響應面法優(yōu)化冷凍水煮羅非魚片穩(wěn)定劑配方

熊雅雯，黃卉，李來好，楊賢慶，陳勝軍，郝淑賢，吳燕燕，魏涯

1(中國水產(chǎn)科學研究院南海水產(chǎn)研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部水產(chǎn)品加工重點實驗室/國家水產(chǎn)品加工技術研發(fā)中心，廣東 廣州，510300)2(廣東海洋大學 食品科技學院，廣東 湛江，524088)

羅非魚含有豐富的必需氨基酸以及多種多不飽和脂肪酸，其肉質(zhì)鮮美，是一種高蛋白、低脂肪的經(jīng)濟魚類[1]。我國是羅非魚養(yǎng)殖生產(chǎn)大國，2020年中國羅非魚養(yǎng)殖產(chǎn)量為165.54萬t，占淡水魚類總產(chǎn)量的6.40%[2]，具有很大的發(fā)展前景。一直以來我國羅非魚加工產(chǎn)品主要以冷凍形式進行出口銷售，為了提高冷凍羅非魚的品質(zhì)及出品率，大多數(shù)研究都集中在保鮮[3-4]、護色技術[5-6]以及貯藏品質(zhì)變化[7-8]等方面，關于冷凍羅非魚片在熱加工過程中品質(zhì)變化控制方面的研究尚不多見。近2年隨著方便菜肴的興起，酸菜魚片、水煮魚片等預制冷凍調(diào)理食品迅速發(fā)展，且為了方便食用采用的都是薄而小的魚片，而羅非魚片經(jīng)過高溫煮制會發(fā)生組織脆弱化，結構松散，食用品質(zhì)下降等問題，降低消費者對產(chǎn)品的接受度。因此研究控制冷凍羅非魚片在水煮過程中的品質(zhì)變化，提高其質(zhì)構熱穩(wěn)定性，能夠提升羅非魚的加工價值。

通常在肉類中加入功能性物質(zhì)會有助于改變?nèi)忸愊到y(tǒng)的整體結構和感官特性[9]，而實驗證明添加物質(zhì)復配會產(chǎn)生復配增效作用，不僅可以降低使用量，還能進一步改善肉制品品質(zhì)[10-11]。魚片在煮制時發(fā)生的質(zhì)構變化主要與肌原纖維蛋白熱變性、水分含量變化以及肌肉組分間的相互作用等有關[12]，其中水分含量和持水性將直接影響魚片的組織狀態(tài)及質(zhì)構等品質(zhì)[13]。目前已有相關方面的研究，如采用磷酸鹽、多糖、蛋白質(zhì)以及鹽類等物質(zhì)進行復配處理來提高冷凍羅非魚片的持水性及組織結構特性[10-11,14]，但關于提高冷凍羅非魚片煮制時質(zhì)構穩(wěn)定性的研究還鮮有報道。

NaHCO3曾被用作磷酸鹽的替代品，因其溶解肌原纖維蛋白和增強靜電排斥的能力常用于肉制品中起到提高肉制品整體適口性，減少蒸煮損失，有效改善肉制品質(zhì)構特性的作用[15]。魔芋葡甘露聚糖是一種高分子質(zhì)量水溶性非離子多糖，在堿性及加熱條件下會形成熱不可逆凝膠[16]，且因其良好的吸水性、凝膠形成能力、穩(wěn)定性、增稠性和成膜性被廣泛用于肉制品中，以提高保水能力和質(zhì)地特性[17]。大豆分離蛋白是肉制品中廣泛使用的非肉蛋白，具有良好的乳化和凝膠特性，可以提高肉制品的持水能力和質(zhì)構品質(zhì)[18]。木薯淀粉是肉制品中最常用的添加劑之一，其擁有較高的支鏈淀粉含量，受熱糊化膨脹會形成黏性膠體，研究表明在肉制品中加入木薯淀粉會改變其物理特性、質(zhì)構和風味特性[19]。因此本文研究了碳酸氫鈉、魔芋葡甘露聚糖、大豆分離蛋白和木薯淀粉4種不同種類及作用類型的添加劑對冷凍羅非魚片持水性及煮制質(zhì)構品質(zhì)的影響，在單因素試驗的基礎上，結合響應面實驗，進一步優(yōu)化冷凍水煮羅非魚片質(zhì)構穩(wěn)定性配方，旨在開發(fā)出一種能夠有效提高冷凍羅非魚片耐煮性的最佳配方，為羅非魚熱加工食用品品質(zhì)控制方面提供一定的理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮羅非魚購于廣州市華潤萬家超市，質(zhì)量為(550±50) g/條。

