響應面法優化中式燉煮專用雞肉原料的處理工藝

王安琪 閆征 王道營 諸永志 王詠梅 陳本生 徐為民

摘 要：為研發一款適合燉煮烹飪的專用黃羽雞肉原料，既能提升燉煮后雞肉的口感，又能改善包裝后黃羽肉雞的外觀，采用低溫熱處理和真空貼體包裝技術等一系列處理工藝，以黃羽肉雞為研究對象，以咀嚼性為衡量指標，探討加熱溫度、保溫時間和排酸時間等因素對雞肉口感的影響。結果表明：在單因素試驗基礎上，用響應面法進一步優化，確定最終工藝優化參數為加熱溫度55 ℃、保溫時間20 min、排酸時間2 h，此條件下咀嚼性增加率為48.89%，與預測值接近;通過掃描電鏡觀察對照組和處理組雞肉的肌纖維，發現貯藏48 h的處理組雞肉超微結構仍與剛宰殺的熱鮮雞相似，可極大程度保護雞肉原有的組織結構。

關鍵詞：燉制雞肉;處理工藝;響應面法;掃描電鏡

Abstract： In order to develop a special raw material of yellow-feather chicken suitable for stewing， which can not only improve the taste of stewed chicken， but also improve the appearance of packaged yellow-feather broiler， a series of processing procedures such as low-temperature heat treatment and vacuum laminating packaging were adopted. The effects of heating temperature， heating time and chilling time on the chewiness of chicken meat were studied. These three variables were optimized using combination of one-factor-at-a-time method and response surface methodology. The optimum conditions were determined as follows： heating temperature 55 ℃， heating time 20 min， and chilling time 2 h. Under these conditions， the percentage increment of chewiness was 48.89%， which was consistent with the predicted value. The ultrastructure of the treated chicken stored for 48 hours was still similar to that of fresh chicken by scanning electronic microscopy， which proves that these treatments can greatly maintain the structural integrity of chicken meat during storage.

Keywords： stewed chicken; processing procedures; response surface methodology; scanning electronic microscope

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20190320-064

中圖分類號：TS251.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2019）05-0036-07

引文格式：

王安琪， 閆征， 王道營， 等. 響應面法優化中式燉煮專用雞肉原料的處理工藝[J]. 肉類研究， 2019， 33（5）： 36-42. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20190320-064.? ? http：//www.rlyj.net.cn

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我國雞肉年消費量僅次于豬肉，是我國的第二大肉類產業，是我國居民食用的主要肉類[1]。黃羽肉雞是利用我國優良的地方品種雜交培育的肉雞品種，產品多為整雞或以活雞形式進行銷售。黃羽肉雞更符合我國消費者的消費習慣，適合中式餐飲的燉、煮等烹飪方式，尤其在我國南方及港澳地區更受追捧[2]。雖然目前我國白羽肉雞產量略大于黃羽肉雞，但是隨著電商和物流的發展，黃羽肉雞的消費范圍逐漸向北方延伸，且消費量逐年提高[3]。但是，隨著2013年后發現人感染H7N9病毒、2014年禽流感在我國出現，全國各地紛紛施行活雞定點屠宰管理工作[4]。這一舉措很大程度限制了以活雞銷售形式為主的黃羽肉雞行業的發展。目前，大多數企業對黃羽肉雞進行屠宰后采用冷鮮包裝的方式，保鮮方式與白羽肉雞相似。近年來，國內外學者發現，市面流通量大的幾種包裝方式存在諸多弊端。桂國弘等[5]研究表明，普通冷鮮雞肉4 ℃貯藏至第5天后，揮發性鹽基氮含量超過國標上限，菌落總數超過國際微生物規范委員會規定標準，菌群結構中腐敗菌群成為優勢菌。研究表明，傳統的真空包裝在抽真空過程中膜會緊貼肉表面，易產生褶皺，褶皺處會產生毛細管效應，導致鮮肉的汁液部分滲出，血水滲出，外觀上易表現為不新鮮或品質變差[6-7]。氣調包裝易產生反霜現象，導致包裝表面水霧凝結，影響銷售過程中的美觀;該類包裝成本較高，運輸和銷售過程中冷鮮肉在包裝盒中晃動也會影響外觀和口感[8]。目前，黃羽肉雞的包裝和銷售形式亟待轉型，托盤包裝、氣調包裝和真空包裝均存在諸多弊端，而目前國際上流行的真空貼體包裝技術有很大的優勢。

