模糊評判響應(yīng)面法優(yōu)化調(diào)理油炸掛糊肉片復(fù)熱工藝

戴一朋，章海風，李夢倩，凌曉冬，曹暉

(揚州大學 旅游烹飪學院·食品科學與工程學院，江蘇 揚州 225127)

油炸掛糊肉片作為中國傳統(tǒng)的掛糊類菜肴，因其香氣濃郁、外酥里嫩在中式烹飪菜肴中占據(jù)一席之地。在高節(jié)奏生活的今天，調(diào)理食品的出現(xiàn)滿足了人們對易食用、高營養(yǎng)以及便攜食品的需求[1]。目前國內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了如調(diào)理椒麻雞片[2]、調(diào)理回鍋肉[3]、調(diào)理口水雞[4]等成品類調(diào)理食品，但對于油炸掛糊調(diào)理食品的開發(fā)研究較少。同時，在全民大健康的社會背景下，控制油炸掛糊食品的高脂肪含量顯得尤為重要。復(fù)熱對于調(diào)理食品的二次加工尤為重要，不同的復(fù)熱方式會影響調(diào)理食品的風味和口感。油炸作為最普遍使用的復(fù)熱方式，可以通過高溫降低食品表面水分以達到酥脆的口感，同時產(chǎn)生濃郁的油炸香氣[5]。

模糊數(shù)學評定法通過建立矩陣與權(quán)重之間的運算，將模糊、定性指標轉(zhuǎn)變?yōu)榍逦⒍恐笜薣6]，當它與感官評價相結(jié)合時，可以有效地減小感官評價中較強的主觀性帶來的誤差[7]。本文在實驗室前期優(yōu)化預(yù)油炸工藝的基礎(chǔ)上，以油炸時間和油炸溫度作為試驗因素設(shè)計兩因素三水平的響應(yīng)面試驗進行調(diào)理油炸掛糊肉片復(fù)熱工藝的優(yōu)化，旨在為消費者提供適宜的復(fù)熱條件，并為低脂調(diào)理油炸掛糊食品的開發(fā)提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

冷凍預(yù)油炸掛糊肉片：實驗室自制；蘇果大豆油：揚州市華潤蘇果超市。

1.2 試劑

石油醚(分析純)：國藥集團化學試劑有限公司。

1.3 主要儀器設(shè)備

EF-101型油炸爐 佛山龍羚酒店設(shè)備有限公司；SZC-C型脂肪測定儀 上海纖檢儀器有限公司；Chroma Meter CR-400型色差儀 杭州柯盛行儀器有限公司；TASI-TA600型紅外測溫儀 蘇州特安斯電子實業(yè)有限公司。

1.4 方法

1.4.1 預(yù)油炸掛糊肉片的制備工藝

冷凍豬里脊肉在使用前在4 ℃溫度下解凍24 h，切成規(guī)格一致的片狀后加入料酒和鹽靜置腌制10 min。將肉片展平完全浸入面糊中10 s，緩慢拿起讓其自然滴下10 s，待面糊不成股滴下時[8]，放入油鍋中以180 ℃油炸4 min，油炸后的掛糊肉片瀝油1 min，室溫下靜置冷卻，貯藏于-18 ℃冰箱中。

1.4.2 指標測定

1.4.2.1 油脂含量的測定

參考GB 5009.6-2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》[9]，將復(fù)熱后的油炸掛糊肉片外殼與肉分離，利用索氏提取法測定外殼的脂肪含量。

1.4.2.2 水分含量的測定

參考GB 5009.3-2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》[10]，將復(fù)熱后的油炸掛糊肉片外殼與肉分離，利用直接干燥法測定外殼的水分含量。

1.4.2.3 表面色度的測定

利用色差儀測定復(fù)熱后樣品的L*、a*、b*。同一樣品在室溫下取不同的位置測定。

1.4.2.4 感官評定標準

評分標準參照張令文等[11]的方法并稍作修改，見表1。

表1 感官評價標準Table 1 The sensory evaluation criteria

1.4.3 單因素試驗設(shè)計

1.4.3.1 油炸溫度對調(diào)理油炸掛糊肉片品質(zhì)的影響

以油炸掛糊肉片的脂肪含量、水分含量、色澤以及感官評分為考察指標，固定油炸時間120 s，采用不同油炸溫度180，190，200，210，220 ℃油炸掛糊肉片，以確定較優(yōu)的油炸溫度范圍。

