響應(yīng)曲面法優(yōu)化醬香啤酒鴨脖制作工藝

湯高奇，田潔，王娟，劉欣

（河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院，河南鄭州451450）

響應(yīng)曲面法優(yōu)化醬香啤酒鴨脖制作工藝

湯高奇，田潔，王娟，劉欣

（河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院，河南鄭州451450）

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)影響醬香鴨脖風(fēng)味的4個(gè)主要因素——啤酒用量、啤酒放入時(shí)間、腌制時(shí)間以及鹵煮條件進(jìn)行SPSS因子分析。最后利用響應(yīng)曲面法優(yōu)化后的醬香啤酒鴨脖制作工藝參數(shù)為：在0℃～4℃腌制3.5 h，啤酒用量為總量26%，放入時(shí)間為鹵煮開始后29min，以500W小火微沸鹵煮55min。

醬香啤酒鴨脖；SPSS；響應(yīng)曲面法

醬鹵肉制品是中華飲食文化的精髓，醬鹵鴨脖作為醬鹵肉制品中的代表，營(yíng)養(yǎng)豐富并具有獨(dú)特的風(fēng)味和口感[1]，其口味純正、肉質(zhì)細(xì)膩、香辣可口、久吃不膩[2]，深受消費(fèi)者的青睞。近年來(lái)，武漢麻辣鴨脖以其麻、辣、鮮、咸諸味相映相攜，醇和濃厚，香味濃郁，且味香入骨，頗有韌性和嚼勁，深受消費(fèi)者喜歡[3]。但由于其口味偏辣，不適合大部分北方人或一些不喜食辣者的飲食習(xí)慣，需要加以適當(dāng)改進(jìn)和創(chuàng)新。啤酒鴨是將鴨肉與啤酒一同燉煮成菜，使滋補(bǔ)的鴨肉味道更加濃厚，鴨肉不僅入口鮮香，還帶有一股啤酒清香，已成為市場(chǎng)上的一道風(fēng)味獨(dú)特的佳肴[4]，若將醬香鴨脖與啤酒風(fēng)味結(jié)合起來(lái)，形成口味獨(dú)特的醬香啤酒鴨脖新產(chǎn)品，必將受到消費(fèi)者的青睞。本研究從影響醬香啤酒鴨脖質(zhì)量的腌制、啤酒加入時(shí)間和加入量等因素出發(fā)，通過(guò)單因素和響應(yīng)曲面試驗(yàn)優(yōu)化了醬香啤酒鴨脖工藝參數(shù)，為醬香啤酒鴨脖工業(yè)化生產(chǎn)提供參考，為我國(guó)傳統(tǒng)特色醬鹵制品的發(fā)揚(yáng)和規(guī)范化生產(chǎn)提供有利幫助。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

新鮮鴨脖：購(gòu)于鄭州市陳砦蔬菜批發(fā)市場(chǎng)，為新鮮凍品；腌制鹽（食鹽、亞硝酸鈉、白砂糖、復(fù)合磷酸鹽、維生素C-Na、味精、花椒粉適量）、香辛料（花椒、辣椒、八角、桂皮、小茴香、砂仁、肉豆蔻、草果、良姜、山奈、生姜適量）、鹵料（復(fù)合香辛料、花椒渣、花椒油、食鹽、白砂糖、特鮮味精、紅曲色素、醬油、食醋、啤酒、水適量）：市售。

1.2 儀器與設(shè)備

c21-sk2101美的多功能電磁爐：廣東美的生活電器制造有限公司；ACS-30電子計(jì)價(jià)秤：浙江霸王衡器有限制造公司；JA6102電子天平：上海精天電子儀器廠；BCD-235新飛電冰箱：河南新飛電器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

原料預(yù)處理→腌制→鹵制→冷卻→整理、切段→成品

1.3.2 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選擇影響醬香啤酒鴨脖品質(zhì)的啤酒用量、啤酒放

入時(shí)間、腌制時(shí)間和鹵煮條件4個(gè)因素，分別設(shè)置不同水平進(jìn)行單因素試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1。

表1 醬香啤酒鴨脖單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)Tab le1 Single factor experim ent design of beer sauced duck’s neck

選擇10位人員按表2對(duì)各組單因素試驗(yàn)的成品從顏色、外觀、滋味和雜質(zhì)這4個(gè)方面進(jìn)行感官評(píng)定并記錄結(jié)果。

