響應(yīng)面分析法優(yōu)化糟醉帶魚的糟醉工藝

徐大倫，薛長湖，楊文鴿，趙 輝

（1．中國海洋大學食品科學與工程學院，山東青島 266003；2．寧波大學海洋學院，浙江寧波 315211；3．寧波新弘食品有限公司，浙江寧波315806）

糟醉帶魚是我國東南沿海傳統(tǒng)的特色風味食品，傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的糟醉帶魚往往在秋冬季節(jié)加工，對自然條件的依賴較大，同時產(chǎn)品存在鹽分含量高，脂肪氧化嚴重，產(chǎn)品品質(zhì)不穩(wěn)定等缺陷，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。目前對傳統(tǒng)糟醉水產(chǎn)制品向現(xiàn)代化、規(guī)?；a(chǎn)的研究報道不多，其中張芝芬[1]等采用正交實驗對糟醉鯧魚的糟醉工藝進行了優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)影響糟醉鯧魚加工品質(zhì)主要是魚體水分含量、食鹽和酒糟添加量等因素；譚汝成[2]等對酒糟鰱魚的糟制工藝條件進行了研究，結(jié)果表明，酒糟發(fā)酵時間、糟制溫度、糟制時間、魚糟比和殺菌條件均影響了酒糟鰱魚的品質(zhì)；劉成梅[3]等采用真空滲透加快酒糟對魚塊的糟腌速度，大大的縮短了糟醉魚的糟醉時間。但目前國內(nèi)外還沒有對中國江浙一帶傳統(tǒng)酒糟帶魚的糟醉工藝進行過系統(tǒng)研究，本文以糟醉帶魚制作過程中加鹽量、加酒量、糟魚比等為因變量，探討他們在傳統(tǒng)制作工藝環(huán)境條件下對糟醉帶魚成品品質(zhì)的影響，在單因素實驗的基礎(chǔ)上采用響應(yīng)面分析法優(yōu)化糟醉帶魚的糟醉工藝，為糟醉帶魚的工業(yè)化生產(chǎn)和品質(zhì)控制提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮帶魚 購自寧波水產(chǎn)批發(fā)市場，每尾重（200±50）g；食鹽、白酒、糯米 均購自寧波大學農(nóng)貿(mào)市場；重鉻酸鉀 天津市博迪化工有限公司；氫氧化鈉 蘭溪市屹達化工試劑有限公司；2-硫代巴比妥酸 國藥集團化學試劑有限公司；液體石蠟 江蘇三木集團化工廠；硝酸銀 山海申博化工有限公司；鉻酸鉀 廣東西隴化工廠；乙醇 國藥集團化學試劑有限公司。

Foss 2300自動凱氏定氮儀 Foss公司，丹麥；紫外-可見分光光度計UV-2550 日本島津；DHS-20A鹵素快速水分測定儀 賽多利斯科學儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 糟醉帶魚樣品制作 酒釀制作：糯米經(jīng)浸米（20℃，18h）、蒸飯、淋飯、拌曲、入缸發(fā)酵（30～32℃下發(fā)酵40～48h）等工序制作成酒釀。

糟醉帶魚制作：帶魚經(jīng)去頭、去尾、去內(nèi)臟，切成5～6cm的帶魚段，清洗瀝干后，在15%濃度的鹽水中浸漬48h后，取出后自然風干表面水分；采用層糟層魚的方式糟制魚塊，在（10±5）℃密封糟醉成熟。

1.2.2 指標測定 水分：105℃常壓干燥法[4]；鹽分：采用硝酸銀滴定法[5]；氨基態(tài)氮：采用中性甲醛滴定法[6]；酒精含量：采用重鉻酸鉀比色法[7]；總酸含量：采用氫氧化鈉滴定法[6]；總糖：蒽酮比色法[8]；TBA值測定：采用硫代巴比妥酸法[9]測定魚肉脂質(zhì)氧化程度，TBA值以mg MDA（丙二醛）·100g-1魚肉表示。