通過前期對燉煮烹調的多個品種雞肉進行感官評價，發現黃羽肉雞比白羽肉雞更適合中式燉煮，因而選用黃羽肉雞作為中式燉煮專用雞肉原料的原材料。根據前期實驗對雞肉在傳統中餐烹飪方式下品質評價體系的構建，以期通過新型的包裝方式和低溫處理手段優化中式燉煮專用雞肉原料的加工工藝。本研究以屠宰后的黃羽肉雞為原料，經一段時間的排酸處理后采用真空貼體包裝，后在恒溫水浴鍋中低溫加熱，研究加熱溫度、保溫時間和排酸時間等因素對雞肉口感的影響，利用單因素試驗和響應面法優化其制作工藝;以冷鮮黃羽肉雞為對照，旨在開發一款以黃羽肉雞為原料、不添加任何添加劑以改善肉質、適合燉煮的專用雞肉原料。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

雞肉原料（均3 kg左右）購自江蘇立華食品有限公司，隨機選取日齡70 d、體質量接近的健康雪山麻母雞，按企業要求宰殺后同一只雞分割為左右兩半，分別作對照組和處理組。

1.2 儀器與設備

TVT-300XP質構儀 瑞典泰沃公司;UniCen MR冷凍離心機 德國Herolab公司;T-25數顯勻漿機 德國IKA公司;PTX-FA210S電子天平 福州華志科學儀器有限公司;VS-410真空貼體包裝機 江蘇大江智能裝備有限公司;Sous Vide低溫慢煮機料理棒 德國寶（香港）有限公司。

1.3 方法

1.3.1 材料處理

將分割好的雞編號。熱鮮雞（對照組）：屠宰凈膛后的雞常溫（20 ℃）放置30 min后取樣;冷鮮雞（對照組）：按照企業冷鮮雞處理的方式，宰殺后立即放到冰水中冷卻，1 h內使胴體中心溫度降低至0～4 ℃，然后塑料袋直接包裝放入4 ℃冰箱保存待用;處理組：屠宰凈膛后的雞經過2 h的排酸，用真空貼體包裝機包裝后，按照實驗設計條件放入55 ℃的低溫慢煮機中20 min后，撈出放入冰水中20 min，使產品中心溫度迅速降低，之后4 ℃冰箱保存待用。

蒸煮損失和質構質地剖面分析（texture profile analysis，TPA）參數的測定選取于4 ℃冰箱存放48 h后冷鮮組和處理組的雞大腿，掃描電鏡（scanning electron microscopy，SEM）觀察選用熱鮮組和于4 ℃冰箱存放48 h的冷鮮組和處理組的雞胸肉。

1.3.2 雞肉蒸煮損失測定

雞腿煮前去皮及可見脂肪，擦干表面水分后稱質量，記為m1;水浴鍋溫度為85 ℃，當雞腿的中心溫度達到75 ℃時取出，冷卻至室溫后擦干表面水分，稱質量，記為m2。蒸煮損失率按照公式（1）計算，蒸煮損失降低率按照公式（2）計算。

1.3.3 雞肉質構TPA參數測定

樣品按照1.3.1節的處理方式水浴煮熟后，沿肌肉纖維方向切成7 mm×7 mm×20 mm的條狀，靠近表皮一面朝下，水平放置于質構儀上進行測試。每個樣品至少測試6 次，取平均值進行數據分析。選用TVT-300 XP質構儀和TA-35平底柱形探頭，測試條件：測前速率2.0 mm/s，測試速率2.0 mm/s，測后速率10.0 mm/s，觸及力25 g，形變率30%，2 次壓縮間隔時間8 s，數據收集率200 pps。獲得的質構TPA參數為咀嚼性、內聚性、硬度和彈性，將樣品的咀嚼性代入公式（3）中計算咀嚼性增加率。

1.3.4 雞胸肉超微結構觀察

為觀察處理組和對照組肌肉橫、縱截面的變化，分別沿著肌肉纖維方向和垂直肌肉纖維方向將肉樣切成3 mm×3 mm×7 mm大小的肉條。參考李鵬等[9]的實驗方法，用2.5%的戊二醛溶液初步固定12 h后，用不同體積分數的乙醇溶液進行梯度脫水，乙醇的體積分數梯度依次為50%、70%、80%、90%，每個體積分數分別脫水15 min，再用無水乙醇脫水3 次，每次30 min，脫水后的肉樣再凍干、置換、噴金鍍膜，最終用SEM觀察樣品的超微結構。

