響應(yīng)面法優(yōu)化油炸掛糊肉片的減脂工藝

陳文卓，鄧 勇，張煒祥，戴一朋，曹 暉

（揚(yáng)州大學(xué) 旅游烹飪學(xué)院·食品科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇揚(yáng)州 225127）

油炸掛糊食品一直深受全國(guó)各地食客的喜愛(ài)，其代表菜眾多，如東北鍋包肉、松鼠桂魚(yú)、炸蠶蛹等[1-2]。掛糊是中國(guó)烹調(diào)中常用的一種技法，業(yè)界稱(chēng)之為“著衣”，即在經(jīng)過(guò)刀工處理的原料表面包裹一層糊漿。在油炸過(guò)程中，黏性糊漿受熱后會(huì)凝成一層薄膜，使原料中的水分、營(yíng)養(yǎng)成分和鮮味不致外溢，同時(shí)也起到保持原料形狀、增加菜肴美感的作用。而且以這種方式制作的菜肴具有酥脆可口、鮮嫩多汁、唇齒留香的特點(diǎn)，深受消費(fèi)者的喜愛(ài)[3]。但傳統(tǒng)掛糊菜品因需要經(jīng)過(guò)油炸，成品脂肪含量較高，長(zhǎng)期食用會(huì)造成脂肪攝入超標(biāo)，導(dǎo)致肥胖和心血管疾病等的病發(fā)率升高[4]。因此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)有效降低掛糊食品的脂肪含量并提高食品品質(zhì)這類(lèi)問(wèn)題進(jìn)行了大量研究。目前，很多研究人員專(zhuān)注于在外裹糊中添加蛋白質(zhì)或非蛋白質(zhì)親水膠體來(lái)降低油炸掛糊食品的脂肪含量[5]。DOGAN等[6]研究發(fā)現(xiàn)小麥分離蛋白、大豆分離蛋白及雞蛋蛋白均能降低油炸雞肉塊外殼的脂肪含量。MEYERS等[7]研究發(fā)現(xiàn)羥丙基甲基纖維素（Hydroxypropyl Methyl Cellulose，HPMC）之間的疏水相互作用會(huì)形成凝膠屏障，從而有效減少吸油量。而甲基纖維素（Methyl Cellulose，MC）因具有良好的成膜能力被廣泛應(yīng)用于食品等領(lǐng)域[8]。PINTHUS等[9]在研究油炸甜甜圈和沙拉三明治球時(shí)發(fā)現(xiàn)，MC較粉狀纖維素（Powdered Cellulose，PC）能更顯著地減少油的吸收量。MUKPRASIRT等[10]研究發(fā)現(xiàn)在大米與小麥混合面糊中加入MC可減少脂肪的吸收。本文在對(duì)MC研究的基礎(chǔ)上以油炸掛糊肉片為例，在面糊中添加不同濃度MC，同時(shí)優(yōu)化其油炸工藝，達(dá)到減脂的目的。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

小麥面粉，金龍魚(yú)豐益貿(mào)易私人有限公司；馬鈴薯淀粉，南京甘汁園糖業(yè)有限公司；雙效泡打粉，南京華飛口堿廠；鹽，中國(guó)鹽業(yè)股份有限公司；MC（食品級(jí)），廣州馨之味食品配料商城；豬肉，揚(yáng)州市汊河集貿(mào)市場(chǎng)；石油醚（分析純），國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；蘇果大豆油，揚(yáng)州市華潤(rùn)蘇果超市。

1.2 儀器與設(shè)備

TMS-Pro/Touch物性分析儀，北京盈盈恒家科技有限責(zé)任公司；DHG-9055A鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；SZC-C脂肪測(cè)定儀，上海纖檢儀器有限公司；BBA124S 224S分析天平，歐萊博有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 油炸掛糊肉片的制備

油炸掛糊肉片的制備工藝為豬里脊肉→解凍→切成片狀（4 cm×2.5 cm×0.5 cm）→腌制15 min→掛糊→油炸→冷卻至室溫→成品。

面糊基本組成：馬鈴薯淀粉15 g、小麥面粉10 g、泡打粉0.25 g、食鹽0.25 g和水25 g。

1.3.2 油炸掛糊肉片指標(biāo)測(cè)定

（1）脂肪含量測(cè)定。參照食品中脂肪測(cè)定的國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，利用脂肪測(cè)定儀測(cè)定掛糊肉片的脂肪 含量[11]。

