響應(yīng)面法優(yōu)化復(fù)合脫酸劑對秘魯魷魚脫酸效果

李桂芬 ，何定芬，李海波，胡建杰，謝 超，鄭霖波，鄭 瑋

（1.浙江國際海運職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江舟山 316021；2.浙江海洋大學(xué)食品與醫(yī)藥學(xué)院，浙江舟山 316022；3.舟山市普陀海匯水產(chǎn)有限公司，浙江舟山 316100）

秘魯魷魚Dosidicus giga，是美洲大赤魷的俗稱，屬頭足綱，真魷科，美洲大赤魷屬，在太平洋東部的海域中有著豐富的資源分布[1]。秘魯魷魚含有多種不飽和脂肪酸，能夠起到抗衰老、抗氧化，預(yù)防高血壓、貧血、夜盲癥等疾病的作用，對人體生命活動有著十分重要的生物學(xué)作用[2-4]。作為一種高蛋白、高水分活度的水產(chǎn)品，秘魯魷魚體內(nèi)糖原含量水平很高，糖原在生物體內(nèi)經(jīng)過一系列反應(yīng)后會產(chǎn)生乳酸等酸性物質(zhì)，引起鮮度的劣化和商業(yè)價值的降低[5-6]，故脫酸環(huán)節(jié)對秘魯魷魚產(chǎn)品的加工是十分必要的。脫酸劑作為食品添加劑的一類在食品行業(yè)有著非常廣泛的應(yīng)用，相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)也對其有著明確的規(guī)范。相關(guān)研究表明，在秘魯魷魚原料加工過程中，碳酸鈉和碳酸氫鈉在對秘魯魷魚產(chǎn)品表現(xiàn)了良好的脫酸效果。

碳酸鈉俗稱純堿，是生活中重要的有機(jī)化工原料，在食品加工領(lǐng)域也是一種常見的食品添加劑[7]。因其水溶液呈弱堿性，也常作為酸性食品的中和劑，因此可以用于秘魯魷魚的脫酸過程中。碳酸氫鈉俗稱小蘇打，多由碳酸鈉溶液或結(jié)晶吸收二氧化碳制得，常作為食品的膨松劑用于油條、饅頭等的生產(chǎn)中[8]。其水溶液也呈弱堿性，故將其作為秘魯魷魚原料的脫酸劑使用[9]。檸檬酸鈉別名枸櫞酸鈉，在食品、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用[10-12]，在食品工業(yè)中，檸檬酸鈉常作為食品的穩(wěn)定劑、調(diào)味添加劑等，因其水溶液呈堿性或弱堿性，也常用作酸度的調(diào)節(jié)劑[13]。三聚磷酸鈉是一種水溶性磷酸鹽，在工業(yè)上常用作金屬的螯合劑，在食品加工領(lǐng)域，也常作為酸度調(diào)節(jié)、保水劑和品質(zhì)改良添加劑[14-15]。這4 種試劑在食品的加工過程中都可以作為產(chǎn)品酸度的調(diào)節(jié)劑，本實驗擬通過添加不同濃度的4 種試劑，對秘魯魷魚樣品進(jìn)行浸泡脫酸來確定各試劑的最適添加濃度，以及脫酸操作對產(chǎn)品相關(guān)品質(zhì)指標(biāo)的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮秘魯魷魚，由舟山昌國食品有限公司提供。

碳酸鈉（Na2CO3），上海國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；碳酸氫鈉（NaHCO3），上海國藥試劑有限公司；檸檬酸鈉（C6H5Na3O7·2H2O），北京康普匯維科技有限公司；三聚磷酸鈉（Na5P3O10），天津市西爾斯化工有限公司。以上試劑均為分析純。

U-5100 分光光度計，日立公司（日本）；CR-10 色差儀，柯尼卡美能達(dá)公司（日本）；i-Nose 電子鼻分析儀，上海瑞玢智能科技有限公司；HD-3A 水分活度測定儀，無錫市華科儀器儀表有限公司；TMS-Pro 質(zhì)構(gòu)儀，F(xiàn)TC 公司（美國）；TBARS 定量檢測試劑盒，上海銘博生物科技有限公司；Super 501 連續(xù)式電解水生成器，Enagic 株式會社（日本）；DHS-20A 鹵素水分測定儀，上海菁海儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 原料處理

新鮮秘魯魷魚原料需置于-18 ℃的冰箱中冷凍備用。解凍后于魚體背部橫切，去除頭尾及內(nèi)臟部分，剝除皮腕等部位。將處理好的魚體清水清洗后切成約1.5 cm×1 cm×1 cm 的小塊，切好的樣品于托盤中瀝干備用。

