祁 立 波, 霍 麗 多, 傅 寶 尚, 姜 鵬 飛,黃 旭 輝, 張 玉 瑩, 薛 佳, 秦 磊

( 1.大連工業(yè)大學(xué) 食品學(xué)院， 遼寧 大連 116034；2.大連工業(yè)大學(xué) 國家海洋食品工程技術(shù)研究中心， 遼寧 大連 116034 )

0 引 言

星鰻(Astrocongermyriaster)，屬硬骨魚綱，是海水魚類中食用價值較高的魚類之一，主要分布于北太平洋西部，我國常見于南海及東海區(qū)域。星鰻營養(yǎng)價值很高，被稱為“水中人參”[1]。鰻魚肉含有豐富的優(yōu)質(zhì)蛋白和人體必需的氨基酸，且含有豐富的“好”脂肪，其中所含的磷脂是腦細(xì)胞中不可缺少的營養(yǎng)素，DHA、EPA的含量均比其他海鮮、肉類高，可預(yù)防心血管疾病[2]。

我國鰻魚產(chǎn)品以活鰻和烤鰻為主，鮮、冷鰻和凍鰻為輔[3]。近年來，為滿足人們對食品逐漸增高的要求，對鰻魚產(chǎn)品如烤鰻魚、鰻魚干、煙熏鰻魚以及凍星鰻、調(diào)味鰻魚汁等的研究相繼增多。黃巧玲[4]研究了保質(zhì)期較長的鰻肉干；敖蕓皎[5]、潘峰[6]分別研制了鰻魚調(diào)味鹵汁和鰻魚肉復(fù)合海鮮醬，豐富了鰻魚產(chǎn)品。目前市場上也有多種烤鰻魚產(chǎn)品，胡陽等[7]研制了熏制鰻魚。但傳統(tǒng)的烤鰻魚均存在產(chǎn)品形態(tài)不完整、營養(yǎng)價值低且口感風(fēng)味差等問題。為賦予烤鰻魚獨(dú)特風(fēng)味并提高嫩度，本試驗(yàn)探討了烤鰻魚的加工工藝，以期能夠指導(dǎo)生產(chǎn)營養(yǎng)價值高、風(fēng)味濃郁且嫩度高的烤鰻魚即食產(chǎn)品，為傳統(tǒng)烤鰻魚的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 原料與儀器

冷凍鰻魚，山東美佳集團(tuán)有限公司，-30 ℃冷凍運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室。

TA XT Plus質(zhì)構(gòu)儀，英國Stable Micro System公司；Ultra Scan Pro測色儀，美國Hunter Lab公司；Rational萬能烤箱，瑞仙貿(mào)易(上海)有限公司。

1.2 方 法

1.2.1 原料預(yù)處理

規(guī)格為2 cm×2 cm×2 cm的鰻魚片經(jīng)料液腌制60 min后，經(jīng)蒸制100 ℃、7 min，烤制200 ℃、4 min，真空包裝后得到即食烤鰻魚。

1.2.2 指標(biāo)檢測

1.2.2.1 失重率

鰻魚在蒸制前用濾紙吸干表面水分，迅速稱量其質(zhì)量，蒸制冷卻后同樣用濾紙吸干表面水分，再次稱重，計算失重率。

失重率=(m0-m′0)/m0×100%

式中：m0為腌制樣品加熱前的質(zhì)量，m′0為腌制樣品加熱后的質(zhì)量。

1.2.2.2 失水率

鰻魚碾磨均勻，參照GB 5009.3—2016分別測定蒸制前后的含水量，計算失水率。

失水率=(m1-m′1)/m1×100%

式中：m1為腌制樣品加熱前的含水量，m′1為腌制樣品加熱后的含水量。

1.2.2.3 色 度

用測色儀測定L*、a*、b*(CIE)3個指標(biāo)。L*表示明度，黑色為0，白色為100；a*表示紅綠色差，+a*表示紅色，-a*表示綠色；b*表示黃藍(lán)色差，+b*表示黃色，-b*表示藍(lán)色。

1.2.2.4 嫩 度

用物性測試儀測定鰻魚嫩度，探頭型號為HDB/BS，剪切速度為1 mm/s，由計算機(jī)軟件完成數(shù)據(jù)采集。

1.2.2.5 感官評分

由10名食品專業(yè)學(xué)生組成感官評定小組，從色澤、形態(tài)、氣味、味道、口感5個方面評價產(chǎn)品，每項(xiàng)各20分，具體評價標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 烤鰻魚感官評定

1.3 單因素試驗(yàn)

