響應(yīng)面法降低速凍肉包滲油率的工藝研究

巫朝華

（1.福建安井食品股份有限公司，福建 廈門 361022；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部冷凍調(diào)理水產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 廈門 361022）

速凍肉包是一種通過酵母醒發(fā)面皮，內(nèi)包餡料，蒸制后經(jīng)過速凍再儲(chǔ)存售賣的美食，制作時(shí)內(nèi)餡一般加入有肉、菜、油脂等物質(zhì)。肉包起源于實(shí)心饅頭，也被稱為帶餡的饅頭[1]。因?yàn)閹юW，使產(chǎn)品內(nèi)外形成不一的質(zhì)構(gòu)特征，在受熱特別是蒸制熟化過程中，膨脹度的差異導(dǎo)致蒸制過程會(huì)有部分餡汁突破面皮的包裹外滲漏油，造成感官上的不良不能直接銷售而成為次品，該部分占比在現(xiàn)有工藝條件下可達(dá)到5%～6%，造成不小的經(jīng)濟(jì)損失。

針對(duì)肉包的優(yōu)化改進(jìn)，朱在勤等[2,3]對(duì)揚(yáng)州肉包的工藝進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，優(yōu)化出最佳醒發(fā)參數(shù)，餡料配方。并研究了不同的火力對(duì)揚(yáng)州肉包的中心溫度、環(huán)境溫度、比容和餡心細(xì)菌殘留的影響，得出較佳的火力為大火，蒸制時(shí)間隨不同的餡有不同的最佳時(shí)間。李穎[4]研究了面團(tuán)醒發(fā)條件對(duì)肉包的作用，通過正交優(yōu)選出肉包面團(tuán)最佳條件：30 ℃，濕度80%下醒發(fā)50 min。而對(duì)漏油次品的改善，鮮見報(bào)道。

肉包漏油一般是在蒸制完成時(shí)產(chǎn)生的。蒸制過程中，中心的起始溫度最低，表面的起始溫度最高，熱量逐步向中心移動(dòng)。

鄭靜靜[5]研究表明：隨著蒸制過程的進(jìn)行，蛋白質(zhì)分子受熱變性，其空間結(jié)構(gòu)更加緊密，剛性降低，柔韌性增加。面筋蛋白的二硫鍵交聯(lián)主要是在熱誘導(dǎo)作用下發(fā)生的[6]，且麥谷蛋白對(duì)熱作用的敏感性高于麥醇溶蛋白。麥醇溶蛋白在70 ℃開始反應(yīng)，當(dāng)溫度超過90 ℃后，麥醇溶蛋白才通過巰基-二硫鍵交換反應(yīng)與麥谷蛋白發(fā)生交聯(lián)聚合反應(yīng)，由于面粉本身含α-淀粉酶，在蒸制過程中發(fā)揮作用直到蒸制后期才失效[7]，失活溫度較高，也因?yàn)槿绱?，大多蒸制工藝?yōu)化選擇了高溫大火，如此對(duì)含餡產(chǎn)品漏油的產(chǎn)生更為有利，加大了次品量。

谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶（TG），是一種催化?；D(zhuǎn)移反應(yīng)的酶，能催化蛋白質(zhì)分子間或分子內(nèi)部的交聯(lián)[8]。面筋中醇溶蛋白和谷蛋白都是TG的良好底物，通過反應(yīng)可以促進(jìn)面筋蛋白分子內(nèi)和分子間的交聯(lián)，改善面粉的口感，提高面制品的彈性、黏性、乳化性、起泡性和持水性等[9]。在面條的運(yùn)用中0.1%添加量可以降低面條斷條率1.6%[10]，在烘焙食品蛋糕中能減少蛋糕在烘烤后的塌陷。

本研究從內(nèi)部促進(jìn)面筋蛋白交聯(lián)加強(qiáng)骨架，外部?jī)?yōu)化加熱工藝的角度，優(yōu)化最佳工藝，雙管齊下，達(dá)到滿足原有品質(zhì)條件下降低滲油次品率的目的。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料