食品級耐高溫蒸煮袋，青島綠生生物科技有限公司。NaHCO3(食品級)，南京甘汁園糖業(yè)有限公司；魔芋葡甘露聚糖(食品級)、大豆分離蛋白(食品級)，聚融時代(固安)生物科技有限公司；木薯淀粉(食品級)，深圳市太港食品有限公司；其他常規(guī)試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

BS 224S電子天平，德國賽多利斯公司；DW-86L626 超低溫冰箱，青島海爾特種電器有限公司；SRF-NC1281 N 三洋四門冰柜，大連三洋制冷有限公司；HWS24 型電熱恒溫水浴鍋，上海一恒科學儀器有限公司；QTS-25 質(zhì)構儀，英國 CNS FARNEL 有限公司；Phenom Pharos飛納臺式場發(fā)射電鏡，荷蘭賽默飛世爾科技有限公司。

1.3 樣品預處理

將新鮮羅非魚敲頭致暈后取背部肌肉，清洗干凈，切成大小均勻的魚片(5 cm×3 cm×0.5 cm)，吸干表面水分準確稱重后放入食品用碗中備用。按照料液比1∶3(g∶mL)加入配制好的不同濃度浸泡液，浸泡1 h，每隔15 min緩慢翻動1次，浸泡時始終保持4 ℃，去離子水處理組作為對照。浸泡完畢將魚片撈出瀝干，平整的放入自封袋中進行編號，排出袋內(nèi)空氣，密封后置于-80 ℃超低溫冰箱中速凍5 h，然后再轉(zhuǎn)移到-20 ℃冰箱凍藏10 d。

1.4 單因素試驗

1.4.1 NaHCO3添加量對冷凍羅非魚片煮制品質(zhì)的影響

在質(zhì)量濃度為4 g/L魔芋膠、40 g/L大豆分離蛋白、30 g/L木薯淀粉的條件下，分別添加5、10、15、20、25 g/L的碳酸氫鈉配制成不同濃度浸泡液，浸泡處理凍藏10 d后在90 ℃下煮制6 min，研究其對凍羅非魚片持水性及煮制質(zhì)構品質(zhì)的影響。

1.4.2 魔芋葡甘露聚糖添加量對冷凍羅非魚片煮制品質(zhì)的影響

在15 g/L NaHCO3、40 g/L大豆分離蛋白、30 g/L木薯淀粉的條件下，分別添加1、2、4、6和8 g/L魔芋葡甘露聚糖配制成不同濃度浸泡液，浸泡處理凍藏10 d后在90 ℃下煮制6 min，研究其對凍羅非魚片持水性及煮制質(zhì)構品質(zhì)的影響。

1.4.3 大豆分離蛋白添加量對冷凍羅非魚片煮制品質(zhì)的影響

在15 g/L NaHCO3、4 g/L魔芋膠、30 g/L木薯淀粉的條件下，分別添加10、20、30、40和50 g/L的大豆分離蛋白配制成不同濃度浸泡液，浸泡處理凍藏10 d后在90 ℃下煮制6 min，研究其對冷凍羅非魚片持水性及煮制質(zhì)構品質(zhì)的影響。

1.4.4 木薯淀粉添加量對冷凍羅非魚片煮制品質(zhì)的影響

在15 g/L NaHCO3、4 g/L魔芋膠、40 g/L大豆分離蛋白的條件下，分別添加10、20、30、40和50 g/L木薯淀粉配制成不同濃度浸泡液，浸泡處理凍藏10 d后在90 ℃下煮制6 min，研究其對冷凍羅非魚片持水性及煮制質(zhì)構品質(zhì)的影響。