1.4.3.2 油炸時間對調(diào)理油炸掛糊肉片品質(zhì)的影響

以油炸掛糊肉片的脂肪含量、水分含量、色澤以及感官評分為考察指標，固定油炸溫度200 ℃，選用不同油炸時間60，90，120，150，180 s油炸掛糊肉片，以確定較優(yōu)的油炸時間范圍。

1.4.4 響應(yīng)面優(yōu)化試驗設(shè)計

根據(jù)單因素試驗結(jié)果以及中心組合試驗設(shè)計原理，自變量選用油炸溫度和油炸時間，因變量選用脂肪含量、水分含量、黃度值以及模糊數(shù)學感官評分值，優(yōu)化調(diào)理油炸掛糊肉片復(fù)熱工藝。因素及水平編碼見表2。

表2 調(diào)理油炸掛糊肉片響應(yīng)面試驗因素水平Table 2 The factors and levels of response surface experiment of prepared fried pork slices

1.5 模糊數(shù)學感官綜合評價模型的建立

1.5.1 因素集及評語集的確定

以油炸掛糊肉片的色澤、外觀、氣味和口感作為因素集U=[色澤，外觀，氣味，口感]，以優(yōu)、良、中、差作為評語集V=[優(yōu)，良，中，差]。

1.5.2 因素集權(quán)重的確定

采用“0～4”評分法計算各感官因素的權(quán)重[12]，確定色澤、外觀、氣味、口感的權(quán)重系數(shù)分別為0.192，0.154，0.308，0.346，即油炸掛糊肉片各感官指標的權(quán)重集X=[0.192，0.154，0.308，0.346]。

1.5.3 模糊數(shù)學感官綜合評價值的計算

根據(jù)表1的感官評價標準，統(tǒng)計對各感官指標得分對應(yīng)的優(yōu)、良、中、差等級的打分人數(shù)，并作歸一化處理，構(gòu)成模糊矩陣R，然后乘以權(quán)重向量X，得到模糊綜合評判集T。為將結(jié)果量化為分數(shù)，取90，80，70，60作為評價等級向量H=[90，80，70，60][13]。最后，通過Y=T·H計算得到模糊數(shù)學感官綜合評分。

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2019繪制圖表，使用Design Expert V8.0.6軟件分析響應(yīng)面結(jié)果，使用SPSS 19.0進行統(tǒng)計分析。試驗均重復(fù)3次，試驗結(jié)果以平均值±標準偏差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果

2.1.1 油炸溫度對調(diào)理油炸掛糊肉片品質(zhì)的影響

由圖1可知，調(diào)理油炸掛糊肉片的外殼脂肪含量隨著溫度的不斷升高呈現(xiàn)顯著上升的趨勢，而水分含量則呈現(xiàn)顯著下降的趨勢(P<0.05)。脂肪含量由180 ℃的18.39%上升到220 ℃的28.17%，水分含量則由180 ℃的35.18%下降到220 ℃的15.15%。這可能是因為當掛糊肉片處于高溫的環(huán)境時，原料表面的水分迅速蒸發(fā)，表面形成的孔隙不斷增多，利于油脂的滲透，從而表現(xiàn)出脂肪含量不斷上升[14]。

圖1 油炸溫度對調(diào)理油炸掛糊肉片外殼脂肪含量和水分含量的影響Fig.1 Effect of frying temperature on fat content and moisture content of shells of prepared fried pork slices注：不同小寫字母表示存在顯著性差異(P<0.05)，相同小寫字母表示無顯著性差異(P>0.05)，下圖同。

美拉德反應(yīng)會使油炸掛糊食品在高溫下產(chǎn)生誘人的金黃色[15]，因此常用其表面色澤作為評判質(zhì)量好壞的標準之一。調(diào)理油炸掛糊肉片在不同油炸溫度下色澤的變化情況見圖2。

