正交試驗優(yōu)化阿根廷魷魚保水浸泡關(guān)鍵工藝參數(shù)

福建坤興海洋股份有限公司 福建福州 353000

魷魚是軟體動物門、頭足綱、槍形目柔魚科和閉眼亞目槍烏賊科軟體動物的俗稱。阿根廷魷魚為魷魚的一種，學(xué)名阿根廷滑柔魚，屬于軟體動物門頭足綱槍形目開眼亞目柔魚科滑柔魚亞科滑柔魚屬[1]。阿根廷魷魚主要分為三個種群：夏季產(chǎn)卵種群、冬季產(chǎn)卵種群和春季產(chǎn)卵種群，且以冬季產(chǎn)卵種群為主[2]。阿根廷魷魚營養(yǎng)豐富，富含人體所需的多種氨基酸、牛磺酸、核苷酸等風(fēng)味物質(zhì)，是一種營養(yǎng)保健且風(fēng)味優(yōu)良的水產(chǎn)品資源[3]。

當(dāng)前，阿根廷魷魚主要的加工方法是干制和速凍，且速凍魷魚由于能夠最大限度地保持其原有的新鮮程度、風(fēng)味和營養(yǎng)成分而產(chǎn)量日增。采用冷凍保鮮可以有效防止阿根廷魷魚腐敗變質(zhì)，但長期的凍結(jié)貯藏，其質(zhì)量品質(zhì)會逐漸發(fā)生變化，這主要是與其肌肉蛋白質(zhì)在冷藏過程中發(fā)生的變性有關(guān)。引起蛋白質(zhì)冷凍變性主要是冰晶體的形成，因為冰晶的形成會與蛋白質(zhì)的結(jié)合水作用造成結(jié)合水的脫離，使得水同蛋白質(zhì)支鏈和支鏈之間的相互關(guān)系發(fā)生不可逆變化，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性[4～6]。許多研究結(jié)果表明，保水抗凍劑可以較有效避免或減小魷魚肌肉蛋白在冷凍期間發(fā)生變性。磷酸鹽作為一種較好的水分保持劑，它不僅能通過調(diào)節(jié)魚肉pH值來防止蛋白質(zhì)冷凍變性且能提高肌肉蛋白質(zhì)的持水力，然而過量使用會使食品產(chǎn)生令人不愉快的金屬澀味，導(dǎo)致產(chǎn)品風(fēng)味惡化且組織結(jié)構(gòu)變粗糙，而且長期過量攝入會影響機體的鈣磷平衡，對人體健康帶來不利影響[7]。因此，無磷保水劑的研究開發(fā)與應(yīng)用成為了研究熱點，國內(nèi)外對無磷保水劑的應(yīng)用已有報道，但對無磷保水劑應(yīng)用的關(guān)鍵工藝參數(shù)尤其是無磷保水劑在阿根廷魷魚中的具體應(yīng)用工藝參數(shù)鮮有報道。

本文以阿根廷魷魚為原料，研究無磷保水劑對其增重保水效果，采用正交試驗優(yōu)化其保水浸泡工藝參數(shù)，以期為同行業(yè)的生產(chǎn)加工廠家提供指導(dǎo)與借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料

阿根廷魷魚：福建坤興海洋股份有限公司提供。

無磷保水劑：江蘇海之瑞食品科技有限公司。

食鹽：福建省鹽業(yè)有限責(zé)任公司福州分公司。

1.2 主要儀器設(shè)備

重量分級機：青島愛克森機械有限公司。

BS-3000A電子天平：上海友聲衡器有限公司。

I CS-150電子臺稱：大陽衡器有限公司。

IQF雙螺旋速凍機：福建雪人股份有限公司。

1.3 研究內(nèi)容與方法

1.3.1 阿根廷魷魚保水浸泡工藝流程與操作要點

1.3.1.1 工藝流程

原料驗收→解凍→剖殺→清洗除雜→分級→浸泡保水→挑選、清洗→速凍→渡冰衣→品檢→內(nèi)包裝→過金探→裝箱→入庫凍藏→出庫。

1.3.1.2 操作要點

(1)原料驗收。原料選用100～150g規(guī)格的阿根廷魷魚，原料驗收嚴(yán)格按照公司《魷魚原料驗收標(biāo)準(zhǔn)》進行驗收，保證采購的原料符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