1.2.2 脫酸處理

將處理好的原料瀝干表面水分后，以料液比1：3 的比例完全浸泡于配置好的脫酸劑溶液中，并攪拌均勻。以在蒸餾水中浸泡的樣品為空白對照，樣品置于5 ℃冰箱中進(jìn)行浸泡脫酸8 h，在浸泡過程中每隔30 min 對樣品進(jìn)行攪拌，使其浸泡均勻，浸泡完成的樣品需用蒸餾水漂洗瀝干后對其進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的測定，每組樣品平行測定3 次。

1.2.3 感官評價

將浸泡結(jié)束的樣品漂洗后，加水文火煮熟后瀝干，在室溫下冷卻后，進(jìn)行感官評定。感官評定以10 人為小組進(jìn)行，評定組成員在品嘗后針對所評定樣品的風(fēng)味（酸澀味程度）及質(zhì)地（咀嚼性差異）進(jìn)行評價，在感官評分時，風(fēng)味和質(zhì)地各占分值的50%，分別按照其風(fēng)味和質(zhì)地的差異為樣品評分（總分10 分），最終的感官評分為風(fēng)味與質(zhì)地二者之和。具體的評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 感官評分標(biāo)準(zhǔn)Tab.1 Sensory rating criteria

1.2.4 pH 值

將瀝干水分的樣品切碎后置于燒杯中，以料液比10：1 的比例加入蒸餾水，浸泡30 min，以均質(zhì)儀高速均質(zhì)1 min，靜置30m in 過濾，濾液靜置2 min 后取50 mL 濾液，利用精密pH 計測定其pH 值。

2 結(jié)果與分析

圖1 浸泡時間對脫酸效果的影響Fig.1 Effect of soaking time on deacidification

2.1 響應(yīng)面法確定脫酸條件參數(shù)

2.1.1 浸泡時間對脫酸效果的影響

通過之前所得的復(fù)配脫酸劑，固定脫酸溫度5 ℃，料液比為1：3 的條件下，對魷魚樣品進(jìn)行不同時間的浸泡，脫酸完成后對樣品的pH 值和感官評分進(jìn)行測定，得到樣品pH 值和感官評分隨浸脫酸時間的變化情況見圖1。

通過分析結(jié)果可知，隨著浸泡時間的增加，樣品的pH 值呈現(xiàn)先快速增長，再趨于穩(wěn)定，最后略微下降的過程，其感官評分則是出現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢，出現(xiàn)這種變化的原因可能是脫酸劑在浸泡處理有效地消除了前期魷魚樣品的酸味，使產(chǎn)品感官質(zhì)量水平上升，但在一定時間后，脫酸劑的浸泡使得樣品的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生了一定的改變，從而導(dǎo)致了樣品感官評分的降低。在整個變化過程中，當(dāng)浸泡時間為8 h 時，樣品的脫酸效果最佳，其組織結(jié)構(gòu)也未發(fā)生明顯的變化。

2.1.2 脫酸溫度對脫酸效果的影響

固定脫酸時間8 h，料液比為1：3 的條件下，在不同的溫度下對產(chǎn)品進(jìn)行浸泡脫酸，脫酸完成后對樣品的pH 值和感官評分進(jìn)行測定，得到樣品pH 值和感官評分隨浸脫酸時間的變化情況見圖2?？梢钥闯?，隨著脫酸溫度的上升，樣品的pH 值和感官評分有著不同程度的變化，在-5～0 ℃，樣品pH值和感官評分的變化較為緩慢，可能是由于此時浸泡液中冰晶的存在導(dǎo)致了較低的脫酸效率。當(dāng)樣品脫酸溫度由0 ℃上升至5 ℃后，其pH 值與感官質(zhì)量大幅度上升。此后，樣品的感官評分隨著脫酸溫度的上升而開始下降，且下降速率逐漸增大；而其pH 值則繼續(xù)緩慢上升，直到15 ℃時逐漸穩(wěn)定并開始略微回落，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是因為較高的脫酸溫度雖然提高了脫酸劑與酸味成分的結(jié)合程度，但同時也導(dǎo)致樣品鮮度降低的速率加快，從而使酸味成分更快速地產(chǎn)生，使得樣品的感官品質(zhì)發(fā)生了降低。因此，取10 ℃為樣品脫酸的最適溫度，在此條件下樣品感官評分仍處于較高水平，且脫酸效果表現(xiàn)良好。

