響應(yīng)面法優(yōu)化酸辣檸檬鳳爪加工工藝

董 萍 常毓兵 樊祥富 張 磊 蔡 明 韓 雪

1.遼寧現(xiàn)代服務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 遼寧沈陽 110164 2.遼寧農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 遼寧營口 115009

鳳爪是雞腳爪的美稱。鳳爪的營養(yǎng)價值很高，富含蛋白質(zhì)、鈣、鐵等多種營養(yǎng)物質(zhì)[1]。由鳳爪開發(fā)的產(chǎn)品豐富，常見的工藝有鹵制、燉、泡、蒸等[2，3]。2020年新冠肺炎疫情暴發(fā)，應(yīng)對疫情居家隔離期間，酸辣檸檬鳳爪清爽解膩，深受消費者喜愛，成為了網(wǎng)紅休閑食品。但目前酸辣檸檬鳳爪的加工工藝未形成完善的體系，產(chǎn)品的風(fēng)味穩(wěn)定性較差，無法實現(xiàn)規(guī)?；l(fā)展。響應(yīng)面法是一種常用于優(yōu)化加工工藝的實驗設(shè)計方法。根據(jù)單因素實驗結(jié)果選取研究幾種有代表性的因素,通過Design-Expert軟件設(shè)計充分合理的實驗,通過不同因素對結(jié)果的響應(yīng)面情況來分析各因素對結(jié)果的影響程度[4]。

本文針對酸辣檸檬鳳爪的工藝進(jìn)行研究，并利用響應(yīng)面法優(yōu)化工藝參數(shù)。對優(yōu)化后的酸辣檸檬鳳爪進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析，測定硬度、彈性、回復(fù)性、內(nèi)聚性和咀嚼性等指標(biāo)，其為酸辣檸檬鳳爪的規(guī)?；a(chǎn)提供一定依據(jù)。同時測定最優(yōu)工藝下產(chǎn)品的衛(wèi)生指標(biāo)，檢驗其是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

1 材料和方法

1.1 材料與試劑

鳳爪、白砂糖、陳醋、檸檬汁、生抽、味精、蒜、泰椒、香辛料等，2021年4月購于沈陽市新瑪特超市。

平板計數(shù)瓊脂培養(yǎng)基(BR)、煌綠乳糖膽鹽(BGLB)(BR)、月桂基硫酸鹽胰蛋白胨(LST)(BR)等，購于北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司；無水乙醇(AR)，國藥集團化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱DHG-9023A-T，上海丙林電子科技有限公司；

不銹鋼手提式壓力蒸汽滅菌器YX-280B，成都宜恒實驗儀器有限公司；

恒溫水浴箱DK-S24，濟南來寶醫(yī)療器械有限公司；

超凈工作臺SW-CJ-1FDG，武漢一恒蘇凈科學(xué)儀器有限公司；

恒溫培養(yǎng)箱HT-400B，江蘇新春蘭科學(xué)儀器有限公司；

菌落計數(shù)器J-2，上海舍巖儀器有限公司；

質(zhì)構(gòu)儀Universal TA，上海騰拔儀器科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程及關(guān)鍵點

雞爪初加工→焯水→冷水浸泡→加料汁拌勻→腌制→封裝。

(1)雞爪初加工。將雞爪解凍并將血塊清洗干凈。

(2)焯水。將稱量好的雞爪放入沸騰的水中，放入適量生姜，去除雞爪的腥味。待水再次沸騰后煮設(shè)定時間即可出鍋，立即放入冷水中冷卻。按預(yù)設(shè)的方案進(jìn)行調(diào)配料汁。

(3)腌制。將調(diào)制均勻的雞爪放入泡制液中腌制設(shè)定時間。

(4)封裝。將處理好的雞爪用包裝袋單獨包裝，裝好之后用真空包裝機抽真空[5]。

1.3.2 感官質(zhì)量的評價標(biāo)準(zhǔn)