(2)解凍。根據(jù)生產(chǎn)用量安排，提前取出阿根廷魷魚原料進行解凍，解凍時要控制好魷魚解凍時間和溫度，避免過度解凍而影響魷魚的品質(zhì)。解凍后的魷魚需要用冰水或碎冰保存，以免其溫度升高且肉質(zhì)發(fā)紅。

(3)剖殺。采用人工或魷魚剖殺機對魷魚進行剖殺，去除魷魚內(nèi)臟和脊骨，去除魷魚頭部的眼珠、牙齒及吸盤角質(zhì)環(huán)上的尖齒。

(4)清洗除雜。采用氣泡清洗除雜裝置對剖殺好的阿根廷魷魚進行清洗，去除依附其上的雜質(zhì)及臟物。

(5)分級。采用重量自動分級設(shè)備對清洗除雜后的阿根廷魷魚進行大小規(guī)格分級。本文中試驗對象選用重量規(guī)格為單片重量在50～70g之間的魷魚片和單個重量在30～45g之間的魷魚頭。

(6)浸泡保水。根據(jù)無磷保水劑配方調(diào)配浸泡液，按照最佳的浸泡保水工藝參數(shù)對阿根廷魷魚進行浸泡保水，要求浸泡液的溫度控制在3～8℃之間，浸泡時間為3.5～5h，每40min攪拌一次，魷魚與浸泡液的重量比為1∶1.5(W/W)。

(7)挑選、清洗。浸泡保水后的阿根廷魷魚進行挑選，去除個體不完整或鮮度不佳阿根廷魷魚后，對阿根廷魷魚用冰水再次進行漂洗，確保阿根廷魷魚干凈清潔。

(8)速凍。二次清洗后的阿根廷魷魚及時送入IQF雙螺旋單體速凍機進行速凍或擺盤后放入平板速凍庫進行急凍，速凍機的溫度在-30℃及以下，凍結(jié)后產(chǎn)品的中心溫度在-18℃及以下。

(9)渡冰衣。速凍后的凍阿根廷魷魚根據(jù)客戶需求選擇是否進行渡冰衣和渡冰衣量。渡冰衣時，將阿根廷魷魚浸入冰水中渡上一層冰衣，冰水的溫度控制在3～5℃之間。

(10)品檢、內(nèi)包裝。渡冰衣的阿根廷魷魚通過品檢去除不良品，然后按產(chǎn)品包裝規(guī)格計量包裝，封口要平整、嚴(yán)實，生產(chǎn)日期要打印清晰、正確。

(11)金屬探測。每一袋產(chǎn)品逐袋過金屬探測器。

(12)裝箱入庫冷藏與出庫。按照規(guī)格裝箱，箱子信息需明確，裝好后整板入庫凍藏。根據(jù)客戶訂單量出貨，要求出庫及時，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤。

1.3.2 單因素試驗

以剖殺清洗后單片重量在50～70g之間的魷魚片和單個重量在30～45g之間的魷魚頭為對象，研究無磷保水劑用量、浸泡保水時間、食用鹽用量及料液質(zhì)量比對阿根廷魷魚保水性能的影響，優(yōu)化阿根廷魷魚保水浸泡工藝參數(shù)，以達到提高阿根廷魷魚保水抗凍性能和出品率的目的。

1.3.3 阿根廷魷魚浸泡保水生產(chǎn)工藝參數(shù)優(yōu)化試驗

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，以無磷保水劑用量、保水浸泡時間、食用鹽用量及料液質(zhì)量比為影響因子，以阿根廷魷魚浸泡增重率和解凍失重率為指標(biāo)，并結(jié)合阿根廷魷魚的感官品質(zhì)，采用L9(34)表進行四因素雙指標(biāo)正交試驗設(shè)計，優(yōu)化阿根廷魷魚浸泡保水生產(chǎn)的關(guān)鍵工藝參數(shù)。正交試驗因素與水平設(shè)計見表1。

表1 魷魚浸泡保水正交試驗L9(34)因素水平表

1.4 測定指標(biāo)與方法

1.4.1 浸泡增重率的測定

準(zhǔn)確稱重樣品，分別按照不同浸泡條件進行保水浸泡，將浸泡好的阿根廷魷魚取出瀝干，15min后準(zhǔn)確稱重[8]。計算出樣品的浸泡增重率，每次取樣設(shè)10個平行，結(jié)果取平均值。

