基于模糊數(shù)學(xué)和正交試驗(yàn)法優(yōu)化醬牛肉鹵制工藝

劉會彩,謝鳳艷,李東方

(1.許昌電氣職業(yè)學(xué)院,河南 許昌 461002;2.安陽學(xué)院,河南 安陽 455099)

我國作為肉類產(chǎn)品生產(chǎn)大國,每年肉類的生產(chǎn)量約占全世界的30%[1-2],我國的牛肉產(chǎn)量正逐年遞增[3-4],牛肉是僅次于豬肉和禽肉的第三大類肉制品,在我國的肉類產(chǎn)品市場中占據(jù)著重要地位[5]。醬牛肉是醬肉類的典型代表,富含營養(yǎng)物質(zhì),具有滋養(yǎng)脾胃和補(bǔ)中益氣等多種功效[6-7]。

國外的畜牧業(yè)發(fā)達(dá),已經(jīng)形成了較標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的加工體系[8]。醬牛肉是我國傳統(tǒng)的肉類產(chǎn)品[9]。醬牛肉獨(dú)特的加工工藝(腌制和鹵制),賦予了其獨(dú)特的風(fēng)味[10],使其區(qū)別于其他肉類產(chǎn)品。傳統(tǒng)的醬牛肉加工工藝需要大量的鹵制液,蒸煮時(shí)損失也較多,且出品率低,原料和調(diào)味品都易損失[11-12]。隨著現(xiàn)代食品科學(xué)的發(fā)展和進(jìn)步,急需成熟穩(wěn)定的醬牛肉加工工藝,以提高醬牛肉中的原料和調(diào)味品利用率[13]。

本研究基于此,采用單因素試驗(yàn)、模糊數(shù)學(xué)和正交試驗(yàn)對醬牛肉加工工藝進(jìn)行研究,旨在獲得成熟高效的醬牛肉加工工藝。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與試劑

冷凍牛腱子肉、低鈉鹽、蝦殼、大筒骨、生姜、酒、辣椒、醬油、復(fù)合磷酸鹽、大豆分離蛋白、八角、茴香、桂皮、陳皮、甘草、山楂和月桂。

1.2 試驗(yàn)儀器

攪拌器、電子天平、干燥箱、冰箱、絞肉機(jī)、培養(yǎng)箱、色差儀、分析儀和酸度計(jì)。

1.3 工藝流程及操作要點(diǎn)

1.3.1 工藝流程

原料的選擇→原料的預(yù)處理→牛肉的腌制→預(yù)煮→煮制→鹵制。

1.3.2 操作要點(diǎn)[13—15]

1.3.2.1 原料的選擇

選擇牛筋少的牛腱子肉,有利于感官評分的測定。

1.3.2.2 原料的預(yù)處理

將冷凍的牛腱子肉放于4 ℃的冰箱中,去除牛腱子肉上的雜質(zhì)和筋膜,將血水清理干凈。

1.3.2.3 腌制

將食鹽和一些其他食品改良劑添加到牛腱子肉中,加入少量的復(fù)合磷酸鹽、大豆分離蛋白、迷迭香、茶多酚和維生素C等充分?jǐn)嚢杌靹?再加入醬油、花椒、辣椒、味精和白酒等一系列調(diào)味料,攪拌均勻后于4 ℃冰箱中腌制10 h。

1.3.2.4 預(yù)煮

將腌好的牛肉放入清水中,完全浸沒牛肉,煮10 min,將牛肉中多余的血水去除后將牛肉撈出,冷卻至室溫。

1.3.2.5 煮制

加入提前制作好的調(diào)味湯,將黃豆醬倒入湯中,待黃豆醬完全溶解后,將鹵牛肉放入鍋中,加入鹵料用大火煮制,再加入味精、食鹽、白糖和辣椒面,煮制后將其放入室溫中冷卻至20 ℃。

1.3.2.6 鹵制

待鹵制牛肉的湯自然冷卻至室溫后,再將牛肉放于鹵湯中煮沸,之后冷卻至室溫,最后獲得風(fēng)味醇厚的鹵制牛肉。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 單因素試驗(yàn)

設(shè)計(jì)5個(gè)影響因素:迷迭香添加量、茶多酚添加量、維生素C添加量、復(fù)合磷酸鹽添加量和大豆分離蛋白添加量,單因素變量設(shè)計(jì)見表1。

表1 醬牛肉加工工藝設(shè)計(jì)