表2 醬香啤酒鴨脖感官評(píng)定表Table2 The standard of sensory app raisalof beer sauced duck’s neck

1.3.3 響應(yīng)曲面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

運(yùn)用SPSS 13.0軟件對(duì)單因素的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，選出腌制時(shí)間（冷藏條件下0℃～4℃）、啤酒用量、啤酒放入時(shí)間以及鹵煮時(shí)間這4個(gè)對(duì)產(chǎn)品性質(zhì)影響較大的因素為主要影響因素，選取顏色、外觀、滋味、雜質(zhì)和總分5個(gè)指標(biāo)為響應(yīng)值，進(jìn)行四因素三水平響應(yīng)曲面試驗(yàn)設(shè)計(jì)（見表3）。

表3 醬香啤酒鴨脖響應(yīng)曲面試驗(yàn)設(shè)計(jì)Tab le3 Response surfaceexperiment design of beer sauced duck’s neck

根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行醬香啤酒鴨脖的制作，并對(duì)產(chǎn)品的響應(yīng)值進(jìn)行測(cè)定。對(duì)響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，進(jìn)行變量最佳設(shè)定，進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，最終得到最佳條件。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1.1 啤酒用量對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響

針對(duì)啤酒用量的單因素試驗(yàn)得到的感官評(píng)定分?jǐn)?shù)應(yīng)用SPSS 13.0進(jìn)行分析，分析結(jié)果見表4。

由表4可知，啤酒用量對(duì)產(chǎn)品滋味影響較大，效果也較顯著，隨著啤酒用量依次增大，產(chǎn)品滋味分值先增大，在用量比例為25%時(shí)達(dá)到最大值之后開始下降。對(duì)其他感官品質(zhì)如顏色、外觀、雜質(zhì)則影響不顯著。風(fēng)味成分是啤酒中非常重要的成分[5]，啤酒的加入主要影響產(chǎn)品的滋味，啤酒量過(guò)大時(shí)，酒味過(guò)于濃重，則入口給人以不太協(xié)調(diào)的口感；過(guò)少則不能顯示出啤酒特有的與鴨肉香味相攜的清香味感。從總體來(lái)說(shuō)，啤酒用量對(duì)滋味和總分的影響較為顯著，對(duì)顏色、外觀、雜質(zhì)的影響不甚顯著。

表4 啤酒用量對(duì)醬香啤酒鴨脖各項(xiàng)感官指標(biāo)的影響Table4 Effectof beer consum ption on beer sauced duck’sneck

2.1.2 啤酒放入時(shí)間對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響

針對(duì)啤酒放入時(shí)間的單因素試驗(yàn)得到的感官評(píng)定分?jǐn)?shù)應(yīng)用SPSS13.0進(jìn)行分析，分析結(jié)果見表5。

由表5可知，啤酒放入時(shí)間也對(duì)產(chǎn)品滋味影響較大，效果較顯著。隨著啤酒放入時(shí)間從早到晚變化，產(chǎn)品滋味分值亦是先增大后下降，在放入時(shí)間為鹵煮后15min時(shí)達(dá)到最大。對(duì)其他感官品質(zhì)如顏色、外觀、雜質(zhì)則影響不顯著。啤酒中含有種類繁多的揮發(fā)性和非揮發(fā)性成分，這些成分是啤酒具有特殊風(fēng)味的主要原因，而啤酒中的某些揮發(fā)性組分的含量更是與啤酒風(fēng)味有密切關(guān)系[6]。啤酒的加入時(shí)間不同，則揮發(fā)性組分的揮發(fā)程度不同，很大的影響了產(chǎn)品的風(fēng)味。加入時(shí)間過(guò)早，在鍋內(nèi)鹵煮時(shí)間過(guò)久，一些風(fēng)味因子減少或消失，使得產(chǎn)品中啤酒清香風(fēng)味過(guò)低或消失，得分較低；放入時(shí)間過(guò)晚，則酒味太重，入口給人以不太協(xié)調(diào)的口感。總體上來(lái)說(shuō)，啤酒放入時(shí)間對(duì)產(chǎn)品滋味影響較顯著，對(duì)顏色、外觀、雜質(zhì)與總分的影響不甚顯著。