1.2.3 感官評定 由5名有食品感官評定經(jīng)驗的研究生及2名經(jīng)驗豐富的老師組成感官評定小組，以色澤、滋味、糟香味、異味、質(zhì)地等5個方面對糟醉帶魚感官品質(zhì)進行評定，感官評價總分100分，具體評定標準見表1。

表1 糟醉帶魚感官評定標準Table 1 Standard of sensory evaluation for vinasse hairtail

1.2.4 數(shù)據(jù)分析 每次實驗設(shè)3個平行，取平均值。數(shù)據(jù)采用SPSS 11.5和Expert-Design 8.0.6分析軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 帶魚糟醉條件的單因素實驗

研究不同的加鹽量、加酒量和魚糟比對糟醉帶魚品質(zhì)的影響，再通過測定樣品鹽分、水分、氨基態(tài)氮、總酸、酒精、TBA-N、總糖含量和感官評分進行品質(zhì)評定，確定較優(yōu)的單因素條件。

2.1.1 加鹽量對糟醉帶魚品質(zhì)的影響 在加酒量5%、魚糟比1∶2的條件下制作糟醉帶魚，考察不同加鹽量對糟醉帶魚品質(zhì)的影響，結(jié)果見表2。

由表2可見，隨著加鹽量的不斷提高，魚塊中鹽分含量逐漸提高，總酸含量、氨基態(tài)氮呈下降趨勢，主要是因為食鹽對蛋白質(zhì)的降解有一定的抑制作用，鹽分含量的提高，糟醉帶魚魚肉蛋白降解速度降低。當鹽分含量低（加鹽量1%時），脂質(zhì)氧化嚴重，導致TBA-N（13.36mg MDA（丙二醛）·100g-1魚肉）過高，過度發(fā)酵產(chǎn)酸（0.47%），并且蛋白分解過快，進而使得糟醉帶魚品質(zhì)下降，得分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。隨著鹽分含量的升高，TBA-N值迅速降低。當加鹽量為5%時，感官得分最高，因此確定加鹽量為5%。鹽分對脂肪降解的抑制作用很可能是因為高鹽分抑制了與脂肪降解有關(guān)的微生物的生長及微生物分泌脂肪酶的能力[10-11]。

表2 加鹽量對糟醉帶魚品質(zhì)的影響Table 2 Effect of salt added on quality of vinasse hairtail

2.1.2 加酒量對對糟醉帶魚品質(zhì)的影響 酒精含量過高則口感不夠柔、有辣口感，過低則風味不足且魚腥味明顯。同時酒精可與糟醉過程中產(chǎn)生的有機酸、脂質(zhì)等成分發(fā)生反應(yīng)生成多種風味成分，如各種酯化產(chǎn)物。糟醉帶魚原料中白酒的添加量和酵母發(fā)酵產(chǎn)生的酒精是糟醉帶魚酒精的主要來源。在加鹽量5%、魚糟比1∶2的條件下制作糟醉帶魚，考察不同加酒量對糟醉帶魚品質(zhì)的影響，結(jié)果見表3。

由表3可以看出，隨著加酒量的不斷提高，魚塊中酒精含量逐漸提高，總酸含量、TBA-N值呈下降趨勢，酒精不僅賦予了糟醉魚獨特的風味，同時酒精在控制發(fā)酵起著重要的作用；品質(zhì)得分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，加酒量過低，總酸（0.36）含量高，TBA（10.88）較高，說明酒精對于控制微生物發(fā)酵以及脂肪氧化具有一定調(diào)節(jié)作用；加酒量過高，由于酒精對于微生物的抑制作用不利于糟醉帶魚風味的形成，同時過高的酒精含量增加了產(chǎn)品辣口感，導致適口性下降。當加酒量為7%時，適口性最好，得分最高。因此，確定加酒量為7%。

表3 加酒量對糟醉帶魚品質(zhì)的影響Table 3 Effect of liquor added on quality of vinasse hairtail