1.4.2 模糊數(shù)學(xué)矩陣建立

1.4.2.1 正交試驗(yàn)水平設(shè)計(jì)

以單因素試驗(yàn)結(jié)果為依據(jù),以迷迭香添加量、茶多酚添加量、維生素C添加量和復(fù)合磷酸鹽添加量為變量因子,以醬牛肉模糊數(shù)學(xué)感官評分為指標(biāo),進(jìn)行四因素三水平的正交試驗(yàn),對醬牛肉加工工藝進(jìn)行優(yōu)化。正交試驗(yàn)水平設(shè)計(jì)見表2。

表2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.4.2.2 因素集的設(shè)定

評價(jià)因素是指影響醬牛肉感官評分的因素集合,設(shè)因素集合為B=(B1,B2,B3,B4),4個(gè)影響因素B1,B2,B3和B4分別代表醬牛肉的硬度、黏性、咀嚼性和彈性。

感官評分根據(jù)模糊數(shù)學(xué)中的評語集進(jìn)行,挑選10名(5男5女)專業(yè)人員進(jìn)行評定,對醬牛肉的硬度、黏性、咀嚼性和彈性進(jìn)行評價(jià),每個(gè)評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重(X=25%)均相等,其感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表3。

1.4.2.3 模糊矩陣及感官評分建立

由10名感官評價(jià)人員對各組產(chǎn)品進(jìn)行感官評分,將每個(gè)因素獲得的等級次數(shù)除以總?cè)藬?shù)10,獲得每個(gè)產(chǎn)品的模糊矩陣A,每個(gè)矩陣中的An乘以權(quán)重,獲得每個(gè)小組的得分,即Y=B×An,得出各個(gè)模糊矩陣感官綜合得分,從而確定醬牛肉的最佳加工工藝。

2 結(jié)果和討論

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 迷迭香添加量對醬牛肉感官評分的影響

由圖1可知,隨著迷迭香添加量的逐漸增加,醬牛肉的感官評分先升高后降低,此外,隨著處理時(shí)間的增加,醬牛肉的感官評分也呈現(xiàn)升高的趨勢。當(dāng)迷迭香添加量為0.8%、處理時(shí)間為36 h時(shí),醬牛肉的感官評分為88分;當(dāng)迷迭香添加量小于0.8%時(shí),醬牛肉的感官評分隨著迷迭香添加量的增加而逐漸升高。當(dāng)迷迭香添加量大于0.8%時(shí),醬牛肉的感官評分呈現(xiàn)下降的趨勢。隨著處理時(shí)間的增加,醬牛肉的感官評分也逐漸升高。

圖1 迷迭香添加量對醬牛肉感官評分的影響

2.1.2 茶多酚添加量對醬牛肉感官評分的影響

由圖2可知,茶多酚的添加量對醬牛肉的感官評分存在影響,隨著茶多酚添加量的增加,醬牛肉的感官評分呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。當(dāng)茶多酚添加量為0.7%、處理時(shí)間為48 h時(shí),醬牛肉的感官評分最高,為91分。當(dāng)茶多酚添加量小于0.7%時(shí),醬牛肉的感官評分隨茶多酚添加量的增加而逐漸升高。當(dāng)茶多酚添加量大于0.7%時(shí),醬牛肉的感官評分隨茶多酚添加量的增加而逐漸降低。而隨著處理時(shí)間的增加,醬牛肉的感官評分呈現(xiàn)先升高后逐漸保持穩(wěn)定的趨勢。

2.1.3 維生素C添加量對醬牛肉感官評分的影響

由圖3可知,隨著維生素C添加量的逐漸增加,醬牛肉的感官評分呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢,當(dāng)維生素C添加量小于0.7%時(shí),醬牛肉的感官評分隨著維生素C添加量的增加而逐漸升高。當(dāng)維生素C添加量大于0.7%時(shí),醬牛肉的感官評分隨著維生素C添加量的增加而呈現(xiàn)下降的趨勢,隨著處理時(shí)間逐漸增加,醬牛肉的感官評分逐漸升高。

圖3 維生素C添加量對醬牛肉感官評分的影響

2.1.4 復(fù)合磷酸鹽添加量對醬牛肉感官評分的影響

在腌制醬牛肉的過程中,醬牛肉的嫩度與持水能力的高低對醬牛肉的感官評分存在很重要的影響。在腌制過程中,一定量的復(fù)合磷酸鹽能夠改善醬牛肉的嫩度,使醬牛肉的感官評分升高。