1.5 響應面法優(yōu)化提高冷凍羅非魚片質(zhì)構熱穩(wěn)定性工藝配方

綜合單因素試驗結果，根據(jù)Box-Behnken中心設計原理，以NaHCO3、魔芋葡甘露聚糖、大豆分離蛋白、木薯淀粉添加量為自變量，采用綜合加權平均法計算得到的質(zhì)構及蒸煮損失率的綜合得分作為響應值設計實驗，研究各自變量及其交互作用對冷凍羅非魚片煮制品質(zhì)的影響，進一步優(yōu)化提高冷凍羅非魚片質(zhì)構穩(wěn)定性的工藝參數(shù)。利用Design Expert 12.0對實驗結果進行回歸擬合及方差分析，實驗因素水平如表1所示。

表1 響應面試驗因素及水平 單位：g/L

1.6 解凍損失率的測定

將凍藏10 d的羅非魚片連同自封袋于室溫自然解凍3 h，瀝干擦去表面溶液后準確稱重，按公式(1)計算魚片的解凍損失率。

(1)

1.7 蒸煮損失率的測定

將解凍后的魚肉分別放入編好號的蒸煮袋中，置于90 ℃的恒溫水浴鍋中煮制6 min后取出，瀝干吸去表面水分，冷卻至室溫后稱重，按公式(2)計算魚片的蒸煮損失率。

(2)

1.8 質(zhì)構的測定

參考相悅等[20]的方法并略作改動。將樣品放至室溫，使用QTS-25 型質(zhì)構儀并選擇TA44平底圓柱形探頭對不同處理條件下的冷凍羅非魚片進行測定，每組魚片沿對角線取6個點測定取平均值，平行測定3次。測試模式為質(zhì)地多面剖析(texture profile analysis，TPA)模式，測試速度為1.0 mm/s，循環(huán)次數(shù)為2次，觸發(fā)點負載為5.0 g，下壓距離5.0 mm。

1.9 綜合評分方法

質(zhì)構是體現(xiàn)魚肉口感品質(zhì)的指標，而其中硬度和彈性又是質(zhì)構指標中最重要最具有代表性的指標，因此選取硬度和彈性計算質(zhì)構綜合得分，硬度和彈性參數(shù)值越高，說明魚肉的質(zhì)構品質(zhì)越好[21]。蒸煮損失率是體現(xiàn)魚肉持水性的重要指標，其值越小說明魚肉的持水性越好。本實驗中響應面考察指標多于1，為了客觀反映各因素之間的相互關系以及各因素水平對冷凍羅非魚片煮制質(zhì)構穩(wěn)定性的影響，因此采用多指標綜合加權評分法。魚片蒸煮損失率、質(zhì)構測定所得硬度和彈性對煮制冷凍羅非魚片品質(zhì)的評定同樣重要，因此蒸煮損失率和質(zhì)構加權系數(shù)均定為10，其中硬度和彈性分別定為5，總分以20分計算。加權評分計算方法如公式(3)(4)(5)所示[22-23]：

(3)

(4)

Y=10×Y1+10×Y2

(5)

式中：Y,綜合加權評分；Y1，質(zhì)構綜合得分；Y2,蒸煮損失率得分；X,該指標響應面測試值；X0,該指標響應面測試最小值；X1,該指標響應面測試最大值。

1.10 不同處理條件煮制冷凍羅非魚片組織形態(tài)變化

參照劉芳芳等[24]的方法并稍作修改，將魚片切成5 mm×5 mm×2 mm的薄片，用蒸餾水沖洗10 min，立即放入體積分數(shù)2%戊二醛固定液內(nèi)，在4 ℃固定過夜。用0.1 mol/L的PBS沖洗10 min，隨后分別用體積分數(shù)30%、50%、70%、90%、100%酒精在4 ℃下浸泡10 min進行梯度脫水，然后將魚片放入真空冷凍干燥機內(nèi)干燥24 h，最后對魚片進行噴金60 s，使用掃描電鏡對不同處理條件下的魚片肌纖維形態(tài)進行觀察，放大倍數(shù)為200。

1.11 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 22、Excel軟件對實驗數(shù)據(jù)進行處理、作圖及顯著性分析，顯著性水平設為0.05。采用Design Expert 12.0軟件對響應面數(shù)據(jù)進行分析。

2 結果與分析

2.1 NaHCO3質(zhì)量濃度對冷凍羅非魚片煮制品質(zhì)的影響

由圖1可知，隨著NaHCO3添加量的升高，冷凍羅非魚片的解凍損失率和蒸煮損失率顯著下降(P<0.05)，但NaHCO3>10 g/L時解凍損失率和蒸煮損失率的下降趨勢都趨于平緩，且隨著添加量的升高變化無顯著性差異(P>0.05)。

