醬鹵肉智能化精準調控掛汁技術研究

煙臺喜旺肉類食品有限公司 山東煙臺 264000

燒肉是我國傳統醬鹵肉制品的代表性產品，因其營養豐富、肉質細膩、美味可口，深受消費者喜愛。燒肉經過煮制后必須經過掛汁才能銷售，掛汁可以保持皮子干硬，肉不柴老[1]，但傳統的掛汁方式主要靠經驗進行操作，缺乏科學性的關鍵技術參數，造成產品色澤不均勻，品質不穩定。

本試驗以燒肉感官品質作為考察掛汁工藝的三項指標，建立產品感官評定與三項指標的數學模型，揭示其內在聯系，并且以產品感官評定結果為考察目標，利用響應面法分析了不同腌制條件對產品感官評價結果的影響，對掛汁過程中的關鍵參數進行優化，為燒肉掛汁工藝的改進提供了理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料

燒肉，從本公司生產過程中取樣；

電子天平PL2001-L，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；

溫度記錄儀NCA-WL80，北京安伏電子技術有限公司。

1.2 方法

1.2.1 不同老湯使用周期對產品掛汁效果的影響

溫度控制在70℃，掛汁時間為20s，老湯使用周期分別控制在2、4、6、8、10h下進行掛汁，探討老湯使用周期對燒肉掛汁效果的影響。

1.2.2 不同掛汁時間對產品掛汁效果的影響

溫度控制在70℃，選擇前一步實驗的最佳掛汁溫度，掛汁時間分別控制在5、10、15、20、25s下進行掛汁，探討掛汁時間對燒肉掛汁效果的影響。

1.2.3 不同掛汁溫度對產品掛汁效果的影響

選擇前兩步實驗的最佳老湯使用周期和掛汁時間，分別調節老湯溫度在60、70、80℃，探討掛汁溫度對燒肉掛汁效果的影響。

建立老湯使用周期、掛汁溫度、掛汁時間與產品感官評價值之間的數學模型，考察這3個參數對燒肉品質的影響。其數學模型[2]為：

根據腌制工藝，設計試驗中以老湯使用周期、掛汁溫度、掛汁時間三個因素為自變量，并以+1，0，-1分別代表自變量的高、中、低水平，以產品感官評定結果為響應值，設計了3因素3水平試驗，見表1。根據Box-Behnk中心設計原理，設計15個試驗點,其中12個析因點,3個零點,所有試驗測定重復3次，數據分析和回歸方程的建立均采用SAS8.2系統，并且通過回歸方程和響應曲面的分析獲得最佳變量水平[3]。

表1 響應面分析試驗因素水平表

1.2.4 不同掛汁方式對產品重量出品率的測定[4]

重量出品率計算公式：L(%)=[(X1-X2)/X1]×100%。

式中：X1為掛汁后燒肉的重量(g)；

X2為掛汁前燒肉的重量(g)；

L為燒肉重量出品率(%)。

1.2.5 感官評價[5]

由10人組成的感官評定小組，參照肉與肉制品感官評定規范制定感官評分表，見表2。

表2 燒肉感官評分表

1.2.6 數據分析

數據利用SPSS17.0軟件進行分析，用Origin Pro 8進行作圖。

2 結果與分析

2.1 掛汁溫度的影響

由圖1可知，適宜的掛汁溫度為70℃，在溫度低于70℃時，掛汁效果隨掛汁溫度的升高而上升趨，當掛汁溫度高于70℃時，掛汁效果呈平緩趨勢，略有下降。這是由于掛汁溫度較低時，產品掛汁效果較差，感官評分低；而當掛汁溫度較高(90℃以下)時，溫度對掛汁效果的影響不大，考慮實際生產能耗的影響，將掛汁溫度設定為70℃。

圖1 掛汁溫度對燒肉品質效果的影響

2.2 掛汁時間的影響

由圖2可知，掛汁效果值隨掛汁時間的延長而逐漸升高，當掛汁時間為15s時，掛汁效果值達到最大，繼續延長掛汁時間，掛汁效果值降低，這主要是因為掛汁時間太短，燒肉掛汁不徹底；掛汁時間過長，燒肉汁液流失過多，顏色變暗等。

圖2 掛汁時間對燒肉品質效果的影響

2.3 老湯使用周期的影響

由圖3可知，隨著老湯使用周期的延長，掛汁效果呈下降的趨勢，在老湯使用周期為2～4h之間，掛汁效果值最好，之后掛汁效果值又逐漸降低，所以，根據實際生產情況，考慮生產成本，實驗選取老湯使用周期4h較為合適。

圖3 老湯使用周期對燒肉品質效果的影響

2.4 響應面實驗結果

試驗選取最佳老湯使用周期、掛汁時間、掛汁溫度進行響應面試驗，應用design6.0.5相應的Box-Behnken設計[6]，對燒肉的掛汁效果進行數據統計，結果見表3。