圖2 油炸溫度對調(diào)理油炸掛糊肉片色澤的影響Fig.2 Effect of frying temperature on the color of prepared fried pork slices

由圖2可知，油炸掛糊肉片的亮度值呈現(xiàn)下降的趨勢(P>0.05),紅度值和黃度值呈現(xiàn)不斷上升的趨勢(P<0.05)。這可能是因為在高溫下，美拉德反應(yīng)的發(fā)生促成了擬黑素的形成，從而樣品的顏色不斷加深，形成誘人的金黃色[16]。

不同溫度下調(diào)理油炸掛糊肉片感官評分的變化見圖3。

圖3 油炸溫度對調(diào)理油炸掛糊肉片感官評分的影響Fig.3 Effect of frying temperature on the sensory evaluation scores of prepared fried pork slices

由圖3可知，油炸掛糊肉片的感官評分隨著油炸溫度的上升呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(P<0.05)，在200 ℃時達到最高，為85.67分。這是因為油溫升高到210 ℃后，過高的油溫會使得油炸掛糊肉片發(fā)生焦糊的現(xiàn)象，從而導致感官評分下降。因此，綜合油炸溫度對油炸掛糊肉片各項食用品質(zhì)指標的影響，選擇190，200，210 ℃作為響應(yīng)面試驗的較優(yōu)水平。

2.1.2 油炸時間對調(diào)理油炸掛糊肉片品質(zhì)的影響

由圖4可知，在相同溫度條件下，隨著油炸時間的延長，油炸掛糊肉片外殼的脂肪含量不斷增加(P<0.05)，水分含量則呈現(xiàn)顯著下降的趨勢(P<0.05)。脂肪含量由60 s的17.43%上升到180 s的31.64%，水分含量則由60 s的34.33%下降到180 s的16.04%。這可能是因為隨著油炸時間的延長，高溫油與掛糊肉片表面溫差逐漸增大，水分不斷地蒸發(fā)，從而導致油脂的滲透[17]。

圖4 油炸時間對調(diào)理油炸掛糊肉片外殼脂肪含量和水分含量的影響Fig.4 Effect of frying time on fat content and moisture content of shells of prepared fried pork slices

不同油炸時間對調(diào)理油炸掛糊肉片色澤的影響見圖5。油炸時間對調(diào)理油炸掛糊肉片感官評分的影響見圖6。

圖5 油炸時間對調(diào)理油炸掛糊肉片色澤的影響Fig.5 Effect of frying time on the color of prepared fried pork slices

由圖5可知，隨著油炸時間的延長，掛糊肉片的亮度值不斷下降，紅度值和黃度值不斷上升(P<0.05)，這與張令文等的研究結(jié)果一致[18]。

由圖6可知，隨著油炸時間的延長，感官評分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(P<0.05)，且在油炸時間150 s時達到最高，為91.65分。這是因為當油炸時間大于150 s后，掛糊肉片在長時間高溫條件下產(chǎn)生焦糊現(xiàn)象，從而降低了感官評分。因此，綜合油炸時間對油炸掛糊肉片各項食用品質(zhì)指標的影響，選擇90，120，150 s作為響應(yīng)面試驗的較優(yōu)水平。

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗

2.2.1 回歸方程的建立與方差分析

以油炸溫度(A)和油炸時間(B)為自變量，以脂肪含量、水分含量、黃度值以及模糊數(shù)學感官評分為因變量，根據(jù)中心組合試驗設(shè)計原理以及單因素試驗結(jié)果進行響應(yīng)面優(yōu)化試驗，優(yōu)化結(jié)果見表3。同時采用Design-Expert軟件對該結(jié)果進行回歸擬合，分別得到脂肪含量、水分含量、黃度值以及模糊數(shù)學感官評分的多元回歸方程，見表4。

表4 油炸溫度和油炸時間對調(diào)理油炸掛糊肉片品質(zhì)影響的最佳擬合方程表Table 4 The optimal fitting equations for the effect of frying temperature and frying time on the quality of prepared fried pork slices

