響應(yīng)面法優(yōu)化草魚魚丸復(fù)合抗凍劑的研究

韓冰,姜曉涵,徐英楠,韓雪,遇世友,夏昆源,張根生

(哈爾濱商業(yè)大學(xué) 食品工程學(xué)院,哈爾濱 150028)

草魚是我國(guó)重要的養(yǎng)殖淡水魚,年產(chǎn)量居我國(guó)“四大家魚”之首,2021年其總產(chǎn)量高達(dá)575.51萬噸,占淡水魚養(yǎng)殖產(chǎn)量的21.80%[1]。我國(guó)淡水魚消費(fèi)多采用“鮮活銷售”和“家庭烹飪”相結(jié)合的方式,淡水魚的深加工比例較低,而魚糜制品具有高蛋白質(zhì)、低脂肪和低膽固醇等優(yōu)點(diǎn)[2],所以魚糜制品的開發(fā)成為近年來研究的熱點(diǎn)[3],而魚丸、魚豆腐、魚糕和魚腸等魚糜制品已成為當(dāng)前深受歡迎的速凍調(diào)理食品。速凍魚丸在生產(chǎn)、運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中由于溫度波動(dòng)的影響,冰晶逐漸增多,品質(zhì)快速下降[4-5],因此提升魚丸凍融穩(wěn)定性受到廣泛關(guān)注。

目前主要從兩方面進(jìn)行速凍食品凍融穩(wěn)定性的提高,一方面是控制冰晶的形成,另一方面是抑制肌原纖維蛋白氧化變性。其中,抑制肌原纖維蛋白氧化變性主要利用抗凍劑來完成[6]。傳統(tǒng)的商業(yè)抗凍劑常采用4%的蔗糖與4%的山梨糖醇混合后使用,抗凍效果較好,但蔗糖與目前人們追求的“低甜和低熱”的消費(fèi)趨勢(shì)不符,不適于糖尿病患者食用;多聚磷酸鹽的攝入存在加重高血壓或慢性腎病的風(fēng)險(xiǎn)[7-8]。因此,對(duì)抗凍效果好且符合消費(fèi)趨勢(shì)的抗凍劑的研究尤為重要。

實(shí)驗(yàn)表明,抗凍劑對(duì)反復(fù)凍融期間的魚丸的品質(zhì)具有顯著影響[9]。鑒于此,本研究首先以草魚魚糜為原料,添加不同含量的海藻糖、VE和蔗糖脂肪酸酯,研究其對(duì)魚丸凝膠特性和感官評(píng)價(jià)的影響,反映抗凍劑對(duì)魚丸品質(zhì)的影響情況,最終通過響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)確定最佳配方。本研究為魚丸復(fù)合抗凍劑的開發(fā)與發(fā)展提供了參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

草魚:哈爾濱前進(jìn)大市場(chǎng);食鹽、味精、白砂糖、蒜粉、白胡椒粉、雞蛋、白酒、馬鈴薯淀粉、大豆分離蛋白、大豆油、海藻糖、VE、蔗糖脂肪酸酯、山梨糖醇等:市售;硫代巴比妥酸、氧化鎂:天津市富宇精細(xì)化工有限公司;丙二醛、1,1,3,3-四乙氧基丙烷:德州潤(rùn)昕實(shí)驗(yàn)儀器有限公司;鹽酸、三氯乙酸、甲基紅、溴甲酚綠、乙二胺四乙酸:蘇州瑞測(cè)檢測(cè)技術(shù)服務(wù)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

HH-4型數(shù)顯恒溫水浴鍋 金壇市富華儀器有限公司;LA8080全自動(dòng)凱氏定氮儀 日本株式會(huì)社日立高新技術(shù)科學(xué)那柯事業(yè)所;BR4I離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠;722型可見分光光度計(jì) 上海元析儀器有限公司;ALC-2100.2型電子天平 賽多利斯科學(xué)儀器有限公司;CS-800型色差儀 杭州彩譜科技有限公司;C21-SK805型電磁爐 美的生活電器制造有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 草魚魚糜的制備