2.1.3 糟魚比對對糟醉帶魚品質(zhì)的影響 在加鹽量5%、加酒量7%的條件下制作糟醉帶魚，考察不同魚糟比對糟醉帶魚品質(zhì)的影響，結(jié)果見表4。

由表4可以看出，當糟魚比例為1∶1時，TBA-N值達到11.07，氨基態(tài)氮為0.105%，感官評分最低，這是由于糟的使用量不足以將魚塊完全覆蓋，導致脂質(zhì)氧化嚴重，產(chǎn)生較重的哈喇味，進而影響糟醉帶魚品質(zhì)。隨著魚糟比的不斷提高，糟醉帶魚總酸含量、TBA-N值呈下降趨勢；得分呈現(xiàn)上升的趨勢，當魚糟比在1∶2以上時，感官評分基本不變。因此，確定1∶2為適宜的魚糟比。

表4 魚糟比對糟醉帶魚品質(zhì)的影響Table 4 Effect of proportion of vinasse on quality of vinasse hairtail

2.2 糟醉工藝的響應(yīng)面分析及優(yōu)化

2.2.1 響應(yīng)面分析因素及水平選擇 根據(jù)Box-Behnken中心設(shè)計原理，設(shè)計實驗中以加鹽量、加酒量和魚糟比三個因素為自變量，以產(chǎn)品的品質(zhì)評定結(jié)果為響應(yīng)值，設(shè)計三因素三水平實驗，見表5；設(shè)計15個實驗點，其中12個析因點，3個零點，實驗設(shè)計及結(jié)果見表6。

表5 實驗設(shè)計因素及編碼水平Table 5 The levels of variables used in the design

表6 Box-Behnken實驗設(shè)計及結(jié)果Table 6 The design matrix and results of Box-Behnken experiment

用Expert-Design 8.0.6統(tǒng)計分析軟件對實驗數(shù)據(jù)進行多元回歸分析，建立了糟醉帶魚感官評分值與糟醉工藝的數(shù)學模型：Y=83-1.31A-0.25B+2.56C-1.13AC+0.75BC-6.31A2-0.94B2-3.31C2。

2.2.2 響應(yīng)面實驗結(jié)果分析 對上述回歸方程進行方差分析，以驗證回歸模型與各參數(shù)的顯著度，結(jié)果見表7。

由表7可以看出，模型p=0.0183<0.05，失擬項p=0.6736>0.05，模型失擬項不顯著，說明模型擬合較好。同時，軟件分析得到模型的相關(guān)系數(shù)為0.9329，說明模型相關(guān)度較好。變異系數(shù)（CV）反映模型的置信度，CV值越低，模型的置信度越高，本實驗的CV=2.46%，說明模型方程能夠很好地反映真實值，可以使用該模型來分析響應(yīng)值的變化。

表7 響應(yīng)面方差分析Table 7 ANOVA of RSM for the sensory evaluation

由表7可知，C、C2的p<0.05，說明魚糟比對糟醉帶魚品質(zhì)影響顯著；A2的p<0.01，高度顯著，說明加鹽量的二次方對糟醉帶魚品質(zhì)影響高度顯著。由F值可知，三個因素對糟醉帶魚品質(zhì)影響順序為：魚糟比>加鹽量>加酒量。

2.2.3 響應(yīng)面交互作用分析及條件優(yōu)化 為進一步研究相關(guān)變量之間的交互作用及確定最優(yōu)條件，通過Expert-Design 8.0.6軟件繪制三組以感官評分為響應(yīng)值的趨勢圖，結(jié)果如圖1～圖3所示。

圖1 Y=F（A，B）響應(yīng)曲面圖Fig.1 Response surface plot of the effects of A and B on the sensory evaluation

由圖1可以看出，當魚糟比一定時，加鹽量對評定結(jié)果影響較顯著，加鹽量低，魚肉中含鹽量較少，滋味和質(zhì)地較差，隨著加鹽量的增加，感官評分明顯提高。隨著加鹽量的繼續(xù)增加，魚肉中含鹽量過高，導致適口性下降。