（2）水分含量測(cè)定。參照食品中水分測(cè)定的國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)[12]。

1.3.3 油炸掛糊肉片感官評(píng)價(jià)

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)參考張令文等[13]的方法，見(jiàn)表1。感官評(píng)分=色澤評(píng)分×25%+外觀評(píng)分×20%+氣味評(píng)分×25%+口感評(píng)分×30%。

表1 掛糊肉片的感官品質(zhì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)表

1.3.4 油炸掛糊肉片減脂工藝單因素試驗(yàn)

（1）MC添加量對(duì)油炸掛糊肉片脂肪含量的影響。面糊中MC添加量分別選取0.4%、0.6%、0.8%、1.0%和1.2%，其他因素固定：油炸溫度180 ℃，油炸時(shí)間240 s，以確定較優(yōu)MC添加量。

（2）油炸溫度對(duì)油炸掛糊肉片脂肪含量的影響。油炸油溫依次設(shè)定為140 ℃、160 ℃、180 ℃、200 ℃ 和220 ℃，其他因素固定：油炸時(shí)間240 s，MC添加量0.8%，以確定較優(yōu)油炸溫度。

（3）油炸時(shí)間對(duì)油炸掛糊肉片脂肪含量的影響。油炸時(shí)間分別設(shè)定為120 s、180 s、240 s、300 s和360 s，其他因素固定：油炸溫度180 ℃，MC添加量0.8%，以確定較優(yōu)油炸時(shí)間。

1.3.5 油炸掛糊肉片減脂工藝響應(yīng)面試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)MC添加量、油炸時(shí)間、油炸溫度3個(gè)因素的較優(yōu)區(qū)間，以脂肪含量和感官評(píng)分為指標(biāo)進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，因素水平編碼表見(jiàn)表2。

表2 因素水平編碼表

1.3.6 數(shù)據(jù)處理

利用EXCEL軟件對(duì)單因素試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，分析不同因素對(duì)油炸掛糊肉片脂肪含量的影響趨勢(shì)，使用響應(yīng)面分析軟件Design Expert 8.0.6對(duì)單因素試驗(yàn)中得出的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)分析結(jié)果

2.1.1 MC添加量對(duì)油炸掛糊肉片脂肪含量的影響

由圖1可知，油炸掛糊肉片脂肪含量隨MC添加量的增加呈先下降后上升的趨勢(shì)，當(dāng)MC添加量為1.0%時(shí)脂肪含量最低。油炸掛糊肉片脂肪含量較高的原因?yàn)橛椭接谌馄韺?，在炸制時(shí)糊漿受熱形成外殼，同時(shí)水分逸出，于外殼形成孔隙，導(dǎo)致油脂滲入[14]。在掛糊肉片糊漿中添加適量MC可有效提高糊漿稠度，從而提高糊漿持水性，降低脂肪含量。當(dāng)MC添加量為1.2%時(shí)脂肪含量升高，原因可能為MC濃度高使糊漿過(guò)于黏稠，掛糊率提高但不均勻；或厚重外膜在高溫?zé)嵊椭挟a(chǎn)生的氣泡破裂，導(dǎo)致外膜完整性變差，油脂經(jīng)破裂孔隙進(jìn)入外殼內(nèi)部[15]。因此，選擇響應(yīng)面試驗(yàn)的MC添加量為0.8%、1.0%、1.2%。