原料魚→前處理→采肉→漂洗→精濾→脫水→擂潰→成型→凝膠→熟化→冷卻→成品。

1.3.2 持水率的測(cè)定

采用Campbell等[10]的方法測(cè)定魚丸凝膠的持水率并稍作修改。準(zhǔn)確稱取質(zhì)量為m(3.00 g)的魚丸,平攤在兩層濾紙上包裹好,置于50 mL離心管中,在10 000 r/min下離心15 min,離心后取出稱重,質(zhì)量記為m1,每組樣品測(cè)定3次,取平均值,通過下式計(jì)算持水率:

(1)

式中:m為離心前樣品質(zhì)量(g);m1為離心后樣品質(zhì)量(g)。

1.3.3 TBARS值的測(cè)定

參照GB 5009.181-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中丙二醛的測(cè)定》中的分光光度法并稍作修改。首先稱取魚丸5.00 g,加入50 mL三氯乙酸混合液,在50 ℃下勻漿30 min后冷卻至室溫,過濾棄沉淀,然后在上清液中加入5 mL 0.02 mol/L硫代巴比妥酸溶液,混勻,90 ℃反應(yīng)30 min后冷卻,最后在532 nm處測(cè)定樣品溶液的吸光度值,丙二醛含量由1,1,3,3-四乙氧基丙烷標(biāo)準(zhǔn)曲線確定,吸光度值(y)對(duì)TBARS值(x)的標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=0.802 9x+0.053 5,TBARS值的計(jì)算公式為:

(2)

1.3.4 揮發(fā)性鹽基氮含量的測(cè)定

參照GB 5009.228-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中揮發(fā)性鹽基氮的測(cè)定》中的凱氏定氮法。

1.3.5 低場(chǎng)核磁共振的測(cè)定

參考Jiao等[11]的方法并稍加修改。首先將魚丸在室溫下恒溫30 min,然后切取約2 g樣品放入核磁管中,最后采用Carr-Purcell-Meiboom-Gill(CPMG)脈沖序列進(jìn)行自旋-自旋弛豫時(shí)間T2、T2峰比例的測(cè)定。

1.3.6 感官品質(zhì)的評(píng)定

感官評(píng)價(jià)由受過專業(yè)培訓(xùn)的感官評(píng)定小組(10人)根據(jù)表1對(duì)魚丸的感官品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)定。將魚丸切成1 cm左右的薄片,通過品嘗來評(píng)價(jià)魚丸反復(fù)凍融后的風(fēng)味、色澤、形態(tài)和質(zhì)地,計(jì)算感官評(píng)價(jià)得分。

表1 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation criteria

1.3.7 單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.7.1 海藻糖添加量對(duì)魚丸品質(zhì)的影響

以魚糜質(zhì)量為基準(zhǔn),分別添加淀粉15%、蛋清10%、大豆油5%、白砂糖5%、白酒4%、蒜粉1%、味精0.3%、白胡椒粉0.2%、水12%、食鹽2.5%和大豆分離蛋白4%,考察海藻糖添加量(0%、2%、4%、6%、8%)對(duì)魚丸持水率、TBARS值、揮發(fā)性鹽基氮、水分遷移和感官評(píng)分的影響。

1.3.7.2 VE添加量對(duì)魚丸品質(zhì)的影響

以魚糜質(zhì)量為基準(zhǔn),分別添加淀粉15%、蛋清10%、大豆油5%、白砂糖5%、白酒4%、蒜粉1%、味精0.3%、白胡椒粉0.2%、水12%、食鹽2.5%和大豆分離蛋白4%,考察VE添加量(0%、0.05%、0.1%、0.15%、0.2%)對(duì)魚丸持水率、TBARS值、揮發(fā)性鹽基氮、水分遷移和感官評(píng)分的影響。

