565BC+0.363A2+0.203B2+0.768C2。

由表3可知，以腌制液吸收率為響應(yīng)值的回歸模型的P值遠(yuǎn)小于0.01，極顯著，失擬項的P值=0.101 9＞0.05，表明失擬項不顯著，模型決定系數(shù)R2=0.980 8，校正決定系數(shù)RAdj2=0.956 0，表明響應(yīng)值發(fā)生變化的98.08%能用該模型詮釋，95.60%的響應(yīng)值變化來源于所選因素的影響。該回歸模型的擬合程度較好，能夠合理地分析鴨肉間歇真空滾揉腌制工藝優(yōu)化試驗。經(jīng)分析得出因素A、B、C、AC、A2、C2對腌制液吸收率的影響均極顯著（P＜0.01），因素AB、BC、B2的影響不顯著（P＞0.05）。各因素對其影響的主次順序為滾揉時間∶間歇時間gt;腌制時間gt;真空度。

由表4可知，蒸煮損失率的模型也具有良好的擬合度。

2.2.2 響應(yīng)面結(jié)果分析

對17組試驗結(jié)果進(jìn)行回歸擬合分析，響應(yīng)曲面圖見圖4和圖5。響應(yīng)面圖形越陡峭，表示因素對響應(yīng)值的影響越大；等高線呈橢圓形表示兩個因素間交互作用顯著，等高線呈圓形表示兩個因素間交互作用不顯著［25］。

各因素交互作用對鴨肉腌制液吸收率的影響見圖4。各因素交互作用對蒸煮損失率的影響見圖5。

由圖4可知，從響應(yīng)面坡度來看，AC的響應(yīng)面坡度最大，交互作用最強(qiáng)，其次是AB的交互作用，BC的響應(yīng)面坡度平緩，說明BC交互作用的影響最小，這與表3中方差分析結(jié)果相符：F（AC）＞F（AB）＞F（BC），只有滾揉時間和間歇時間比與真空度的交互作用對腌制液吸收率的影響顯著。

由圖5可知，各因素均有不同程度的交互作用，相比于AB和AC的響應(yīng)曲面圖，BC的響應(yīng)曲面坡度更加陡峭，說明腌制時間與真空度的交互作用對鴨肉蒸煮損失率的影響更大，這與表4中方差分析結(jié)果相符：F（BC）＞F（AB）＞F（AC），只有BC交互項對鴨肉蒸煮損失率的影響顯著。

2.2.3 工藝優(yōu)化結(jié)果

結(jié)合以上兩種模型預(yù)測得到的最佳工藝參數(shù)為滾揉時間和間歇時間比4.11∶5.89、腌制時間53.58 min、真空度0.037 9 MPa，此時鴨肉腌制液吸收率為33.20%，蒸煮損失率為26.96%。兼顧實際加工的可行性，將其調(diào)整為滾揉時間和間歇時間比4∶6（每10 min為一個循環(huán)）、腌制時間50 min、真空度0.04 MPa，3次重復(fù)驗證得到鴨肉腌制液吸收率為（33.61±0.16）%，蒸煮損失率為（27.28±0.25）%，驗證結(jié)果與響應(yīng)面預(yù)測值相差不大，表明此模型能較好地用于鴨肉間歇真空滾揉工藝的優(yōu)化。

3 結(jié)論

通過單因素試驗得到合適的腌制工藝參數(shù)范圍，滾揉時間和間歇時間比為3∶7～5∶5，腌制時間為40～60 min，真空度為0.03～0.05 MPa，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行響應(yīng)面試驗優(yōu)化間歇真空滾揉腌制工藝，兩兩因素交互作用結(jié)果表明，滾揉時間和間歇時間比與真空度的交互作用對鴨肉腌制液吸收率的影響顯著，腌制時間與真空度的交互作用對鴨肉蒸煮損失率的影響顯著。得到較優(yōu)的工藝參數(shù)：滾揉時間和間歇時間比為4∶6（每10 min為一個循環(huán)），腌制時間為50 min，真空度為0.04 MPa，實際值和響應(yīng)面預(yù)測值相差不大。但本文也存在一些不足，間歇真空滾揉腌制工藝中溫度、轉(zhuǎn)速和料液比等條件對鴨肉的影響和品質(zhì)變化等還需進(jìn)一步探究。

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