圖1 MC添加量對(duì)肉片脂肪含量的影響

2.1.2 油炸溫度對(duì)油炸掛糊肉片脂肪含量的影響

由圖2可知，油炸掛糊肉片脂肪含量隨著油炸溫度的升高呈先上升后下降的趨勢(shì)，當(dāng)油炸溫度為180 ℃時(shí)脂肪含量最高。炸制初期脂肪含量隨油溫升高而增加，而油溫大于180 ℃時(shí)脂肪含量呈下降趨勢(shì)，其原因可能為溫度過(guò)高，掛糊肉片表面水分揮發(fā)過(guò)快而炸焦，形成堅(jiān)硬外殼且內(nèi)部孔隙減少，油脂滲入量減少[16]。220 ℃油溫炸制肉片有明顯焦糊味，口感差并伴有苦味，140 ℃油溫炸制肉片未完全成熟，不宜作為試驗(yàn)條件。因此，選擇響應(yīng)面試驗(yàn)的油炸溫度為160 ℃、180 ℃、200 ℃。

圖2 油炸溫度對(duì)掛糊肉片脂肪含量的影響

2.1.3 油炸時(shí)間對(duì)油炸掛糊肉片脂肪含量的影響

由圖3可知，油炸掛糊肉片脂肪含量隨著油炸時(shí)間加長(zhǎng)呈不斷升高趨勢(shì)。隨油炸時(shí)間的延長(zhǎng)，掛糊肉片內(nèi)水分蒸發(fā)，于外殼形成空隙使油脂滲入造成脂肪含量升高[17]。油炸時(shí)間120 s的掛糊肉片外殼呈白色且有明顯肉腥味，肉片未成熟；油炸時(shí)間360 s 的掛糊肉片外殼呈焦黃色且肉質(zhì)較柴，不宜作為試驗(yàn)條件。綜上，選擇響應(yīng)面試驗(yàn)的油炸時(shí)間為180 s、240 s、300 s。

圖3 油炸時(shí)間對(duì)掛糊肉片脂肪含量的影響

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)分析

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

利用Design Expert 8.0.6軟件中的BOX-Behnken試驗(yàn)方法對(duì)單因素試驗(yàn)中得出的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行分析，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

表3 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果

2.2.2 脂肪含量回歸方程及方差分析結(jié)果

（1）脂肪含量回歸方程的確定。設(shè)產(chǎn)品脂肪含量為Y2，油炸溫度為A，油炸時(shí)間為B，MC添加量為C，則函數(shù)關(guān)系式為Y2=22.49+2.24A+6.78B-2.19C+ 0.59AB+0.37AC-3.20BC+0.66A2-0.095B2+0.76C2。

（2）脂肪含量回歸方程的方差分析結(jié)果。由表4可知，回歸模型P＜0.0001，表明該模型擬合程度顯著，失擬項(xiàng)P＞0.05，模型失擬不顯著，與試驗(yàn)值誤差較小。模型決定系數(shù)R2與校正決定系數(shù)R2Adj的差值為0.0129＜0.2，變異系數(shù)（CV）=3.65%＜10%， 表明該模型準(zhǔn)確程度高、可信度高，因此可用該模型探究油炸掛糊肉片的優(yōu)化工藝。

表4 回歸模型的方差分析結(jié)果（脂肪含量）

由F值可知，3個(gè)因素對(duì)油炸掛糊肉片脂肪含量的顯著性順序?yàn)锽＞A＞C。此外，油炸溫度、油炸時(shí)間、MC添加量3個(gè)因素對(duì)感官評(píng)價(jià)的影響顯著，油炸溫度和油炸時(shí)間、油炸溫度與MC添加量交互作用影響不顯著，油炸時(shí)間與MC添加量交互作用影響顯著[18]。

（3）油炸掛糊肉片脂肪含量的各因素交互作用分析。由圖4可知，油炸溫度與油炸時(shí)間交互作用不顯著，油炸時(shí)間方向的高度差大于油炸溫度方向的高度差，表明油炸時(shí)間比油炸溫度的影響更大。油炸溫度與MC添加量間交互作用不顯著，油炸溫度方向的高度差大于MC添加量方向的高度差，表明油炸溫度比MC添加量的影響更大。油炸時(shí)間與MC添加量間交互作用顯著，油炸時(shí)間方向的高度差大于MC添加量方向的高度差，表明油炸時(shí)間比MC添加量的影響更顯著。因此，就降低油炸掛糊肉片脂肪含量的顯著性影響而言，油炸時(shí)間（B）＞油炸溫度（A）＞MC添加量（C），結(jié)果與極差分析結(jié)果一致。