1.3.7.3 蔗糖脂肪酸酯添加量對(duì)魚丸品質(zhì)的影響

以魚糜質(zhì)量為基準(zhǔn),分別添加淀粉15%、蛋清10%、大豆油5%、白砂糖5%、白酒4%、蒜粉1%、味精0.3%、白胡椒粉0.2%、水12%、食鹽2.5%和大豆分離蛋白4%,考察蔗糖脂肪酸酯添加量(0%、0.06%、0.09%、0.12%、0.15%)對(duì)魚丸持水率、TBARS值、揮發(fā)性鹽基氮、水分遷移和感官評(píng)分的影響。

1.4 復(fù)合抗凍劑的響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,選取海藻糖添加量(A)、VE添加量(B)和蔗糖脂肪酸酯添加量(C)3個(gè)因素的3個(gè)水平,以持水率(Y1)和不易流動(dòng)水占比(Y2)作為復(fù)合抗凍劑最優(yōu)配方的響應(yīng)值進(jìn)一步設(shè)計(jì)響應(yīng)面實(shí)驗(yàn),復(fù)合抗凍劑響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)因素水平見表2。

表2 復(fù)合抗凍劑響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)因素水平Table 2 Factors and levels of response surface experiment of compound cryoprotectant

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次,最后的結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,數(shù)據(jù)采用SPSS 24.0進(jìn)行方差和顯著性分析,P<0.05為差異顯著;采用Origin 2021軟件進(jìn)行繪圖,采用Design-Expert V8.0.6統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

在冷凍的條件下,細(xì)菌的氧化代謝及酶活性會(huì)受到一定程度的抑制[12]。但是隨著凍藏時(shí)間的延長(zhǎng),魚肉在內(nèi)源酶和細(xì)菌代謝酶等物質(zhì)的作用下,蛋白結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化,導(dǎo)致魚肉的持水率下降、品質(zhì)變差和機(jī)械性損傷等問題[13-16]。因此,通過對(duì)魚丸進(jìn)行持水率、TBARS值、TVB-N值、水分分布和感官評(píng)價(jià)的檢測(cè)來反映不同物質(zhì)對(duì)凍融循環(huán)魚丸品質(zhì)的影響。

2.1 海藻糖添加量對(duì)凍融循環(huán)魚丸品質(zhì)及水分遷移的影響

2.1.1 海藻糖添加量對(duì)凍融循環(huán)魚丸品質(zhì)的影響

海藻糖對(duì)細(xì)胞和生物體的活力具有保護(hù)作用,被稱為“生命之糖”[17]。近年來,海藻糖作為天然抗凍保護(hù)劑逐漸應(yīng)用于冷凍食品品質(zhì)改善的研究。海藻糖添加量對(duì)魚丸的持水率、TBARS值和揮發(fā)性鹽基氮的影響見圖1。

圖1 海藻糖添加量對(duì)魚丸持水率、TBARS值、揮發(fā)性鹽基氮的影響Fig.1 Effect of trehalose addition amount on the water holding rate, TBARS value and volatile basic nitrogen of fish balls注:不同字母表示差異顯著(P<0.05),下圖同。

由圖1可知,魚丸的持水率隨著凍融次數(shù)的增加呈現(xiàn)持續(xù)降低的趨勢(shì),TBARS值和揮發(fā)性鹽基氮值則呈現(xiàn)持續(xù)升高的趨勢(shì)。反復(fù)凍融3次后,添加4%海藻糖魚丸的持水率為86.27%,明顯優(yōu)于海藻糖添加量0%、2%、6%、8%的實(shí)驗(yàn)組(P<0.05)。與此同時(shí),TBARS值和揮發(fā)性鹽基氮值分別升至0.304 mg/kg和15.096 mg/100 g,明顯低于0%、2%、6%、8%海藻糖實(shí)驗(yàn)組(P<0.05)。這可能是由于海藻糖的添加使魚丸組織的電解質(zhì)含量降低,通過改變蛋白分子中的結(jié)合水狀態(tài),抑制蛋白的變性,進(jìn)而減少了冰晶的生成[18]。海藻糖添加量過高可能會(huì)促使魚丸的細(xì)胞膜及細(xì)胞器破裂,蛋白質(zhì)劣變加速,血紅素鐵的釋放加快[19],從而持水率降低速率加快,脂肪氧化速度和微生物的生長(zhǎng)速度加快,品質(zhì)逐漸下降,這與余璐涵等[20]的研究結(jié)果一致。

