甲魚湯生產(chǎn)工藝優(yōu)化研究

項(xiàng) 怡，李洪軍，2，倪冬冬，賀稚非，2，*，鄧澤麗，肖 夏

（1.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶400715；2.西南大學(xué)重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心，重慶400715）

甲魚湯生產(chǎn)工藝優(yōu)化研究

項(xiàng) 怡1，李洪軍1，2，倪冬冬1，賀稚非1，2，*，鄧澤麗1，肖 夏1

（1.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶400715；2.西南大學(xué)重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心，重慶400715）

為了探討甲魚湯工業(yè)化生產(chǎn)的加工工藝條件，以感官評分為評價(jià)指標(biāo)，通過加工溫度、加工時(shí)間、料液比三個(gè)單因素實(shí)驗(yàn)，并結(jié)合響應(yīng)曲面分析得到甲魚湯加工的最佳工藝條件：加工溫度99.76℃、加工時(shí)間96.22min、料液比1∶3.95。考慮到實(shí)際操作的便利，工藝條件：加工溫度100℃、加工時(shí)間96min、料液比1∶3.95。在此條件下，甲魚湯的感官評分為87.13。表明該工藝條件可作為甲魚湯工業(yè)化生產(chǎn)的基本加工條件。

甲魚湯，工業(yè)化生產(chǎn)，加工工藝，響應(yīng)面

甲魚（Soft-shelled Turtle）又稱鱉、團(tuán)魚、王八，爬行綱、龜鱉目、鱉科、鱉屬[1]。有研究表明，甲魚不僅蛋白質(zhì)含量豐富，氨基酸種類齊全[2]；還富含人體所必需的鉀、鈉、鈣、鎂、磷等礦物質(zhì)以及尼克酸、煙酸等維生素[3]；其不飽和脂肪酸含量高達(dá)78.4%[4]，比一般魚類高，尤其是EPA、DHA具有預(yù)防心腦血管疾病等作用[5]。因此，甲魚是典型的營養(yǎng)保健食品。

我國甲魚養(yǎng)殖起步于20世紀(jì)70年代，隨著養(yǎng)殖技術(shù)和養(yǎng)殖面積的迅速發(fā)展，截至到2011年，甲魚的年產(chǎn)量達(dá)到285875t[6]。目前，我國對甲魚的銷售和出口主要以鮮活為主，其產(chǎn)品主要停留在餐飲、家庭烹飪上，消費(fèi)結(jié)構(gòu)單一，深加工產(chǎn)品及相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈尚未形成，造成每年甲魚產(chǎn)量供大于求[7]；因此，為了保持甲魚產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展并提高其經(jīng)濟(jì)效益，除了降低養(yǎng)殖成本、提高養(yǎng)殖技術(shù)外，更重要的是開發(fā)甲魚深加工產(chǎn)品及綜合利用[8]。

甲魚湯罐頭是甲魚深加工產(chǎn)品之一，其方便、快捷，滿足現(xiàn)代人們快速的生活節(jié)奏。此外，據(jù)醫(yī)書記載，甲魚湯具有滋陰補(bǔ)腎、清肺潤肝、通氣、消淤、補(bǔ)血之功效[9]。響應(yīng)面分析法（RSM）結(jié)合Box-Behnken設(shè)計(jì)是一種通過回歸方程以及響應(yīng)曲面分析來尋求最佳工藝條件的方法[10-12]，現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于食品工藝技術(shù)等領(lǐng)域[13-15]。本研究以甲魚湯加工過程中的溫度、時(shí)間、料液比3個(gè)因素為研究對象，采用Box-Behnken響應(yīng)面分析法，以感官評分為考察指標(biāo)，優(yōu)化甲魚湯的加工工藝，研制出滋味好、香氣濃、浮油少的甲魚湯產(chǎn)品，為甲魚湯的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

甲魚、老母雞 重慶市永輝超市；食鹽、紹興黃酒、米酒和優(yōu)質(zhì)老姜、大蔥 重慶市永輝超市；乙基麥芽酚 安徽金禾實(shí)業(yè)股份有限公司；鮮上鮮 重慶鳳慶食品廠；魚膠原蛋白多肽 浙江海力生生物科技有限公司。

表1 甲魚湯感官評定評分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 The standard of sensory evaluation of soft-shelled turtle soup