浸泡增重率的計算公式：

浸泡增重率(%)=[(浸泡后重量-浸泡前重量)/浸泡前重量]×100%

1.4.2 解凍失重率的測定

將浸泡保水后的阿根廷魷魚樣品，用IQF雙螺旋速凍機速凍后，入冷庫且凍藏10～20h取出。將冷凍阿根廷魷魚置于低溫10℃以下的100目紗網(wǎng)下，自然解凍至中心溫度為0℃，用濾紙輕輕拭去樣品表面的液體，準(zhǔn)確稱重。每次取樣設(shè)10個平行，結(jié)果取平均值。

計算公式如下：

解凍失重率(%)=[(解凍前重量—解凍后重量)/解凍前重量]×100%

1.4.3 感官評價標(biāo)準(zhǔn)

阿根廷魷魚感官評價詳見表2。

表2 阿根廷魷魚感官評價表

1.5 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和Microsoft Excel 2007軟件進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 阿根廷魷魚浸泡保水處理方法

阿根廷魷魚清洗干凈后，按照不同的料液質(zhì)量比例(1∶1、1∶1.5、1∶2、1∶2.5、1∶3)，向浸泡槽中添加不同濃度的無磷保水劑(0%、1%、2%、3%、4%)和不同用量的食用鹽(0%、0.5%、1%、1.5%、2%)，攪拌混合均勻后置于冷藏庫(0～4℃)中(始終保證浸泡液水溫在4℃左右)浸泡不同的時間(1、2、3、4、5h)，并且每隔30min輕輕攪拌一次。

2.2 單因素試驗

采取單因子變動，其他因子設(shè)定在數(shù)值中間值進行平行試驗，經(jīng)過多次反復(fù)的試驗得出各影響因子的最佳比例值，并且在此比例范圍內(nèi)，阿根廷魷魚的浸泡增重率最大、解凍失重率最小。

阿根廷魷魚浸泡保水工藝參數(shù)條件見表3。試驗以阿根廷魷魚浸泡增重率、解凍失重率及感官品質(zhì)作為評價指標(biāo)，最終確定阿根廷魷魚無磷保水劑保溫浸泡工藝最佳的工藝參數(shù)。

表3 魷魚浸泡保水工藝參數(shù)

2.2.1 無磷保水劑用量對阿根廷魷魚增重保水和品質(zhì)的影響

無磷保水劑用量對阿根廷魷魚增重和保水品質(zhì)的影響見圖1。

從圖1中可以看出：隨著無磷保水劑用量的增加，阿根廷魷魚浸泡增重率逐漸增大，當(dāng)無磷保水劑用量為2%時，浸泡增重率變化不顯著，且添加量的增大，產(chǎn)品外觀色澤變淺；隨著無磷保水劑用量的增加，阿根廷魷魚解凍失重率逐漸降低，說明保水效果增加。綜合考慮感官品質(zhì)和成本因素，選擇無磷保水劑用量為2%左右為宜，其浸泡增重率為18.7%，而解凍失重率僅為1.6%。

2.2.2 食用鹽用量對阿根廷魷魚增重保水性和品質(zhì)的影響

根據(jù)圖2可以得知：隨著食用鹽用量的增大，阿根廷魷魚浸泡增重率呈現(xiàn)上升趨勢，當(dāng)添加量在1%時，其濃度再增加，阿根廷魷魚浸泡增重率變化不明顯；隨著食用鹽用量的增加，阿根廷魷魚的解凍失重率也略有降低。阿根廷魷魚的浸泡增重率隨著食用鹽用量的增加，其最大值為19.4%，解凍失重率最小值為1.39%。由于食用鹽用量過大，阿根廷魷魚咸度會增加。

綜合感官風(fēng)味品質(zhì)考慮，選擇食用鹽用量在1%～1.5%之間較為合適，此時阿根廷魷魚浸泡增重率在17.9%～18.5%之間，解凍失重率在1.65%～1.45%之間。