海藻糖添加量對(duì)魚丸感官評(píng)分的影響見圖2。

圖2 海藻糖添加量對(duì)魚丸3次凍融后感官評(píng)分的影響Fig.2 Effect of trehalose addition amount on the sensory score of fish balls after repeated freeze-thaw for three times

由圖2可知,添加4%海藻糖的魚丸經(jīng)過3次凍融后,品質(zhì)明顯高于海藻糖添加量為0%、2%、6%、8%的實(shí)驗(yàn)組,這可能是由于添加適量的海藻糖可以抑制冰晶的生成和脂肪氧化,提升了凍融后魚丸的感官品質(zhì)。

2.1.2 海藻糖添加量對(duì)凍融循環(huán)魚丸水分遷移的影響

不易流動(dòng)水與肉類持水率密切相關(guān)[21],是本實(shí)驗(yàn)中最主要的研究對(duì)象,海藻糖添加量對(duì)魚丸水分遷移的影響見圖3。

圖3 海藻糖添加量對(duì)3次凍融魚丸水分遷移的影響Fig.3 Effect of trehalose addition amount on the water migration of fish balls after repeated freeze-thaw for three times

由圖3可知,添加不同含量海藻糖的魚丸中有4個(gè)峰,分別對(duì)應(yīng)的橫向弛豫時(shí)間為T21、T22、T23和T24,合并為3種狀態(tài)的水,分別為結(jié)合水(0.1～10 ms)、不易流動(dòng)水(10～100 ms)和自由水(100～1 000 ms)。PT21和PT22代表結(jié)合水,PT23代表不易流動(dòng)水,PT24代表自由水。由圖3可知,反復(fù)凍融3次后,4%海藻糖魚丸組的PT23和PT24明顯優(yōu)于其他4組。當(dāng)海藻糖添加量為4%時(shí),不易流動(dòng)水含量較高,自由水含量較低,此時(shí)凝膠效果較好,增加了魚丸凍融的穩(wěn)定性。這可能是因?yàn)楹Ｔ逄强梢杂行У乇Ｗo(hù)蛋白質(zhì)分子的天然結(jié)構(gòu),降低蛋白質(zhì)的冷凍變性,增加耐凍性,抑制冰晶的形成,減少水分的流失[22],因此可以對(duì)魚糜樣品起到良好的保水作用。

2.2 VE添加量對(duì)凍融循環(huán)魚丸品質(zhì)及水分遷移的影響

2.2.1 VE添加量對(duì)凍融循環(huán)魚丸品質(zhì)的影響

VE添加量對(duì)魚丸持水率、TBARS值和揮發(fā)性鹽基氮的影響見圖4。

圖4 VE添加量對(duì)魚丸持水率、TBARS值和揮發(fā)性鹽基氮的影響Fig.4 Effect of VE addition amount on the water holding rate, TBARS value and volatile basic nitrogen of fish balls

由圖4可知,隨著凍融次數(shù)的增加,魚丸的持水率持續(xù)下降,TBARS值和揮發(fā)性鹽基氮值持續(xù)升高。反復(fù)凍融3次后,添加0.1% VE的魚丸持水率為83.20%,TBARS值和揮發(fā)性鹽基氮值分別升至0.303 mg/kg和12.588 mg/100 g,明顯優(yōu)于添加0%、0.05%、0.15%、0.2% VE的實(shí)驗(yàn)組(P<0.05)。這可能是因?yàn)閂E對(duì)持水率的提升作用與其對(duì)細(xì)胞膜的修復(fù)作用有關(guān),因此,當(dāng)添加適量的VE時(shí),反復(fù)凍融后魚丸的持水率降低速率減慢。同時(shí),適量的VE對(duì)脂肪氧化和微生物的生長(zhǎng)均有一定的抑制作用,隨著凍融次數(shù)的增加,抑制效果逐漸明顯。這可能是因?yàn)閂E阻礙脂肪氧化發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)[23]的同時(shí)也延緩了蛋白質(zhì)的分解,從而抑制了TVB-N值的上升。因此通過本實(shí)驗(yàn)可知,添加0.1% VE對(duì)抑制魚丸的脂肪氧化效果顯著,這與Tang等[24]的研究結(jié)果一致。

