豬肉用復(fù)配嫩化劑配方的響應(yīng)面優(yōu)化

王紹順，張寧，李靜，關(guān)拉力，張冬冬，鐘莉，阮美娟，李文釗，*（.中海油能源發(fā)展股份有限公司配餐服務(wù)分公司，天津30045；.天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院，天津300457）

豬肉用復(fù)配嫩化劑配方的響應(yīng)面優(yōu)化

王紹順1，張寧2，李靜2，關(guān)拉力1，張冬冬1，鐘莉1，阮美娟2，李文釗2，*
（1.中海油能源發(fā)展股份有限公司配餐服務(wù)分公司，天津300452；2.天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院，天津300457）

摘要：以熟制的豬里脊的嫩度、感官品質(zhì)、維生素B1含量為檢測指標(biāo)，通過計算權(quán)重得到影響肉品品質(zhì)的綜合指數(shù)。在Plackett Burman篩選、最陡爬坡試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化復(fù)合嫩化劑配方。使用Design Expert軟件對模型進(jìn)行優(yōu)化，以最高綜合指數(shù)為優(yōu)化目標(biāo)，得到復(fù)合嫩化劑配方為：淀粉13.70%、食鹽1.2%、檸檬酸0.03%、生姜粉0.54%、木瓜蛋白酶25 U/g。

關(guān)鍵詞：嫩化；豬肉；嫩化劑；優(yōu)化

肉的嫩度直接影響到肉制品的口感、營養(yǎng)、消化和風(fēng)味等，是決定肉類品質(zhì)的重要指標(biāo)，也是肉類最重要的感官品質(zhì)特征。因此，肉的嫩度是消費(fèi)者最重視的食用品質(zhì)之一，是一個反映肉類質(zhì)地的重要質(zhì)量指標(biāo)。肉品的嫩化處理是改善肉嫩度的有效手段，雖然已經(jīng)比較成熟，但是依然存在一些問題，如肉品嫩化劑的種類、用量及嫩化處理的時間、溫度沒有規(guī)范的要求，全憑處理人員的感覺掌控，造成肉品嫩化程度不一，出現(xiàn)嫩化過度與嫩化不足等現(xiàn)象，這不僅影響嫩化效果，而且還會造成營養(yǎng)上的偏差，進(jìn)而影響營養(yǎng)健康，而且應(yīng)用于烹飪炒制的嫩化研究較少。

肉品嫩化的方法目前主要采用生物嫩化法、化學(xué)嫩化法、物理嫩化法等。外源酶嫩化法是常用的生物嫩化法。嫩化肉類最常用的是木瓜蛋白酶。化學(xué)嫩化法采用添加化學(xué)物質(zhì)，比如有機(jī)酸、鹽類等使肉品嫩化的方法[1]。熊柳等[2]通過添加蛋白質(zhì)（谷朊粉、花生分離蛋白和大豆分離蛋白）和淀粉（玉米淀粉、紅薯淀粉和綠豆淀粉），研究了對肉制品品質(zhì)的影響。用于肉類嫩化的有機(jī)酸主要有醋酸[3]、檸檬酸和乳酸[4]，采用的嫩化方法有浸漬法和注射法。季宏飛等[5]發(fā)現(xiàn)木瓜蛋白酶、氯化鈉和氯化鈣可增加豬肉脯的嫩度，研制復(fù)合肉嫩化劑的配方組成為：氯化鈉濃度6%、氯化鈣濃度3.5%、木瓜蛋白酶120 U/mL。物理嫩化法采用超高壓物理嫩化法、超聲波物理嫩化法。

本文選用了淀粉、食鹽、檸檬酸、木瓜蛋白酶、生姜粉5種嫩化原料，以炒制豬里脊的嫩度、感官評分、維生素B1含量為檢測指標(biāo)，通過計算權(quán)重得到影響肉品品質(zhì)的綜合指數(shù)。在Plackett Burman篩選、最陡爬坡試驗(yàn)的基礎(chǔ)上采用響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，進(jìn)行復(fù)合嫩化劑配方的研制。使用Design Expert軟件對試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行優(yōu)化，以綜合指數(shù)最高為優(yōu)化目標(biāo)，進(jìn)行復(fù)合嫩化劑配方的研制。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

冷凍豬里脊由中海油配餐服務(wù)公司提供；食鹽、玉米淀粉、生姜粉、食用油等均為市售。

1.2主要試劑

檸檬酸（食品級）：濰坊英軒實(shí)業(yè)有限公司；甲醇（色譜純）：天津市康科德科技有限公司；木瓜蛋白酶（食品級）：南京東恒華道生物科技有限公司；氯化鉀（分析純）、鹽酸（分析純）、鐵氰化鉀（分析純）：天津市化學(xué)試劑一廠；異丁醇（分析純）：天津博迪化工股份有限公司；氫氧化鈉（分析純）：博歐特（天津）化工貿(mào)易有限公司；無水乙酸鈉（分析純）：維科特（天津）化工產(chǎn)品貿(mào)易有限公司；高峰氏淀粉酶（生化級）：北京索萊寶科技有限公司；冰乙酸（分析純）；維生素B1標(biāo)準(zhǔn)品：北京索萊寶科技有限公司。

