馬瑞雪，高天，宋蕾，張林，江蕓，李蛟龍，張昕，高峰，周光宏

1(南京農(nóng)業(yè)大學動物科技學院，江蘇省動物源食品生產(chǎn)與安全保障重點實驗室，江蘇省肉類生產(chǎn)與加工質量安全控制協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京，210095)　2(南京師范大學金陵女子學院，江蘇 南京，210097)

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響應面法優(yōu)化調理雞排水油混合油炸工藝

馬瑞雪1，高天1，宋蕾1，張林1，江蕓2，李蛟龍1，張昕1，高峰*，周光宏1

1(南京農(nóng)業(yè)大學動物科技學院，江蘇省動物源食品生產(chǎn)與安全保障重點實驗室，江蘇省肉類生產(chǎn)與加工質量安全控制協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京，210095)2(南京師范大學金陵女子學院，江蘇 南京，210097)

為研究調理雞排水油混合油炸的最佳工藝條件，在單因素試驗的基礎上，應用響應面法探討油炸溫度和油炸時間及兩者交互作用對調理雞排水分含量，脂肪含量，黃度(b*)值和感官特性的影響，建立了二次響應預測模型。結果表明：水油混合油炸調理雞排的最佳工藝參數(shù)是油炸溫度165 ℃，油炸時間210s，在此條件下雞排的含水量為62.41%，脂肪含量為8.98%，黃度(b*)值為51.04，感官評分為8.87，與模型預測值擬合良好。

水油混合油炸；調理雞排；響應面；感官評定；脂肪含量

近年來，隨著人們生活水平的提高和生活節(jié)奏的加快，調理雞排制品因其感官品質獨特，營養(yǎng)豐富，食用方便而深受消費者青睞。調理雞排是以雞肉為主要原料，經(jīng)腌制和油炸等多道工序后在冷凍(-18 ℃)或冷藏(0～4 ℃)或常溫條件下貯存和銷售，可直接食用或經(jīng)簡單熱處理后即可食用的雞肉制品[1]。油炸是調理雞排加工過程中的一項關鍵技術，可賦予雞排制品獨特的感官特性，例如金黃的色澤，酥脆的外殼，柔嫩多汁的肉質，鮮美可口的滋味，特色濃郁的香氣等，從而顯著提高適口性和可接受性[2-3]。油炸溫度和油炸時間是油炸過程中影響調理雞排品質的2個主要因素，不同的油炸溫度和時間使雞排發(fā)生不同程度的失水、吸油、美拉德反應，以及蛋白質變性和降解等，從而改變雞排的風味、顏色、持水性、質構和嫩度等[4-5]。

水油混合油炸工藝是近年來國內外新興的一種工藝技術，該工藝的工作原理是在油炸機內加入水和油，水與油的密度不同以及互不相溶性使水油自然分層，即密度較小的油浮升于上層，而水層沉降于下層。在油層的中間位置水平安置電熱管對油進行加熱，溫度可自行控制在150～200 ℃之間，在油水界面處設置風冷控制系統(tǒng)對水進行冷卻，控制油水分界面的溫度在50 ℃以下。在炸制食品過程中，食品殘渣在重力作用下脫離油層落入水層，定期隨水排出，避免了殘渣在油中沉積而被反復炸制[6-7]。與傳統(tǒng)純油油炸相比，水油混合油炸具有自動過濾、自我潔凈等特性，可顯著降低炸用油的劣變速度，延長炸用油的工作壽命，提高油炸制品的品質[7-8]。在人們對油炸食品的品質及安全性倍加關注的今天，水油混合油炸工藝的應用有著廣闊的市場前景。然而，有關水油混合油炸調理雞排的工藝參數(shù)在國內外鮮有報道，有必要對此開展研究。

本研究采用水油混合油炸工藝油炸調理雞排，進行單因素試驗后再通過響應面試驗對水油混合油炸溫度和油炸時間進行優(yōu)化，確定最佳的工藝參數(shù)。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

凍雞胸肉，山東新希望六和集團有限公司；金龍魚一級大豆油，上海益海嘉里糧油工業(yè)有限公司；漿粉，上海雙盈食品有限公司；面包屑，江蘇金皇花食品有限公司；食鹽、味精、白胡椒粉、白砂糖、焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉(均為食品級)，均購自南京蘇果超市；無水乙醚：分析純，國藥集團化學試劑有限公司。

BYZG-20水油混合油炸機，浙江艾博機械工程有限公司；ESK-125真空滾揉機，德國KakonaGmbh公司；CR-400色差儀，日本KonicaMinoltaSensing公司；SOX406脂肪測定儀，北京晨曦勇創(chuàng)科技有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1調理雞排加工工藝

