響應(yīng)面法優(yōu)化扒雞一步法熟制工藝研究

郭文娟 李 瓊 賈 欣 王勇亮

山西省食品研究所(有限公司) 山西太原 030024

熟肉制品在歷史悠久、品類繁多、色澤誘人、風(fēng)味各異、口感較好，備受國人青睞，消費群體穩(wěn)定，同時也受到國外友人的喜愛，發(fā)展前景廣闊。但相比國外熟肉制品加工，國內(nèi)一直沿用傳統(tǒng)工藝，先老湯鹵煮、后烘烤或干燥等，加工過程時間長，制作步驟多，出品率低，能耗大[1]。想要使中國的傳統(tǒng)熟肉制品發(fā)揚光大、走出國門、走向世界，就必須吸取傳統(tǒng)工藝中的精華，并借鑒西式肉制品加工的理念和結(jié)合現(xiàn)代智能設(shè)備研制，使產(chǎn)品的加工可以量化、簡化、標準化操作。因此，本文通過一步法熟制工藝(蒸煮、烤制熱加工工序在同一設(shè)備內(nèi)完成)，提高了熟肉制品出品率、簡化了工藝步驟、縮短了加工時間，在滿足消費者感官要求的同時具有較高的安全性，可以有效避免由傳統(tǒng)鹵湯反復(fù)蒸煮帶來的有害物質(zhì)富集、微生物超標、口感不一致等問題。

本試驗以冷凍三黃雞為原料，采用單因素試驗和響應(yīng)面優(yōu)化試驗，研究蒸制時間、烤制溫度、烤制時間對扒雞感官評價的影響，并對工藝進行優(yōu)化，確定其最佳工藝參數(shù)，分析了產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)指標，為熟肉制品實現(xiàn)標準化、規(guī)?；⒐I(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

冷凍三黃雞、香辛料、調(diào)味料等，均購自本地商場與超市。

1.2 設(shè)備和儀器

電子天平，PR224ZH/E，奧豪斯儀器(常州)有限公司；

電磁爐，C12103，美的公司；

冰箱，BCD-216WMPT，青島海爾股份有限公司；

電蒸熏爐，QZX-120，沈陽東方機械廠；

真空包裝機，DZ500，浙江葆春包裝機械有限公司；

質(zhì)構(gòu)儀，TA-XT2i，上海保圣儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程及操作要點

香辛料和調(diào)味料

↓

冷凍三黃雞→解凍→修整→腌制→整形→一步法熟制→冷卻→包裝。

1.3.1.1 解凍

檢查原料質(zhì)量符合標準后，再用流動的冷水解凍。

1.3.1.2 修整

解凍好的原料肉去除殘留羽根、腔膜、血污、淋巴、臟物等，按工藝要求修整。

1.3.1.3 腌制

根據(jù)不同原料，準確稱取和配制相應(yīng)的香辛料和調(diào)味料。先將香辛料按照一定比例稱量好，粉碎后裝入料包，加水熬制50min，加入事先稱好的調(diào)味料，繼續(xù)熬制10min，待腌制液冷卻后，將原料肉和腌制液投入腌制槽內(nèi)在4℃下腌制48h。

1.3.1.4 整形

將雞雙腿盤起，雙爪插入腹部，兩翅收攏。

1.3.1.5 一步法熟制

將腌制整形后的原料置于專用設(shè)備架上，設(shè)置工藝參數(shù)后進行一步法熟制。

1.3.1.6 冷卻

熟制結(jié)束后，將扒雞產(chǎn)品置于冷卻間中，冷卻至室溫(20～25℃)。

1.3.1.7 包裝

將冷卻后的扒雞產(chǎn)品真空包裝，置于冷藏間中儲存(4℃)。

1.3.2 質(zhì)構(gòu)分析

將雞胸肉切成2.0cm×2.0cm×2.0cm的大小置于操作臺，采用TA-XT2i型質(zhì)構(gòu)儀對扒雞質(zhì)構(gòu)特性進行測定。具體參數(shù)為：測試速度1mm/s，形變量40%，測后速度5mm/s，初始壓力值0.5N，探頭型號TA44[2]。

2 單因素及正交試驗設(shè)計

2.1 單因素試驗設(shè)計

香辛料配比1.5%、食用鹽添加量2.0%、腌制液比例45%、腌制時間48h、蒸制溫度95℃的基本條件下，保持其他條件不變，蒸制時間20、25、30、35min，烤制溫度125、130、135、140℃，烤制時間15、20、25、30min，進行單因素試驗，以感官評分為指標，進行單因素試驗，每個試驗重復(fù)3次[3]。

2.2 響應(yīng)面試驗設(shè)計

在單因素試驗設(shè)計的基礎(chǔ)上，選取蒸制時間(A)、烤制溫度(B)、烤制時間(C)為試驗因子，以感官評分為評價指標，Design-Expert 7進行響應(yīng)面試驗設(shè)計，試驗各因素水平見表1[3]。