1.3主要儀器

組織搗碎機(jī)（DS-1）：上海越磁電子科技有限公司；電子天平（AL204）：上海梅特勒集團(tuán)；數(shù)顯恒溫水浴鍋（HH-1）：上海浦東物理光學(xué)儀器廠；質(zhì)構(gòu)儀（TA.XT. Plus）：英國SMS（Stable Micro Systems）公司；高效液相色譜儀、液相色譜熒光檢測器：安捷倫科技有限公司。

1.4樣品制備

豬里脊肉片按照試驗(yàn)要求嫩化、炒制后，規(guī)范取樣后去掉表面可見肌肉間脂肪及結(jié)締組織，留取適量用于感官品質(zhì)、剪切力的測定，其余用組織搗碎機(jī)搗碎置于冰箱冷凍備用。

1.5分析指標(biāo)的檢測方法

維生素B1含量測定方法按GB/T 9695.27—2008《肉與肉制品維生素B1含量測定》；感官評價方法參照GB/T 22210—2008《肉與肉制品感官評定規(guī)范》，一般食品感官品質(zhì)主要從視覺、嗅覺、味覺幾方面進(jìn)行評價，針對肉的嫩化重點(diǎn)，以氣味、嫩度、滋味為感官評價項，采用評分法進(jìn)行評定，評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

1.6肉品嫩度

豬里脊炒制后選擇大小和厚薄接近的肉片，用質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行剪切力的測定。測定參數(shù)：參考標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1180-2006《肉嫩度的測定剪切力測定方法》，選擇HDP/ WBS探頭，測前速度為2mm/s，測試速度為1mm/s，測后速度為10 mm/s，觸發(fā)力為5 g，下壓距離為30 mm。

表1　肉品嫩化感官品質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)Table 1　Meat tenderization sensory quality evaluation standard

1.7肉品綜合品質(zhì)指數(shù)的確定

綜合品質(zhì)指數(shù)CQI（Comprehensive quality index）是指由嫩度（剪切力）、感官品質(zhì)、維生素B1含量3項肉片嫩化的品質(zhì)指標(biāo)擬合而成的一個綜合指標(biāo)，用于綜合評價肉片的嫩化效果。綜合品質(zhì)指數(shù)權(quán)重的確定采用專家評分法，即請專家對3個指標(biāo)的重要度進(jìn)行評分，確定3項指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)β1、β2、β3，再按公式（1）計算得到綜合品質(zhì)指數(shù)。

綜合品質(zhì)指數(shù)=β1×嫩度（剪切力）+β2×感官評分+β3×維生素B1含量

（1）

專家評分標(biāo)準(zhǔn)：請每位專家就3個指標(biāo)的重要性進(jìn)行打分，3個指標(biāo)評分總和為100。計算每個指標(biāo)的得分均值，指標(biāo)權(quán)重為指標(biāo)得分均值與3個指標(biāo)評分總和100的比。

1.8復(fù)配嫩化劑配方響應(yīng)面優(yōu)化

根據(jù)Plackett Burman篩選試驗(yàn)及最陡爬坡試驗(yàn)結(jié)果，確定食鹽添加量為1.2%，木瓜蛋白酶添加量為25 U/g，對檸檬酸、生姜粉和淀粉3種組分進(jìn)行響應(yīng)面分析，按Box-Behnken設(shè)計因素水平，見表2。

表2　響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計因素水平表Table 2　Factor level by response surface optimization design

2　結(jié)果與討論

2.1肉品品質(zhì)綜合指數(shù)的確定

嫩度（剪切力）、感官品質(zhì)、維生素B1含量3項指標(biāo)的專家權(quán)重評分結(jié)果見表3。

表3　3項指標(biāo)的專家權(quán)重評分結(jié)果Table 3　Expert weight score results of the three indexes

將表3權(quán)重評分進(jìn)行計算，得出指標(biāo)嫩度、感官評分、維生素B1含量對應(yīng)的權(quán)重集為0.188、0.520、0.292。

由于嫩度的測定指標(biāo)為剪切力，剪切力越大說明肉片嫩度越小，剪切力越小說明肉片嫩度越大，故取剪切力值的倒數(shù)進(jìn)行正向化處理，無量綱化后計算炒制肉片的綜合品質(zhì)指數(shù)CQI（Comprehensive quality index）。