表5 啤酒放入時(shí)間對(duì)醬香啤酒鴨脖各項(xiàng)感官指標(biāo)的影響Table5 Effectof the time to put in beer on beer sauced duck’sneck

2.1.3 腌制時(shí)間對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響

針對(duì)冷藏下腌制時(shí)間的單因素試驗(yàn)得到的感官評(píng)定分?jǐn)?shù)應(yīng)用SPSS13.0進(jìn)行分析，分析結(jié)果見表6。

由表6可知，當(dāng)溫度處于0℃～4℃時(shí)，隨著腌制時(shí)間的延長(zhǎng)，顏色、外觀、滋味與總分的分值均呈先增大后又略微下降趨勢(shì)，雜質(zhì)則不形成明顯趨勢(shì)。在生產(chǎn)工藝中，原料腌制的目的主要是為了提高肉的發(fā)色和保水性，施加咸味促進(jìn)成熟風(fēng)味形成，加強(qiáng)保存性等[7]。一般肉腌制時(shí)，環(huán)境溫度應(yīng)在0℃～4℃[8]。總體來(lái)說(shuō)，冷藏條件下腌制時(shí)間對(duì)產(chǎn)品的顏色、外觀、滋味與總分的影響均顯著，對(duì)雜質(zhì)的影響不顯著。

表6 冷藏下腌制時(shí)間對(duì)醬香啤酒鴨脖感官品質(zhì)的影響Table6 Effectof the salting tim eon beer sauced duck’sneck

2.1.4 鹵煮條件對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響

原發(fā)灶直徑大小是反映乳腺癌特性及其預(yù)后的重要參考指標(biāo)之一。既往研究表明，隨著腫瘤病灶直徑的增大，非前哨淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的比率隨之增大[11-15]。 一項(xiàng)包含56項(xiàng)研究的薈萃分析[3]顯示， 腫塊最大徑>2 cm 病人NSLN 轉(zhuǎn)移的風(fēng)險(xiǎn)是腫塊最大徑≤2 cm病人的2.41倍。本研究中病灶大小>2 cm時(shí)，nSLN陽(yáng)性率為65%(11/17)，病灶大小≤2 cm時(shí)，nSLN陽(yáng)性率為36%(17/47)，前者為后者的1.8倍，與既往研究結(jié)果相近。可見原發(fā)病灶較大的乳腺癌患者，其非前哨淋巴結(jié)發(fā)生轉(zhuǎn)移的幾率更大。

針對(duì)鹵煮條件的單因素試驗(yàn)得到的感官評(píng)定分?jǐn)?shù)應(yīng)用SPSS13.0進(jìn)行分析，分析結(jié)果見表7。

表7 鹵煮條件對(duì)醬香啤酒鴨脖各項(xiàng)感官指標(biāo)的影響Table 7 Effectof pot-stewed conditionson beer sauced duck’sneck

由表7可知，采用較大火力的產(chǎn)品所得效果普遍上不如較小火力得到的產(chǎn)品品質(zhì)令人愉悅；采用小火力時(shí)，隨著鹵煮時(shí)間延長(zhǎng)，產(chǎn)品的滋味與總分均先升高后下降。火候控制是加工醬鹵肉制品的重要環(huán)節(jié)，旺火煮制會(huì)使外層肌肉快速?gòu)?qiáng)烈收縮，難以使配料逐步滲入產(chǎn)品內(nèi)部，不能使肉酥潤(rùn)、產(chǎn)品易干硬無(wú)味、內(nèi)外咸淡不均；文火煮制時(shí)肌肉內(nèi)外物質(zhì)和能量交換容易，產(chǎn)品里外酥爛透味[9]。因而大火使得肉質(zhì)松散，不似小火那般使肉質(zhì)軟嫩的同時(shí)還擁有韌性與粘彈性，筋道較好，入口更感彈力，風(fēng)味更好些。但是需要注意

一點(diǎn)，時(shí)間過(guò)短則會(huì)使產(chǎn)品未能熟透，又極大影響了產(chǎn)品品質(zhì)。總體來(lái)說(shuō)，鹵煮條件對(duì)產(chǎn)品的外觀、滋味和總分影響較為顯著，對(duì)顏色與雜質(zhì)則不甚顯著。

2.2 響應(yīng)曲面優(yōu)化試驗(yàn)