VE添加量對(duì)魚丸感官評(píng)分的影響見圖5。

圖5 VE添加量對(duì)魚丸感官評(píng)分的影響Fig.5 Effect of VE addition amount onthe sensory score of fish balls

由圖5可知,添加0.1% VE的魚丸經(jīng)過3次凍融后,品質(zhì)明顯高于VE添加量為0%、0.05%、0.15%、0.2%的實(shí)驗(yàn)組,這可能是由于適量的VE會(huì)抑制脂肪氧化和微生物的生成,從而保證了魚丸的感官品質(zhì)。

2.2.2 VE添加量對(duì)凍融循環(huán)魚丸水分遷移的影響

由圖6可知,VE添加量不同的魚丸中水分有4個(gè)峰,添加0.1% VE時(shí)不易流動(dòng)水占比(PT23)高于其他4組,自由水占比(PT24)低于其他4組。由此結(jié)果可以看出,當(dāng)VE添加量為0.1%時(shí),不易流動(dòng)水含量較高,自由水含量較低,凝膠效果較好,凍融后的魚丸更加穩(wěn)定。這可能是因?yàn)轸~丸中含有大量脂肪,VE作為抗氧化劑可以有效地抑制脂肪的氧化程度,抑制不易流動(dòng)水和自由水的遷移。

圖6 VE添加量對(duì)凍融3次魚丸水分遷移的影響Fig.6 Effect of VE addition amount on the water migration of fish balls after repeated freeze-thaw for three times

2.3 蔗糖脂肪酸酯添加量對(duì)凍融循環(huán)魚丸品質(zhì)及水分遷移的影響

2.3.1 蔗糖脂肪酸酯添加量對(duì)凍融循環(huán)魚丸品質(zhì)的影響

蔗糖脂肪酸酯是一種乳化劑,魚丸中含有大量的脂肪、蛋白質(zhì)和水分等物質(zhì),蔗糖脂肪酸酯可以很好地將互不相溶的成分相互混合[25],從而提高魚丸的穩(wěn)定性。蔗糖脂肪酸酯添加量對(duì)魚丸持水率、TBARS值和揮發(fā)性鹽基氮的影響見圖7。

圖7 蔗糖脂肪酸酯添加量對(duì)魚丸持水率、TBARS值和揮發(fā)性鹽基氮的影響Fig.7 Effect of sucrose fatty acid ester addition amount on the water holding rate, TBARS value and volatile basic nitrogen of fish balls

由圖7可知,隨著凍融次數(shù)的增加,魚丸的持水率呈現(xiàn)持續(xù)降低的趨勢(shì),TBARS值和揮發(fā)性鹽基氮值持續(xù)升高。反復(fù)凍融3次后,添加0.09%蔗糖脂肪酸酯的魚丸持水率為85.67%,TBARS值和揮發(fā)性鹽基氮值分別升至0.313 mg/kg和14.170 mg/100 g,明顯優(yōu)于0%、0.06%、0.12%、0.15%蔗糖脂肪酸酯的實(shí)驗(yàn)組(P<0.05)。一方面,隨著凍融次數(shù)的增加,肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)遭到破壞,凝膠網(wǎng)絡(luò)劣化,導(dǎo)致魚丸的持水率持續(xù)下降[9]。另一方面,魚丸在凍藏過程中,脂肪氧化加速了肌原纖維蛋白的變性,從而導(dǎo)致魚丸的持水率下降[26]。而添加0.09%的蔗糖脂肪酸酯可以有效地延緩魚丸的水分流失,使魚丸中互不相溶的成分相互混合,形成乳化現(xiàn)象,致使魚丸的脂肪和蛋白質(zhì)更加穩(wěn)定,不易被氧化。同時(shí),也有研究表明,蔗糖脂肪酸酯對(duì)微生物有一定的抑制作用,因此適量的蔗糖脂肪酸酯會(huì)抑制微生物的生成[27],從而使TVB-N值上升緩慢。