圖1 NaHCO3質(zhì)量濃度對冷凍羅非魚片解凍損失率和蒸煮損失率的影響Fig.1 Effect of NaHCO3 addition on the thawing loss rate and cooking loss rate of frozen tilapia fillets注：不同小寫字母代表差異顯著(P<0.05)(下同)

當NaHCO320 g/L時解凍損失率和蒸煮損失率都達到最低，分別為-3.02%和0.79%，與對照相比具有顯著差異(P<0.05)。經(jīng)處理的魚片解凍損失率都呈現(xiàn)負值，表示經(jīng)添加劑處理后的冷凍羅非魚片解凍后其質(zhì)量仍然比魚片原質(zhì)量要大，浸泡增加質(zhì)量在魚片解凍過程中未完全損失，說明添加劑在一定程度上對魚片起到抗凍保水作用[25]。從表2可知，魚片硬度和膠著性隨NaHCO3質(zhì)量濃度升高呈現(xiàn)先降后升的趨勢，在5 g/L時硬度和膠著性都略低于對照組，但無明顯差異(P>0.05)，在15 g/L以后與對照差異顯著(P<0.05)且逐漸升高，在25 g/L時硬度和膠著性達到最大。而魚片內(nèi)聚性、彈性和咀嚼性都隨NaHCO3質(zhì)量濃度的升高而不斷增大，整體來看15～25 g/L時質(zhì)構特性較好，這與張晨芳等[10]研究復合無磷保水劑對冷凍羅非魚片保水效果相似。NaHCO3溶液呈弱堿性，它能夠提高魚肉pH，偏離肉蛋白等電點，增大肽鏈和肌原纖維蛋白間的靜電斥力使肌原纖維間的距離增加，導致蛋白質(zhì)結構溶脹，使魚肉在冷凍及煮制時能夠留住更多水分[26]。肌原纖維間的距離增加也有利于其他添加物質(zhì)的滲入，這些物質(zhì)充斥在肌肉纖維中，在凍藏和煮制過程中起到保護魚肉組織結構和吸收固定水分的作用，因此能夠提高魚肉持水性，改善煮制冷凍羅非魚片的質(zhì)構特性。

表2 NaHCO3質(zhì)量濃度對冷凍羅非魚片煮制后質(zhì)構的影響Table 2 Effect of NaHCO3 addition on the texture of frozen tilapia fillets after cooking

2.2 魔芋葡甘露聚糖質(zhì)量濃度對冷凍羅非魚片煮制品質(zhì)的影響

由圖2可知，隨著魔芋葡甘露聚糖質(zhì)量濃度升高，冷凍羅非魚片解凍損失率和蒸煮損失率都呈波動下降趨勢，與對照相比顯著降低(P<0.05)，質(zhì)量濃度8 g/L時解凍損失率和蒸煮損失率都達到最低，分別為-2.64%和3.57%，但由于此時浸泡液過于濃稠，不利于添加物的滲入，因此考慮將質(zhì)量濃度控制在8 g/L以下。由表3可看出，魚片內(nèi)聚性、彈性、膠著性和咀嚼性隨魔芋葡甘露聚糖質(zhì)量濃度升高整體呈先上升后下降的趨勢，但變化不明顯(P>0.05)，4 g/L時硬度達到最大。XIONG等[27]證實魔芋葡甘露聚糖可以用作冷凍保護劑，抑制魚肉凍藏期間蛋白質(zhì)冷凍變性。因此本實驗中魔芋葡甘露聚糖能夠?qū)隽_非魚片起到一定的抗凍效果，提高其凍藏期間的持水性及質(zhì)構品質(zhì)。且魔芋葡甘露聚糖溶于水中具有很強的黏附性，能夠在魚片表面形成一層薄膜抑制魚肉中水分子的移動，從而起到降低魚肉解凍及煮制過程中汁液流失的作用。且在堿性條件下魔芋葡苷聚糖會發(fā)生脫乙酰基作用，形成熱穩(wěn)定凝膠，因此可以在煮制時保護魚肉組織結構不被破壞。當堿處理至pH>11時，會發(fā)生羥基電離，溶化作用增強，使魔芋葡甘露聚糖溶解性增大[28]，但堿味過重不利于魚肉風味形成。