選擇對烤鰻魚加工工藝影響顯著的4個因素，即蒸制溫度、蒸制時間、烤制溫度、烤制時間為自變量，優(yōu)化烤鰻魚加工工藝。

1.3.1 蒸制溫度和蒸制時間的影響

以解凍鰻魚片為原料，腌制后在蒸制時間7 min、烤制溫度200 ℃、烤制時間4 min，蒸制溫度分別為80、90、100、110、120 ℃條件下；或在蒸制溫度100 ℃、烤制溫度200 ℃、烤制時間4 min，蒸制時間分別為3、5、7、9、11 min條件下制備烤鰻魚，考察蒸制溫度、時間對烤鰻魚失重率、失水率、嫩度的影響。

1.3.2 烤制溫度和烤制時間的影響

以解凍鰻魚片為原料，腌制后在蒸制溫度100 ℃、蒸制時間7 min、烤制時間4 min，烤制溫度分別為180、190、200、210、220 ℃條件下；或在蒸制溫度100 ℃、蒸制時間7 min、烤制溫度200 ℃，烤制時間分別為2、3、4、5、6 min條件下制備烤鰻魚，考察烤制溫度、時間對烤鰻魚感官評分、嫩度、色度的影響。

1.4 響應(yīng)面試驗(yàn)

1.4.1 響應(yīng)面法優(yōu)化蒸制溫度和時間

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選定蒸制溫度、蒸制時間為自變量，以蒸制溫度90、100、110 ℃，蒸制時間5、7、9 min為自變量水平，并以失重率、失水率、嫩度為響應(yīng)值，根據(jù)中心組合設(shè)計模型(central composite design， CCD)的設(shè)計原理[8]，應(yīng)用Design-Expert 8.0.6軟件進(jìn)行響應(yīng)面分析與優(yōu)化試驗(yàn)，確定烤鰻魚蒸制工藝的最佳參數(shù)。

1.4.2 響應(yīng)面法優(yōu)化烤制溫度和時間

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選定烤制溫度、烤制時間為自變量，以烤制溫度190、200、210 ℃、蒸制時間3、4、5 min為自變量水平，并以感官評分、嫩度、色度為響應(yīng)值，根據(jù)中心組合設(shè)計模型的設(shè)計原理，應(yīng)用Design-Expert 8.0.6軟件進(jìn)行響應(yīng)面分析與優(yōu)化試驗(yàn)，確定烤鰻魚烤制工藝的最佳參數(shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 蒸制溫度的影響

失重率是指樣品在蒸制前后質(zhì)量的變化率，失水率是指樣品在蒸制前后水分含量的變化率[9]。由圖1可知，失重率和失水率隨蒸制溫度升高而增加，且失重率大于失水率，這是由于魚肉在蒸制過程中，汁液流失不僅包括水，還有蛋白質(zhì)和脂類等物質(zhì)[10]。當(dāng)蒸制溫度為100 ℃時，失重率、失水率分別降至22.61%、18.17%；當(dāng)高于100 ℃時，在肌纖維和膠原纖維不同程度地拉伸和伸縮作用下，使肌肉中的水分、變性的蛋白質(zhì)和脂肪不斷流出，從而使質(zhì)量損失加重，失重率、失水率增加[11-12]。隨蒸制溫度的升高，烤鰻魚肌肉嫩度變化趨勢明顯，但均在1 300～2 300 g，當(dāng)蒸制溫度為100 ℃時，嫩度達(dá)到最大。有研究表明，肌原纖維蛋白和結(jié)締組織蛋白是影響魚肉制品嫩度最重要的兩個因素，在熱加工過中，魚肉肌肉收縮，纖維變短，膠原蛋白溶解，進(jìn)而引起嫩度變化[13-15]。

(a) 失重率和失水率

(b) 嫩度

2.1.2 蒸制時間的影響

由圖2可知，隨蒸制時間延長，失重率和失水率總體呈上升趨勢，嫩度呈下降趨勢。當(dāng)蒸制時間為7 min時，失重率22.61%，此后質(zhì)量損失增大；當(dāng)蒸制時間為5 min時，失水率最低，為16.56%；在7～9 min時，失水率略微下降，可能是由于膠原蛋白在長時間蒸制下變?yōu)榭扇苡谒拿髂z，持水力加強(qiáng)，失水率降低[16]；當(dāng)蒸制時間為3 min時，嫩度最大。因此，初步確立烤鰻魚的預(yù)熟化工藝參數(shù)為蒸制溫度80～100 ℃，蒸制時間5～9 min。

2.1.3 烤制溫度的影響

由圖3可知，隨著烤制溫度升高，烤鰻魚感官評分呈先升后降的趨勢；當(dāng)烤制溫度為200 ℃時，感官評分最高，此時烤鰻魚產(chǎn)品色澤金黃且均勻無雜色和烤焦斑點(diǎn)，香氣濃郁，肉質(zhì)嫩。嫩度隨烤制溫度升高呈先下降后上升的趨勢；當(dāng)烤制溫度為210 ℃時，嫩度最大；當(dāng)烤制溫度低于200 ℃時，嫩度較低，可能是因?yàn)榭局茰囟鹊?，使得傳熱溫差小，短時間內(nèi)難以使魚肉蛋白變性[17]，從而影響烤鰻魚嫩度。由圖3可知，隨烤制溫度的升高，L*變化幅度較大，b*緩慢增加；當(dāng)烤制溫度為190 ℃時，L*、b*達(dá)到最大；而a*不隨溫度升高而變化。

