響應面法優(yōu)化新疆抓飯蒸煮工藝條件

李宗澤*，靳學遠，錢志偉

1. 河南農業(yè)職業(yè)學院食品工程學院（中牟 451450）；2. 海南科技職業(yè)大學臨床醫(yī)藥學院（海口 571126）

抓飯，維吾爾語稱“polo”，抓飯中含有羊肉、胡蘿卜、洋蔥等肉類和蔬菜，營養(yǎng)豐富，是深受新疆維吾爾、烏孜別克等民族人民喜愛的一種飯食，因為食用時為凈手掇食，故稱為抓飯[1-2]。傳統(tǒng)的抓飯一般由新疆維吾爾等民族人民居家制作。隨著生活水平的提高，需要快捷、方便的抓飯工業(yè)化生產(chǎn)[3]。但抓飯中由于含有大量油脂，其加工方法不同于普通米飯，因此需要對其加工工藝進行研究。田憬若等[4]對混合果干型鷹嘴豆抓飯的配方進行研究，馬欣等[5]采用方便抓飯浸泡工藝進行優(yōu)化。這些研究在工藝優(yōu)化過程中，采用的評價指標為感官評價，但感官評價具有一定的人為因素影響，質構分析相對于感官分析，具有更好的客觀性。Bello等[6]研究發(fā)現(xiàn)，米飯的硬度與黏性比值和大米的食味品質呈顯著的負相關，可作為大米的食味品質評價指標。試驗以抓飯質構參數(shù)為指標，研究抓飯工業(yè)化生產(chǎn)過程中大米浸泡吸水率、羊肉基料添加量、蒸煮時間對質構特性的影響，采用響應面優(yōu)化的蒸煮工藝，為工業(yè)化生產(chǎn)抓飯?zhí)峁﹨⒖肌?/p>

1 材料與方法

1.1 材料和儀器

大米（河南原陽大米）；羊排、胡蘿卜、洋蔥等（采購自烏魯木齊農貿市場）。

TA-XT2 i Texture Analyser型物性儀（英國Stable Micro公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 大米基料的制備

原料米加水進行不同時間浸泡，瀝干水分后備用。

1.2.2 羊肉基料的制備

稱取10 g蒜片、200 g胡蘿卜丁（1 cm×1 cm×1 cm）和150 g洋蔥片，在炒鍋中加10 mL食用大豆油進行炒制，得到蔬菜基料；選擇1 kg羊排肉，切成5 cm×2 cm小塊，在炒鍋中加20 mL食用大豆油進行炒制，表面發(fā)白后加入炒制的蔬菜基料，加入一定量的食鹽和水，蒸煮30 min備用。

1.2.3 大米浸泡吸水率的測定[7]

稱取一定量的大米，將大米加水浸泡后，采用濾網(wǎng)濾出大部分表面水分，用濾紙吸干表面水分后稱其，浸泡前后增加的質量和浸泡前米粒質量的比率即為吸水率。

1.2.4 質構參數(shù)測定

每次取3粒完整米粒平行放于載物臺上，對每個樣品做5次平行試驗。運行模式：測定下壓時的力；測前速度10 mm/s；測試速度0.5 mm/s；測后速度5 mm/s；壓縮比例70%。測試后采用硬度和黏度的比值為指標，指標越小，食味品質越佳。

1.2.5 抓飯制備單因素試驗

1.2.5.1 大米不同吸水率對抓飯質構的影響

采用吸水率14%，16%，18%，20%和22%的大米，以浸泡后大米的質量（濕基）為基數(shù)，按80%比例添加羊肉基料，在蒸煮鍋中蒸煮20 min，測定質構參數(shù)。

1.2.5.2 不同羊肉基料添加量對抓飯質構的影響

采用吸水率20%的大米，以浸泡后大米質量（濕基）為基數(shù)，按20%，40%，60%，80%和100%的比例添加羊肉基料，在蒸煮鍋中蒸煮20 min，測定質構參數(shù)。

1.2.5.3 不同蒸煮時間對抓飯質構的影響

采用吸水率20%的大米，以浸泡后大米質量（濕基）為基數(shù)，按80%比例添加羊肉基料，在蒸煮鍋中蒸煮10，15，20，25和30 min，測定質構參數(shù)。

1.2.6 抓飯制備工藝的響應面優(yōu)化

在單因素試驗基礎上，選取吸水率（A）、羊肉基料添加量（B）、蒸煮時間（C）3個因素，以硬度和黏度的比值為響應值，采用響應面分析法對抓飯制備工藝進行三因素三水平中心組合試驗，并利用Design-Expert軟件進行數(shù)據(jù)處理和回歸分析，響應面試驗因素及水平見表1。