C21-FK2101型電磁爐（可控制溫度和時(shí)間） 廣東美的精品電器制造有限公司；ST22J1型不銹鋼湯鍋 浙江蘇泊爾股份有限公司；FA1004A型分析天平 上海精天電子儀器有限公司；YP2001N型電子天平 上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；蒸煮袋 蘇州信誠包裝材料有限公司；FD50A型自動高壓蒸汽滅菌器 致微（廈門）儀器有限公司；DZ600/2S型真空包裝機(jī) 上海人民包裝股份有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 甲魚湯加工工藝流程 鮮活甲魚→宰殺→放血、去內(nèi)臟→清洗、稱重→預(yù)煮，去爪、去膜→脫腥→清洗→加雞湯、輔料→大火煮沸→小火慢燉→調(diào)味→成品→裝罐→真空封口→滅菌→冷卻→包裝→貯藏實(shí)驗(yàn)→檢驗(yàn)→出廠。

冷鮮老母雞→洗凈→預(yù)煮→去骨→雞肉切碎→稱重→大火煮沸→小火慢燉1h→過濾→清雞湯。

輔料：1%老姜，1%大蔥，均按湯汁量計(jì)。

調(diào)味：0.6%食鹽，0.05%乙基麥芽酚，0.07%鮮上鮮，0.3%魚膠原蛋白多肽，同上。

1.2.2 感官評定標(biāo)準(zhǔn) 由經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的10名食品科學(xué)專業(yè)的師生對樣品進(jìn)行感官品質(zhì)評定，10人均來自于全國不同的地區(qū)，5男5女。評定人員在感官評定時(shí)，需對樣品的滋味、香氣、色澤、表面浮油4個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行打分，先聞后嘗，且每評定一個(gè)樣品后，評定人員都需要用清水漱口3次，并休息30s，再進(jìn)行下一次評定。具體打分標(biāo)準(zhǔn)參照表1（總分=∑（項(xiàng)目得分×權(quán)重）），滿分為100分，最終取平均值。

1.2.3 單因素實(shí)驗(yàn)

1.2.3.1 加工溫度對甲魚湯感官評分的影響 設(shè)定甲魚∶雞湯（g/g）為1∶4，分別在85、90、95、100、105℃溫度下慢燉90m in，研究不同的加工溫度對甲魚湯感官評分的影響。

1.2.3.2 加工時(shí)間對甲魚湯感官評分的影響 設(shè)定甲魚∶雞湯（g/g）為1∶4，加工溫度為100℃，分別慢燉30、60、90、120、150m in，研究不同的加工時(shí)間對甲魚湯感官評分的影響。

1.2.3.3 料液比對甲魚湯感官評分的影響 設(shè)定加工溫度100℃，加工時(shí)間90m in，料液比分別為1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5條件下進(jìn)行加工，研究不同的料液比對甲魚湯感官評分的影響。

1.2.4 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，選取甲魚湯感官評分最高以及周圍兩個(gè)點(diǎn)為自變量，感官評定的總分為響應(yīng)值，采用中心組合設(shè)計(jì)法，應(yīng)用Box-Behnken設(shè)計(jì)模型優(yōu)化和預(yù)測甲魚湯加工的最佳工藝，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如表2所示。

表2 響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)的因素與水平設(shè)置Table 2 Factors and levels of response surface

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

所有實(shí)驗(yàn)均設(shè)定平行實(shí)驗(yàn)，且每次感官評定均重復(fù)3次，結(jié)果用±s表示。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 16.0及Excel 2003軟件處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 加工溫度對甲魚湯感官評定的影響 湯在加工的過程中，溫度對肌肉中蛋白質(zhì)降解、脂肪酸氧化及糖類水解等都有一定影響。由圖1可以看出，當(dāng)溫度由85～100℃時(shí)，感官評分顯著上升（p＜0.05），這是因?yàn)殡S著溫度的升高，甲魚肌肉中的纖維細(xì)胞受熱破裂，釋放出其中的組成成分，甘油三酯和磷脂在熱的作用下逐漸分解為甘油和游離脂肪酸，其決定了肉的特征風(fēng)味；糖類小分子發(fā)生水解，增強(qiáng)了湯的醇厚感；繼續(xù)升溫，感官評分顯著下降（p＜0.05），這是因?yàn)檩^高的溫度會破壞湯的風(fēng)味和營養(yǎng)物質(zhì)，對湯的色澤、表面浮油方面都將產(chǎn)生不利的影響。當(dāng)溫度為100℃時(shí)，感官評分達(dá)到最大值，此時(shí)甲魚湯滋味、香氣、色澤等方面均達(dá)到較好的效果。

圖1 加工溫度對甲魚湯感官評定的影響Fig.1 Effectof processing temperature on sensory evaluation of soft-shelled turtle soup