1.2.2操作要點

(1)解凍：將凍雞胸肉置于4 ℃冷庫解凍24h。

(2)整型：剔除雞胸肉表面的脂肪和結締組織后將其切成大小為7cm×6cm×1.5cm的肉塊，每塊約65～70g。

(3)滾揉腌制：將雞肉塊與配制好的腌制液按肉∶腌制液=10∶3(g∶mL)的比例裝入滾揉機中連續(xù)式真空滾揉1.5h，轉速為7r/min，滾筒內溫度為2 ℃，真空度為-0.08MPa，滾筒傾角55度(腌制液配方為食鹽50g/L，味精30g/L，白胡椒粉15g/L，白砂糖55g/L，焦磷酸鈉8g/L，三聚磷酸鈉8g/L以及六偏磷酸鈉4g/L)。

(4)靜腌：將滾揉后的雞肉塊與剩余腌制液于4 ℃冷庫中靜置1h。

(5)上漿：將雞肉塊浸沒在黏度均勻的上漿液中30s，均勻充分的上漿，隨后將雞肉塊拎起8s以瀝去多余上漿液，上漿液配比為漿粉∶水質量比=2∶3。

(6)裹屑：將上漿后的雞塊放入面包屑中輕輕按壓，均勻裹屑，隨后輕輕抖動，以抖去表面的附屑。

(7)油炸：按照試驗設計設定的水油混合油炸溫度和時間對雞排進行炸制。

(8)瀝油冷卻：將油炸后的雞排瀝油2min，隨后待其自然冷卻至室溫。

(9)速凍：將冷卻后的雞排置于-35 ℃冷庫中速凍。

(10)定量包裝：對速凍后的雞排進行定量包裝。

(11)質檢入庫：對包裝后的產(chǎn)品進行檢驗，送入-20 ℃的成品庫。

1.2.3指標測定

1.2.3.1水分測定

按照GB5009.3—2010《食品中水分的測定》[9]中的直接干燥法測定。

1.2.3.2脂肪含量測定

參照GB/T5009.6—2003《食品中脂肪的測定》[10]中的索氏抽提法測定。

1.2.3.3色澤測定

采用CIELAB表色系統(tǒng)，用色差儀測定油炸后雞排的表面色澤，亮度(L*)值、紅度(a*)值和黃度(b*)值。每一雞排樣隨機取4個點進行測定，取其平均值[11]。

1.2.3.4感官評定

由10位受過食品感官分析培訓的評價員組成評定小組對油炸后雞排的色澤、質地、氣味、滋味和總可接受性等感官特性進行分析評分，評分標準見表1。色澤的權重系數(shù)為0.15，質地為0.30，氣味為0.20，滋味為0.20，總可接受度為0.15，以10位評定員的平均分為各特性的評分，雞排的感官評價總分為各項特性評分與權重乘積之和。評定時評價員均單獨工作，不相互交流，樣品評定之間用清水漱口。

表1　調理雞排感官評定標準

1.2.4單因素試驗設計

1.2.4.1油炸溫度對調理雞排品質的影響

設定油炸溫度分別為150、160、170、180、190 ℃，油炸時間210s進行試驗，每組設3個重復，研究油炸溫度對雞排含水量、脂肪含量、色澤及感官特性的影響，以確定適宜的油炸溫度范圍。

1.2.4.2油炸時間對調理雞排品質的影響

設定油炸時間分別為130、170、210、250、290s，油炸溫度170 ℃進行試驗，每組設3個重復，研究油炸時間對雞排含水量、脂肪含量、色澤及感官特性的影響，以確定適宜的油炸時間范圍。

1.2.5響應面優(yōu)化分析試驗設計

綜合單因素試驗結果，根據(jù)CentralCompositeDesign試驗設計原理，以油炸溫度和油炸時間2個因素為自變量，選取含水量，脂肪含量，黃度(b*)值和感官特性評分為響應值，設計2因素3水平的響應面試驗，考察油炸溫度和油炸時間對調理雞排品質的影響，確定水油混合油炸調理雞排的最優(yōu)工藝參數(shù)。試驗因素和水平見表2。

表2　響應面試驗設計因素與水平

1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

2　結果與討論

2.1單因素試驗結果與分析

2.1.1油炸溫度對調理雞排品質的影響

圖1反映了隨著油炸溫度的增加，調理雞排水分含量和脂肪含量的變化趨勢。水分含量是決定雞排質構特性的主要因素之一，并且雞排水分含量與產(chǎn)品的最終出品率有關。在企業(yè)實際生產(chǎn)中，企業(yè)通過控制雞排的含水量來提高出品率，從而提高經(jīng)濟效益[12]。

