基于熵權(quán)法軟包裝紅燒牦牛酸醡肉關(guān)鍵工藝優(yōu)化

盧雪松，羅秋霞，彭毅秦，丁捷*，劉春燕，肖猛，何江紅，程利思，李奧蘭

(1.四川旅游學(xué)院 烹飪學(xué)院，成都 610100；2.四川旅游學(xué)院 食品學(xué)院，成都 610100； 3.四川旅游學(xué)院烹飪科學(xué)重點實驗室，成都 610100；4.浙江海洋大學(xué) 食品與藥學(xué)學(xué)院，浙江 舟山 316000)

紅燒菜肴[9-10]色澤誘人、香味濃郁、操作簡單、易儲藏；軟包裝罐頭[11]具有質(zhì)量輕、便于攜帶、開啟方便等優(yōu)點，在食品工業(yè)中越來越普遍[12]。因此，大量學(xué)者研究軟包裝紅燒類食品，如張微等[13]結(jié)合真空和軟包裝的方法貯藏紅燒扣肉，延長了食品保質(zhì)期，劉莉丹等[14]采用加速實驗的方法，研究不同包裝材料對紅燒肉品質(zhì)的影響，結(jié)果表明PET/A1/PA/RCPP最適合作為軟包裝紅燒肉的材料。彭錦玲[15]在軟包裝的條件下研究出了紅燒肉的最佳加工工藝配方。

信息熵[16]可以度量數(shù)據(jù)包含的信息量，還可用于在多指標評價系統(tǒng)中來確定各指標權(quán)重的數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法。首先，將每一個品質(zhì)評價指標看作一個隨機變量，然后建立待測項目和評價指標的原始數(shù)據(jù)矩陣，進行歸一化處理；其次，計算各指標的熵值；最后，得出該指標的熵權(quán)系數(shù)。各品質(zhì)評價指標變異越大、越無序，提供的信息量越多就越重要。

本次實驗以牦牛酸醡肉發(fā)酵時間、油炸時間、油炸溫度和滅菌溫度為關(guān)鍵因素，以感官評價、色差及質(zhì)構(gòu)為考察指標，通過信息熵確定各品質(zhì)指標權(quán)重，以綜合評分為響應(yīng)值，通過響應(yīng)面優(yōu)化加工工藝，為紅燒牦牛酸醡肉標準化加工提供了一定的參考價值。

1 材料與方法

1.1 材料

按照參考文獻[1]的方法自備牦牛酸醡肉；白砂糖：廣州福正東海食品有限公司；料酒、蠔油：佛山市海天調(diào)味食品有限公司；味精：上海太太樂有限公司；鹽：四川鹽業(yè)總公司；菜籽油：上海嘉里食品工業(yè)有限公司；香葉、草果、花椒、干辣椒、八角：龍泉驛區(qū)平安菜市場。

YP-N型電子天平、TMS-PRO型高精度專業(yè)食品物性分析儀、YXQ-LS-100SII立式高壓蒸汽滅菌器、DZ-300真空壓縮包裝機；DC-P3 新型全自動測色色差計 北京市興光測色儀器公司。

1.2 加工工藝

基礎(chǔ)配方：酸醡牦牛肉200 g、菜籽油100 g、姜10 g、蒜10 g、蔥10 g、啤酒330 mL、水200 mL、生抽10 g、醋10 g、雞精5 g、糖色10 g、香料包(八角2 g、香葉1 g、草果3 g、花椒2 g、干辣椒5 g)。

“你還想怎么復(fù)雜？”蘇秋琴笑道，“爛眼阿根的死跟我有啥關(guān)系？我家的玉米地不遮不攔的，誰都可以死在那兒?！?/p>

牦牛酸醡肉切塊備用→姜、蒜、蔥切配備用→油炸→煸炒→加入調(diào)味汁→加入香料包→小火熬煮→大火收汁→裝袋→滅菌→成品。

制作方法：將牦牛酸醡肉塊(1 cm3)200 g、菜籽油50 g、姜片10 g、蒜片10 g、蔥段20 g稱量備用，在鍋中加入菜籽油、姜片、蒜片加熱至180 ℃油炸2 min后將香料撈出，撈出后加入牦牛酸醡肉丁煸炒1 min，加入調(diào)味汁(啤酒330 mL、水200 mL、生抽10 g、醋10 g、雞精5 g、糖色10 g)、香料包(八角2 g、香葉1 g、草果3 g、花椒2 g、干辣椒5 g)，小火熬煮40 min后大火收干湯汁后盛出裝袋，滅菌(121 ℃，15 min)。

1.3 樣品檢測

1.3.1 質(zhì)構(gòu)測定[17-18]

使用圓柱形擠壓探頭,儀器參數(shù)設(shè)置為：測試速率60 mm/min，形變量60%，最小感應(yīng)力0.375 N，停頓2 s測定3次取平均值。