圖2 魔芋葡甘露聚糖添加量對凍羅非魚片解凍損失率和蒸煮損失率的影響Fig.2 Effect of konjac glucomannan addition on thawing loss rate and cooking loss rate of frozen tilapia fillets

表3 魔芋葡甘露聚糖質(zhì)量濃度對凍羅非魚片煮制后質(zhì)構的影響Table 3 Effect of konjac glucomannan addition on the texture of frozen tilapia fillets after cooking

2.3 大豆分離蛋白質(zhì)量濃度對冷凍羅非魚片煮制品質(zhì)的影響

由圖3可知，隨著大豆分離蛋白質(zhì)量濃度的增加，冷凍羅非魚片的解凍損失率和蒸煮損失率整體呈下降趨勢，當質(zhì)量濃度為40 g/L時解凍損失率和蒸煮損失率達到最低分別為-4.16%和3.32%。

圖3 大豆分離蛋白質(zhì)量濃度對凍羅非魚片解凍損失率和蒸煮損失率的影響Fig.3 Effect of soy protein isolate addition on thawing loss rate and cooking loss rate of frozen tilapia fillets

表4顯示魚片硬度、內(nèi)聚性、彈性、膠著性和咀嚼性隨大豆分離蛋白添加量增加整體呈上升趨勢，其中內(nèi)聚性和膠著性變化不明顯(P>0.05)，硬度、彈性和咀嚼性從質(zhì)量濃度20 g/L開始與對照具有顯著差異(P<0.05)，總體來看在質(zhì)量濃度30～50 g/L時魚片持水性及質(zhì)構特性較好。大豆分離蛋白具有較強的吸水性和極性，將其添加在冷凍肉制品中可以抑制肌肉中水分遷移，使較大冰晶的形成受阻，因此在一定程度上可以提高冷凍食品持水性和改善其質(zhì)構品質(zhì)[29]。大豆分離蛋白溶于水中會形成膠體溶液，受熱后會發(fā)生交聯(lián)形成具有三維網(wǎng)狀結構的高分子凝膠[30]，魚片經(jīng)浸泡后可在表面形成一層薄膜，煮制后其原來的液態(tài)溶膠體系會轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)凝膠結構，因此能夠抑制魚肉中水分的自由遷移，防止肉汁分離[31-32]，且大豆分離蛋白的主要成分7S伴球蛋白與11S球蛋白中的許多極性基團能與水分子發(fā)生水化反應，因此能夠降低魚肉蒸煮損失率，改善魚肉質(zhì)構[33]。

表4 大豆分離蛋白質(zhì)量濃度對凍羅非魚片熱煮后質(zhì)構的影響Table 4 Effect of soy protein isolate addition on the texture of frozen tilapia fillets after boiling

2.4 木薯淀粉質(zhì)量濃度對冷凍羅非魚片煮制品質(zhì)的影響

由圖4可知，隨木薯淀粉質(zhì)量濃度升高，冷凍羅非魚片解凍損失率和蒸煮損失率的變化不穩(wěn)定，但都與對照差異顯著(P<0.05)，木薯淀粉30 g/L 時解凍損失率和蒸煮損失率分別為-2.46%和3.73%。

圖4 木薯淀粉質(zhì)量濃度對凍羅非魚片解凍損失率和蒸煮損失率的影響Fig.4 Effect of tapioca starch addition on the thawing loss rate and cooking loss rate of frozen tilapia fillets

表5顯示隨木薯淀粉質(zhì)量濃度升高，魚片硬度、彈性、膠著性和咀嚼性呈上升趨勢，內(nèi)聚性在10～40 g/L變化不明顯(P>0.05)，當質(zhì)量濃度達到30 g/L后質(zhì)構特性較好。淀粉的水結合能力，以及其提高冷藏和冷凍儲存穩(wěn)定性的能力，使得其具有一定的抗凍作用[34]。木薯淀粉含有較高的支鏈淀粉，受熱后能夠產(chǎn)生更強的黏性因此可以作為黏合劑減少魚肉組織結構的破損[35]。其形成的懸濁液覆蓋在魚片表面，在加熱過程中淀粉顆粒吸水、膨脹、糊化，當?shù)矸酆瘯r，肌肉內(nèi)各種蛋白均己變性并逐漸形成了網(wǎng)狀結構，此時淀粉糊化形成的膠體固定在結構間隙中，能鎖住肌肉內(nèi)外更多的水分，因此提高了魚片持水性和黏著性，降低了蒸煮損失，同時一定程度保護了魚肉組織結構在熱加工過程中不被破壞[36]。