1.3.5 單因素試驗設計

根據預實驗結果，采用控制變量法來完成單因素試驗，以產品的蒸煮損失降低率和TPA參數中的咀嚼性增加率為評價指標，分別考察加熱溫度（A，45、50、55、60、65 ℃）、保溫時間（B，10、20、30、40、50 min）和排酸時間（C，0、0.5、1.0、1.5、2.0、3.0、4.0 h）3 個因素對雞肉蒸煮損失降低率和咀嚼性增加率的影響。當考察其中1 個參數時，另外2 個參數分別固定為加熱溫度55 ℃、保溫時間20 min、排酸時間2 h。

1.3.6 響應面試驗設計

為確定中式燉煮專用雞肉原料的最佳工藝參數，根據單因素試驗結果，選出主要影響因素和水平。中式燉煮專用雞產品主要是為了使其感官上肉質更有嚼勁、整體評分更高，因而在響應面優化時選用質構TPA參數咀嚼性增加率為響應值。采用3因素3水平的Box-Behnken試驗設計來優化中式燉煮專用雞的處理工藝，因素水平見表1。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 加熱溫度對中式燉煮專用雞肉原料品質的影響

雞肉原料貼體包裝后，需放入低溫慢煮機中熱處理一段時間，因而探究加熱溫度對雞肉品質的影響十分重要。為了確定加熱溫度在有效范圍內，先對40～70 ℃的加熱溫度進行預實驗，溫度過低不能起到有效殺菌滅酶和延長貨架期的作用，溫度過高會導致雞肉熟化，從而影響外觀和銷售，最終確定正式實驗的加熱溫度為45～65 ℃，保溫時間和排酸時間分別固定為20 min和2 h。

為避免雞肉個體差異較大，均將一只雞分為左右兩半，分別作對照組和實驗組，雞肉品質指標的測定結果均計算為雞肉品質指標的增加（降低）率，從而降低雞肉個體差異帶來的誤差。咀嚼性增加率越大，則表示處理后雞肉的咀嚼性升高越多，感官體驗越有嚼勁。蒸煮損失降低率越大，則處理后雞肉的蒸煮損失比冷鮮組（對照組）的損失越小。

小寫字母不同，表示差異顯著（P<0.05）。圖2～6同。

咀嚼性代表將食物咀嚼至吞咽所需要的能量[10-11]。由圖1可知，不同的加熱溫度均能一定程度地增大雞肉的咀嚼性，咀嚼性增加率在55 ℃時最大，之后隨著溫度的升高咀嚼性增加率逐漸下降。肉類在加熱過程中會出現明顯的汁液流失，這主要是由于水分子活動加強、肉的持水力下降、蛋白質收縮，這些均加劇了汁液滲出[12-13]。

由圖2可知：不同處理溫度條件下雞肉的蒸煮損失降低率均為正值，即處理后的雞肉蒸煮損失率小于對照組，處理組雞肉的蒸煮損失率比對照組明顯降低，肉的持水力有一定程度提升;隨著加熱溫度的升高，蒸煮損失降低率逐漸增加，在55 ℃時蒸煮損失降低率達到6.18%，之后蒸煮損失降低率趨于平緩。綜上，選取55 ℃作為最佳加熱溫度。

2.1.2 保溫時間對中式燉煮專用雞肉原料品質的影響

除了加熱溫度會對雞肉的品質產生影響，保溫時間的長短也會改變肉的品質，因而研究不同處理時間對雞肉品質的影響。由圖3可知，不同保溫時間會不同程度地增大雞肉的咀嚼性，咀嚼性增加率在20～40 min較高，超出該范圍均會有所下降，但是考慮到實際生產線的能耗問題及保溫時間過長會導致雞肉嚴重熟化，20 min的保溫時間更符合本產品的需求。

由圖4可知，不同保溫時間條件下的雞肉蒸煮損失降低率均為正值，即處理后雞肉的蒸煮損失率小于對照組;隨著保溫時間的增加，雞肉蒸煮損失降低率逐漸增加，即處理后雞肉的蒸煮損失率逐漸降低，肉的系水力增強，其中保溫時間10～20 min時，處理組雞肉的蒸煮損失率迅速降低，20 min后則緩慢降低。因此，保溫時間選擇20 min為宜。

2.1.3 排酸時間對中式燉煮專用雞肉原料品質的影響

畜禽屠宰后，可通過排酸起到肉質嫩滑的作用[14]。雖然雞肉的尸僵和解僵時間比豬肉、牛肉時間短很多，但是包裝加熱時間點的選取是否會影響到雞肉品質仍需探究，鑒于雞肉排酸時間較短[15]，選取0、0.5、1.0、1.5、2.0、3.0、4.0 h進行實驗。