蔗糖脂肪酸酯添加量對(duì)魚丸感官評(píng)分的影響見圖8。

圖8 蔗糖脂肪酸酯添加量對(duì)魚丸感官評(píng)分的影響Fig.8 Effect of sucrose fatty acid ester addition amount on the sensory score of fish balls

由圖8可知,添加0.09%蔗糖脂肪酸酯的魚丸經(jīng)過3次凍融后,感官品質(zhì)明顯高于蔗糖脂肪酸酯添加量為0%、0.06%、0.12%、0.15%的實(shí)驗(yàn)組。這可能是由于蔗糖脂肪酸酯起到了乳化作用,將互不相溶的成分相互混合,進(jìn)而抑制脂肪氧化。

2.3.2 蔗糖脂肪酸酯添加量對(duì)凍融循環(huán)魚丸水分遷移的影響

蔗糖脂肪酸酯添加量對(duì)凍融3次魚丸水分遷移的影響見圖9。

圖9 蔗糖脂肪酸酯添加量對(duì)凍融3次魚丸水分遷移的影響Fig.9 Effect of sucrose fatty acid ester addition amount on the water migration of fish balls after repeated freeze-thaw for three times

由圖9可知,反復(fù)凍融3次后,添加0.09%蔗糖脂肪酸酯時(shí)魚丸的不易流動(dòng)水占比(PT23)高于其他4組,自由水占比(PT24)低于其他4組。這說明3次凍融導(dǎo)致魚丸內(nèi)部細(xì)小的冰晶重結(jié)晶,不易流動(dòng)水逐漸向自由水轉(zhuǎn)化,水的流動(dòng)性增強(qiáng),較多的自由水?dāng)U散到凍藏環(huán)境中,從而導(dǎo)致持水率逐漸下降。由此結(jié)果可以看出,當(dāng)蔗糖脂肪酸酯添加量為0.09%時(shí),不易流動(dòng)水含量較高,凝膠效果較好,魚丸凍融后更加穩(wěn)定。

2.4 抗凍劑響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,以海藻糖添加量(A)、VE添加量(B)和蔗糖脂肪酸酯添加量(C)為影響因子,以魚丸的持水率(Y1)和不易流動(dòng)水占比(Y2)兩個(gè)指標(biāo)作為響應(yīng)值,進(jìn)行響應(yīng)面分析實(shí)驗(yàn),Box-Behnken 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)見表3。

表3 Box-Behnken 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 3 Box-Behnken experiment design

通過Design Expert軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析,分別獲得了持水率(Y1)和不易流動(dòng)水占比(Y2)與自變量海藻糖添加量(A)、VE添加量(B)和蔗糖脂肪酸酯添加量(C)的二次多項(xiàng)回歸方程:

Y1=87.128+0.182 5A+0.285B+0.16C-0.3AB-0.295AC-0.52BC-2.764A2-0.629B2-1.359C2。

Y2=88.574+0.706 25A-0.457 5B+0.213 75C-0.13AB-0.057 5AC-0.92BC-1.755 75A2-1.538 25B2-0.939 75C2。

進(jìn)一步對(duì)該回歸模型進(jìn)行方差分析,持水率的回歸模型及方差分析見表4,不易流動(dòng)水占比的回歸模型及方差分析見表5。

表4 Y1的回歸模型及方差分析Table 4 Regression model and variance analysis of Y1

表5 Y2的回歸模型及方差分析Table 5 Regression model and variance analysis of Y2

由表4可知,Y1模型的P值<0.000 1,說明該模型達(dá)到極顯著水平,模型是穩(wěn)定的。失擬項(xiàng)的F值為5.749,P=0.062 1>0.05,說明失擬項(xiàng)差異不顯著,能充分反映情況。確定系數(shù)R2=0.986,校正決定系數(shù)RAdj2=0.968,說明96.8%的響應(yīng)值變化能用該模型來解釋,模型的擬合程度良好,實(shí)驗(yàn)誤差小。FA=2.716、FB=6.626和FC=2.088,即各因素對(duì)持水率的影響程度大小順序?yàn)閂E添加量>海藻糖添加量>蔗糖脂肪酸酯添加量。海藻糖添加量與VE添加量的交互作用顯著(P<0.05),VE添加量與蔗糖脂肪酸酯添加量的交互作用極顯著(P<0.01)。