2.5 響應面優(yōu)化提高煮制冷凍羅非魚片質(zhì)構穩(wěn)定性工藝參數(shù)

2.5.1 響應面法實驗結果分析

根據(jù) Box-Behnken中心設計原理，基于單因素試驗，選擇NaHCO3添加量(A)、魔芋葡甘露聚糖添加量(B)、大豆分離蛋白添加量(C)、木薯淀粉添加量(D)為自變量，采用綜合加權平均法計算得到的質(zhì)構及蒸煮損失率的綜合得分作為響應值(Y)設計實驗。實驗方案設計與結果見表6。

表5 木薯淀粉添加量對凍羅非魚片煮制后質(zhì)構的影響Table 5 Effect of tapioca starch addition on the texture of frozen tilapia fillets after heating

表6 響應面實驗設計及結果Table 6 Response surface experimental design and results

2.5.2 響應面模型建立及方差分析

采用Design Expert 12.0軟件對響應面法優(yōu)化實驗得到的綜合得分進行回歸擬合及方差分析，所得二次回歸擬合方程為：

Y=18.08+1.1A+0.681 5B+0.789 7C+0.666 4D+0.212 9AB+0.513 1AC-0.758 0AD+0.466 3BC-0.083 3BD+0.774 0CD-3.66A2-3.67B2-3.99C2-3.37D2

為檢驗回歸方程有效性，對回歸模型進行方差分析和顯著性檢驗，如表7所示。

表7 回歸模型的方差分析結果Table 7 Analysis of variance results of the regression model

2.5.3 響應面交互作用分析

響應面的陡峭程度可直接反映各個因素對響應值的影響程度，曲面圖中曲線陡峭程度越大，表明對應因素對響應值的影響程度越大，影響越顯著[37]。等高線的形狀能夠直觀反映2個因素之間交互作用的大小，當?shù)雀呔€形狀趨向于橢圓形時表明2個因素交互作用顯著，趨向于圓形時表明交互作用較弱[38]，根據(jù)上述分析可知，NaHCO3與木薯淀粉交互作用和大豆分離蛋白與木薯淀粉交互作用對魚片蒸煮損失和質(zhì)構綜合得分的影響最顯著。由圖5-a和圖5-b可以看出，當木薯淀粉添加量固定不變時，隨著NaHCO3和大豆分離蛋白添加量的增加魚片綜合得分逐漸增大，分別在20和40 g/L左右達到最大值，隨后繼續(xù)增大添加量得分逐漸下降，其中大豆分離蛋白添加量>40 g/L時綜合得分下降較快，這可能是因為大豆分離蛋白添加量偏高使其溶解度下降，浸泡液過稠使之不易滲入魚片，在煮制時溶于水中導致魚片蒸煮損失增大。而NaHCO3質(zhì)量濃度>20 g/L以后綜合得分的下降趨勢變得更緩慢，說明>20 g/L的NaHCO3添加量對魚片蒸煮損失和質(zhì)構的影響不大。

a-NaHCO3與木薯淀粉添加量對煮制冷凍羅非魚片品質(zhì)影響的響應面(左)和等高線圖(右);b-大豆分離蛋白與木薯淀粉添加量對煮制冷凍羅非魚片品質(zhì)影響的響應面(左)和等高線圖(右)圖5 各因素交互作用對煮制冷凍羅非魚片品質(zhì)的影響Fig.5 Effect of the interaction of various factors on the quality of cooked frozen tilapia fillets

