關(guān)鍵詞：預(yù)包裝烤羊肉串響應(yīng)面法感官評定工藝優(yōu)化保質(zhì)期

0引言

嘉峪關(guān)烤肉名揚(yáng)全國各地，預(yù)包裝烤羊肉串的市場也逐步打開，經(jīng)銷商將烤好的羊肉串用真空包裝冷凍儲存，食用時用微波爐或其他方式簡單加熱即可吃到美味的羊肉串，但是該方法保質(zhì)期僅能達(dá)到3d～5d，不便于長途運(yùn)輸，即食烤羊肉串延長保質(zhì)期是使其走向全國各地的關(guān)鍵。

孟宇竹等[1]通過試驗(yàn)獲得一種能夠顯著提高明爐烤羊肉串嫩度和感官品質(zhì)的預(yù)調(diào)理復(fù)合腌料。明爐烤羊肉串預(yù)調(diào)理復(fù)合腌料最佳配方為食鹽添加量2.59%、玉米淀粉添加量2.48%、雞蛋蛋清粉添加量0.54%、谷氨酸鈉添加量1.16%。張旗[2]通過對腌制劑配方及加工工藝等不同加工方式對風(fēng)味羊肉串進(jìn)行研制，通過單因素響應(yīng)面試驗(yàn)，確定風(fēng)味羊肉串最佳腌制劑配方及加工工藝，利用氣質(zhì)聯(lián)用（GC-MS）檢測風(fēng)味羊肉串中的主要風(fēng)味物質(zhì)。楊永棟等[3]改善了羊肉加工制品的品質(zhì)。結(jié)果表明：酶嫩化的最佳工藝是酶用量0.1%，時間30min，水溫為30℃，工藝采用半解凍后切塊?，F(xiàn)有文獻(xiàn)對預(yù)包裝羊肉串延長保質(zhì)期的研究沒有提及。

本研究以烤羊肉串為研究對象，對預(yù)包裝烤羊肉串工藝進(jìn)行優(yōu)化，考察天然防腐劑的添加量、復(fù)合調(diào)味料的添加量以及殺菌方式對烤羊肉串的感官評分和保質(zhì)期的影響。并通過單因素試驗(yàn)及Design-Expert13軟件進(jìn)行Box-Behnken響應(yīng)面分析[4]，得出最佳工藝參數(shù)，可為預(yù)包裝烤羊肉串拓展市場提供理論與實(shí)踐參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

羊肉（嘉峪關(guān)本地小尾寒羊，8～12月齡，羯羊，后腿肉）、羊油、孜然、姜黃、辣椒、花生碎、食用鹽、乳酸鏈球菌素，均為市售。

1.2試驗(yàn)主要設(shè)備

電烤爐、冰箱、真空包裝機(jī)、紫外殺菌機(jī)、立式滅菌器、生物安全柜、生化培養(yǎng)箱、平板計數(shù)瓊脂。

1.3工藝流程

1.3.1預(yù)包裝烤羊肉串工藝流程

羊肉→清洗→切塊→穿串→加天然防腐劑腌制→烤制→刷油→復(fù)烤→撒鹽，撒調(diào)料→復(fù)烤→半成品→冷卻→紫外殺菌→真空包裝→成品

1.3.2操作要點(diǎn)

（1）羊肉。用嘉峪關(guān)本地小尾寒羊，選取新鮮的肉層較厚部位的羊后腿肉。

（2）清洗切塊、穿串。清洗去污后瀝干，均勻切成約（3cm×1.5cm×0.5cm）大小的肉塊，穿在鐵簽上。

（3）添加天然防腐劑。將上述肉串噴灑乳酸鏈球菌素溶液，使乳酸鏈球菌素溶液與肉串混合均勻，放置。

（4）烤制、刷油。使用木炭爐或電爐進(jìn)行烤制，烤制時先烤干羊肉串淺表水分，然后刷或淋灑羊油。

（5）復(fù)烤、撒鹽，撒調(diào)料。繼續(xù)使用木炭爐或電爐進(jìn)行烤制，待羊肉九分熟，依次撒食鹽0.8%，（90%孜然+10%姜黃復(fù)合料）∶（80%辣椒+20%花生碎復(fù)合料）=1∶1，復(fù)烤30s完成烤制。