低筋面粉，益海嘉里（泉州）有限公司；

食鹽，福建省廈門鹽業(yè)有限責(zé)任公司；

水，生活飲用水；

TG酶，泰興市一鳴生物制品有限公司；

酵母，安琪酵母股份有限公司；

糖，廈門寶商糖業(yè)有限公司。

1.1.2 設(shè)備

和面機(jī)，新麥機(jī)械（無錫）有限公司；

肉包成型機(jī)，陽政精機(jī)（無錫）有限公司；

萬能蒸烤箱，德國(guó)Convotherm公司；

3車雙門蒸箱，廣州得臣機(jī)電有限公司；

質(zhì)構(gòu)儀TA，英國(guó)SMS；testo溫度計(jì)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 肉包的制作工藝

⑴ 配料

皮：面粉，酵母，水（30%)，起酥油，鹽、糖；餡：豬肉、肥肉（15%）、醬油、耗油、洋蔥、調(diào)味粉。按配方比例稱量。

⑵ 和面工藝

混粉1 min→慢速加水3 min→快速和面8 min

⑶ 制餡工藝

肉絞制→加鹽攪拌3 min→調(diào)味攪拌1 min→拌油脂、輔料2min

⑷ 肉包成型

使用肉包成型機(jī)自動(dòng)成型，餡重10 g，皮重20 g，注餡壓皮成型成生胚包子。

⑸ 醒發(fā)

醒發(fā)房設(shè)置醒發(fā)溫度40 ℃，濕度85%，醒發(fā)50 min

⑹ 蒸制

打開蒸汽壓加熱，100 ℃蒸制840 s。

⑺ 檢測(cè)

質(zhì)構(gòu)檢測(cè)、品評(píng)、露餡率統(tǒng)計(jì)。

1.2.1 滲油測(cè)試

底部或頂部滲油直徑（如圖1所指，直徑為油漬最長(zhǎng)邊的測(cè)定值）0.2～0.5 cm算一個(gè)，大于0.5 cm算兩個(gè)，小于0.2 cm不算。滲油率=滲油個(gè)數(shù)/總個(gè)數(shù)。

1.2.2 質(zhì)構(gòu)測(cè)試

參考丁志理[11]饅頭質(zhì)構(gòu)（TPA）測(cè)試方法略作改進(jìn)，室溫條件下自然冷卻1 h后，切割成2 cm×2 cm×2 cm的塊狀，使用圓柱形探頭P/36R進(jìn)行測(cè)定。具體參數(shù)為：測(cè)試速度依次為3、1、5 mm/s，壓縮率為50%，2次壓縮時(shí)間間隔為5 s，觸發(fā)力為5 g。樣品平行測(cè)定至少4次，取平均值為最終結(jié)果。

1.2.3 感官評(píng)價(jià)

設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如下：

1.2.4 數(shù)據(jù)分析

采運(yùn)用Microsoft Excel和Design Expert 8.0軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，數(shù)據(jù)形式以（平均±標(biāo)準(zhǔn)差）表示。

1.3 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 單因素對(duì)肉包滲油率的影響

根據(jù)1.2.1的肉包制作方法，設(shè)置不同因素變化的影響（表2），探索可能影響滲油率的因素，再進(jìn)一步優(yōu)化。

單因素實(shí)驗(yàn)每組考察指標(biāo)為滲油率及感官評(píng)價(jià)；其中TG酶處理組增加質(zhì)構(gòu)測(cè)試，滲油率測(cè)試樣本量大于1000個(gè)/組。

1.3.2 響應(yīng)面試驗(yàn)

根據(jù)Design Expert 8.0軟件中的Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理，結(jié)合單因素試驗(yàn)結(jié)果，篩選影響較大的3個(gè)因素作響應(yīng)面設(shè)計(jì)，以滲油率為響應(yīng)值，進(jìn)行3因素3水平響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見表3，響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)號(hào)結(jié)果見表4

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)

2.1.1 不同TG量處理對(duì)肉包的影響

表3 響應(yīng)面分析試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)