1.3.2 色差分析

使用全自動色差計對樣品的顏色變化進行測定，每個樣品測定3次，分別記錄L*、a*、c*，每組測定3次。

1.3.3 感官評價

按照參考文獻[15]的方法，略作改動。主要從色澤、滋味、口感和風(fēng)味4個方面制定料汁評分標準。由10名(男女各5人)食品專業(yè)的人員組成感官評價小組，按表1要求進行評分。

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

1.4 Box-Behnken響應(yīng)面實驗

根據(jù)Box-Behnken實驗設(shè)計原理，以紅燒牦牛酸醡肉綜合評分為響應(yīng)值，采用4因素3水平響應(yīng)曲面分析發(fā)酵時間、油炸時間、油炸溫度、滅菌時間等因素對紅燒牦牛酸醡肉加工工藝的影響，實驗因素與水平設(shè)計見表2。

表2 因素水平編碼表Table 2 The coding table of factors and levels

1.5 信息熵法確定權(quán)重系數(shù)[19-20]

原始數(shù)據(jù)矩陣歸一化，以咀嚼性、內(nèi)聚性、硬度、感官彈性、L*、a*、c*、感官評分8個評價指標建立原始評價指標矩陣，形成原始數(shù)據(jù)矩陣R=(rij)m×n，其中rij為第j個指標下第i個項目的評價值。

將原始數(shù)據(jù)矩陣(Rij)m×n轉(zhuǎn)化為概率矩陣(Pij)m×n，在信息熵公式中Pij為某個信息的概率，滿足0≤Pij≤1，因此必須先對矩陣(Rij)m×n做歸一化處理，經(jīng)處理后的矩陣可視為評價指標的概率矩陣，其中Pij表示第j個指標下第i個項目的概率。

計算指標的熵值，確定第j個指標的信息熵(Hj)。咀嚼性、內(nèi)聚性、硬度、感官彈性、L*、a*、c*、感官評分的信息熵分別為1.631，1.766，1.869，1.591，1.776，1.774，1.566，1.571。

當(dāng)Pij=0 時，考慮到lnPij無意義，因此，對Pij的計算進行修正，將其定義為：

計算指標的熵權(quán)系數(shù)(Wj)。咀嚼性、內(nèi)聚性、硬度、感官彈性、L*、a*、c*、感官評分的信息熵分別為0.114，0.138，0.157，0.107，0.140，0.140，0.102，0.103。

綜合評分(Y)的計算：Y=咀嚼性×0.114+內(nèi)聚性×0.138+硬度×0.157+感官彈性×0.107+L*×0.140+a*×0.140+c*×0.102+感官評分×0.103。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵時間對軟包裝紅燒牦牛酸醡肉品質(zhì)的影響

表3 發(fā)酵時間對軟包裝紅燒牦牛酸醡肉品質(zhì)的影響Table 3 Effect of fermentation time on the quality of soft-packaged braised sour yak meat

續(xù) 表

由表3可知，隨著發(fā)酵時間的延長，紅燒牦牛酸醡肉的咀嚼性、內(nèi)聚性、硬度、感官彈性等質(zhì)構(gòu)指標均呈先增高后降低的變化趨勢。L*亮度、a*紅度和c*彩色飽和度均呈先增高后降低的變化趨勢。感官評分和綜合評分在發(fā)酵時間為27 h時最高，顯著高出其他發(fā)酵時間點2.38%～13.16%和18.69%～53.75%。

2.2 油炸時間對軟包裝紅燒牦牛酸醡肉品質(zhì)的影響

表4 油炸時間對軟包裝紅燒牦牛酸醡肉品質(zhì)的影響Table 4 Effect of frying time on the quality of soft-packaged braised sour yak meat

由表4可知，隨著油炸時間的延長，紅燒牦牛酸醡肉的咀嚼性、硬度呈逐漸增高的趨勢，在120 s時分別達到166.23 mJ和84.54 N，相較于30 s分別高出81.85 mJ和10.14 N；感官彈性呈先增后減的趨勢，在90 s時達到最大值76.16%，高出其他樣品4.34%～40.44%。L*亮度和a*紅度在120 s達到最大值，分別為30.01和7.23，相較于30 s時高出20.86%和18.33%；c*彩色飽和度在90 s達到最大值8.42，高出其他時間點1.57%～58.57%。感官評分和綜合評分在120 s時最高，顯著高出其他發(fā)酵時間點3.40%～16.40%和14.81%～106.67%。隨著油炸時間的延長，牦牛酸醡肉的水分在高溫作用下逐步流失，蛋白質(zhì)變性導(dǎo)致空間結(jié)構(gòu)改變，使得樣品的質(zhì)構(gòu)特性發(fā)生變化，同時發(fā)生的美拉德反應(yīng)導(dǎo)致樣品的顏色逐漸改變。