圖4 因素交互作用對(duì)脂肪含量的響應(yīng)面圖

2.2.3 感官評(píng)分回歸方程的確定以及其方差分析結(jié)果

（1）感官評(píng)分回歸方程的確定。設(shè)感官評(píng)價(jià)為Y1，油炸溫度為A，油炸時(shí)間為B，MC添加量為C，則函數(shù)關(guān)系式為Y1=81.17+12.19A+6.64B-2.08C+2.3AB-4.26AC+1.21BC-8.19A2-10.75B2-4.97C2。

（2）感官評(píng)分回歸方程的方差分析結(jié)果。由表5可知，回歸模型P=0.0001，表明該模型擬合程度具有顯著性，失擬項(xiàng)P＞0.05，模型失擬不顯著。模型決定系數(shù)R2和校正決定系數(shù)R2Adj差值為0.0351＜0.2，變異系數(shù)（CV）=4.65%＜10%，表明該模型準(zhǔn)確程度高、可信度高，因此可用該模型對(duì)油炸掛糊肉片的優(yōu)化工藝進(jìn)行分析。

表5 回歸模型的方差分析結(jié)果（感官評(píng)分）

由F值可知，3個(gè)因素對(duì)感官評(píng)分的顯著性影響順序?yàn)锳＞B＞C。油炸溫度、油炸時(shí)間對(duì)感官評(píng)價(jià)的影響顯著，MC添加量對(duì)感官評(píng)價(jià)的影響不顯著。油炸時(shí)間與MC添加量的交互作用不顯著，油炸溫度與油炸時(shí)間、油炸溫度與MC添加量的交互作用影響顯著[18]。

（3）掛糊肉片感官評(píng)分的各因素交互作用分析。由圖5可知，油炸時(shí)間與MC添加量間交互作用不顯著，油炸時(shí)間方向的高度差大于MC添加量方向的高度差，說(shuō)明油炸時(shí)間對(duì)感官評(píng)分的影響較大。MC添加量與油炸溫度間交互作用顯著，油炸溫度方向的高度差大于MC添加量方向的高度差，表明油炸溫度比MC添加量的影響更顯著。油炸時(shí)間與油炸溫度間交互作用顯著，油炸溫度方向的高度差大于油炸時(shí)間方向的高度差，表明油炸溫度比油炸時(shí)間的影響更顯著。因此，就提高油炸掛糊肉片感官評(píng)分的顯著性影響而言，油炸溫度（A）＞油炸時(shí)間（B）＞MC添加量（C），結(jié)果與極差分析結(jié)果一致。

圖5 因素交互作用對(duì)感官評(píng)價(jià)影響的響應(yīng)面圖

2.3 最佳工藝的確定及驗(yàn)證

通過(guò)Design Expert 8.0.6軟件分析得到最佳工藝為油炸溫度189.59 ℃、油炸時(shí)間209.79 s、MC添加量0.93%，此條件下感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)為79.56分，脂肪含量為18.96%。選取油炸溫度190 ℃，油炸時(shí)間210 s，MC添加量0.95%進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。結(jié)果表明，在此條件下油炸掛糊肉片感官評(píng)分為80.12分，與模擬預(yù)測(cè)值的誤差為0.56分，含油量為19.09%，與模擬預(yù)測(cè)值的誤差為0.13%。誤差值小于1，由此驗(yàn)證了模擬預(yù)測(cè)值的準(zhǔn)確性較高[15]。

3 結(jié)論

本文探討了MC添加量、油炸溫度和油炸時(shí)間對(duì)油炸掛糊肉片脂肪含量的影響，應(yīng)用響應(yīng)面優(yōu)化法得到油炸掛糊肉片的最佳工藝，其參數(shù)為油炸溫度190 ℃、油炸時(shí)間210 s、MC添加量0.95%，此條件下掛糊肉片脂肪含量為19.09%，感官評(píng)分為80.12分。該條件下的掛糊肉片仍保留了傳統(tǒng)工藝制得產(chǎn)品色澤金黃、香氣濃厚、酥脆適口和滋味咸鮮的特點(diǎn)，但較傳統(tǒng)工藝更低脂、健康。