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        響應(yīng)面法優(yōu)化酸辣檸檬鳳爪加工工藝

        2021-10-22 09:42:16常毓兵樊祥富
        肉類工業(yè) 2021年9期
        關(guān)鍵詞:工藝影響

        董 萍 常毓兵 樊祥富 張 磊 蔡 明 韓 雪

        1.遼寧現(xiàn)代服務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 遼寧沈陽 110164 2.遼寧農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 遼寧營(yíng)口 115009

        鳳爪是雞腳爪的美稱。鳳爪的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高,富含蛋白質(zhì)、鈣、鐵等多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[1]。由鳳爪開發(fā)的產(chǎn)品豐富,常見的工藝有鹵制、燉、泡、蒸等[2,3]。2020年新冠肺炎疫情暴發(fā),應(yīng)對(duì)疫情居家隔離期間,酸辣檸檬鳳爪清爽解膩,深受消費(fèi)者喜愛,成為了網(wǎng)紅休閑食品。但目前酸辣檸檬鳳爪的加工工藝未形成完善的體系,產(chǎn)品的風(fēng)味穩(wěn)定性較差,無法實(shí)現(xiàn)規(guī)?;l(fā)展。響應(yīng)面法是一種常用于優(yōu)化加工工藝的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果選取研究幾種有代表性的因素,通過Design-Expert軟件設(shè)計(jì)充分合理的實(shí)驗(yàn),通過不同因素對(duì)結(jié)果的響應(yīng)面情況來分析各因素對(duì)結(jié)果的影響程度[4]。

        本文針對(duì)酸辣檸檬鳳爪的工藝進(jìn)行研究,并利用響應(yīng)面法優(yōu)化工藝參數(shù)。對(duì)優(yōu)化后的酸辣檸檬鳳爪進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析,測(cè)定硬度、彈性、回復(fù)性、內(nèi)聚性和咀嚼性等指標(biāo),其為酸辣檸檬鳳爪的規(guī)?;a(chǎn)提供一定依據(jù)。同時(shí)測(cè)定最優(yōu)工藝下產(chǎn)品的衛(wèi)生指標(biāo),檢驗(yàn)其是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

        1 材料和方法

        1.1 材料與試劑

        鳳爪、白砂糖、陳醋、檸檬汁、生抽、味精、蒜、泰椒、香辛料等,2021年4月購于沈陽市新瑪特超市。

        平板計(jì)數(shù)瓊脂培養(yǎng)基(BR)、煌綠乳糖膽鹽(BGLB)(BR)、月桂基硫酸鹽胰蛋白胨(LST)(BR)等,購于北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司;無水乙醇(AR),國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

        1.2 儀器與設(shè)備

        電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱DHG-9023A-T,上海丙林電子科技有限公司;

        不銹鋼手提式壓力蒸汽滅菌器YX-280B,成都宜恒實(shí)驗(yàn)儀器有限公司;

        恒溫水浴箱DK-S24,濟(jì)南來寶醫(yī)療器械有限公司;

        超凈工作臺(tái)SW-CJ-1FDG,武漢一恒蘇凈科學(xué)儀器有限公司;

        恒溫培養(yǎng)箱HT-400B,江蘇新春蘭科學(xué)儀器有限公司;

        菌落計(jì)數(shù)器J-2,上海舍巖儀器有限公司;

        質(zhì)構(gòu)儀Universal TA,上海騰拔儀器科技有限公司。

        1.3 方法

        1.3.1 工藝流程及關(guān)鍵點(diǎn)

        雞爪初加工→焯水→冷水浸泡→加料汁拌勻→腌制→封裝。

        (1)雞爪初加工。將雞爪解凍并將血塊清洗干凈。

        (2)焯水。將稱量好的雞爪放入沸騰的水中,放入適量生姜,去除雞爪的腥味。待水再次沸騰后煮設(shè)定時(shí)間即可出鍋,立即放入冷水中冷卻。按預(yù)設(shè)的方案進(jìn)行調(diào)配料汁。

        (3)腌制。將調(diào)制均勻的雞爪放入泡制液中腌制設(shè)定時(shí)間。

        (4)封裝。將處理好的雞爪用包裝袋單獨(dú)包裝,裝好之后用真空包裝機(jī)抽真空[5]。

        1.3.2 感官質(zhì)量的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

        試驗(yàn)邀請(qǐng)10名專業(yè)人士分別從組織結(jié)構(gòu)、色澤、氣味、口感4個(gè)方面對(duì)樣品評(píng)分[6,7]。各分項(xiàng)滿分25分,結(jié)果為各項(xiàng)評(píng)分的總和,去掉一個(gè)最低分和一個(gè)最高分取平均值。具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