2.3 油炸溫度對軟包裝紅燒牦牛酸醡肉品質(zhì)的影響

表5 油炸溫度對軟包裝紅燒牦牛酸醡肉品質(zhì)的影響Table 5 Effect of frying temperature on the quality of soft-packaged braised sour yak meat

續(xù) 表

由表5可知，隨著油炸溫度的升高，咀嚼性、硬度和感官彈性均呈現(xiàn)逐漸增高的趨勢，在180 ℃時達到最大值151.77 mJ、120.34 N和65.97%。L*、a*和c*值呈逐步增大的趨勢，在180 ℃時達到最大值23.58、7.23和8.35。感官評分和綜合評分均在180 ℃時最高，高出其他溫度樣品3.94%～14.84%和9.26%～103.44%。油炸溫度的升高會導(dǎo)致牦牛肉脫水和部分脂肪溶出，同時表面變硬，使得樣品的硬度等逐步提高；在高溫作用下牦牛肉的蛋白質(zhì)、糖類等物質(zhì)之間發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，生成物具有較深的顏色，在賦予食物特殊油炸風(fēng)味的同時，食物的顏色也會變化。

2.4 滅菌時間對軟包裝紅燒牦牛酸醡肉品質(zhì)的影響

由表6可知，隨著滅菌時間的增加，咀嚼性、硬度、感官彈性等質(zhì)構(gòu)指標分別減小10.40%、56.12%和50.39%；L*、a*、c*分別減小2.49%、42.58%、15.59%；感官評分和綜合評分分別下降7.30%和95.83%。在真空高溫環(huán)境下，滅菌時間的延長加速了調(diào)味汁和紅燒牦牛酸醡肉的融合，使得因高溫油炸脫水的肉塊水分增加，硬度等下降；同時料汁中的醬油等調(diào)味料也融入到肉塊中，使樣品的色澤加深，紅度和彩色飽和度下降，但是油脂的融入有利于亮度的提升，因此亮度整體變化不明顯。

3 紅燒牦牛酸醡肉工藝優(yōu)化實驗設(shè)計與結(jié)果

3.1 Box-Behnken 實驗設(shè)計與結(jié)果

在單因素實驗基礎(chǔ)上，以信息熵綜合評價結(jié)果為響應(yīng)值，采用響應(yīng)面實驗設(shè)計優(yōu)化其工藝[21]，結(jié)果見表7。

續(xù) 表

3.2 模型的建立與顯著性檢驗

表8 回歸方程的顯著性分析Table 8 Analysis of variance for the regression model

續(xù) 表

圖1 發(fā)酵時間和油炸時間對綜合評分影響的響應(yīng)面Fig.1 The response surface of the effect of fermentation time and frying time on the comprehensive score

由表8可知，紅燒牦牛酸醡肉的二次多項式模型為：Y=53.00-0.71A+0.95B+0.93C+0.72D-0.38AB+0.14AC+1.58AD+0.14BC+1.07BD+0.84CD-4.52A2-4.53B2-4.33C2-4.70D2?；貧w方程顯著(P<0.01)，失擬項不顯著(P=0.5127>0.05)，R2=0.941，RAdj2=0.8819，表示模型能較好地反映各因素對紅燒牦牛酸醡肉品質(zhì)綜合評分的影響。其中A2、B2、C2、D2具有極顯著性(P<0.01)， AD 具有顯著性(P<0.05)，表明各自變量與因變量之間具有一定交互作用。

3.3 最佳條件的預(yù)測及驗證實驗

采用Design-Expert 8.0.6軟件對回歸方程進行分析，得到的最優(yōu)工藝條件為：發(fā)酵時間27 h、油炸時間120 s、油炸溫度180 ℃、滅菌時間20 min。此條件下紅燒牦牛酸醡肉具有光澤度高、香氣適中、口感細膩等特點，品質(zhì)綜合評分預(yù)測值為55.08，進行5 次平行實驗，綜合評分值為55.11，與預(yù)測值相近，證實模型優(yōu)化所得工藝配方參數(shù)準確可行。

4 結(jié)論

軟包裝罐頭食品是目前市場上常見且消費者接受度較高的食品，其加工技術(shù)目前在工業(yè)化食品加工中運用相對成熟，而牦牛酸醡肉作為優(yōu)質(zhì)的食用肉制品，其產(chǎn)品種類還不夠豐富。因此，為研究適用于軟包裝紅燒牦牛酸醡肉的加工工藝，以牦牛酸醡肉發(fā)酵時間、油炸時間、油炸溫度和滅菌時間為考察因素，感官評價、色差分析及質(zhì)構(gòu)分析為食用品質(zhì)評價指標，綜合評分作為響應(yīng)值，進行響應(yīng)面優(yōu)化[22]。得出的最佳工藝條件為發(fā)酵時間27 h、油炸時間120 s、油炸溫度180 ℃、滅菌時間20 min。該研究結(jié)果可為后續(xù)軟包裝紅燒牦牛酸醡肉的規(guī)?；庸ぬ峁┮欢ǖ膮⒖?。