圖1　油炸溫度對調理雞排水分和脂肪含量的影響Fig.1　Effect of frying temperature on contents of moisture and oil of prepared chicken chops注：n=3；同一指標不同字母表示差異顯著，P<0.05；圖2～圖6同。

從圖1可知，油炸溫度對雞排含水量和脂肪含量的影響較大。在相同的油炸時間下，隨著油炸溫度的升高，雞排含水量明顯降低，這與SOORGI等[13]研究油炸雞塊含水量隨油炸溫度升高而降低的規(guī)律相一致。油炸食品的含油量不僅影響其感官品質，并且對其營養(yǎng)價值也有較大的影響，由圖1亦可知，隨著油炸溫度的增加，雞排脂肪含量不斷增加。在油炸過程中，水分的大量蒸發(fā)導致雞排內逐漸形成許多大的孔隙，油脂則不斷的進入其空隙中去，所以雞排中脂肪的質量分數(shù)與水分蒸發(fā)量密切相關[14-16]。雞排水分蒸發(fā)隨著油炸溫度的升高呈增加趨勢，因而脂肪含量亦呈逐漸增加趨勢，油炸溫度大于180 ℃后尤為明顯，雞排脂肪含量均大于12%。

表面色澤是油炸食品最重要的品質特性之一，直接影響油炸食品的可接受性。油炸過程中，調理雞排表面色澤發(fā)生顯著變化，包括亮度(L*)值、紅度(a*)值和黃度(b*)值。如圖2所示，隨著油炸溫度的提高，雞排L*值和b*值不斷下降，a*值先升高后趨于平穩(wěn)。這是由于雞肉、漿粉及面包屑中的淀粉、蛋白質等成分隨著油炸溫度的增加，依次交錯關聯(lián)地發(fā)生水解反應、脫水及變性作用，并導致美拉德反應和焦糖化反應[17]，致使雞排的色度值發(fā)生變化，最終形成誘人的金黃色澤。

圖2　油炸溫度對調理雞排色澤的影響Fig.2　Effect of frying temperature on color of prepared chicken chops

圖3所示為油炸過程中油炸溫度對調理雞排感官特性的影響。由圖3可知，油炸溫度對雞排感官特性的影響較大，隨著油炸溫度的升高，雞排感官評分是先上升后下降，在160～180 ℃之間達到比較高的值。因此，根據(jù)雞排各品質指標結果綜合衡量，選擇油炸溫度160、170、180 ℃為響應面試驗的較優(yōu)水平。

圖3　油炸溫度對調理雞排感官評分的影響Fig.3　Effect of frying temperature on sensory evaluation score of prepared chicken chops

2.1.2油炸時間對調理雞排品質的影響

圖4為油炸時間對調理雞排水分含量和脂肪含量的影響。由圖4可知，油炸時間對雞排含水量和脂肪含量的影響較大。在相同的油炸溫度下，隨著油炸時間的延長，雞排含水量逐漸降低。在油炸過程中炸用油和雞排表面溫差大，雞排表面的水分遇熱迅速蒸發(fā)流失，雞排肉塊中的水分則不斷的向雞排表面遷移，蒸發(fā)釋放到油中[18]。這與TERUEL等[19]研究油炸雞塊含水量隨油炸時間的增加而降低的規(guī)律相一致。由圖4亦可知，隨著油炸時間的延長，雞排脂肪含量呈不斷增加趨勢。

圖4　油炸時間對調理雞排水分和脂肪含量的影響Fig.4　Effect of frying time on moisture content and oil content of prepared chicken chops

圖5和圖6分別為不同的油炸時間對調理雞排L*值、a*值和b*值以及感官評分的影響，由圖5可知，隨著油炸時間的延長，雞排L*值和b*值逐漸下降，a*值先緩慢上升后趨于平緩，試驗結果與TERUEL[19]等的研究結果一致。由圖6可以看出，不同油炸時間對雞排的感官特性有較大影響，隨著油炸時間的延長，雞排的感官評分呈先上升后下降趨勢。在油炸時間170～250s之間，特別是在210s，雞排完全熟化，感官評分達到比較高的值，而在250s后，隨著時間的延長，雞排開始焦糊，并且焦糊程度逐漸加重，因此評分顯著減小。因此，綜合雞排各品質指標結果，確定油炸時間180、210、240s為響應面試驗的較優(yōu)水平。