        表1 酸辣檸檬鳳爪感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)表Table 1 Sensory evaluation index of chicken claw with lemon and peppers

        1.3.3 單因素實(shí)驗(yàn)

        本試驗(yàn)在腌制料汁基礎(chǔ)配方為:鳳爪100g、白砂糖30g、陳醋10g、生抽30g、味精10g、蒜20g、泰椒10g、香辛料5g。檸檬汁加入設(shè)定量。

        1.3.3.1 焯水時(shí)間對(duì)酸辣檸檬鳳爪品質(zhì)的影響

        在保持其他因素不變的條件下,調(diào)整焯水時(shí)間為0.5、3.0、5.5、8.0、10.5min進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)完成后進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

        1.3.3.2 檸檬汁添加量對(duì)酸辣檸檬鳳爪品質(zhì)的影響

        在保持其他因素不變的條件下,調(diào)整檸檬汁添加量5、10、15、20、25g進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)完成后進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

        1.3.3.3 浸泡時(shí)間對(duì)酸辣檸檬鳳爪品質(zhì)的影響

        在保持其他因素不變的條件下,調(diào)整浸泡時(shí)間1、3、5、7、9h進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)完成后進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

        1.3.4 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

        根據(jù)響應(yīng)面分析法試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理,在單因素試驗(yàn)結(jié)果中選定焯水時(shí)間、檸檬汁添加量、浸泡時(shí)間,3個(gè)因素進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)。通過Excel軟件與SPSS軟件完成數(shù)據(jù)處理與方差分析,在p<0.05的情況下代表差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

        1.3.5 品質(zhì)檢測(cè)及質(zhì)構(gòu)分析

        在最佳工藝配方條件下,對(duì)產(chǎn)品的細(xì)菌菌落總數(shù)和大腸菌群進(jìn)行檢測(cè),其測(cè)定方法分別參照GB 4789.2-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定》[8]和GB 4789.3-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)大腸菌群計(jì)數(shù)》[9]。

        用鋒利的成型刀具,在樣品相同的部位,按相同的紋路切成大小相同的試樣。將試樣放置在質(zhì)構(gòu)儀(Universal TA)上,在25℃條件下進(jìn)行物性分析。探頭接觸平面與肌纖維方向保持同一方向,每個(gè)組取10個(gè)樣進(jìn)行平行試驗(yàn),舍去最大值和最小值后取平均值。

        參數(shù)設(shè)置:測(cè)試模式TPA,探頭36mm柱形探頭,測(cè)試前速度1.0mm/s,測(cè)試速度1.0mm/s,測(cè)試后速度1.0mm/s,目標(biāo)模式為形變40%,觸發(fā)力8g。測(cè)定樣品的硬度、彈性、回復(fù)性、內(nèi)聚性和咀嚼性等指標(biāo)[10,11]。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

        2.1.1 焯水時(shí)間對(duì)酸辣檸檬鳳爪品質(zhì)的影響

        實(shí)驗(yàn)對(duì)比了不同焯水時(shí)間0.5、3.0、5.5、8.0、10.5min下,酸辣檸檬鳳爪的感官質(zhì)量(見圖1)。焯水0.5min時(shí)感官評(píng)分最低,此時(shí)鳳爪未熟,外表無變化;焯水3.0min,鳳爪外表保持原狀態(tài);焯水5.5min,鳳爪約9分熟,外表保持原狀態(tài);焯水8.0min,鳳爪外表出現(xiàn)軟爛;焯水10.5min,鳳爪外表呈現(xiàn)煮爛形態(tài)。從上述實(shí)驗(yàn)得出,焯水時(shí)間控制在5.5min較適宜,此時(shí)鳳爪外表完整,成熟度適宜。

        圖1 焯水時(shí)間對(duì)酸辣檸檬鳳爪感官評(píng)分的影響Fig. 1 Effects of different blanching time on sensory scores of chicken claw with lemon and peppers

        2.1.2 檸檬汁添加量對(duì)酸辣檸檬鳳爪品質(zhì)的影響

        檸檬汁的添加量對(duì)風(fēng)味的影響較大,實(shí)驗(yàn)對(duì)比了不同質(zhì)量的檸檬汁添加量,結(jié)果如下:添加量為5g時(shí),鳳爪酸味不明顯;添加量為10g時(shí),口味較適宜,評(píng)分較高;隨著添加量的增大,口味偏酸,感官得分降低。檸檬汁的添加量在10g時(shí)鳳爪口味接受度高(見圖2)。