將3項指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)代入后，炒制肉片的綜合品質(zhì)指數(shù)按照公式（2）計算：

CQI=0.188×嫩度+0.520×感官評分+0.292×維生素B1含量

（2）

2.2響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果

固定木瓜蛋白酶添加量為25 U/g，食鹽添加量為1.2%，用Design-Expert軟件安排試驗(yàn)組合，試驗(yàn)設(shè)計的因素組合表及結(jié)果見表4。響應(yīng)面試驗(yàn)剪切力、感官評分值和維生素B1測定結(jié)果見圖1。

表4　Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計方案及結(jié)果Table 4　Box-Behnken test design and results

圖1　響應(yīng)面測定結(jié)果圖Fig.1　Response surface test results

2.3響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果分析

應(yīng)用Design-Expert軟件對上述試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行響應(yīng)面分析，可以得到該模型的二階擬合方程：

綜合指數(shù)=1.12+0.130×A-0.037×B-0.072×C-0.011×A×B-0.009×A×C-0.001×B×C-0.130A2－0.074× B2-0.062×C2（3）

該模型的方差分析結(jié)果見表5所示。

表5　響應(yīng)面設(shè)計二階回歸模型方差分析Table 5　Variance analysis of two order regression model of response surface design

續(xù)表5　響應(yīng)面設(shè)計二階回歸模型方差分析Continue table 5　Variance analysis of two order regression model of response surface design

該回歸模型P值＜0.01，說明了該方程模型極顯著，模型失擬項P值＞0.05，說明失擬不顯著，可以利用該模型預(yù)測綜合指數(shù)的最高值；方差分析結(jié)果顯示，淀粉添加量、檸檬酸添加量、生姜粉添加量對綜合指數(shù)影響極顯著，生姜粉添加量、淀粉添加量、檸檬酸添加量的二次項對綜合指數(shù)影響極顯著。

應(yīng)用Design-Expert軟件對上述試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行響應(yīng)面分析，可以得到該模型的響應(yīng)面圖和等高線圖，結(jié)果見圖2所示。

通過Design Expert軟件對試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行優(yōu)化，以綜合指數(shù)最高為優(yōu)化目標(biāo)，得到的最優(yōu)添加量為淀粉13.70%、生姜粉0.54%、檸檬酸0.03%，此時綜合指數(shù)為1.188。

圖2　響應(yīng)面及等高線圖Fig.2　Response surface results and contour maps

3　結(jié)論

以豬里脊為主要研究對象，在Plackett Burman篩選試驗(yàn)、最陡爬坡試驗(yàn)的基礎(chǔ)上采用響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，從淀粉、食鹽、木瓜蛋白酶、檸檬酸、生姜粉中篩選出重要因子、確定因素水平。進(jìn)行肉品復(fù)合嫩化劑配方的研制。用綜合指數(shù)進(jìn)行考核，綜合品質(zhì)指數(shù)CQI= 0.188×嫩度+0.520×感官評分+0.292×維生素B1含量。通過Design Expert軟件對試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行優(yōu)化，以綜合指數(shù)最高為優(yōu)化目標(biāo)，得到的復(fù)合嫩化劑配方為：淀粉13.70%、食鹽1.2%、檸檬酸0.03%、生姜粉0.54%、木瓜蛋白酶25 U/g，此時綜合指數(shù)為1.188。

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DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.24.012

收稿日期：2015-12-02

作者簡介：王紹順（1979—），男（漢），經(jīng)濟(jì)師，本科，研究方向：海上石油營養(yǎng)配餐安全作業(yè)生產(chǎn)管理。

*通信作者

The Response Surface Method Optimization of Pork Composite Tenderizer

WANG Shao-shun1，ZHANG Ning2，LI Jing2，GUAN La-li1，ZHANG Dong-dong1，ZHONG Li1，RUAN Mei-juan2，LI Wen-zhao2，*

（1.Catering Services Branch，China National Offshore Oil Corporation（CNOOC）Energy Development Limited by Share Ltd，Tianjin 300452，China；2.School of Food Engineering and Biological Technology，Tianjin University of Science&Technology，Tianjin 300457，China）

Abstract：The comprehensive index affecting meat quality was acquired by weighting calculation based ontenderness，sensory score and vitamin B1content of frozen pork loin as the indexes.On the basis of the Burman Plackett and the steepest ascent experiment，the formulation of the pork composite tenderizer was optimized by response surface methods.Using design expert software to optimize the model，with the highest comprehensive index as the optimization goal，the composite tender agent formula was obtained：starch 13.70%，sodium chloride 1.2%，lemon acid 0.03%，ginger powder 0.54%and papain 25 U/g.

Key words：tenderness；pork；tenderizer；optimize