陸逢貴 鄒玉峰 劉登勇 張劍波

摘 要：為探究熏雞糖熏上色機(jī)理，對(duì)糖熏熏雞皮色素進(jìn)行提取。對(duì)糖熏熏雞皮色素的提取工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。以糖熏熏雞皮為原料，采用超聲輔助提取糖熏熏雞皮色素，以色素溶液的吸光度為指標(biāo)，通過單因素試驗(yàn)考察乙醇體積分?jǐn)?shù)、超聲波處理提取時(shí)間、液料比對(duì)糖熏熏雞皮色素提取液吸光度的影響，并結(jié)合響應(yīng)面試驗(yàn)對(duì)提取工藝進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明：超聲輔助提取糖熏熏雞皮色素的最佳工藝條件為乙醇體積分?jǐn)?shù)85%、超聲波處理提取時(shí)間32 min、液料比10∶1（V/m）;在最佳工藝參數(shù)條件下，實(shí)驗(yàn)提取的糖熏熏雞皮色素的吸光度為3.397，與理論值相差0.38%，表明該色素的提取工藝條件合理可行。

關(guān)鍵詞：糖熏熏雞;色素;超聲輔助提取;響應(yīng)面法

Abstract： In order to explore the mechanism of color formation in sugar-smoked chicken， it is necessary to extract pigment from sugar-smoked chicken skin. The objective of this study was to optimize process parameters for ultrasonic-assisted extraction of pigment from sugar-smoked chicken skin using one-factor-at-a-time method and response surface methodology （RSM）. The absorbance of pigment was investigated with respect to three variables， ethanol concentration， ultrasonic time and solid-to-liquid ratio. The use of 85% ethanol as extraction solvent， a solid-to-liquid ratio of 10：1 （V/m） and ultrasonic treatment for 32 min were found to be the optimal conditions to obtain a higher absorbance value of 3.397， with only 0.38% deviation as compared to the predicted value. Hence， the optimized extraction process was feasible.

Keywords： sugar-smoked chicken; pigment; ultrasonic-assisted extraction; response surface methodology

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20190107-006

中圖分類號(hào)：TS251.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-8123（2019）03-0020-06

引文格式：

陸逢貴， 鄒玉峰， 劉登勇， 等. 響應(yīng)面法優(yōu)化糖熏熏雞皮色素提取工藝[J]. 肉類研究， 2019， 33（3）： 20-25. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20190107-006.? ? http：//www.rlyj.net.cn

LU Fenggui， ZOU Yufeng， LIU Dengyong， et al. Response surface methodology applied to optimize the extraction process of pigment from sugar smoked chicken skin[J]. Meat Research， 2019， 33（3）： 20-25. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20190107-006.? ? http：//www.rlyj.net.cn

熏雞作為我國著名的傳統(tǒng)特色美食，是醬鹵肉制品的典型代表之一，其加工工藝主要包括原料的處理、鹵制及熏制等，因獨(dú)特的工藝和配方造就了熏雞色艷味佳、油而不膩、造型優(yōu)美等特點(diǎn)，得到廣大消費(fèi)者的認(rèn)可。然而，熏雞在運(yùn)輸、貯藏和銷售過程中會(huì)發(fā)生一系列的變化，從而導(dǎo)致產(chǎn)品品質(zhì)下降，而氧化導(dǎo)致的色素變化就是其中的一個(gè)主要機(jī)制，最終導(dǎo)致熏雞色澤的變化以及貨架期的縮短[1-3]。此外，煙熏在為熏雞提供特有煙熏風(fēng)味和良好煙熏色澤的同時(shí)，也容易產(chǎn)生雜環(huán)胺等有害物質(zhì)，不利于熏雞產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。相較于傳統(tǒng)木煙熏制而言，糖煙熏制的優(yōu)勢在于可以為熏雞提供與木熏相似的煙熏味和煙熏色澤，最為重要的是，糖熏過程中產(chǎn)生的雜環(huán)胺等有害物質(zhì)更少、更安全、更有利于熏雞產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和增加消費(fèi)者的認(rèn)可度[4-5]。鑒于此，本研究采用糖熏熏雞為材料展開研究。目前有關(guān)熏雞的研究主要集中在風(fēng)味物質(zhì)和干燥工藝等[3-4，6]方面，色素的提取則在植物（如紅樹莓花青素[7]、花椒紅色素[8]、梔子黃色素[9]、β-胡蘿卜素[10]、番茄紅素[11]和紫薯皮色素[12]等）和微生物（如酵母紅色素[13]、紅曲紅色素[14]等）方面研究較多，有關(guān)糖熏熏雞顏色的相關(guān)研究鮮有報(bào)道。