表1 響應(yīng)曲面設(shè)計試驗因素水平和編碼

2.3 指標測定

2.3.1 感官質(zhì)量評價標準

從口感、滋味、氣味、色澤、組織狀態(tài)、殘留肉味，6個方面對產(chǎn)品進行評價，其感官質(zhì)量評分標準如表2所示。

表2 感官評定標準[4]

2.4 單因素試驗結(jié)果

2.4.1 蒸制時間對感官評分的影響

蒸制時間對感官評分的影響見圖1。

圖1 蒸制時間對感官評分的影響

蒸制熟化使得產(chǎn)品蛋白質(zhì)發(fā)生熱變性凝固，肉的保水性、可溶性蛋白及酸堿性基團等均發(fā)生不同程度變化，隨著時間的延長，產(chǎn)品感官評分呈先升高后降低的趨勢，過長時，蒸制程度過大，后期經(jīng)過烤制工藝后，產(chǎn)品口感過于軟爛(如圖1所示)，綜合考慮選擇25min比較合適[4]。

2.4.2 烤制溫度對感官評分的影響

烤制溫度對感官評分的影響見圖2。

圖2 烤制溫度對感官評分的影響

烘烤使產(chǎn)品表面發(fā)生美拉德反應(yīng)，快速脫水后形成鎖水層，防止產(chǎn)品內(nèi)部水分和蛋白質(zhì)損失，既可以增加色澤、提升風(fēng)味，又可以提高出品率。溫度過高，產(chǎn)品部分表面會產(chǎn)生脫水、焦糊問題。綜合考慮選擇烘烤溫度135℃較適宜(見圖2)。

2.4.3 烤制時間對感官評分的影響

烤制時間對感官評分的影響見圖3。

圖3 烤制時間對感官評分的影響

烤制時間選擇通常需要考慮烤制溫度因素(如圖3所示)。時間過短，烤制不完全，色澤不均勻，焦香氣不足；時間過長，肌纖維收縮，持水性下降，組織狀態(tài)愈加緊密，質(zhì)構(gòu)硬化。綜合考慮選擇20min比較合適。

2.5 響應(yīng)面試驗設(shè)計結(jié)果及模型的建立

以蒸制時間(A)、烤制溫度(B)、烤制時間(C)為3個因素，做三因素三水平的Box-Behnken響應(yīng)面分析試驗，試驗設(shè)計及結(jié)果見表3、表4。

表3 響應(yīng)曲面試驗設(shè)計及感官評分

2.5.1 回歸方程擬合及方差分析

對所得數(shù)據(jù)進行回歸分析，結(jié)果見表4，對各因素擬合后得到的回歸方程公式(1)：

Y=90.00-0.5A-1.75B-0.75C+5.00AB-3.50AC-1.50BC-4.50A2-13.50B2-10.50C2

(1)

由表4可知，因素AB、AC、BC、A2、B2、C2(p<0.01)對試驗有極顯著影響，模型回歸擬合方程顯著，說明該模型與實際試驗擬合良好，試驗方案可靠。失擬項不顯著(p>0.05)，說明所得方程與實際擬合中非正常誤差所占比例較小，可用于試驗結(jié)果分析?？疾旄髟囼炓蛩貙Ξa(chǎn)品感官評價的影響顯著性，得到試驗因素對感官評價影響大小順序為：烤制溫度>烤制時間>蒸制時間。

表4 回歸模型及方差分析

2.5.2 響應(yīng)曲面圖分析

響應(yīng)面是優(yōu)化存在多因素影響試驗條件的尋優(yōu)方法，并畫出響應(yīng)值與因素變量構(gòu)成的響應(yīng)面圖和等高線圖，較直觀的分析和解釋各個變量和變量之間對響應(yīng)值的影響，結(jié)果如圖4至圖6所示，AB、AC、BC的交互作用對試驗有極顯著的影響。

圖4 Y=f(A,B)的響應(yīng)面圖分析

圖5 Y=f(B,C)的響應(yīng)面圖分析

圖6 Y=f(A,C)的響應(yīng)面圖分析

響應(yīng)面圖中曲面的陡峭程度可以表明變量對感官評分的影響程度。坡度較陡表明影響較大，反之則較小。通過對感官評分進行響應(yīng)面分析結(jié)果顯示存在最大值，最佳加工工藝參數(shù)為蒸制時間24.1min、烤制溫度134.6℃、烤制時間19.6min，該加工條件下產(chǎn)品綜合感官評分理論上為90.1。