試驗邀請10名專業(yè)人士分別從組織結(jié)構(gòu)、色澤、氣味、口感4個方面對樣品評分[6，7]。各分項滿分25分，結(jié)果為各項評分的總和，去掉一個最低分和一個最高分取平均值。具體評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 酸辣檸檬鳳爪感官評定標(biāo)準(zhǔn)表Table 1 Sensory evaluation index of chicken claw with lemon and peppers

1.3.3 單因素實驗

本試驗在腌制料汁基礎(chǔ)配方為：鳳爪100g、白砂糖30g、陳醋10g、生抽30g、味精10g、蒜20g、泰椒10g、香辛料5g。檸檬汁加入設(shè)定量。

1.3.3.1 焯水時間對酸辣檸檬鳳爪品質(zhì)的影響

在保持其他因素不變的條件下，調(diào)整焯水時間為0.5、3.0、5.5、8.0、10.5min進(jìn)行試驗，試驗完成后進(jìn)行感官評價。

1.3.3.2 檸檬汁添加量對酸辣檸檬鳳爪品質(zhì)的影響

在保持其他因素不變的條件下，調(diào)整檸檬汁添加量5、10、15、20、25g進(jìn)行試驗，試驗完成后進(jìn)行感官評價。

1.3.3.3 浸泡時間對酸辣檸檬鳳爪品質(zhì)的影響

在保持其他因素不變的條件下，調(diào)整浸泡時間1、3、5、7、9h進(jìn)行試驗，試驗完成后進(jìn)行感官評價。

1.3.4 響應(yīng)面實驗設(shè)計

根據(jù)響應(yīng)面分析法試驗設(shè)計原理，在單因素試驗結(jié)果中選定焯水時間、檸檬汁添加量、浸泡時間，3個因素進(jìn)行響應(yīng)面試驗設(shè)計。通過Excel軟件與SPSS軟件完成數(shù)據(jù)處理與方差分析，在p<0.05的情況下代表差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

1.3.5 品質(zhì)檢測及質(zhì)構(gòu)分析

在最佳工藝配方條件下，對產(chǎn)品的細(xì)菌菌落總數(shù)和大腸菌群進(jìn)行檢測，其測定方法分別參照GB 4789.2-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗菌落總數(shù)測定》[8]和GB 4789.3-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗大腸菌群計數(shù)》[9]。

用鋒利的成型刀具，在樣品相同的部位，按相同的紋路切成大小相同的試樣。將試樣放置在質(zhì)構(gòu)儀(Universal TA)上，在25℃條件下進(jìn)行物性分析。探頭接觸平面與肌纖維方向保持同一方向，每個組取10個樣進(jìn)行平行試驗，舍去最大值和最小值后取平均值。

參數(shù)設(shè)置：測試模式TPA，探頭36mm柱形探頭，測試前速度1.0mm/s，測試速度1.0mm/s，測試后速度1.0mm/s，目標(biāo)模式為形變40%，觸發(fā)力8g。測定樣品的硬度、彈性、回復(fù)性、內(nèi)聚性和咀嚼性等指標(biāo)[10，11]。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果

2.1.1 焯水時間對酸辣檸檬鳳爪品質(zhì)的影響

實驗對比了不同焯水時間0.5、3.0、5.5、8.0、10.5min下，酸辣檸檬鳳爪的感官質(zhì)量(見圖1)。焯水0.5min時感官評分最低，此時鳳爪未熟，外表無變化；焯水3.0min,鳳爪外表保持原狀態(tài)；焯水5.5min,鳳爪約9分熟，外表保持原狀態(tài)；焯水8.0min,鳳爪外表出現(xiàn)軟爛；焯水10.5min,鳳爪外表呈現(xiàn)煮爛形態(tài)。從上述實驗得出，焯水時間控制在5.5min較適宜，此時鳳爪外表完整，成熟度適宜。

圖1 焯水時間對酸辣檸檬鳳爪感官評分的影響Fig. 1 Effects of different blanching time on sensory scores of chicken claw with lemon and peppers

2.1.2 檸檬汁添加量對酸辣檸檬鳳爪品質(zhì)的影響

檸檬汁的添加量對風(fēng)味的影響較大，實驗對比了不同質(zhì)量的檸檬汁添加量，結(jié)果如下：添加量為5g時，鳳爪酸味不明顯；添加量為10g時，口味較適宜，評分較高；隨著添加量的增大，口味偏酸，感官得分降低。檸檬汁的添加量在10g時鳳爪口味接受度高(見圖2)。