由圖5可知，宰殺0.5 h的雞肉處理后咀嚼性比冷鮮組低，但是在0.5～2.0 h間，隨著排酸時間的延長，處理組雞肉的咀嚼性顯著增加，2.0 h后咀嚼性略有降低。雖然剛宰殺和排酸2.0 h的雞肉咀嚼性增加率接近，但考慮到現實工藝流程，排酸2.0 h更符合實際且處理后口感更優。

由圖6可知，隨著排酸時間的延長，雞肉的蒸煮損失降低率從負值緩慢上升，到1.5 h后趨于穩定，表明排酸0.5 h前，處理組蒸煮損失率大于對照組，0.5 h后處理組蒸煮損失率逐漸小于對照組，肉的系水力逐漸上升。綜上，考慮到雞肉的整體口感，選取2.0 h的排酸時間為最適工藝點。

2.2 響應面法優化中式燉煮雞肉原料的處理工藝

2.2.1 響應面設計的試驗結果與模型的建立

本產品的設計宗旨是得到一種適合中式燉煮的雞肉原料，因而響應面法設計時優先考慮的指標是雞肉的口感，即質構TPA參數中的咀嚼性。根據單因素試驗結果，選用Design-Expert軟件中的Box-Behnken中心組合試驗設計3因素3水平試驗[16]，選取加熱溫度（A）、保溫時間（B）和排酸時間（C）作為變量，以咀嚼性增加率（Y）為響應值。

由表2可知，雞肉咀嚼性增加率在13.21%～50.32%之間。利用Design-Expert軟件對各因素回歸擬合，可得到雞肉咀嚼性增加率Y對自變量加熱溫度（A）、保溫時間（B）和排酸時間（C）的多元多項二次回歸方程為Y=48.90-0.60A+8.92B+0.34C-1.03AB-0.37AC-0.71BC-12.67A2-2.84B2-4.57C2。

2.2.2 方差分析

由表3可知，加熱溫度、保溫時間和排酸時間3 個因素對雞肉咀嚼性增加率的影響極顯著（P<0.000 1），三者對雞肉咀嚼性增加率的影響排序為B>A>C，即保溫時間對雞肉咀嚼性的影響最大，加熱溫度次之，排酸時間影響最小;失擬項P=0.153 9>0.05，不顯著，表明模型可靠性較高。該回歸模型的決定系數R2=0.995 2，表明該模型可擬合觀測數據99.52%的變化，實驗誤差小。調整后的決定系數R2Adj=0.989 0，接近R2，表明實驗值和預測值高度擬合，模型可靠[17-18]。變異系數=3.57%<10%，代表平均值變化較小，實驗精度高，說明該模型可用于指導實驗。

2.2.3 因素間的交互作用

響應面的坡度可反映當自變量發生變化時響應值的靈敏程度[19-20]，等高線圖可直觀反映2 個變量交互作用的顯著程度。當等高線呈橢圓形、密集時表示兩因素交互作用顯著，而等高線呈圓形、稀疏則表明兩因素交互作用不顯著[21-22]。

由圖7可知：加熱溫度與保溫時間對雞肉咀嚼性增加率影響顯著，當加熱溫度在一定水平時，隨著保溫時間的增加，雞肉咀嚼性增加率先增大再減小，響應值反應靈敏;當保溫時間在一定水平時，隨著加熱溫度的升高，雞肉咀嚼性增加率先增大再減小，響應值改變明顯。加熱溫度與保溫時間對雞肉咀嚼性增加率的影響存在交互作用，但是由于等高線接近于圓形且稀疏，表明與另外2 組相比加熱溫度與保溫時間的交互作用稍弱，與方差分析結果相同[23]。

由圖8可知，加熱溫度與排酸時間對雞肉咀嚼性增加率影響顯著，響應面坡度陡峭，雞肉咀嚼性增加率會因為加熱溫度和排酸時間的變化而產生敏感的改變。等高線呈橢圓且緊密[24]，表明加熱溫度與排酸時間的交互作用顯著，與方差分析結果一致。

由圖9可知，保溫時間與排酸時間對雞肉咀嚼性增加率影響顯著，響應面坡度陡峭，表明保溫時間和排酸時間的變化可以引起響應值的明顯改變。等高線呈橢圓，但沒有圖8中的緊密，表明保溫時間與排酸時間的交互作用雖明顯，但不如加熱溫度與排酸時間的交互作用顯著。