2.1.3 料液比對脫酸效果的影響

圖2 脫酸溫度對脫酸效果的影響Fig.2 Effect of temperature on deacidification

固定脫酸時間8 h，脫酸溫度5 ℃的條件下，對魷魚樣品進(jìn)行不同時間的浸泡，脫酸完成后對樣品的pH 值和感官評分進(jìn)行測定，得到樣品pH 值和感官評分隨浸脫酸時間的變化情況見圖3。分析圖3 可知，對等量的秘魯魷魚樣品添加不同體積的浸泡液，隨著料液比的上升，樣品pH 值和感官評分都呈現(xiàn)先上升，后趨于穩(wěn)定的變化趨勢，可以看出，料液比的變化對產(chǎn)品脫酸效果有著一定程度的影響，但當(dāng)其料液比達(dá)到一定比例時，其對產(chǎn)品脫酸效果的影響程度也會降低。綜合考慮產(chǎn)品的脫酸效果和加工成本問題，可知料液比為1：3 時的脫酸效果最佳，該條件下不僅脫酸效果良好，對脫酸劑的也有著很高的利用效率。

2.1.4 響應(yīng)面法優(yōu)化脫酸條件參數(shù)

根據(jù)單因素實驗結(jié)果，選擇浸泡時間、脫酸溫度及料液比3 個條件最優(yōu)結(jié)果附近參數(shù)，以產(chǎn)品脫酸率為指標(biāo)設(shè)計三因素三水平的響應(yīng)面優(yōu)化試驗，所得結(jié)果如表2，回歸分析結(jié)果見表3。

圖3 料液比對脫酸效果的影響Fig.3 Effect of solid-liquid ratio on deacidification

表2 響應(yīng)面試驗分析結(jié)果Tab.2 Response surface test analysis results

表3 回歸分析結(jié)果Tab.3 Regression analysis results

根據(jù)響應(yīng)面分析結(jié)果，可得響應(yīng)面回歸方程為：y=9.03 +0.049A+0.26B+1.18C-0.045AB-0.088AC-0.025BC-0.40A2-0.27B2-0.87C2。分析表3 可知，該模型的F 值為60.42，證明該分析模型是有意義的；其P值＜0.0001 表示其差異極顯著；失擬不顯著表示該模型為回歸顯著型。根據(jù)F 值可以看出在因素之間互相作用的情況下，3 個條件對產(chǎn)品脫酸效果的影響程度從大到小依次為料液比＞脫酸溫度＞脫酸時間。因素之間兩兩交互對結(jié)果影響均不顯著，二次項之間結(jié)果影響均顯著。因素間交互作用的響應(yīng)面圖和等高線圖見圖4～6。

通過響應(yīng)面分析可得脫酸處理最佳的條件參數(shù)為：在10.75 ℃下以1：3.63 的料液比混合浸泡脫酸7.95 h，其預(yù)測的脫酸率達(dá)到了9.58%。在此條件對秘魯魷魚使用復(fù)配脫酸劑進(jìn)行脫酸處理，通過驗證，測得其產(chǎn)品的脫酸率為9.61%，十分接近預(yù)測結(jié)果，表明響應(yīng)面優(yōu)化分析結(jié)果是可靠的。在此條件下對樣品進(jìn)行脫酸處理，能夠更為有效地去除原料中的酸澀風(fēng)味，并在一定程度上維持了產(chǎn)品的感官品質(zhì)，提高了產(chǎn)品的商業(yè)價值。

圖4 浸泡時間-脫酸溫度交互影響曲面圖和等高線圖Fig.4 Time-temperature influenced surface map and contour map

圖5 浸泡時間-料液比交互影響曲面圖和等高線圖Fig.5 Time-SL ratio interactively influenced surface map and contour map

圖6 脫酸溫度-料液比交互影響曲面圖和等高線圖Fig.6 Temperature-SL ratio influenced surface map and contour map

3 結(jié)論

添加復(fù)合脫酸劑對秘魯魷魚樣品進(jìn)行浸泡脫酸處理，通過響應(yīng)面優(yōu)化試驗確定了脫酸處理最適條件參數(shù)，結(jié)果如下：通過響應(yīng)面分析可得各條件因素對產(chǎn)品脫酸效果的影響程度：料液比＞脫酸溫度＞脫酸時間，脫酸處理最佳的條件參數(shù)為：在10.75 ℃下以1：3.63 的料液比混合浸泡脫酸7.95 h，其預(yù)測的脫酸率達(dá)到了9.58%。該研究成果可為水產(chǎn)品脫酸劑的開發(fā)提供理論基礎(chǔ)，具有極大的推廣應(yīng)用價值。