（6）冷卻、殺菌、真空包裝、冷凍。將烤好的羊肉串冷卻，殺菌，真空包裝（真空壓力0.08MPa，真空時間32s），即得預(yù)包裝烤羊肉串成品。

1.4試驗(yàn)方法

1.4.1單因素試驗(yàn)設(shè)計

天然防腐劑乳酸鏈球菌素（Nisin）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：0.02％、0.03％、0.04％、0.05％、0.07％；烤制溫度：150℃、200℃、250℃、300℃、350℃；復(fù)合調(diào)味料[（90%孜然+10%姜黃復(fù)合料）∶（80%辣椒+20%花生碎復(fù)合料）=1：1]添加量質(zhì)量分?jǐn)?shù)：0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、1.0％；殺菌方式：（1）對照組（不做殺菌處理）;（2）紫外殺菌組45min，距離為10cm;（3）高溫高壓組120℃，20min殺菌處理）。貯存溫度：-2℃、0℃、2℃、4℃、6℃按以上方案進(jìn)行單因素試驗(yàn)設(shè)計，90d時進(jìn)行感官評分和菌落總數(shù)檢測。

1.4.2響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計

通過單因素試驗(yàn)結(jié)果分析，將A天然防腐劑添加量、B貯存溫度、C烤制溫度范圍作為制備預(yù)包裝烤羊肉串的三個主要考察因素，設(shè)計為三因素三水平，感官評分作為Box-Behnken試驗(yàn)響應(yīng)指標(biāo)，90d時進(jìn)行感官評分。響應(yīng)面分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計因素及水平見表1。

1.5感官評價方法

感官評價由具有食品科學(xué)知識的9人組成感官評價小組，分別對烤羊肉串的口感、色澤、風(fēng)味、組織狀態(tài)進(jìn)行感官評分[5]，評價標(biāo)準(zhǔn)見表2[6]。

1.6菌落總數(shù)測定

參照GB4789.2—2022《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)測定》測定菌落總數(shù)。

1.7數(shù)據(jù)處理與分析

本試驗(yàn)中響應(yīng)面試驗(yàn)數(shù)據(jù)的結(jié)果與分析采用Design-Expert13軟件和Origin2021軟件，進(jìn)行預(yù)包裝烤羊肉串工藝的優(yōu)化。

2結(jié)果與分析

2.1單因素試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1.1天然防腐劑乳酸鏈球菌素添加量對預(yù)包裝烤羊肉串感官和菌落總數(shù)的影響

乳酸鏈球菌素（Nisin）是一種多肽類物質(zhì)，具有高效且安全的生物防腐功能[7]。乳酸鏈球菌素是一種由34個氨基酸組成帶有正電荷的短肽，其抑菌原理是作用在細(xì)胞壁帶負(fù)電荷的陰離子成分上，如細(xì)胞膜的磷脂上，形成孔狀結(jié)構(gòu)，引起細(xì)胞膜的滲漏，導(dǎo)致細(xì)胞中小分子物質(zhì)流失，從而引起細(xì)胞死亡[8]。

不同天然防腐劑乳酸鏈球菌素添加量質(zhì)量分?jǐn)?shù)：0.02％、0.03％、0.04％、0.05％、0.07％，對預(yù)包裝烤羊肉串感官和菌落總數(shù)的影響。如圖1所示，在預(yù)包裝烤羊肉串90d時，乳酸鏈球菌素添加量為0.05%時感官評分最高，口感最佳。乳酸鏈球菌素添加量為0.02％、0.03％、0.04％時感官評分隨添加量的減少而降低，是由于保藏期間產(chǎn)生了大量微生物，組織松散，彈性小，有變質(zhì)氣味，使烤羊肉串口感黏膩[9-14]。添加量為0.07％時感官評分低于添加量為0.05%，由于乳酸鏈球菌素本身具有咸味[7]，使烤羊肉串味道加重，口感欠佳，同時0.07%超出了GB2760—2014《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定最大使用量0.5g/kg。

肉制品的主要污染菌是革蘭氏陽性菌，乳酸鏈球菌素（Nisin）能抑制大部分革蘭氏陽性菌的生長，包括產(chǎn)芽孢桿菌、耐熱腐敗菌、生孢梭菌等[15，16]。如圖1所示，在預(yù)包裝烤羊肉串90d時，乳酸鏈球菌素添加量為0.07%時菌落總數(shù)最低，添加量為0.05%菌落總數(shù)略高，但符合GB2726—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)熟肉制品》，添加量≤0.04%時菌落總數(shù)超出標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.1.2烤制溫度對預(yù)包裝烤羊肉串感官和菌落總數(shù)的影響