2.2.4 最佳條件的確定與預測模型的驗證

以雞肉咀嚼性增加率的最大值為評價指標，預測出最佳工藝條件為加熱溫度55.06 ℃、保溫時間21.61 min、排酸時間2.01 h，預測的咀嚼性增加率最大值為50.02%。考慮到實際應用，將工藝條件修改為加熱溫度55 ℃、保溫時間20 min、排酸時間2 h，在此工藝條件下實驗3 次，實際測得咀嚼性增加率為48.89%，與理論值高度擬合，說明該模型優化的最佳工藝條件客觀可行[25-26]。

2.3 中式燉煮雞肉原料的SEM觀察

a. 熱鮮組的肌纖維縱截面（×50）;b. 冷鮮組的肌纖維縱截面（×50）;c. 處理組的肌纖維縱截面（×50）;d. 熱鮮組的肌纖維橫截面（×50）;e. 冷鮮組的肌纖維橫截面（×50）;f. 處理組的肌纖維橫截面（×50）;g. 熱鮮組的肌纖維橫截面（×2 500）;h. 冷鮮組的肌纖維橫截面（×2 500）;i. 處理組的肌纖維橫截面（×2 500）。

肉的食用品質變化是由于內在的微觀結構變化產生的[27]，分別對3 種不同處理方式的雞胸肉進行橫向及縱向SEM觀察。由圖10可知，不同處理方式雞胸肉的肌纖維微觀結構有著很大差異。熱鮮組雞胸肉的組織結構更完整，肌纖維排列緊密、纖維之間間隙小，肌纖維的縱截面呈規則的網狀結構，大部分肌纖維四周的肌內膜仍包裹緊密，倍數放大條件下肌纖維表面沿著纖維方向仍有清晰的紋路;經過4 ℃存放48 h的冷鮮雞胸肉組織結構則破壞嚴重，出現斷裂的肌纖維，纖維間的網狀結構垮塌、呈不規則狀態，纖維間隙增大，肌內膜已出現與肌纖維分離的現象，倍數放大條件下肌纖維表面已消失熱鮮雞肉具有的紋路;經過4 ℃存放48 h的處理組雞胸肉組織結構雖也出現一定程度的破壞，但不如冷鮮組嚴重，纖維間的網狀結構雖然不如熱鮮組規則，但仍然具有網狀形態，纖維間隙小，結構仍然致密，倍數放大條件下肌纖維表面仍然具有熱鮮雞肉纖維表面的清晰紋路，同時部分肌內膜表面出現少量的小分子顆粒，可能是由于低溫熱處理使肌漿蛋白變性，凝聚成顆粒物質[28-29]。

以上分析表明，在4 ℃冷藏條件下處理組的效果要優于冷鮮組，對肌肉組織結構的破壞小，在貯藏期內能夠盡可能保護雞肉原有的組織結構，一定程度上使雞肉口感更接近于熱鮮雞。

3 結 論

以黃羽雞肉為原料，選用新型的真空貼體包裝，雞肉排酸后通過一段時間的低溫加熱來改善黃羽肉雞的品質，使得雞肉的口感和貨架期均比普通冷鮮雞有顯著改善。以單因素試驗結合響應面法優化其工藝參數，雞肉咀嚼性增加率與各因素的二次多項回歸模型極顯

著（P<0.001），根據實際情況在模型優化的工藝參數上進行適當修正，最終確定工藝優化參數為加熱溫度55 ℃、保溫時間20 min、排酸時間2 h。通過SEM觀察對照組和處理組雞肉的肌纖維，發現貯藏48 h處理組雞肉的超微結構與剛宰殺的熱鮮雞類似，纖維結構呈規則的網狀結構，能夠在貯藏期內盡可能保護雞肉原有的組織結構，使雞肉的口感更接近熱鮮雞。

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收稿日期：2019-03-20

基金項目：2016年江蘇省重點研發項目（BE2016320）;2018年江蘇省農業科技自主創新項目（CX（18）1006）;現代農業（肉雞）產業技術體系建設專項（CARS-41）

第一作者簡介：王安琪（1995—）（OCRID： 0000-0002-7737-1331），女，碩士研究生，研究方向為肉品加工與質量控制。E-mail： 1587960488@qq.com

*通信作者簡介：閆征（1978—）（OCRID： 0000-0003-3114-3162），男，助理研究員，博士，研究方向為農產品加工。E-mail： yz3737@sina.com