表1 響應面因素及水平

1.2.7 數(shù)據(jù)處理

采用Design-Expert 8.0.6.1 Trial、SPSS、Origin軟件處理試驗數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)測定3次，結果采用“平均值±標準差”表示，p＜0.05作為顯著性差異。

2 結果與討論

2.1 不同吸水率大米對抓飯質構的影響

不同吸水率大米對抓飯質構的影響見圖1。

圖1 不同吸水率大米對抓飯質構的影響

從圖1可見，隨著吸水率增加，硬度與黏度的比值下降，但吸水率達到20%后，比值變化差異不顯著（p＞0.05）。這是因為面飯的蒸煮要求淀粉均勻糊化，淀粉均勻糊化要求米粒中有充分的水分，淀粉糊化后，米粒硬度下降，黏度增加[8]，因此，硬度與黏度的比值下降。吸水率達到20%時，水分可以滿足淀粉糊化要求。因此，采用吸水率20%的大米較適宜。

2.2 不同羊肉基料添加量對抓飯質構的影響

不同羊肉基料添加量對抓飯質構的影響見圖2。

從圖2可見，隨著羊肉基料添加量增加，硬度與黏度比值增加，但增加不顯著（p＞0.05），但添加量達到100%時，硬度與黏度比值增加較大，比值變化差異顯著（p＜0.05）。這是由于羊肉基料中含有大量脂肪，脂肪含量增加，在米粒表面形成疏水層，阻止水分進入米粒，不利于糊化，導致硬度增加，黏度減小[9]。但由于羊肉基料添加量未達到80%，硬度與黏度比值變化差異不顯著（p＞0.05），且對抓飯風味來說，羊肉基料添加量越多，產(chǎn)品風味越佳，因此，采用80%羊肉基料添加量較適宜。

圖2 不同比例羊肉基料對抓飯質構的影響

2.3 不同蒸煮時間對抓飯質構的影響

不同蒸煮時間對抓飯質構的影響見圖3。

圖3表明，蒸煮時間20 min時米飯質構最佳。蒸煮時間過短，淀粉糊化糊化不均勻，芯部較硬，有“夾生”現(xiàn)象，但蒸煮時間過長，米粒表面糊化過度導致黏度過大，米飯的硬度與黏性比值又會增加[10]。因此，米飯的蒸煮時間過長或過短都會對米飯的質構產(chǎn)生負面影響，因此，采用蒸煮時間20 min較適宜。

圖3 不同蒸煮時間對抓飯質構的影響

2.4 抓飯制備工藝的響應面優(yōu)化

采用響應面分析法對抓飯制備工藝進行三因素三水平中心組合試驗，試驗結果見表2。

表2 響應面設計與結果

通過Design-Expert 8.0.6軟件對表2中的試驗數(shù)據(jù)進行回歸分析（見表3），得出各因子對響應值的回歸方程式：Y=18.16-0.17A+1.41B-1.79C-4.70AB+5.43A2+4.86B2+3.11C2。

表3 硬度與黏性比值的方差分析

對應此方程的響應面圖如圖4所示。從方差分析看，吸水率與羊肉基料添加量有顯著的交互作用，p＜0.05（0.046 9），單因素中的吸水率、羊肉基料添加量和蒸煮時間沒有顯著影響。吸水率、羊肉基料添加量的平方項有顯著影響p＜0.05（分別為0.023 3和0.037 4），整個回歸方程顯著p＜0.05（0.038 3），所以該回歸方程有效。

圖4 抓飯制備工藝的響應面圖

從回歸方程對A、B、C求導，以指標最小值為考察要點，最佳取值組合是A=19.88%、B=80.09%、C=20.58 min，此時Y（硬度與黏性比值）=18.06%，比中心零點低，優(yōu)化有顯著效果。按吸水率20%、羊肉基料添加量80%、蒸煮時間21 min的工藝條件制作抓飯，抓飯硬度與黏性比值為18.07%，與預測值相差僅0.06%，進一步驗證回歸模型的可靠性，可用于指導生產(chǎn)實踐。

3 結論

在單因素試驗基礎上，采用響應面分析法優(yōu)化新疆抓飯蒸煮工藝，得出最佳工藝條件：吸水率20%、羊肉基料添加量80%、蒸煮時間21 min。按此工藝條件生產(chǎn)，抓飯硬度與黏性比值為18.07%，與預測值相差僅0.06%。試驗結果可為新疆抓飯生產(chǎn)提供參考。