圖2 檸檬汁添加量對酸辣檸檬鳳爪感官評分的影響Fig. 2 Effects of different lemon juice on sensory scores of chicken claw with lemon and peppers

2.1.3 浸泡時間對酸辣檸檬鳳爪品質(zhì)的影響

浸泡時間主要影響酸辣檸檬鳳爪的入味程度，隨著浸泡時間的延長，入味程度增加(見圖3)。浸泡1h時，僅鳳爪表面入味；浸泡3h時，口味適中；浸泡9h時，入味完全，但耗時過長。綜合考慮浸泡時間為3～5h適宜。

圖3 浸泡時間對酸辣檸檬鳳爪感官評分的影響Fig. 3 Effects of different soaking time on sensory scores of chicken claw with lemon and peppers

2.2 響應(yīng)面設(shè)計與分析

2.2.1 響應(yīng)面試驗因素水平和結(jié)果

采用響應(yīng)面分析法分析焯水時間、檸檬汁添加量、浸泡時間，3個變量間的交互作用。實驗設(shè)計及感官評定結(jié)果見表2和表3。

表2 響應(yīng)面試驗因素水平表Table 2 Response surface test factor level table

表3 試驗設(shè)計與結(jié)果Table 3 Response surface test design and results

2.2.2 響應(yīng)面試驗結(jié)果及方差分析

利用Design-Expert 10.0.1軟件對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，得到二次多項式回歸方程(1)。

感官評分=93.6+0.125A-1.25B+2.875C-0.75AB+0.5AC-0.25BC-2.55A2-4.8B2-11.55C2

(1)

對回歸方程進(jìn)行方差分析，如表4所示。

表4 響應(yīng)面擬合回歸方程的方差分析結(jié)果Table 4 Variance analysis of response surface experiments results

工藝條件對感官評分影響大小順序為：C>B>A，即浸泡時間>檸檬汁添加量>焯水時間。模型的決定系數(shù)R2為0.9958，說明模型具有高的顯著性，而Adj R2=0.9904，能夠解釋實驗99.04%的響應(yīng)值變異，且與預(yù)測相關(guān)系數(shù)Pred R2也接近，說明此實驗?zāi)Ｐ团c真實數(shù)據(jù)擬合程度良好，可以指導(dǎo)實踐，用于優(yōu)化檸檬酸辣鳳爪的加工工藝。

2.2.3 響應(yīng)曲面分析

不同工藝條件對感官評分的影響見圖4～圖6。

從圖4中可以看出，焯水時間A和檸檬汁添加量B的交互作用對感官評分的影響呈拋物面分布。當(dāng)焯水時間A一定時，隨著檸檬汁添加量B的增加，感官評分先上升后下降。同理，當(dāng)檸檬汁添加量B不變時，隨著焯水時間A的提高，感官評分也呈現(xiàn)先增加后減小。檸檬汁添加量方向曲面出現(xiàn)較大幅度波動，表明檸檬汁添加量對感官評分影響較焯水時間影響顯著。僅考慮二者因素作用下的最優(yōu)感官工藝組合為：焯水時間A為4～7min，檸檬汁添加量B為7～11g水平附近組合。

圖4 焯水時間和檸檬汁添加量的交互作用對感官評分的影響Fig. 4 Response surface plot for the effects of blanching time and lemon juice on sensory scores

圖5所示的交互作用中，曲面呈現(xiàn)拱形狀，感官度隨焯水時間的增加呈現(xiàn)大幅度先增后減變化，隨浸泡時間的小幅度先增后減變化。相較而言，浸泡時間方向曲面變化幅度較大，對感官的影響較焯水時間的影響顯著，為感官評分的敏感影響因子。取浸泡時間為適中水平：3h附近值時，感官評分較高，實際工藝控制該條件對結(jié)果感官比較有利。

圖5 焯水時間和浸泡時間的交互作用對感官評分的影響Fig. 5 Response surface plot for the effects of blanching time and soaking time on sensory scores