2.5.4 模型優(yōu)化及驗證

通過Design Expert軟件對煮制凍羅非魚片質(zhì)構及蒸煮損失率綜合得分的實驗結果進行優(yōu)化預測，結合實際因素，最終確定最佳工藝參數(shù)為：NaHCO323 g/L、魔芋葡甘露聚糖4.5 g/L、大豆分離蛋白41 g/L、木薯淀粉28 g/L，在此條件下煮制凍羅非魚片質(zhì)構及蒸煮損失率綜合得分的理論值為18.28。為了驗證模型預測的準確性，在此優(yōu)化條件下進行3次驗證實驗，實際得到的煮制冷凍羅非魚片質(zhì)構及蒸煮損失率綜合得分為(17.76±0.52)，驗證實驗結果與理論預測結果相接近，說明該響應面實驗模型可用于實際值預測。

2.6 不同處理條件下煮制凍羅非魚片組織形態(tài)變化

圖6-a和圖6-c為去離子水浸泡凍藏10 d后煮制魚肉和優(yōu)化配方浸泡處理凍藏10 d后煮制魚肉的橫切微觀結構，圖6-b和圖6-d為縱切微觀結構。從圖6-a和圖6-b可以看出，對照組的魚肉肌纖維間距更大，相互之間有明顯的空隙，橫切面出現(xiàn)不規(guī)則形狀，呈無序化收縮，縱切面組織松散，肌纖維出現(xiàn)局部斷裂。

a-去離子水處理橫切面;b-去離子水處理縱切面;c-優(yōu)化配方處理橫切面;d-優(yōu)化配方處理縱切面圖6 不同處理條件下煮制凍羅非魚片組織結構(×200)Fig.6 Tissue structure of cooked frozen tilapia fillets under different treatment conditions (×200)

圖6-c和圖6-d相比圖6-a和圖6-b，肌纖維密度更大，間隙更小，相互之間連接的較緊密，橫切面顯示肌纖維形狀呈多邊形梭狀，且相鄰肌纖維排列整齊致密，縱切面組織結構更緊湊，肌纖維無斷裂現(xiàn)象，說明經(jīng)優(yōu)化配方處理后的魚肉煮制時組織結構保持的相對較好，破壞程度更小，具有良好的質(zhì)構穩(wěn)定性。優(yōu)化配方對冷凍羅非魚片煮制時產(chǎn)生的積極效果可能從2個方面解釋：一是優(yōu)化配方具有抗凍保水效果，能夠在凍藏過程中抑制魚肉組織間冰晶的生成和生長，降低水分移動流失，提高魚肉保水性以及凍藏時魚肉組織完整性，為后續(xù)熱加工處理提供良好基礎；二是優(yōu)化配方能夠在魚肉煮制時降低組織結構的破碎程度，滲透于魚肉中的溶液充斥在魚肉肌原纖維中，使蛋白質(zhì)結構溶脹，經(jīng)過加熱在組織間會形成熱穩(wěn)定凝膠，將魚肉粘結起來從而防止汁液流失，提高魚肉持水性及質(zhì)構的熱加工穩(wěn)定性。

3 結論

本實驗表明NaHCO3、魔芋葡甘露聚糖、大豆分離蛋白和木薯淀粉相互組合均能夠提高煮制冷凍羅非魚片持水性及質(zhì)構穩(wěn)定性。通過Box-Benhnken的中心組合設計響應面法，建立了以NaHCO3添加量、魔芋葡甘露聚糖添加量、大豆分離蛋白添加量和木薯淀粉添加量為影響因素，以煮制凍羅非魚片質(zhì)構及蒸煮損失率綜合得分作為響應值的數(shù)學模型，獲得NaHCO3、魔芋葡甘露聚糖、大豆分離蛋白和木薯淀粉的最佳用量配比：NaHCO323 g/L、魔芋葡甘露聚糖4.5 g/L、大豆分離蛋白41 g/L、木薯淀粉28 g/L。使用該最佳參數(shù)配制成浸泡液處理后的羅非魚片經(jīng)煮制后，蒸煮損失率為1.78%，比對照組降低了14.56%，說明具有良好的保水效果。質(zhì)構參數(shù)中硬度為112.5 g，彈性為4.06 mm，分別比對照組增加了37.14%和23.58%，明顯提高了魚肉質(zhì)構的熱穩(wěn)定性。因此，使用該優(yōu)化配方處理羅非魚片能同時提高魚肉持水性以及質(zhì)構熱穩(wěn)定性，在一定程度上提升產(chǎn)品品質(zhì)，為羅非魚熱加工食用品質(zhì)控制方面提供新的工藝技術。