由圖2可知，當加酒量一定時，隨著糟魚比例的不斷上升，糟可以將魚塊完全掩蓋，防止了脂肪的過度氧化，使感官評分有所上升，最終趨于穩(wěn)定。

圖2 Y=F（A，C）響應(yīng)曲面圖Fig.2 Response surface plot of the effects of A and C on the sensory evaluation

圖3 Y=F（B，C）響應(yīng)曲面圖Fig.3 Response surface plot of the effects of B and C on the sensory evaluation

由圖3可知，當加鹽量一定時，加酒量對感官評分影響不大，隨著加酒量的不斷增加，感官評分有下降趨勢，說明加酒量過高導致產(chǎn)品酒味較重，使得適口性下降。所以只有在加鹽量、加酒量、魚糟比比例適合時，產(chǎn)品品質(zhì)才最好。

為確定各因素的最佳值，利用Design-Expert 8.0.6軟件進行嶺脊分析，得出回歸模型存在最大值點，感官評分的最大預(yù)測值為83.62分，各因素的取值分別為：加鹽量4.72%，加酒量7.06%，魚糟比1∶2.21?？紤]實際操作，將加鹽量、加酒量、魚糟比分別修正為：4.7%、7.1%、1∶2.2。在修正后條件下，制作一批糟醉帶魚，測得樣品感官評分值為（84.5±0.1）分，與模型預(yù)測值83.62分非常接近。

3 結(jié)論

采用響應(yīng)面分析法建立了糟醉帶魚感官評分值與其糟醉工藝條件的回歸方程：Y=83-1.31A-0.25B+2.56C-1.13AC+0.75BC-6.31A2-0.94B2-3.31C2，其中魚糟比對糟醉帶魚品質(zhì)影響顯著。利用Design-Expert 8.0.6軟件進行嶺脊分析，得出回歸模型存在最大值點。加鹽量為4.72%，加酒量為7.06%，魚糟比1∶2.21，糟醉帶魚的感官評分最大預(yù)測值為83.62分。將加鹽量、加酒量、魚糟比分別修正為：4.7%、7.1%、1∶2.2，在此條件下得到糟醉帶魚感官評分值為（84.5±0.1）分，與模型預(yù)測值接近?？梢?，通過響應(yīng)面建立的數(shù)學模型優(yōu)化糟醉帶魚的糟醉工藝條件是可靠的。本文結(jié)果可為工業(yè)化生產(chǎn)糟醉帶魚提供理論參考。

[1]張芝芬，吳漢民，黃曉春，等.糟醉鰻魚的工藝研究[J].東海海洋，2001，19（2）：70-73.

[2]譚汝成，曾令彬，熊善柏，等.調(diào)配和殺菌條件對酒糟魚品質(zhì)的影響[J].食品開發(fā)與機械，2008（5）：85-88.

[3]劉成梅，李艷聰，涂宗財，等.酒糟魚工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)研究[J].江西食品工業(yè)，2001（1）：18-19.

[4]GBT5009.3-2003食品中水分的測定[S].北京：中華人民共和國衛(wèi)生部，2003.

[5]徐清渠，龔玲娣.GB/T 12457-2008食品中氯化鈉的測定[S].北京：中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫局，2009.

[6]高向陽.食品分析與檢驗[M].北京：中國計量出版社，2006：165-166.

[7]牟建樓，王頡，張偉，等.乙醇的測定方法綜述[J].釀酒，2006，33（2）：46-48.

[8]吳謀成.食品分析與感官評定[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2002：93-94.

[9]Witte V C，Krause G F，Bailey M E.A new extraction method for determining 2-thiobarbituric acid values of pork and beef during storage[J].Journal of Food Science，1970，35（5）：582-585.

[10]Ventanas S， Martin D， Estévez M， et al.Analysis of volatile nitrosamines from a model system using SPME-DED at different temperatures and times of extraction[J].Food Chemistry，2006，99：842-850.

[11]Kae M， Kikue K， Tetsuo A.Investigating sensory characteristics and volatile components in boiled scallop aroma using chemometric techniques[J].Food Chemistry，2002，78：39-45.