續(xù) 表

由表4可知，脂肪含量、水分含量、黃度值以及感官評分的響應(yīng)模型P<0.0001，表明這4種模型均極顯著，且失擬項的P值均>0.1，模型失擬不顯著，說明這4種方程實際擬合誤差小，可以用來反映油炸溫度和油炸時間對各因變量的影響。相關(guān)系數(shù)分別為0.9954，0.9941，0.9975，0.9927，表明脂肪含量、水分含量、黃度值以及感官評分分別有99.54%、99.41%、99.75%、99.27%來源于油炸溫度和油炸時間的變化，未控制因素對其影響較小。同時根據(jù)各回歸方程中各因素的系數(shù)可知，對于黃度值和感官評分，比起油炸時間，油炸溫度更能影響掛糊肉片的黃度值和感官評分，而對于脂肪含量和水分含量，比起油炸溫度，油炸時間更能影響掛糊肉片的脂肪含量和水分含量。且交互項AB均顯著，二次項A2、B2均顯著。

2.2.2 響應(yīng)面交互作用分析

各響應(yīng)值的兩因素響應(yīng)曲面圖和等高線圖見圖7，由響應(yīng)圖可以直觀地看出因素間交互作用對響應(yīng)值的影響。

圖7 油炸溫度和油炸時間對調(diào)理油炸掛糊肉片品質(zhì)影響的響應(yīng)面圖及等高線圖Fig.7 Response surface and contour diagrams of the effect of frying temperature and frying time on the quality of prepared fried pork slices注：a為脂肪含量；b為水分含量；c為黃度值；d為模糊數(shù)學感官評分。

由圖7中a和b可以看出響應(yīng)曲面坡度陡峭，說明油炸時間和油炸溫度的交互作用強，能顯著影響脂肪含量和水分含量的變化情況，這與表4中的方差分析結(jié)果一致。圖7中c和d則清晰地表明了隨著油炸溫度和油炸時間不斷增加，油炸掛糊肉片的黃度值呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，感官評分則呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。同時圖7中c和d響應(yīng)曲面坡度均陡峭，說明油炸時間與油炸溫度較強的交互作用可以顯著影響黃度值和模糊數(shù)學感官評分值。

2.2.3 工藝驗證與優(yōu)化試驗

根據(jù)低脂健康的要求，脂肪含量取最小值，其余響應(yīng)值均取最大值，因此通過軟件可得出模型預(yù)測最優(yōu)結(jié)果為：油炸溫度210 ℃、油炸時間115.24 s，此時調(diào)理油炸掛糊肉片的脂肪含量為19.57%，水分含量為29.75%，黃度值為27.26，模糊數(shù)學感官評分為84.29分?？紤]實際操作的可行性，調(diào)整最佳復(fù)熱工藝參數(shù)為：油溫210 ℃、油炸時間115 s。用此條件做3次驗證試驗，得到最終的調(diào)理掛糊肉片脂肪含量為(18.86±0.51)%，水分含量為(29.25±0.37)%，黃度值為26.65±1.09，模糊數(shù)學感官評分為(83.38±1.12)分，與響應(yīng)面的預(yù)測值接近，說明響應(yīng)面法預(yù)測的模型具有一定的可靠性。

3 結(jié)論

本文采用響應(yīng)面法優(yōu)化油炸掛糊肉片的復(fù)熱工藝，并利用模糊數(shù)學結(jié)合感官評價減小感官評價的人為主觀誤差，使得感官評分值更具有科學性與準確性。單因素試驗得出響應(yīng)面試驗優(yōu)化因素范圍為油炸溫度190～210 ℃，油炸時間90～150 s。響應(yīng)面優(yōu)化試驗結(jié)果得出調(diào)理油炸掛糊肉片復(fù)熱工藝最佳工藝參數(shù)為油炸時間210 ℃，油炸時間115 s，此時調(diào)理油炸掛糊肉片的脂肪含量為18.86%，水分含量為29.25%，黃度值為26.65，模糊數(shù)學感官評分為83.38分，該條件下的油炸掛糊肉片香氣濃郁、外酥里嫩、色澤金黃、低脂健康，可為低脂調(diào)理油炸掛糊食品的復(fù)熱工藝提供理論依據(jù)。