表4 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)及響應(yīng)值

表5 不同TG量處理對(duì)肉包的影響

通過探索對(duì)面皮的結(jié)構(gòu)改善來抑制滲油，TG酶添加處理結(jié)果（表5、圖2）顯示，0.1%實(shí)驗(yàn)組滲油率降低0.77%。品評(píng)評(píng)分上升，主要表現(xiàn)為口感咬勁恢復(fù)性變好。質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)方面硬度、彈性變化不大，但咀嚼度和恢復(fù)力都有提升?；謴?fù)性的提升可能有利于抵御餡中油脂膨脹后的恢復(fù)，柔韌性變好，從而降低滲油率。

2.1.2 不同和面時(shí)間對(duì)肉包的影響

對(duì)面皮結(jié)構(gòu)形成影響的還有和面的時(shí)間，通過對(duì)面團(tuán)成團(tuán)和面時(shí)間的實(shí)驗(yàn)（結(jié)果見圖2）。時(shí)間太短不易成面團(tuán)，時(shí)間太長(zhǎng)，面團(tuán)發(fā)粘，結(jié)構(gòu)下降。和面時(shí)間不宜過長(zhǎng)。

2.1.3 不同醒發(fā)時(shí)間對(duì)肉包的影響

醒發(fā)也是面團(tuán)進(jìn)一步形成和蓬松的過程，結(jié)果顯示（圖4），醒面不足會(huì)對(duì)感官造成負(fù)面影響，口感緊實(shí)、感官偏黃的影響。醒面45～55 min較佳。但在此范圍內(nèi)，對(duì)滲油的改善效果不明顯。

2.1.4 不同蒸制方式對(duì)肉包的影響

蒸制的目的是進(jìn)行熟化，在傳統(tǒng)的蒸制中，講究高溫（大火滅酶）一段蒸制，但是，這也使得蒸制后期內(nèi)部壓力越來越大。研究發(fā)現(xiàn)，在蒸制過程（如蒸到一半程度時(shí)即50%）進(jìn)行短時(shí)的泄壓，再蒸制，不僅可以保持滅活酶的效果，還可以有效對(duì)餡內(nèi)壓力進(jìn)行釋放，減少餡的膨脹力度，因此，探索從內(nèi)部釋壓方面來減少滲油產(chǎn)生。

結(jié)果顯示（圖5），對(duì)比100%即沒有泄壓的蒸制方式，80%、60%、40%程度泄壓的方式都對(duì)滲油率降低產(chǎn)生了積極效果。其中，60%下降效果最明顯，達(dá)3.1%。品評(píng)得分方面，有所波動(dòng)，但還處于比較高的分?jǐn)?shù)的較佳狀態(tài)。

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果見表6。

由分析數(shù)據(jù)可知，影響滲油率的因素B＞A＞C，當(dāng)P小于0.0001時(shí)，說明其所對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)條件對(duì)滲油率的影響是高度顯著的；P小于0.05時(shí)，則認(rèn)為條件對(duì)應(yīng)的作用影響顯著的，由表6的分析可知，TG處理量、和面時(shí)間和蒸制分段程度對(duì)滲油率產(chǎn)生顯著影響。

由軟件擬合四元二次回歸方程為：

由表6可以看出，Y的回歸方程極顯著，說明此回歸模型很顯著，用方程擬合3個(gè)因素與滲油率之間的關(guān)系是可行的。

軟件分析最優(yōu)工藝條件組合為TG處理量0.11%，和面時(shí)間7.11 min，分段程度60.99%，在此條件下預(yù)測(cè)滲油率為1.085%。根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)的可操作性，將工藝參數(shù)修改為：TG處理量0.11%，和面時(shí)間7 min，分段程度61%。在此條件下對(duì)模型的預(yù)測(cè)參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，得到滲油率為0.98%（表7、圖9），與模型預(yù)測(cè)值較接近，表明采用響應(yīng)面分析法優(yōu)化得到的工藝參數(shù)可靠。

表6 回歸模型方差分析

2.2.2 響應(yīng)面和等高線分析

利用Design Expert 8.0軟件對(duì)表3的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸擬合分析，所得響應(yīng)面及等高線見圖6～圖8。該圖組可直觀地反映各因素及其交互作用對(duì)滲油率的影響。