由圖6可知，感官評分隨檸檬汁添加量和浸泡時間的增加均呈現(xiàn)先增后減變化，二者交互作用中浸泡時間對感官評分的貢獻(xiàn)較檸檬汁添加量大，當(dāng)檸檬汁添加量取7～11g、浸泡時間取2.5～4h水平區(qū)間值時，感官評分較高，應(yīng)控制該條件從而得到優(yōu)化工藝參數(shù)。

圖6 檸檬汁添加量和浸泡時間的交互作用對感官評分的影響Fig. 6 Response surface plot for the effects of lemon juice and blanching time on sensory scores

為了使感官評分最高，根據(jù)軟件計算數(shù)據(jù)，感官評分在焯水時間A、檸檬汁添加量B、浸泡時間C的共同影響下的最優(yōu)工藝為：焯水時間A為5.641min、檸檬汁添加量B為9.311g、浸泡時間C為3.254h，在此條件下模型預(yù)測的最大感官評分為93.873。

2.2.4 驗證實驗

在軟件計算結(jié)果的基礎(chǔ)上，綜合實際的工藝條件，取焯水時間A為6min、檸檬汁添加量B為9g、浸泡時間C為3.3h進(jìn)行3次驗證測試，得平均感官評分為94.33，與模型預(yù)測結(jié)果接近，說明采用相應(yīng)面模型分析的方法可以對工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

2.3 品質(zhì)檢測及質(zhì)構(gòu)分析

2.3.1 微生物分析結(jié)果

菌落總數(shù)是微生物殺菌效果評估的一項重要指標(biāo)，它可以反映酸辣檸檬鳳爪殺菌效果的好壞。酸辣檸檬鳳爪在加工過程中易受大腸菌群的污染，大腸菌群易導(dǎo)致食源性疾病的發(fā)生，應(yīng)嚴(yán)格控制這些菌的數(shù)量。在最優(yōu)工藝條件下，測定樣品中的菌落總數(shù)檢測結(jié)果為1.0×102CFU/g、4.2×102CFU/g、2.2×102CFU/g、3.6×103CFU/g、5.4×102CFU/g，大腸菌群檢測結(jié)果為<10CFU/g。符合GB2726-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)熟肉制品》標(biāo)準(zhǔn)的要求[12]。

2.3.2 質(zhì)構(gòu)分析結(jié)果

測定了在最佳工藝條件下不同部位酸辣檸檬鳳爪的質(zhì)地參數(shù)，見表5。鳳爪指部的硬度169.23gf高于掌部165.03gf。黏聚性反應(yīng)的是口腔在咀嚼鳳爪時，鳳爪保持緊密鏈接的性質(zhì)，它體現(xiàn)了細(xì)胞間結(jié)合力的大小。黏聚性越高，鳳爪咀嚼時越細(xì)膩，口感也越好。鳳爪指部的黏聚性略高于鳳爪掌部[13～15]。

表5 不同部位酸辣檸檬鳳爪的質(zhì)地參數(shù)Table 5 Texture parameters of different parts of chicken claw with lemon and peppers

3 結(jié)論

本實驗利用響應(yīng)面分析法優(yōu)化了酸辣檸檬鳳爪加工工藝，通過Design-Expert 10.0.1軟件運行結(jié)果，結(jié)合實際工藝設(shè)置的可行性，獲得最佳的焯水時間A為6min、檸檬汁添加量B為9g、浸泡時間C為3.3h，所生產(chǎn)的酸辣檸檬鳳爪酸辣爽口，軟硬程度適中，咀嚼性好。在最優(yōu)工藝條件下，測定樣品的菌落總數(shù)、大腸菌群等指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

產(chǎn)業(yè)富民是鞏固鄉(xiāng)村振興之基，作為高等職業(yè)院校的烹飪專業(yè)，部分學(xué)生家庭收入較低，通過將酸辣檸檬鳳爪工藝的標(biāo)準(zhǔn)化實施，讓越來越多來自農(nóng)村的大學(xué)生依靠專業(yè)優(yōu)勢、走上創(chuàng)業(yè)致富路。