2.5 回歸模型的建立及其參數分析

以掛汁溫度(T)、掛汁時間(t)、老湯使用周期

表3 Box-Behnken設計表及試驗結果

(R)為自變量，燒肉的掛汁效果為因變量Y，建立燒肉掛汁工藝參數的回歸模型，對該模型進行方差分析[7]，對模型系數進行顯著性檢驗[8]，結果見表3。使用Design Expert6.0.5軟件對上表數據進行處理，得到以下多元二次回歸方程預測模型：Y=+4.88+0.36A+0.57B+0.72C-0.22A2-0.51B2-0.87C2+0.15AB-0.19AC-0.22BC。

對模型進行回歸分析，結果見表4。

從表4結果中可以看出。

(1)該回歸模型P值為0.0005遠小于0.01，表明該模型具有良好的顯著水平；且該模型的R2=0.9605也說明回歸模型的擬合程度良好，實驗誤差小，理論上僅有約4.9%微生物生長數量不能通過該模型解釋。從該回歸模型的失擬項中看出，失擬項P值為0.19825大于0.05，表明失擬項不顯著，試驗模型的失擬度好。可以用該模型對實驗結果進行預測和分析。

表4 回歸方程的方差分析

(2)對因素A、B、C及其交互項AB、AC、BC進行分析：一次項A和C的P值小于0.01，說明掛汁溫度和老湯使用周期對產品掛汁效果影響極顯著，B項P值大于0.05說明掛汁溫度對產品掛汁效果影響不顯著。二次項A2和C2的P值均小于0.05，說明具有較高的顯著性，對響應值的影響相對復雜，它們之間不是簡單的線性關系，而是具有顯著的曲面效應。交互項AB的P值小于0.01，說明掛汁溫度和掛汁時間的交互影響極顯著；交互項AC、BC的P值大于0.05，說明掛汁時間、掛汁溫度與老湯使用周期的交互影響并不顯著。

2.6 響應面和等高線分析(RSA)

通過軟件設計得到響應面圖，結果如下圖4～圖6。

圖4 Y=f(A,B)的響應面

從圖4可見：等高線圖為圓形形狀，表明掛汁溫度和掛汁時間的交互作用不顯著。之間的交互作用可以由等高線反應出來，等高線形狀越近似圓形，則表明兩者交互作用效果越差；反之，等高線形狀呈橢圓形，則表明兩者交互效應顯著[9]。

圖5 Y=f(A,C)的響應面

從圖5可見：當掛汁時間一定時，掛汁效果值隨著老湯使用周期的縮短而增加，即在一定時間內老湯更換頻次越高，產品掛汁后感官評價值越高；當掛汁時間增加到一定值后，掛汁效果反而變差，即樣品中感官評價值逐漸變小，可能掛汁老湯中特有的風味成分對產品品質有一定的影響；當掛汁溫度一定時，感官評價值隨著老湯使用周期變化與掛汁時間的變化基本相似。即掛汁時間與老湯使用周期的編碼值處于0水平附近時，二者的協同增效作用達到最佳，感官評價值達到最低，當兩者在較高編碼值水平處具有拮抗作用；因此在實際應用中，應該使兩個因子的編碼值處于0水平，以充分發揮它們之間的協同作用[10]。

圖6 Y=f(B,C)的響應面

從圖6可見：等高線曲率比較小，形狀近似橢圓，說明掛汁時間和老湯使用周期的相交影響顯著。當掛汁時間含量趨近編碼值-1時，隨著老湯使用周期增加感官評價值而增加，說明老湯使用周期與掛汁時間存在明顯的拮抗作用。當掛汁時間含量趨近編碼值1時，隨著老湯更換頻次增加，掛汁效果評價值越高，說明掛汁時間和老湯使用周期之間存在明顯的協同作用。

燒肉掛汁工藝最佳參數的計算。

通過降維法，可以得到以下3個偏子回歸模型：

YA=+4.88-0.36A-0.22A2

YB=+4.88-0.57B-0.51B2

YC=+4.88+0.72C-0.87C2

對其分別求導，可得：

dYA/dXA=-036-0.44A

dYB/dXB=-0.57-1.02B

dYC/dXC=0.72-1.74C

令dYi/dXi=0(i=A,B,C)可求出極小值時，各種因素單獨最適量：XA=-0.82，XB=-0.56，XC=0.41，將XA、XB、XC代入變換公式，可求得三種實際使用值如表5。

表5 基于試驗編碼值的響應值的典型分析

結合實際，考慮到實際生產耗能、操作便利等因素影響，將掛汁工藝參數修正為掛汁溫度72℃、掛汁時間15s、老湯使用周期2.5h、，感官評價值為10.2。

3 結論

本試驗以燒肉感官品質、出品率作為考察掛汁工藝的三項指標，建立產品感官評定與三項指標的數學模型，揭示其內在聯系，利用響應面法分析了不同腌制條件對產品感官評價結果的影響，對掛汁過程中的關鍵參數進行優化，結果表明：老湯使用周期2.5h，掛汁溫度為72℃，掛汁時間為15s的條件下，所得產品的品質最佳。