不同烤制溫度：150℃、200℃、250℃、300℃、350℃，對預(yù)包裝烤羊肉串感官和菌落總數(shù)的影響。如圖2所示，在預(yù)包裝烤羊肉串90d時，烤制溫度200℃感官評分最高，該溫度能使羊肉串烤透并保持表面酥脆，烤制溫度高會使表面肉質(zhì)顏色變深，彈性變小，內(nèi)部夾生，口感較硬。

如圖2所示，在預(yù)包裝烤羊肉串90d時，烤制溫度對菌落總數(shù)影響較小，均符合GB2726—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)熟肉制品》要求。

2.1.3復(fù)合調(diào)味料的添加量對預(yù)包裝烤羊肉串感官和菌落總數(shù)的影響

復(fù)合調(diào)味料（90%孜然+10%姜黃復(fù)合料：80%辣椒+20%花生碎復(fù)合料=1∶1）。孜然口感風(fēng)味極為獨(dú)特，富有油性，氣味芳香而濃烈，用孜然加工牛羊肉，可以祛腥解膩，并能令其肉質(zhì)更加鮮美芳香，增加食欲[17]。姜黃粉辛香清淡，略帶胡椒、麝香味及甜橙與姜之混合味道[18]，能使羊肉串色澤鮮亮，口感馥郁。辣椒粉常作為輔料添加用于改善肉制品的色澤、風(fēng)味以及抑制脂質(zhì)氧化過程[19]?；ㄉ楹胸S富的脂肪和蛋白質(zhì)，為羊肉串增香。復(fù)合調(diào)味料添加量質(zhì)量分?jǐn)?shù)：0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、1.0％，對預(yù)包裝烤羊肉串感官和菌落總數(shù)的影響。如圖3所示，感官評分隨著復(fù)合調(diào)味料的添加量增加而增高，添加量1.0％時感官評分最高，口感和色澤最佳。

孜然和辣椒粉均有抑菌作用[17，19]，但是由于添加量較小所以抑菌效果不明顯。如圖3所示，隨著復(fù)合調(diào)味料的添加量增加菌落總數(shù)無明顯變化。

2.1.4殺菌方式對預(yù)包裝烤羊肉串感官和菌落總數(shù)的影響

紫外線作為一種非熱加工技術(shù)，能有效殺滅肉類表面的微生物，同時較好地保持色澤、pH等理化指標(biāo)，在肉類殺菌保鮮領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景[20]。本試驗(yàn)殺菌方式：（1）對照組（不做殺菌處理）；（2）紫外殺菌組45min，距離為10cm；（3）高溫高壓組120℃，20min殺菌處理）。如圖4所示，對照組（不做殺菌處理）感官評分最低，紫外殺菌組感官評分最高。初步推測，對照組（不做殺菌處理）滋生部分微生物影響口感，高溫高壓組由于進(jìn)行了二次加熱和高壓，由于熱處理在有效殺滅食品中的有害微生物同時，也對食品熱敏性營養(yǎng)成分和感官品質(zhì)造成不良影響[20]，烤羊肉串口感和風(fēng)味變差，影響口感。如圖4所示，對照組（不做殺菌處理）菌落總數(shù)最高，紫外殺菌組略高，高溫高壓組最低。紫外殺菌組和高溫高壓組均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.1.5貯存溫度對預(yù)包裝烤羊肉串感官和菌落總數(shù)的影響

不同貯存溫度：-2℃、0℃、2℃、4℃、6℃，對預(yù)包裝烤羊肉串感官和菌落總數(shù)的影響，如圖5所示，貯存溫度為0℃時，感官評分最高，且菌落總數(shù)最少，貯存溫度為2℃貯存90d，菌落總數(shù)較低，隨溫度變低，有略微遞減，貯存溫度＞2℃菌落總數(shù)增多，說明較低溫度更能抑制微生物的生長。0℃時感官評分最高，說明該溫度，既能有效抑制微生物生長，又能保持羊肉串中的水分和口感。

2.2響應(yīng)面試驗(yàn)分析

2.2.1響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果分析

2.2.1.1感官評分回歸模型方差分析

通過Design-Expert統(tǒng)計軟件對各因子水平和成品感官評分進(jìn)行分析，得到多元二次回歸模型方程如下：

感官評分=94.46+8.14×A+2.46×B-0.4000×C-1.25×AB+0.9750×AC+0.0750×BC-15.31×A2-5.81×B2-5.18×C2