        圖2 檸檬汁添加量對(duì)酸辣檸檬鳳爪感官評(píng)分的影響Fig. 2 Effects of different lemon juice on sensory scores of chicken claw with lemon and peppers

        2.1.3 浸泡時(shí)間對(duì)酸辣檸檬鳳爪品質(zhì)的影響

        浸泡時(shí)間主要影響酸辣檸檬鳳爪的入味程度,隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng),入味程度增加(見圖3)。浸泡1h時(shí),僅鳳爪表面入味;浸泡3h時(shí),口味適中;浸泡9h時(shí),入味完全,但耗時(shí)過長(zhǎng)。綜合考慮浸泡時(shí)間為3~5h適宜。

        圖3 浸泡時(shí)間對(duì)酸辣檸檬鳳爪感官評(píng)分的影響Fig. 3 Effects of different soaking time on sensory scores of chicken claw with lemon and peppers

        2.2 響應(yīng)面設(shè)計(jì)與分析

        2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平和結(jié)果

        采用響應(yīng)面分析法分析焯水時(shí)間、檸檬汁添加量、浸泡時(shí)間,3個(gè)變量間的交互作用。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及感官評(píng)定結(jié)果見表2和表3。

        表2 響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平表Table 2 Response surface test factor level table

        表3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Table 3 Response surface test design and results

        2.2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果及方差分析

        利用Design-Expert 10.0.1軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,得到二次多項(xiàng)式回歸方程(1)。

        感官評(píng)分=93.6+0.125A-1.25B+2.875C-0.75AB+0.5AC-0.25BC-2.55A2-4.8B2-11.55C2

        (1)

        對(duì)回歸方程進(jìn)行方差分析,如表4所示。

        表4 響應(yīng)面擬合回歸方程的方差分析結(jié)果Table 4 Variance analysis of response surface experiments results

        工藝條件對(duì)感官評(píng)分影響大小順序?yàn)椋篊>B>A,即浸泡時(shí)間>檸檬汁添加量>焯水時(shí)間。模型的決定系數(shù)R2為0.9958,說明模型具有高的顯著性,而Adj R2=0.9904,能夠解釋實(shí)驗(yàn)99.04%的響應(yīng)值變異,且與預(yù)測(cè)相關(guān)系數(shù)Pred R2也接近,說明此實(shí)驗(yàn)?zāi)P团c真實(shí)數(shù)據(jù)擬合程度良好,可以指導(dǎo)實(shí)踐,用于優(yōu)化檸檬酸辣鳳爪的加工工藝。

        2.2.3 響應(yīng)曲面分析

        不同工藝條件對(duì)感官評(píng)分的影響見圖4~圖6。

        從圖4中可以看出,焯水時(shí)間A和檸檬汁添加量B的交互作用對(duì)感官評(píng)分的影響呈拋物面分布。當(dāng)焯水時(shí)間A一定時(shí),隨著檸檬汁添加量B的增加,感官評(píng)分先上升后下降。同理,當(dāng)檸檬汁添加量B不變時(shí),隨著焯水時(shí)間A的提高,感官評(píng)分也呈現(xiàn)先增加后減小。檸檬汁添加量方向曲面出現(xiàn)較大幅度波動(dòng),表明檸檬汁添加量對(duì)感官評(píng)分影響較焯水時(shí)間影響顯著。僅考慮二者因素作用下的最優(yōu)感官工藝組合為:焯水時(shí)間A為4~7min,檸檬汁添加量B為7~11g水平附近組合。

        圖4 焯水時(shí)間和檸檬汁添加量的交互作用對(duì)感官評(píng)分的影響Fig. 4 Response surface plot for the effects of blanching time and lemon juice on sensory scores

        圖5所示的交互作用中,曲面呈現(xiàn)拱形狀,感官度隨焯水時(shí)間的增加呈現(xiàn)大幅度先增后減變化,隨浸泡時(shí)間的小幅度先增后減變化。相較而言,浸泡時(shí)間方向曲面變化幅度較大,對(duì)感官的影響較焯水時(shí)間的影響顯著,為感官評(píng)分的敏感影響因子。取浸泡時(shí)間為適中水平:3h附近值時(shí),感官評(píng)分較高,實(shí)際工藝控制該條件對(duì)結(jié)果感官比較有利。

        圖5 焯水時(shí)間和浸泡時(shí)間的交互作用對(duì)感官評(píng)分的影響Fig. 5 Response surface plot for the effects of blanching time and soaking time on sensory scores