傳統(tǒng)的提取方法，如浸提法，耗時(shí)耗材且效率低下[15]，因此，需要采取一種省時(shí)省力的高效提取方法。與常規(guī)溶劑提取技術(shù)相比，超聲輔助提取因其機(jī)械效應(yīng)和聲學(xué)空化作用而具備高效率、短時(shí)間、低成本及高自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)[7，16]。超聲通常用于色素提取，因?yàn)樗梢苑乐固烊簧氐某煞质艿浇Y(jié)構(gòu)性破壞，能較好地維持色素的穩(wěn)定性。使用超聲提取熏雞皮色素時(shí)，有很多工藝條件需要進(jìn)行優(yōu)化，如提取劑的濃度、液料比、超聲溫度等，這些變量的相互作用共同影響著色素的提取率。在這種情況下，響應(yīng)面法（response surface methodology，RSM）成功地結(jié)合了統(tǒng)計(jì)和數(shù)學(xué)系統(tǒng)，比其他經(jīng)典方法[17-19]更有效地節(jié)省了時(shí)間，方便優(yōu)化，廣泛應(yīng)用于工藝優(yōu)化研究[20-21]。

利用超聲輔助提取糖熏熏雞皮色素，以色素提取液吸光度作為衡量指標(biāo)，通過單因素試驗(yàn)結(jié)果，分析乙醇體積分?jǐn)?shù)、液料比和超聲時(shí)間對(duì)糖熏熏雞皮色素提取效果的影響，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)，優(yōu)化提取工藝，為糖熏熏雞皮色素的高效提取及對(duì)糖熏熏雞顏色的探究提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

糖熏熏雞，購于錦州萬達(dá)超市。氯仿、無水乙醇、甲醇、乙酸乙酯、二氯甲烷、苯、石油醚、正己烷均為分析純 美國Sigma-Aldrich公司。

1.2 儀器與設(shè)備

Allgra 64R冷凍離心機(jī) 上海普迪生物技術(shù)有限公司;FRQ小型超聲波清洗機(jī) 杭州法蘭特超聲波科技有限公司;QSJ-A03A1切碎機(jī) 佛山市小熊電器有限公司;PL203電子天平 上海梅特勒-托利多有限公司;UV2550紫外-可見分光光度計(jì) 北京優(yōu)譜通用科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 糖熏熏雞皮色素提取工藝

糖熏熏雞皮→預(yù)處理（去除黑點(diǎn)、毛根等）→切碎機(jī)絞碎→取樣（2 g）→加乙醇→超聲處理（25 ℃、400 W）→離心→過濾→取樣（0.5 mL）→定容（100 mL）→測定吸光度（282 nm）。

1.3.2 糖熏熏雞皮色素的光譜特性測定

糖熏熏雞皮多次絞碎后，獲取熏雞皮碎末，取2 g于離心管內(nèi)，加入適量體積分?jǐn)?shù)的無水乙醇，超聲波輔助提取適當(dāng)時(shí)間后，6 000 r/min條件下離心15 min，濾去殘?jiān)笪?.5 mL定容于100 mL容量瓶，在200～400 nm波長下進(jìn)行光譜掃描，得到糖熏熏雞皮色素的紫外-可見分光光譜圖。

1.3.3 糖熏熏雞皮色素提取劑的選擇

以吸光度為指標(biāo)，稱取2 g熏雞皮碎末，在一定液料比和提取時(shí)間條件下分析蒸餾水、無水乙醇、石油醚、甲醇、氯仿、二氯甲烷、乙酸乙酯、苯和正己烷對(duì)糖熏熏雞皮色素提取效果的影響。

1.3.4 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以吸光度為指標(biāo)進(jìn)行單因素試驗(yàn)：1）提取劑乙醇體積分?jǐn)?shù)的選擇：超聲波處理提取時(shí)間為35 min，液料比9∶1（V/m），乙醇體積分?jǐn)?shù)分別為60%、70%、80%、90%、100%;2）超聲波處理提取時(shí)間的選擇：液料比9∶1，提取液為80%乙醇溶液，提取時(shí)間分別為25、30、35、40、45 min;3）液料比的選擇：提取液為80%乙醇溶液，超聲波處理提取時(shí)間35 min，液料比分別為5∶1、7∶1、9∶1、11∶1、13∶1。