圖5　油炸時間對調理雞排色澤的影響Fig.5　Effect of frying time on color of prepared chicken chops

圖6　油炸時間對調理雞排感官評分的影響Fig.6　Effect of frying time on sensory evaluation score of prepared chicken chops

2.2響應面試驗結果與分析

2.2.1回歸方程的建立及方差分析

基于單因素試驗結果，以油炸溫度和油炸時間為變量，以含水量、脂肪含量、b*值和感官評分為響應值，采用CentralCompositeDesign試驗設計方法，對水油混合油炸調理雞排條件進行優(yōu)化，試驗設計及結果如表3所示。應用Design-Expert軟件對試驗結果進行多元回歸分析，擬合得到含水量、脂肪含量、b*值和感官評分的二次多項式回歸方程，分別見表4。

表3　響應曲面優(yōu)化試驗設計及結果

對各品質指標回歸方程進行方差分析，結果如表4所示，含水量的二次響應模型P<0.000 1，表明該方程模型極顯著，失擬檢驗P=0.374 3>0.1，模型失擬不顯著，能較好地描述試驗結果，相關系數(shù)R2=0.979 3，說明水分含量的變化有97.93%來源于所選變量油炸溫度和油炸時間的變化，未控制因素對試驗結果影響很小(2.07%)，因此該方程擬合程度良好，可以用來對調理雞排的含水量進行分析和預測。從回歸方程的偏回歸系數(shù)絕對值的大小可以判斷各因素對試驗結果影響的程度，同時系數(shù)正負表示影響的作用方向[20]。根據(jù)回歸方程可知各因素對水分含量的影響主次順序為油炸溫度(A)>油炸時間(B)，因素A、B、AB、A2、B2對含水量均是負影響，其中A、B對含水量影響達到極顯著水平(P<0.01)，A2對含水量的影響顯著(P<0.05)。

由表4亦可知，脂肪含量的二次響應模型極顯著(P<0.000 1)，失擬項不顯著(P=0.142 8>0.1)，R2=0.997 1，說明脂肪含量的變化有99.71%來源于油炸溫度和油炸時間的變化，表明該方程擬合情況良好。b*值的二次響應模型P值遠小于0.01，模型達到極顯著水平，且失擬性在0.1水平上不顯著(P=0.283 0>0.1)，R2=0.994 2，說明b*值的變化有99.42%來源于油炸溫度和油炸時間的變化，表明該方程擬合良好，可用來對b*值進行分析和預測。以感官特性評分為響應值時，二次回歸模型高度顯著(P<0.000 1)，失擬項不顯著(P=0.141 3>0.1)，即在研究的整個回歸區(qū)域內模型擬合較好，R2=0.990 8，表明預測值與實測值間相關性較好，試驗誤差較小，該模型適當。因此，可用此模型分析和預測不同水油混合油炸溫度和油炸時間的雞排感官評分的變化情況。

表4　油炸溫度和油炸時間對調理雞排品質影響的最佳擬合方程表

注：**.差異極顯著，P<0.01；*.差異顯著，P<0.05。

2.2.2響應面交互作用分析

響應面圖是響應值在各試驗因素交互作用下得到的結果構成的一個三維空間曲面，可直觀地反映因素間交互作用對響應值的影響規(guī)律。圖7和圖8分別為油炸溫度和油炸時間對響應值雞排水分含量和脂肪含量影響的響應曲面圖及其等高線圖，圖7中響應曲面較平，坡度較小，說明油炸溫度和油炸時間的交互作用對雞排水分含量影響不顯著，這與表4中含水量回歸方程的方差分析結果一致。圖8中曲面坡度均較陡，說明油炸溫度和油炸時間的交互作用對脂肪含量影響顯著，在160～180 ℃，180～240s范圍內，脂肪含量隨油炸溫度和油炸時間的增大而增大。

圖7　油炸溫度和油炸時間交互作用對調理雞排水分含量影響的響應面及等高線圖Fig.7　Response surface and contour plot for the effects of frying temperature and frying time on moisture content of prepared chicken chops

圖8　油炸溫度和油炸時間交互作用對調理雞排脂肪含量影響的響應面及等高線圖Fig.8　Response surface and contour plot for the effects of frying temperature and frying time on oil content of prepared chicken chops