(a) 失重率和失水率

(b) 嫩度

2.1.4 烤制時間的影響

由圖4可知，隨烤制時間延長，烤鰻魚感官評分先增大后降低，嫩度變化明顯；當(dāng)烤制時間為4 min 時，烤鰻魚感官評分最大；當(dāng)烤制時間為5 min 時，烤鰻魚嫩度達(dá)到最大。隨烤制時間的延長，b*增大，而L*呈先上升后下降的趨勢，其原因可能是隨烤制時間延長，烤鰻魚蛋白質(zhì)變性程度增加，其表面發(fā)生美拉德反應(yīng)，使烤鰻魚顏色加深；當(dāng)烤制時間在4 min時，L*、b*較高；而a*不隨時間增加而變化，結(jié)合圖3可知，a*不隨烤制溫度或時間增大而變化。綜上，烤制時間或烤制溫度過低，烤鰻魚口感生硬，味道不鮮美，香味不濃郁；烤制時間或烤制溫度過高，易引起烤鰻魚焦化，感官品質(zhì)和營養(yǎng)價值降低。因此，初步確定烤鰻魚的烤制工藝參數(shù)為烤制溫度190～210 ℃，烤制時間3～5 min。

(a) 感官評分 (b) 嫩度 (c) 色差

(a) 感官評分 (b) 嫩度 (c) 色差

2.2 蒸制工藝的響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，采用響應(yīng)面法對蒸制工藝條件，即蒸制溫度80、90、100 ℃，蒸制時間5、7、9 min，以蒸制失重率、失水率、嫩度為響應(yīng)值，進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計。具體試驗(yàn)方案與結(jié)果見表2。

2.2.1 蒸制工藝響應(yīng)面分析

通過對失重率、失水率、嫩度的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸擬合，得到回歸方程式Y(jié)1、Y2、Y3：

Y1=20.83+1.42A-0.32B+0.84AB+

1.22A2+2.04B2

Y2=16.34+0.4A+3.39B-3.27AB-

0.021A2+1.60B2

Y3=2469.88-283.96A-125.35B-

142.84AB+236.26A2-374.24B2

對失重率、失水率、嫩度回歸方程進(jìn)行方差分析，結(jié)果如表3所示。由表3可知，失擬項(xiàng)P>0.05，說明該模型失擬不顯著，與實(shí)際結(jié)果擬合度較高；且方程總模型顯著，P<0.05，模型相關(guān)性好，所以方程能很好地反映蒸制過程中烤鰻魚品質(zhì)與各因素間的關(guān)系，因此可用該模型對失重率、失水率、嫩度進(jìn)行分析與預(yù)測。

表2 預(yù)熟化工藝的響應(yīng)面分析方案與結(jié)果

表3 蒸制過程中烤鰻魚品質(zhì)參數(shù)的方差分析

2.2.2 最佳蒸制工藝參數(shù)的確定

為更加直觀形象的反映各因素對響應(yīng)值失重率、失水率、嫩度的影響，利用Design-expert 8.0.6 軟件繪制該模型的三維響應(yīng)面圖，如圖5所示。由圖5可知，失重率隨蒸制時間的增加而呈現(xiàn)先急劇下降后緩慢增加的趨勢；失水率隨蒸制溫度、蒸制時間的提高而顯著增加；嫩度隨著蒸制時間的延長呈現(xiàn)緩慢上升的趨勢。因此，失水率可作為蒸制條件優(yōu)化的一個顯著指標(biāo)，且蒸制時間對蒸制條件的影響作用比蒸制溫度顯著。

由單因素試驗(yàn)結(jié)果可知，不同蒸制溫度和時間對鰻魚失重率、失水率以及嫩度都有很大影響，所以蒸制過程中為減少烤鰻魚質(zhì)量損失，并提高其保水力及嫩度，在利用Design-expert 8.0.6軟件對回歸方程求導(dǎo)時，選用3個指標(biāo)，即以失重率和失水率最小、嫩度最大為優(yōu)化指標(biāo)，得出最佳蒸制工藝條件：蒸制溫度98.31 ℃、蒸制時間6.13 min，此時失重率21.22%、失水率14.86%、嫩度1 978.60 g。因此，結(jié)合實(shí)際情況考慮，取蒸制溫度98 ℃、蒸制時間6 min。按此條件進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，平行試驗(yàn)5次，可得失重率21.65%、失水率16.16%、嫩度1 497.77 g，與預(yù)測理論值吻合。因此，該響應(yīng)面回歸模型對蒸制工藝條件參數(shù)的優(yōu)化可靠。