        由圖6可知,感官評(píng)分隨檸檬汁添加量和浸泡時(shí)間的增加均呈現(xiàn)先增后減變化,二者交互作用中浸泡時(shí)間對(duì)感官評(píng)分的貢獻(xiàn)較檸檬汁添加量大,當(dāng)檸檬汁添加量取7~11g、浸泡時(shí)間取2.5~4h水平區(qū)間值時(shí),感官評(píng)分較高,應(yīng)控制該條件從而得到優(yōu)化工藝參數(shù)。

        圖6 檸檬汁添加量和浸泡時(shí)間的交互作用對(duì)感官評(píng)分的影響Fig. 6 Response surface plot for the effects of lemon juice and blanching time on sensory scores

        為了使感官評(píng)分最高,根據(jù)軟件計(jì)算數(shù)據(jù),感官評(píng)分在焯水時(shí)間A、檸檬汁添加量B、浸泡時(shí)間C的共同影響下的最優(yōu)工藝為:焯水時(shí)間A為5.641min、檸檬汁添加量B為9.311g、浸泡時(shí)間C為3.254h,在此條件下模型預(yù)測(cè)的最大感官評(píng)分為93.873。

        2.2.4 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

        在軟件計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上,綜合實(shí)際的工藝條件,取焯水時(shí)間A為6min、檸檬汁添加量B為9g、浸泡時(shí)間C為3.3h進(jìn)行3次驗(yàn)證測(cè)試,得平均感官評(píng)分為94.33,與模型預(yù)測(cè)結(jié)果接近,說明采用相應(yīng)面模型分析的方法可以對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

        2.3 品質(zhì)檢測(cè)及質(zhì)構(gòu)分析

        2.3.1 微生物分析結(jié)果

        菌落總數(shù)是微生物殺菌效果評(píng)估的一項(xiàng)重要指標(biāo),它可以反映酸辣檸檬鳳爪殺菌效果的好壞。酸辣檸檬鳳爪在加工過程中易受大腸菌群的污染,大腸菌群易導(dǎo)致食源性疾病的發(fā)生,應(yīng)嚴(yán)格控制這些菌的數(shù)量。在最優(yōu)工藝條件下,測(cè)定樣品中的菌落總數(shù)檢測(cè)結(jié)果為1.0×102CFU/g、4.2×102CFU/g、2.2×102CFU/g、3.6×103CFU/g、5.4×102CFU/g,大腸菌群檢測(cè)結(jié)果為<10CFU/g。符合GB2726-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)熟肉制品》標(biāo)準(zhǔn)的要求[12]。

        2.3.2 質(zhì)構(gòu)分析結(jié)果

        測(cè)定了在最佳工藝條件下不同部位酸辣檸檬鳳爪的質(zhì)地參數(shù),見表5。鳳爪指部的硬度169.23gf高于掌部165.03gf。黏聚性反應(yīng)的是口腔在咀嚼鳳爪時(shí),鳳爪保持緊密鏈接的性質(zhì),它體現(xiàn)了細(xì)胞間結(jié)合力的大小。黏聚性越高,鳳爪咀嚼時(shí)越細(xì)膩,口感也越好。鳳爪指部的黏聚性略高于鳳爪掌部[13~15]。

        表5 不同部位酸辣檸檬鳳爪的質(zhì)地參數(shù)Table 5 Texture parameters of different parts of chicken claw with lemon and peppers

        3 結(jié)論

        本實(shí)驗(yàn)利用響應(yīng)面分析法優(yōu)化了酸辣檸檬鳳爪加工工藝,通過Design-Expert 10.0.1軟件運(yùn)行結(jié)果,結(jié)合實(shí)際工藝設(shè)置的可行性,獲得最佳的焯水時(shí)間A為6min、檸檬汁添加量B為9g、浸泡時(shí)間C為3.3h,所生產(chǎn)的酸辣檸檬鳳爪酸辣爽口,軟硬程度適中,咀嚼性好。在最優(yōu)工藝條件下,測(cè)定樣品的菌落總數(shù)、大腸菌群等指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

        產(chǎn)業(yè)富民是鞏固鄉(xiāng)村振興之基,作為高等職業(yè)院校的烹飪專業(yè),部分學(xué)生家庭收入較低,通過將酸辣檸檬鳳爪工藝的標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施,讓越來越多來自農(nóng)村的大學(xué)生依靠專業(yè)優(yōu)勢(shì)、走上創(chuàng)業(yè)致富路。

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