2.1.2 加工時(shí)間對甲魚湯感官評定的影響 加工時(shí)間是加工工藝中較為關(guān)鍵的一步，湯的加工過程實(shí)質(zhì)上是原料中呈味物質(zhì)的溶出，因此湯一般需要經(jīng)過一段時(shí)間的加熱才能形成良好的滋味和香味。由圖2可以看出，隨著加工時(shí)間的增加，感官評分先升高后降低，當(dāng)加工時(shí)間由30～90m in時(shí)，感官評分顯著上升（p＜0.05）；繼續(xù)加熱，感官評分呈顯著下降（p＜0.05），這是因?yàn)闇械闹饕r味物質(zhì)肌苷酸（IMP）長時(shí)間加熱條件下會水解為帶有明顯苦味的次黃嘌呤，從而影響湯的滋味，此外，加熱時(shí)間的延長還將導(dǎo)致湯汁色澤加深、口感過于厚重、咸味增加。當(dāng)時(shí)間為90min時(shí)，感官評分達(dá)到最大值。此時(shí)，甲魚湯感官評分的各個(gè)方面均具有良好的效果。

圖2 加工時(shí)間對甲魚湯感官評定的影響Fig.2 Effectof processing time on sensory evaluation of soft-shelled turtle soup

2.1.3 料液比對甲魚湯感官評定的影響 料液比對湯的粘稠度具有一定的影響。由圖3可以看出，不同的料液比對甲魚湯感官評定的影響不同。當(dāng)料液比由1∶1～1∶4時(shí)，感官評分顯著上升（p＜0.05），這是因?yàn)槿軇┝枯^低時(shí)，湯濃稠度較大，阻礙了營養(yǎng)物質(zhì)和呈味物質(zhì)的溶出，從而影響湯滋味和香氣的形成；繼續(xù)加溶劑，感官評分顯著下降（p＜0.05），這可能是因?yàn)闋I養(yǎng)、呈味物質(zhì)的溶出已達(dá)到飽和，增加溶劑量反而稀釋了湯汁，造成甲魚湯口感變得清淡。當(dāng)料液比為1∶4時(shí)，感官評分達(dá)到最大值。在此條件下，甲魚湯各方面的感官指標(biāo)均達(dá)到理想效果。

圖3 料液比對甲魚湯感官評定的影響Fig.3 Effectof solid-liquid ratio on sensory evaluation of soft-shelled turtle soup

2.2 響應(yīng)面法優(yōu)化甲魚湯加工工藝

2.2.1 甲魚湯加工工藝回歸模型的建立及方差分析

應(yīng)用Design Expert軟件中的Box-Behnken模型設(shè)計(jì)分析方案，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示，實(shí)驗(yàn)組1～12是析因?qū)嶒?yàn)，其析因點(diǎn)為自變量構(gòu)成的三維頂點(diǎn)；實(shí)驗(yàn)組13～17是中心實(shí)驗(yàn)，其中心點(diǎn)即零點(diǎn)。

表3 響應(yīng)面分析方案及結(jié)果Table 3 Experimental design and results ofresponse surface analysis

將表3所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Design Expert軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果如表4所示。對各因素進(jìn)行回歸擬合，得到回歸方程：

式中：X1為加工溫度；X2為加工時(shí)間；X3為料液比。各項(xiàng)系數(shù)的絕對值代表相應(yīng)因素對甲魚湯感官評分的影響程度；系數(shù)的正負(fù)代表影響方向。

表4 回歸模型方差分析Table 4 ANOVA for the regressionmodel

由表4回歸方程系數(shù)顯著性檢驗(yàn)可知：模型的一次項(xiàng)X2、X3極顯著，二次項(xiàng)X12、X22、X32均極顯著。這表明加工溫度、加工時(shí)間、料液比3個(gè)因素對于甲魚湯的感官評分有顯著的影響，影響程度由大到小為：加工時(shí)間＞料液比＞加工溫度；其他項(xiàng)即交互項(xiàng)對甲魚湯感官評分的影響不顯著。失擬項(xiàng)為0.9373，大于0.05，不顯著；模型的顯著水平p＜0.0001，回歸方差模型極顯著，說明此方程可靠且與實(shí)際情況擬合良好，無其他因素的影響，實(shí)驗(yàn)誤差小，可用其代替真實(shí)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行分析和預(yù)測。

2.2.2 甲魚湯加工工藝的響應(yīng)面分析 通過響應(yīng)面圖上的響應(yīng)值與各影響因素所構(gòu)成的三維空間曲面圖以及其在二維平面上的等高線圖，能夠較為直觀地反映各因素以及各因素之間的交互作用對甲魚湯感官評定的影響。應(yīng)用Design Expert軟件中的Box-Behnken模型，將影響甲魚湯感官評定總分的一個(gè)因素固定為零水平，得到另外兩個(gè)因素對提取率的交互影響結(jié)果，其對應(yīng)的響應(yīng)面及等高線如圖4所示。