(a) 失重率 (b) 失水率 (c) 嫰度

2.3 烤制工藝的響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，采用響應(yīng)面法對烤制工藝條件，即烤制溫度190、200、210 ℃，烤制時間3、4、5 min，以感官評分、嫩度、L*、b*為響應(yīng)值，進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)方案的設(shè)計。因a*對烤鰻魚色澤影響不大，故只研究L*和b*對烤鰻魚色澤的影響。具體試驗(yàn)方案與結(jié)果見表4。

2.3.1 烤制工藝響應(yīng)面分析

通過對感官評分、嫩度、L*、b*的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸擬合，得到回歸方程式Y(jié)4、Y5、Y6、Y7：

Y4=82.4-1.36A-10.16B-10.5AB-

18.51A2-9.26B2

Y5=3 130.62+18.36A+105.72B+

11.07AB-781.18A2-24.33B2

Y6=52.31+0.94A+0.21B-2.32AB+

6.07A2-3.23B2

Y7=22.65-0.7A+2.14B+0.47AB-

3.49A2-2.21B2

對感官評分、嫩度、L*、b*回歸方程進(jìn)行方差分析，結(jié)果如表5所示。由表5可知，失擬項(xiàng)P>0.05，說明該模型失擬不顯著，與實(shí)際結(jié)果擬合度較高；且方程總模型顯著，P<0.05，模型相關(guān)性好，方程能很好地反映感官評分、嫩度、L*、b*與各因素間的關(guān)系，因此可用該模型對烤制過程中烤鰻魚品質(zhì)進(jìn)行分析與預(yù)測。

表4 烤制工藝的響應(yīng)面分析方案與結(jié)果

2.3.2 最佳烤制工藝參數(shù)的確定

為更加直觀形象的反映各因素對響應(yīng)值感官評分、嫩度、L*、b*的影響，利用Design-expert 8.0.6 軟件繪制該模型的三維響應(yīng)面圖，如圖6所示。由圖6可知，感官評分隨烤制溫度、烤制時間的增加呈現(xiàn)緩慢先升后降的趨勢；L*、嫩度隨著烤制時間的延長影響較小，而L*隨烤制溫度的升高呈現(xiàn)先降后升的趨勢；b*隨烤制溫度、烤制時間的增加而呈現(xiàn)急劇上升后下降的趨勢。因此，感官評分、b*可作為烤制條件優(yōu)化的兩個顯著指標(biāo)，且烤制溫度對烤制條件的影響作用比烤制時間的影響顯著。

表5 烤制過程中烤鰻魚品質(zhì)參數(shù)的方差分析

(a) 感官評價 (b) 嫩度

(c) L* (d) b*

由單因素試驗(yàn)結(jié)果可知，不同烤制溫度和時間對鰻魚感官評分、嫩度以及色度都有很大影響，所以烤制加工中，為了使鰻魚有更佳的色澤以及更高的感官評分，并提高其嫩度，在利用Design-expert 8.0.6軟件對回歸方程求導(dǎo)時，選用4個指標(biāo)，即以感官評分、嫩度、L*、b*最大為優(yōu)化指標(biāo)，得出最佳烤制工藝條件：烤制溫度208.27 ℃、烤制時間3.83 min，此時感官評分71.53、嫩度2 591.97 g、L*=57.42、b*=19.19。結(jié)合實(shí)際情況考慮，取烤制溫度200 ℃、蒸制時間4 min。按此條件進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，平行試驗(yàn)5次，可得感官評分75、嫩度2 896.74 g、L*=53.91、b*=22.16，與預(yù)測理論值吻合。因此，該響應(yīng)面回歸模型對烤制工藝條件參數(shù)的優(yōu)化可靠。

3 結(jié) 論

利用各項(xiàng)理化指標(biāo)進(jìn)行烤鰻魚關(guān)鍵加工工藝的研究，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面分析優(yōu)化法對鰻魚加工工藝進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，并對回歸方程進(jìn)行方差分析，得出最佳工藝參數(shù)：蒸制溫度98.31 ℃、蒸制時間6.13 min、烤制溫度208.27 ℃、烤制時間3.83 min。為適應(yīng)實(shí)際的工業(yè)化生產(chǎn)條件，將烤鰻魚的加工工藝參數(shù)調(diào)整為蒸制溫度98 ℃、蒸制時間6 min、烤制溫度200 ℃、烤制時間4 min，并通過驗(yàn)證試驗(yàn)，說明響應(yīng)面回歸模型可靠，可為烤鰻魚工業(yè)化生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)。