2.6 驗證試驗

通過響應(yīng)面分析確定最佳工藝條件后，考慮到實際加工過程中的可操作性和實用性，將所得工藝條件設(shè)定為：蒸制時間24min，烤制溫度135℃，烤制時間20min，并此條件下進行了3次試驗，試驗后產(chǎn)品感官評分平均值為88，與預(yù)測結(jié)果誤差相差0.2，測定結(jié)果穩(wěn)定，試驗結(jié)果可靠，具有實用價值和指導(dǎo)意義。

2.7 質(zhì)構(gòu)特性分析

傳統(tǒng)工藝加工的扒雞先經(jīng)過油炸，后經(jīng)過老湯反復(fù)鹵煮，產(chǎn)品內(nèi)肌肉纖維收縮較多，水分及蛋白質(zhì)易流失。研究表明，隨著蒸制時間的延長，雞肉的蒸煮損失、蛋白質(zhì)含量、剪切力、肌纖維直徑和呈味物質(zhì)含量呈下降趨勢；隨著烘烤時間的延長，雞肉的咀嚼性、總蛋白含量和鹽溶性蛋白含量都顯著上升[5]。因此結(jié)合質(zhì)構(gòu)的指標，對終產(chǎn)品進行質(zhì)構(gòu)分析，更直觀地分析一步法扒雞品質(zhì)質(zhì)量。

質(zhì)構(gòu)測定結(jié)果如表5所示。

表5 一步法扒雞質(zhì)構(gòu)指標

一步法扒雞剪切力值和咀嚼感適中，剪切力值是反映肉的嫩度最常用的指標之一。綜合考慮質(zhì)構(gòu)與感官評定的結(jié)果，可知一步法扒雞口感好，易受到廣大消費群眾的認可[6,7]。

3 結(jié)論

本試驗在單因素的基礎(chǔ)上，以感官評分為判定指標，采用Box-Behnken響應(yīng)面法確定一步法扒雞最佳工藝條件為：蒸制時間24min，烤制溫度135℃、烤制時間20min。在此工藝條件下，得到的感官評分為88分，與理論值相接近，表明該工藝確定的參數(shù)優(yōu)化合理，可直接用于實際生產(chǎn)。采用本研究優(yōu)化的工藝參數(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品具有較高的出品率，達80%，對企業(yè)生產(chǎn)有著重要的實際參考價值。

近年來，由于疫情影響，熟肉制品行業(yè)迎來了巨大的挑戰(zhàn)，尤其是規(guī)模小、工藝落后的生產(chǎn)企業(yè)逐漸被淘汰，市場集中度逐步提高。大型知名企業(yè)依靠標準化的現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)、智能化成套設(shè)備，逐漸凸顯出市場的競爭優(yōu)勢，市場占有率逐漸提高，在生產(chǎn)規(guī)模、工藝技術(shù)、研發(fā)創(chuàng)新、產(chǎn)品營銷、品牌建設(shè)等方面具有更大的競爭優(yōu)勢，引領(lǐng)著行業(yè)的發(fā)展方向[8]。中國熟肉制品加工工藝一直沿用傳統(tǒng)方法，主要特點有：反復(fù)利用老湯腌制和鹵煮，高溫油炸、燒烤和煙熏等，工藝步驟對設(shè)備要求不高，也可以保證獨特風(fēng)味。不足之處就是操作復(fù)雜，憑經(jīng)驗把控加工程度、產(chǎn)品風(fēng)味不穩(wěn)定，微生物指標不易控制，有害物質(zhì)易聚集，保質(zhì)期短，品質(zhì)差異大，能耗高，嚴重阻礙了熟肉制品工藝的發(fā)展。因此，促進工藝技術(shù)改進、設(shè)備改造創(chuàng)新與傳統(tǒng)加工方式的結(jié)合迫在眉睫。

本研究采用一步法熟制工藝，將蒸煮、烤制熱加工工序在同一設(shè)備內(nèi)完成，將設(shè)備在原有基礎(chǔ)上進行改造升級和創(chuàng)新，可以減少工藝環(huán)節(jié)，縮短工藝時間，減少能源的消耗，降低碳排放，降低生產(chǎn)用水的排放量，實現(xiàn)低碳綠色環(huán)保生產(chǎn)。不僅可用于禽類產(chǎn)品，其他熟肉制品同樣可以適用。同傳統(tǒng)的蒸煮、湯鹵、烘烤干燥工藝比較，該方法生產(chǎn)成本低，效率高，可實現(xiàn)風(fēng)味調(diào)味的工業(yè)化調(diào)控及標準化生產(chǎn)，可替代部分傳統(tǒng)工藝，提高原輔材料的利用率，降低設(shè)備投資和能源消耗，減少勞動強度，實現(xiàn)低排放，是一種綠色、高效、低能耗的肉制品加工方法。利用改造后的專有設(shè)備，可以實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，從而提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)了現(xiàn)代化工藝技術(shù)與傳統(tǒng)工藝的有機結(jié)合。