基于單因素試驗(yàn)結(jié)果，選取啤酒用量、啤酒放入時(shí)間、冷藏條件下的腌制時(shí)間、鹵煮時(shí)間4個(gè)因素，設(shè)定顏色、外觀、滋味、雜質(zhì)和總分5個(gè)響應(yīng)值，每個(gè)因素取3個(gè)水平，進(jìn)行響應(yīng)面分析設(shè)計(jì)和試驗(yàn)，進(jìn)一步優(yōu)化各因素的參數(shù)值[10]。針對(duì)5個(gè)響應(yīng)值的結(jié)果，對(duì)響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，選取二次多項(xiàng)式為模擬方程，分別對(duì)不同響應(yīng)值優(yōu)化后的動(dòng)態(tài)參數(shù)方程與方差進(jìn)行分析。2.2.1 以顏色為響應(yīng)值的結(jié)果分析

由Design Expert方差分析表可得，以顏色為響應(yīng)值的該模型F值為46.76，P<0.000 1，是高度顯著的，各因素中一次項(xiàng)A、D是顯著的，二次項(xiàng)A2、B2都是顯著的，交互項(xiàng)中CD是顯著的。由統(tǒng)計(jì)學(xué)計(jì)算得出的R2為93.97%，調(diào)整后的R2為91.96%，說(shuō)明模型具有很好的精密度。失擬項(xiàng)P值為0.1712，失擬不顯著，說(shuō)明模型可以在一定范圍內(nèi)用來(lái)預(yù)測(cè)。所得模型方程為：顏色=9.328 30-0.110 66×A-0.073 088×B+0.227 78×C+ 3.100 00×D+0.001 560 37×A2+0.001 994 55×B2-0.053 333×C×D。

2.2.2 以外觀為響應(yīng)值的結(jié)果分析

由Design Expert方差分析表可得，以外觀為響應(yīng)值的該模型F值為34.89，P<0.000 1，是高度顯著的，各因素中一次項(xiàng)A、B、D是顯著的，二次項(xiàng)D2是顯著的，交互項(xiàng)都是不顯著的。由統(tǒng)計(jì)學(xué)計(jì)算得出的R2為92.08%，調(diào)整后的R2為89.44%，雖然稍不及上一個(gè)因素顏色，但仍然可以說(shuō)明模型具有很好的精密度。失擬項(xiàng)P值為0.627 1，稍顯失擬，但失擬不顯著，說(shuō)明模型同樣可以在一定范圍內(nèi)用來(lái)預(yù)測(cè)。所得以模型方程為：外觀=2.065 76-0.035455×A+0.022667×B+ 0.191 11×C+6.165 15×D+0.000 693 182×A2-0.422 73× D2-0.046 667×C×D。

2.2.3 以滋味為響應(yīng)值的結(jié)果分析

由Design Expert方差分析表可得，以滋味為響應(yīng)值的該模型F值為23.16，P<0.000 1，是高度顯著的，各因素中一次項(xiàng)A、C是顯著的，二次項(xiàng)C2、D2是顯著的，交互項(xiàng)是不顯著的。由統(tǒng)計(jì)學(xué)計(jì)算得出的R2為88.53%，調(diào)整后的R2為84.71%，與響應(yīng)值外觀類似，雖然稍不及響應(yīng)值顏色，但也可以說(shuō)明模型具有很好的精密度。失擬項(xiàng)P值為0.165 8，稍顯失擬，但失擬不顯著，說(shuō)明模型同樣可以在一定范圍內(nèi)用來(lái)預(yù)測(cè)。所得模型方程為：滋味=34.569 98+0.071 500×A-0.103 33× B-0.616 59×C-6.324 24×D+0.015 480×C2+0.808 24×D2+ 0.002 6×A×B。

2.2.4 以雜質(zhì)為響應(yīng)值的結(jié)果分析

由Design Expert方差分析表可得，以雜質(zhì)為響應(yīng)值的該模型F值為3.72，P>0.005，是顯著的，但是顯著性較差。各因素中一次項(xiàng)A是顯著的，二次項(xiàng)和交互項(xiàng)都是不顯著的。由統(tǒng)計(jì)學(xué)計(jì)算得出的R2為82.46%，調(diào)整后的R2為81.11%，可以說(shuō)明模型具有較好的精密度。失擬項(xiàng)P值為0.007，失擬顯著，說(shuō)明該模型用來(lái)預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合性較差。所得模型方程為：雜質(zhì)= 0.67-0.020×A-0.000 408 3×B-0.004 733×C+0.004 267× D-0.016×C2+0.019×A×B-0.022×A×D。