2.2.3 保溫浸泡時間對阿根廷魷魚增重保水性和品質(zhì)的影響

阿根廷魷魚浸泡恒溫在4℃左右，隨著浸泡時間的延長，阿根廷魷魚可以吸收更多的水分。從圖3可以看出，隨著保溫浸泡時間的增加，阿根廷魷魚浸泡增重率逐漸增大，而解凍失重率逐漸減小，原因可能是由于浸泡時間的增加讓魷魚內(nèi)部吸收的溶質(zhì)含量增加，使得溶質(zhì)擴散更加均勻，也間接地提高了魷魚肉質(zhì)的持水能力，同時可以讓產(chǎn)品解凍時汁液流失減少[9]。

當(dāng)浸泡時間為4h時，阿根廷魷魚浸泡增重率和解凍失重率分別為19.8%和1.45%。考慮生產(chǎn)成本因素及生產(chǎn)效率問題，選擇阿根廷魷魚保溫浸泡時間在3～4h較為合適。

2.2.4 料液質(zhì)量比對阿根廷魷魚增重保水性和品質(zhì)的影響

不同的料液質(zhì)量比例，對阿根廷魷魚的保水性能及感官品質(zhì)有差異。由圖4可以看出，隨著料液質(zhì)量比例的變化，阿根廷魷魚的浸泡增重率和解凍失重率存在差異，這是因為同樣的阿根廷魷魚，浸泡液用量不同時，阿根廷魷魚接觸浸泡液的體表面積存在差異。

當(dāng)料液質(zhì)量比例為1∶2時，阿根廷魷魚浸泡增重率達到20.1%，解凍失重率為1.49%，隨后浸泡液用量再增加，對阿根廷魷魚浸泡增重率和解凍失重率的影響不顯著。結(jié)合阿根廷魷魚感官情況及成本考慮，選定料液質(zhì)量比為1∶2較合適。

2.3 阿根廷魷魚保溫浸泡工藝參數(shù)正交試驗結(jié)果分析

2.3.1 正交試驗結(jié)果極差分析

從表4的R值可知，影響阿根廷魷魚保溫保水浸泡增重率和解凍失重率的因素主次順序分別為C>A>B>D和C>A>D>B。從阿根廷魷魚浸泡增重率看，最佳工藝參數(shù)組合為A3B2C3D3，而從阿根廷魷魚解凍失重率來看，最佳工藝參數(shù)組合為A2B2C3D3。綜合產(chǎn)品生產(chǎn)成本和市場需求因素考慮，選擇阿根廷魷魚保溫浸泡工藝參數(shù)的優(yōu)化組合為A2B2C3D3，即保溫浸泡時間為4h，無磷保水劑用量為2%，食用鹽用量為1.5%，料液質(zhì)量比為1∶2.5。

表4 阿根廷魷魚保溫浸泡工藝參數(shù)最優(yōu)組合正交試驗方案與結(jié)果

2.3.2 正交試驗結(jié)果方差分析

通過方差分析可知，因素A(即無磷保水劑用量)和因素C(即保溫浸泡時間)對阿根廷魷魚浸泡增重率的影響差異顯著(p<0.05)，因素A(即無磷保水劑用量)對阿根廷魷魚解凍失重率的影響也達到顯著性水平(p<0.05)。

2.3.3 驗證試驗

在試驗得到的最佳工藝參數(shù)組合條件下，分別進行放大5倍試驗，重復(fù)3次，結(jié)果取平均值，得到阿根廷魷魚的浸泡增重率、解凍失重率均優(yōu)于正交試驗九組試驗組合，其中浸泡增重率可達到22.8%，解凍失重率可降低至1.23%，證明正交試驗得到的優(yōu)化工藝參數(shù)組合是可靠的，具有一定的實用價值。

3 結(jié)論

(1)單因素試驗結(jié)果表明，在阿根廷魷魚保溫浸泡加工工藝參數(shù)中，無磷保水劑用量為2%左右較為合適，食用鹽用量較佳范圍在1%～1.5%之間，保溫浸泡時間在3～4h較為合適，且選定料液質(zhì)量比為1∶2較合適。

(2)正交試驗優(yōu)化得到阿根廷魷魚保水浸泡關(guān)鍵生產(chǎn)工藝參數(shù)的最佳組合為：保溫浸泡時間為4h，無磷保水劑用量為2%，食用鹽用量為1.5%，料液質(zhì)量比為1∶2.5。以此最佳工藝參數(shù)組合為條件，阿根廷魷魚浸泡增重率可達到22.8%，而解凍失重率可降低至1.23%。