圖6顯示了和面時(shí)間位于中心水平時(shí)，TG酶添加量和蒸制分段程度交互作用對(duì)滲油率的影響。由圖6可知，TG酶添加量和蒸制分段程度交互作用較強(qiáng)；TG酶添加量變化對(duì)滲油率變化的影響相對(duì)較小，表現(xiàn)為響應(yīng)曲面的坡度較緩和等高線較稀疏；蒸制分段程度變化對(duì)滲油率變化的影響較大，表現(xiàn)為響應(yīng)曲面的坡度較陡和等高線較密集。

圖7顯示了分段程度位于中心水平時(shí)，TG酶添加量和面時(shí)間交互作用對(duì)滲油率的影響。由圖7可知，和醒發(fā)時(shí)間交互作用較弱，曲面平滑；TG酶添加量變化對(duì)滲油率變化的影響相對(duì)較強(qiáng)，表現(xiàn)為響應(yīng)曲面的等高線較密集。

圖8顯示了TG酶添加量位于中心水平時(shí)，和面時(shí)間和蒸制分段程度交互作用對(duì)滲油率的影響。由圖8可知，和面時(shí)間和蒸制分段程度交互作用較強(qiáng)；和面時(shí)間變化對(duì)滲油率變化的影響相對(duì)較小，表現(xiàn)為響應(yīng)曲面的坡度較緩和等高線較稀疏；蒸制分段程度變化對(duì)滲油率變化的影響較大，表現(xiàn)為響應(yīng)曲面的坡度較陡和等高線較密集。

綜上，對(duì)滲油率影響最大的是蒸制分段程度，其次是TG酶添加量，再次是和面時(shí)間。

2.2.3 最佳組合因素的驗(yàn)證結(jié)果

表7 優(yōu)化組合因素前后對(duì)比

優(yōu)化前后滲油率從5.61%降至0.98%，降幅達(dá)82.5%。效果顯著，且感官評(píng)分維持在9.5以上的較佳狀態(tài)，說明工藝可行，有實(shí)際運(yùn)用價(jià)值。

影響滲油率最大的因素是蒸制，分析蒸制過程發(fā)現(xiàn)包子內(nèi)部壓力對(duì)滲油的影響大。由于傳統(tǒng)的工藝是大火一段蒸制，需要快速滅活淀粉酶等活性成分，而在包類在內(nèi)外成分差異情況下，內(nèi)餡壓力的增大，外皮隨蒸制的拉松，易導(dǎo)致蒸制后期產(chǎn)生滲油現(xiàn)象。優(yōu)化為二段模式后，一段可以滿足滅活酶的需要，二段又可以釋放產(chǎn)品的膨脹壓力，可以有效地控制產(chǎn)品內(nèi)餡的升溫，避免快速升溫膨脹，從而達(dá)到外皮快熟，內(nèi)餡溫和的狀態(tài)，同時(shí)，通過蛋白交聯(lián)作用加強(qiáng)骨架柔韌性，從而可以減少滲油情況產(chǎn)生。

3 結(jié)論

以感官指標(biāo)結(jié)合質(zhì)構(gòu)參數(shù)為考核指標(biāo)，以降低滲油率為目標(biāo)，通過單因素實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，對(duì)影響包子滲油率的內(nèi)外工藝條件因素進(jìn)行優(yōu)化。在內(nèi)部提升方面通過酶處理加強(qiáng)面筋骨架、和面時(shí)間、醒發(fā)時(shí)間優(yōu)化、提升抗壓能力。外部方面，優(yōu)化蒸制分段工藝，調(diào)節(jié)包子內(nèi)部壓力變化，篩選出影響較顯著的因素為和面時(shí)間、TG酶處理量、蒸制分段程度。響應(yīng)面試驗(yàn)確定影響滲油的因素最大的是分段程度，其次是TG酶，再次是和面時(shí)間。最佳的工藝因素組合是：TG酶0.11%、和面7 min，蒸制分段程度61%。通過對(duì)最佳工藝的優(yōu)化組合規(guī)模運(yùn)行驗(yàn)證，測(cè)定結(jié)果表明，優(yōu)化后工藝對(duì)肉包成品感官評(píng)價(jià)影響不大，但漏油次品率下降4.63%，降幅82.5%，顯著提升了肉包生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。