圖4 兩因素交互作用對甲魚湯感官評分影響的等高線和響應(yīng)面圖Fig.4 Response surface and contour plots for the effects of cross-interactions among factors on sensory evaluation of soft-shelled turtle soup

圖4（A）顯示了在最佳料液比1∶3.95的條件下，加工溫度和加工時(shí)間之間的交互影響效應(yīng)，隨著加工溫度和加工時(shí)間的增加，感官評分呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢；圖4（B）顯示了在最佳時(shí)間96.22m in的條件下，加工溫度和料液比之間的交互影響效應(yīng)，隨著加工溫度和料液比的提升，感官評分先升高后降低；圖4（C）顯示了在最佳加工溫度99.76℃的條件下，加工時(shí)間和料液比的交互影響效應(yīng)，且隨著加工時(shí)間的延長和料液比的增加，感官評分呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。此外，三個(gè)因素的顯著水平從大到小依次為：加工時(shí)間＞料液比＞加工溫度。

2.2.3 甲魚湯最佳加工工藝的驗(yàn)證 在選取的各因素范圍內(nèi)，根據(jù)回歸模型通過Design Expert軟件分析得出甲魚湯加工的最佳加工工藝條件為加工溫度99.76℃、加工時(shí)間96.22m in、料液比1∶3.95，得到甲魚湯的感官評分為88.83?？紤]到實(shí)際操作的便利選擇：加工溫度100℃、加工時(shí)間96min、料液比1∶3.95，預(yù)測得到感官評分為88.21。在此條件下，進(jìn)行實(shí)際操作，得到甲魚湯的感官評分為87.13，說明該模型與實(shí)際情況擬合較好，可用于實(shí)際生產(chǎn)預(yù)測。

3 結(jié)論

3.1 本實(shí)驗(yàn)通過單因素實(shí)驗(yàn)分別考察了加工溫度、加工時(shí)間和料液比3個(gè)因素對甲魚湯感官評分的影響，在此基礎(chǔ)上，利用Design Expert軟件Box-Behnken設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)，建立了數(shù)學(xué)模型，預(yù)測得到了甲魚湯的最佳加工工藝條件為：加工溫度99.76℃、加工時(shí)間96.22min、料液比1∶3.95，甲魚湯的感官評分為88.83。

3.2 在工業(yè)化生產(chǎn)加工中，考慮到實(shí)際操作的便利性，選擇甲魚湯加工工藝條件為：加工溫度100℃、加工時(shí)間96min、料液比1∶3.95，預(yù)測得到甲魚湯的感官評分為88.21；在此條件下，進(jìn)行驗(yàn)證，得到甲魚湯感官評分為87.13，表明該模型設(shè)計(jì)合理可靠，可作為甲魚湯工業(yè)化生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)。

3.3 在最佳工藝條件下生產(chǎn)加工的甲魚湯在滋味、香氣、色澤及表面浮油4個(gè)方面均能達(dá)到良好的效果，為甲魚湯工業(yè)化生產(chǎn)加工提供了理論依據(jù)，滿足其工業(yè)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的需求。

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Study on the optim ization for production process of soft-shelled turtle soup

XIANG Yi1，LIHong-jun1，2，NIDong-dong1，HE Zhi-fei1，2，*，DENG Ze-li1，XIAO Xia1
（1.College of Food Science，Southwest University，Chongqing 400715，China；2.Chongqing Special Food Engineering and Technology Research Center，Chongqing 400715，China）

To exp lore the p rocessing cond itions for industrial p roduction of soft-shelled turtle soup.With the sensory evaluation as ameasure indicator，through the three sing le factor experimentof p rocessing tem perature，p rocessing time，solid-liquid ratio and response surface analysis，the op timum p roduc tion p rocess cond itions of soft-shelled turtle soup was p rocessing tem perature of 99.76℃，the p rocessing time of 96.22m in，solid-liquid ratio of 1∶3.95.Taking into account the ac tual operation of the facilities，op tions：p rocessing tem perature of 100℃，the p rocessing time of 96m in，solid-liquid ratio of 1∶3.95.Under this condition，the sensory evaluation of soft-shelled turtle soup was 87.13.Itwas showed that this test results could be used as the basic p rocessing conditions of the industrialp roduction of soft-shelled turtle soup.

soft-shelled turtle soup；industrialp roduction；p rocessing；response surface methodology（RSM）

TS251.5+4

B

1002-0306（2014）18-0272-05

10.13386/j.issn1002-0306.2014.18.052

2013－11－11 *通訊聯(lián)系人

項(xiàng)怡（1989-），女，碩士研究生，研究方向：食品安全與質(zhì)量控制。

國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（31071566）。