2.2.5 以總分為響應(yīng)值的結(jié)果分析

由Design Expert方差分析表可得，以總分為響應(yīng)值的該模型F值為61.13，P<0.000 1，是高度顯著的，各因素中一次項(xiàng)A、D是顯著的，二次項(xiàng)和交互項(xiàng)都是不顯著的。由統(tǒng)計(jì)學(xué)計(jì)算得出的R2為82.46%，調(diào)整后的R2為81.11%，可以說(shuō)明模型具有較好的精密度。失擬項(xiàng)P值為0.331 1，略顯失擬，但失擬不顯著，說(shuō)明模型可以在一定范圍內(nèi)用來(lái)預(yù)測(cè)。所得模型方程為：總分=59.112 64+0.170 00×A+3.866 67×D。

2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

通過(guò)對(duì)響應(yīng)面趨勢(shì)及等高線分析，Design Expert軟件在試驗(yàn)的因素水平范圍內(nèi)給出的最佳組合與最差組合如表8，通過(guò)兩組驗(yàn)證試驗(yàn)，得到的實(shí)際結(jié)果與預(yù)期結(jié)果如表9。

表8 驗(yàn)證試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table8 Design of theverification test

表9 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果Table9 The resultof the verification test

由表9計(jì)算可知，兩組總分的預(yù)期值和實(shí)際值的相對(duì)誤差分別為0.077和0.029，數(shù)據(jù)表明第8組對(duì)試驗(yàn)預(yù)期的吻合性較好，能夠正確驗(yàn)證試驗(yàn)預(yù)期；第5組誤差稍大，推斷認(rèn)為可能由以下兩個(gè)原因造成：一是試驗(yàn)預(yù)期的確不夠準(zhǔn)確，所得模型不能用于實(shí)際預(yù)測(cè)；二是軟件對(duì)響應(yīng)值數(shù)據(jù)預(yù)期達(dá)到四位有效數(shù)字，而實(shí)際感官評(píng)分只能得到整數(shù)分值，因而產(chǎn)生的誤差積累導(dǎo)致較大誤差。故此得出結(jié)果雖然比預(yù)期值略高少許，但基本能夠驗(yàn)證Design Expert軟件預(yù)期，具有參考意義與使用價(jià)值。

3 結(jié)論

單因素試驗(yàn)表明產(chǎn)品在冷藏條件下腌制4 h，鹵煮15min時(shí)加入啤酒，啤酒用量比例為30%，在500W下鹵煮50min時(shí)產(chǎn)品分別具有最好感官品質(zhì)。在SPSS軟件的分析基礎(chǔ)上，應(yīng)用響應(yīng)曲面法設(shè)計(jì)優(yōu)化后的醬香啤酒鴨脖制作工藝參數(shù)為：在冷藏條件下腌制3.5 h，在500W火力下鹵煮55min，當(dāng)鹵煮進(jìn)行29min時(shí)加入比例為26%的啤酒。經(jīng)軟件預(yù)期應(yīng)該能夠達(dá)到的總分為82分。驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果（第5組89分）同樣表明了此優(yōu)化的正確性。

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Optim ization of Processing Technology of Sauced Beer Duck Neck by Response Surface M ethodology

TANGGao-qi，TIAN Jie，WANG Juan，LIUXin
（Henan VocationalCollegeofAgriculture，Zhengzhou 451450，Henan，China）

On the basisofsingle factorexperiment，the SPSS factoranalysesweremade to the fourmain factors（the beer consumption，the time of the introduction ofbeer，the salting time and cooking conditions）which influenced the taste of thebeer sauced duck neck.After the RSM optimization，the following parameterswereoptimal-the dosage proportion of the beer was 26%，the time to put duck neck in begins after 29minutes of the pot-stewed process，the salted time was 3.5 hours under 0℃-4℃，the bittern time was 55 minutes under 500W in asmall fireboil.

sauced beerduck neck；SPSS；response surfacemethodology

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.23.025

2016-03-14

湯高奇（1976—），男（漢），副教授，碩士研究生，研究方向：畜產(chǎn)品加工和食品安全。