由表5可知,Y2模型極顯著(P<0.01),失擬項(xiàng)不顯著(P>0.05),模型選擇正確。確定系數(shù)R2=0.970 0,校正決定系數(shù)RAdj2=0.931 3,說明響應(yīng)值變化的93.13%能用該模型來解釋,模型擬合程度較好。各因素對(duì)不易流動(dòng)水占比的影響程度大小順序?yàn)楹Ｔ逄翘砑恿?VE添加量>蔗糖脂肪酸酯添加量,且VE添加量與蔗糖脂肪酸酯添加量之間具有極顯著的交互作用(P<0.01)。

2.5 響應(yīng)面分析交互作用

海藻糖添加量、VE添加量、蔗糖脂肪酸酯添加量之間的交互作用對(duì)魚丸持水率和不易流動(dòng)水占比的響應(yīng)面曲線圖見圖10和圖11。

圖10 各因素交互作用對(duì)持水率的影響Fig.10 Effect of interaction of various factors on the water holding rate

圖11 各因素交互作用對(duì)不易流動(dòng)水占比的影響Fig.11 Effect of interaction of various factors on the proportion of immobilized water

由圖10可知,響應(yīng)曲面的坡度較陡,說明海藻糖添加量(A)與VE添加量(B)的交互作用、海藻糖添加量(A)與蔗糖脂肪酸酯添加量(C)的交互作用和VE添加量(B)與蔗糖脂肪酸酯添加量(C)的交互作用對(duì)持水率的影響較敏感。交互作用顯著性從大到小依次是BC>AB>AC。

由圖11可知,響應(yīng)曲面的坡度較陡,說明海藻糖添加量(A)與VE添加量(B)的交互作用、海藻糖添加量(A)與蔗糖脂肪酸酯添加量(C)的交互作用和VE添加量(B)與蔗糖脂肪酸酯添加量(C)的交互作用對(duì)不易流動(dòng)水占比的影響較敏感。交互作用顯著性從大到小依次是BC>AB>AC。

2.6 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

對(duì)二次多項(xiàng)回歸模型進(jìn)行最優(yōu)求解,選擇海藻糖添加量3.01%、VE添加量0.1%、蔗糖脂肪酸酯添加量0.09%為最優(yōu)方案。預(yù)測(cè)持水率為87.090 7%和不易流動(dòng)水占比為88.680 4%。為檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的可靠性,采用上述優(yōu)化參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果為平均持水率87.54%和平均不易流動(dòng)水占比88.16%。持水率和不易流動(dòng)水占比的驗(yàn)證結(jié)果與理論值無顯著性差異(P>0.05)。因此,二者皆說明回歸模型準(zhǔn)確,模型能夠較好地預(yù)測(cè)持水率和不易流動(dòng)水占比的變化情況。

3 結(jié)論

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)面優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,以凍融循環(huán)后魚丸的持水率、TBARS、TVB-N、水分遷移和感官評(píng)價(jià)作為指標(biāo),確定復(fù)合抗凍劑的最佳工藝為海藻糖添加量3.01%、VE添加量0.1%和蔗糖脂肪酸酯添加量0.09%。對(duì)最佳工藝參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),得到的魚丸持水率和不易流動(dòng)水占比與模型理論值接近,證明其工藝可行。本研究采用海藻糖、VE和蔗糖脂肪酸酯作為復(fù)合抗凍劑,在保留魚丸感官的前提下,為探究制作魚丸的抗凍劑提供了參考依據(jù)。