1.3.5 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)

單因素試驗(yàn)結(jié)束后，遵循Box-Behnken設(shè)計(jì)原理，以吸光度為優(yōu)化目標(biāo)，展開響應(yīng)面試驗(yàn)，利用Design-Expert軟件進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，篩選出糖熏熏雞皮色素的最佳提取參數(shù)。響應(yīng)面試驗(yàn)的因素與水平如表1所示。

1.3.6 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

在最佳提取工藝條件下，分別以超聲功率0 W和400 W進(jìn)行提取實(shí)驗(yàn)，測定相應(yīng)的光譜圖，以驗(yàn)證在此提取條件下，提取物質(zhì)是否發(fā)生降解以及確定超聲處理對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Origin 8.6軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，應(yīng)用Design-Expert 8.0軟件設(shè)計(jì)及分析響應(yīng)面試驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 糖熏熏雞皮色素的光譜特性

由圖1可知，糖熏熏雞皮色素的最大吸收峰在282 nm波長處，因此，本研究選擇在282 nm波長處測定吸光度，來表示糖熏熏雞皮色素的相對(duì)含量。

2.2 不同提取劑對(duì)糖熏熏雞皮色素的提取效果

在一定液料比和超聲時(shí)間條件下[7]，以蒸餾水、乙醇、石油醚、甲醇、氯仿、二氯甲烷、乙酸乙酯、苯和正己烷為提取劑，提取糖熏熏雞皮色素。由圖2可知，在相同提取條件下，乙醇對(duì)該色素提取效果最好，吸光度達(dá)2.975，較其他組提取效果最優(yōu)，其次是甲醇（A=2.136），正己烷（A=0.554）提取效果最差。因此選定乙醇溶液作為本研究的提取劑。

2.3 糖熏熏雞皮色素提取的單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.3.1 超聲波處理提取時(shí)間的選擇

由圖3可知，隨著超聲波處理提取時(shí)間逐漸增加，糖熏熏雞皮色素的吸光度先增加后減小，35 min時(shí)，吸光度達(dá)到最大值1.572。這主要是由于超聲的空化效應(yīng)可以增加分子的運(yùn)動(dòng)速率和介質(zhì)的穿透能力，使得溶劑和熏雞皮快速作用，此外，前期提取劑和待提物之間有著較大的滲透壓，在此情況下色素成分會(huì)快速溶出，增大提取率。但是當(dāng)超聲波處理提取時(shí)間超過35 min后，超聲的機(jī)械、空化及熱效應(yīng)有可能會(huì)破環(huán)糖熏熏雞皮色素的結(jié)構(gòu)[22-24]，導(dǎo)致其吸光度下降。因此適宜的超聲波處理提取時(shí)間為35 min。

2.3.2 液料比的選擇

由圖4可知：在液料比為9∶1時(shí)，糖熏熏雞皮色素的吸光度達(dá)到最大值1.748;隨著液料比的增大，即液料比為9∶1～13∶1時(shí)，色素吸光度下降，這是由溶劑增多，色素溶液相對(duì)稀釋所致。此外，考慮到經(jīng)濟(jì)問題和后續(xù)的工作量，液料比也不宜過大[25-27]。因此，選定9∶1作為本研究的液料比。

2.3.3 乙醇體積分?jǐn)?shù)的選擇

由圖5可知，隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)逐漸增加，糖熏熏雞皮色素的吸光度先增加后減小，乙醇體積分?jǐn)?shù)為80%時(shí)，吸光度達(dá)到最大值2.245。這是由于乙醇為有機(jī)溶劑，隨著其體積分?jǐn)?shù)的增加，會(huì)破壞色素與基質(zhì)之間的成鍵能力，增大溶解量，使得吸光度增大;但是，當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)繼續(xù)增大時(shí)，會(huì)使得溶劑的極性降低，減少色素的溶出量，降低色素提取液的吸光度[28-30]。因此，選定乙醇體積分?jǐn)?shù)為80%。

2.4 糖熏熏雞皮色素提取的響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

2.4.1 模型建立與方差分析