由圖4可知,復(fù)合磷酸鹽添加量在0.1%～0.5%范圍內(nèi),隨著復(fù)合磷酸鹽添加量的增加,醬牛肉的感官評分變化呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。當(dāng)復(fù)合磷酸鹽添加量小于0.2%時(shí),醬牛肉的感官評分呈現(xiàn)升高的趨勢。隨著復(fù)合磷酸鹽的持續(xù)增加,醬牛肉的感官評分呈現(xiàn)下降的趨勢。這是由于當(dāng)醬牛肉中的水分含量達(dá)到一定范圍值時(shí),醬牛肉的含水量增加得越來越慢,從而影響了醬牛肉的品質(zhì)。

圖4 復(fù)合磷酸鹽添加量對醬牛肉感官評分的影響

2.1.5 大豆分離蛋白添加量對醬牛肉感官評分的影響

在醬牛肉制作過程中,為了提高醬牛肉的出品率,常常使用一些植物蛋白和多糖來替代脂肪,從而獲得較高的感官評分,在醬牛肉中添加大豆分離蛋白,能夠吸收醬牛肉中多余的脂肪,同時(shí)能減少鹵牛肉中脂肪的流失。當(dāng)大豆分離蛋白添加量小于0.4%時(shí),醬牛肉的感官評分隨著大豆分離蛋白添加量的增加而逐漸升高;當(dāng)大豆分離蛋白添加量為0.2%～0.6%時(shí),醬牛肉的感官評分基本保持穩(wěn)定;當(dāng)大豆分離蛋白添加量大于0.6%時(shí),醬牛肉的感官評分呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢。所以醬牛肉最佳的大豆分離蛋白添加量取值范圍為0.2%～0.6%。

2.2 模糊數(shù)學(xué)感官評定及模糊矩陣建立

根據(jù)單因素試驗(yàn),設(shè)計(jì)四水平三因素正交表,選擇10名感官評分人員對醬牛肉的硬度、黏性、咀嚼性和彈性進(jìn)行感官評定,模糊數(shù)學(xué)感官評價(jià)表見表4。

表4 模糊數(shù)學(xué)感官評價(jià)結(jié)果

將表4中各個(gè)影響因素的感官評分結(jié)果除以總?cè)藬?shù),獲得模糊矩陣:

由表5可知醬牛肉在硬度、黏性、咀嚼度和彈性4個(gè)方面的感官評價(jià)結(jié)果,將感官評定的優(yōu)、良、中、差分別定為90,80,60,40分,從而計(jì)算出醬牛肉的感官評分。

表5 模糊數(shù)學(xué)綜合感官評價(jià)結(jié)果

2.3 正交試驗(yàn)結(jié)果及分析

根據(jù)對醬牛肉的4個(gè)評語(優(yōu)、良、中、差)賦值,獲得醬牛肉正交試驗(yàn)的感官評分,見表6。

表6 正交試驗(yàn)結(jié)果和分析

由表6可知,9組試驗(yàn)中第7組的感官評分最高,為83分,此時(shí)醬牛肉的最佳加工工藝為迷迭香添加量0.8%、茶多酚添加量0.6%、大豆分離蛋白添加量0.4%、維生素C添加量0.8%和復(fù)合磷酸鹽添加量0.2%。由極差R可知,各個(gè)影響因素的排序?yàn)锳>D>C>B,即迷迭香添加量>復(fù)合磷酸鹽添加量>維生素C添加量>茶多酚添加量,迷迭香添加量是醬牛肉感官評分的最重要影響因素。

3 小結(jié)

一些畜牧業(yè)發(fā)達(dá)的國家,對于肉類產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝和流程研究也較先進(jìn),大部分產(chǎn)業(yè)均已經(jīng)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；蜆?biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),在很多方面均實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。醬牛肉是我國的傳統(tǒng)食品,傳統(tǒng)的醬牛肉鹵制工藝需要消耗大量的時(shí)間,且缺乏合適的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn),本研究基于此,采用單因素試驗(yàn)、模糊數(shù)學(xué)和正交試驗(yàn)對醬牛肉加工工藝進(jìn)行研究,研究結(jié)果表明,醬牛肉最佳加工工藝為迷迭香添加量0.8%、茶多酚添加量0.6%、大豆分離蛋白添加量0.4%、維生素C添加量0.8%和復(fù)合磷酸鹽添加量0.2%,此時(shí)醬牛肉的感官評分為83分。