油炸溫度和油炸時間的交互作用對調理雞排表面色澤b*值的影響直觀地顯示在圖9中，由圖9可知，雞排b*值隨著油炸溫度的增加和油炸時間的延長呈逐漸下降趨勢。圖10為油炸溫度和油炸時間交互作用對雞排感官特性評分影響的響應曲面圖及其等高線圖。圖10中曲面陡峭，說明油炸溫度和油炸時間的交互作用影響顯著，感官評分隨著油炸溫度的升高和油炸時間的延長呈先升高后下降的趨勢。從響應面圖中，明顯看到油炸溫度曲面變化較油炸時間曲面變化更陡，說明油炸溫度對雞排感官評分的影響較油炸時間更顯著，與方差分析結果一致。

圖9　油炸溫度和油炸時間交互作用對調理雞排黃度(b*)值影響的響應面及等高線圖Fig.9　Response surface and contour plot for the effects of frying temperature and frying time on yellowness (b*) value of prepared chicken chops

圖10　油炸溫度和油炸時間交互作用對調理雞排感官評分影響的響應面及等高線圖Fig.10　Response surface and contour plot for the effects of frying temperature and frying time on sensory evaluation score of prepared chicken chops

2.2.3工藝優(yōu)化與驗證實驗

運用Design-Expert軟件，根據(jù)所建立的回歸模型進行分析，求得被檢變量的最優(yōu)值，即最優(yōu)調理雞排水油混合油炸工藝參數(shù)為油炸溫度164.88 ℃、油炸時間212.34s，在此條件下，調理雞排的含水量為63.49%，脂肪含量為9.07%，b*值為51.36，感官評分為9.02?？紤]到實際可操作性，最佳工藝參數(shù)調整為165 ℃、210s。用此條件進行3組平行驗證試驗，得到調理雞排含水量、脂肪含量、b*值和感官評分分別為(62.41±1.47)%、(8.98±0.72)%、(51.04±1.66)和(8.87±0.19)，與響應面理論預測值相近，進一步確證了最優(yōu)水油混合油炸調理雞排條件，說明通過響應面優(yōu)化得出的預測方程模型是可靠的，具有一定的實踐指導意義。

3　結論

單因素試驗表明，水油混合油炸溫度和油炸時間對調理雞排的含水量、脂肪含量、色澤亮度(L*)值、紅度(a*)值和黃度(b*)值以及感官特性都有著顯著的影響，較適宜的油炸溫度和時間范圍分別為160～180 ℃和180～240s，為響應面試驗設計提供依據(jù)。通過響應面試驗優(yōu)化水油混合油炸調理雞排的工藝，得到的最佳工藝參數(shù)為：油炸溫度165 ℃，油炸時間210s，在此工藝條件下，調理雞排的含水量為62.41%，脂肪含量為8.98%，b*值為51.04，以及感官評分為8.87，并得到調理雞排含水量、脂肪含量、b*值、感官評分與水油混合油炸因素變量油炸溫度和油炸時間的二次響應方程模型，模型回歸極顯著，對試驗擬合良好，具有一定的實踐指導意義。

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Optimizationofoil-watermixedfryingofpreparedchickenchopsbyresponsesurfacemethodology

MARui-xue1,GAOTian1,SONGLei1,ZHANGLin1,JIANGYun2,LIJiao-long1,ZHANGXin1,GAOFeng1*,ZHOUGuang-hong1

1(CollegeofAnimalScienceandTechnology,KeyLaboratoryofAnimalOriginFoodProductionandSafetyGuaranteeofJiangsuProvince,JiangsuCollaborativeInnovationCenterofMeatProductionandProcessing,QualityandSafetyControl,NanjingAgriculturalUniversity,Nanjing210095,China)2(GinlingCollege,NanjingNormalUniversity,Nanjing210097,China)

Theoil-watermixedfryingofpreparedchickenchopswasoptimizedusingresponsesurfacemethodologythroughmathematicalmodeling.Theeffectsoffryingtemperatureandfryingtime,aswellasinteractionbetweenthetwovariablesonthemoisturecontent,oilcontent,yellowness(b*)valueandsensoryqualityofpreparedchickenchopswereinvestigated.Theresultsshowedthattheoptimumfryingparameterswere165 ℃and210s.Undertheseconditions,moisturecontent,oilcontent, b*valueandsensoryevaluationscoreofchickenchopswere62.41%, 8.98%, 51.04and8.87,respectively,agreeingwiththepredictedvalues.Theseresultsindicatethattheoptimizedregressionequationshavecertaintheoreticalguidingsignificancefortheactualproduction.

oil-watermixedfrying;preparedchickenchop;responsesurfacemethodology;sensoryevaluation;oilcontent

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201608023

碩士研究生(高峰教授為通訊作者,E-mail：gaofeng0629@sina.com)。

“十二五”國家科技支撐計劃項目(2012BAD28B03)

2016-01-07，改回日期：2016-02-21