方差分析感官評分的回歸模型，由表3表4可知，方差分析感官評分的回歸模型，該試驗(yàn)?zāi)Ｐ途哂酗@著性（P＜0.0001），失擬項(xiàng)的部分呈顯著（P=0.6884）＞0.05呈不顯著。預(yù)測的R2值為0.9954，這與調(diào)整后的R2值0.9923基本保持一致，表明回歸方程模型擬合度較好，該試驗(yàn)結(jié)果具有可靠性，可用于預(yù)包裝烤羊肉串工藝的預(yù)測。

此外，觀察F值發(fā)現(xiàn)，各因素對預(yù)包裝烤羊肉串對于感官評分的影響大小順序依次為乳酸鏈球菌素＞貯存溫度＞烤制溫度。

通過Design-Expert13軟件的分析得出預(yù)包裝烤羊肉串的分析圖，預(yù)包裝烤羊肉串交互因素的響應(yīng)面圖和等高線圖見圖6～圖8。

由圖6可知，預(yù)包裝烤羊肉串感官評分整體呈先上升到最高而后下降的趨勢，乳酸鏈球菌素添加量比貯存溫度的曲面傾斜度高，坡度更陡，說明乳酸鏈球菌素添加量對預(yù)包裝烤羊肉串的感官評分影響力更大。乳酸鏈球菌素添加量過少，不能很好地起到防腐作用，預(yù)包裝烤羊肉串90d時由于微生物的大量產(chǎn)生，影響品質(zhì)和口感，乳酸鏈球菌素添加量過大，乳酸鏈球菌素本身的味道會對預(yù)包裝烤羊肉串的口感產(chǎn)生影響。等高線圖呈橢圓形，表明乳酸鏈球菌素添加量與貯存溫度兩因素之間相互影響作用顯著，對預(yù)包裝烤羊肉串的感官評分影響較大。

由圖7可知，預(yù)包裝烤羊肉串感官評分整體呈先上升到最高而后下降的趨勢，乳酸鏈球菌素添加量比烤制溫度的曲面傾斜度高，坡度更陡，說明乳酸鏈球菌素添加量對預(yù)包裝烤羊肉串的感官評分影響力更大。等高線圖呈橢圓形，表明乳酸鏈球菌素添加量與烤制溫度兩因素之間相互影響作用顯著，對預(yù)包裝烤羊肉串的感官評分影響較大。

由圖8可知，預(yù)包裝烤羊肉串感官評分整體呈先上升到最高而后下降的趨勢，貯存溫度比烤制溫度的曲面傾斜度高，坡度更陡，說明貯存溫度對預(yù)包裝烤羊肉串的感官評分影響力更大。貯存溫度過高，不能有效抑制微生物生長，影響預(yù)包裝烤羊肉串的口感，貯存溫度過低使預(yù)包裝烤羊肉串中水分流失，影響口感。等高線圖趨于圓形，表明貯存溫度與烤制溫度兩因素之間相互影響作用不顯著，對預(yù)包裝烤羊肉串的感官評分影響較小。

2.2.2響應(yīng)面結(jié)果驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

根據(jù)Box-Behnken模型預(yù)測響應(yīng)面優(yōu)化，預(yù)包裝烤羊肉串最佳工藝條件為：乳酸鏈球菌素添加量：0.054%；貯存溫度：1.386℃；烤制溫度：201.809℃。考慮到試驗(yàn)的可行性和可操作性，將工藝參數(shù)調(diào)整為乳酸鏈球菌素添加量：0.05%；貯存溫度：1.4℃；烤制溫度：202℃。做3次平行驗(yàn)證試驗(yàn)，預(yù)包裝烤羊肉串的感官評分為91.5分，與預(yù)測值接近，說明通過響應(yīng)面優(yōu)化獲得的預(yù)包裝烤羊肉串的最佳工藝條件是可行的。

3結(jié)論

本試驗(yàn)以單因素試驗(yàn)為基礎(chǔ)，通過響應(yīng)面法優(yōu)化試驗(yàn)獲得預(yù)包裝烤羊肉串的最優(yōu)工藝條件，最優(yōu)工藝條件為乳酸鏈球菌素添加量：0.05%；貯存溫度：1.4℃；烤制溫度：202℃；復(fù)合調(diào)味料的添加量1.0%，紫外殺菌45min，距離為10cm。在此工藝條件下制得的預(yù)包裝烤羊肉串肉嫩味香，有獨(dú)特的風(fēng)味和口感，感官評分較高，營養(yǎng)豐富，并且有效延長產(chǎn)品的貨架期至90d。為開發(fā)預(yù)包裝烤羊肉串產(chǎn)品提供了思路和理論支持。