微波熬制鱈魚湯的加工工藝優化

趙洪雷 李鑫晰 徐永霞 李學鵬 勵建榮 季廣仁

摘要：以阿拉斯加狹鱈為原料，采用微波加熱法熬制魚湯，研究微波時間、微波功率和料液比對魚湯感官品質、TCA-可溶性肽含量、氨基酸態氮含量和蒸汽損失率的影響，在單因素試驗的基礎上，通過響應面試驗對微波熬制鱈魚湯的加工工藝進行優化，得到的最佳工藝條件為微波時間60 min、微波功率500 W、料液比1∶3.5，在此工藝條件下熬制的魚湯味道鮮美，香味濃郁，其感官評分為8.57，與預測值接近，模型的擬合度良好。

關鍵詞：阿拉斯加狹鱈；魚湯；微波熬制；工藝優化

中圖分類號：TS254.4????? 文獻標志碼：A?? ??文章編號：1000-9973（2023）12-0098-05

Optimization of Processing Technology of Cod Soup Cooked by Microwave

ZHAO Hong-lei1， LI Xin-xi1， XU Yong-xia1*， LI Xue-peng1， LI Jian-rong1， JI Guang-ren2

（1.Collaborative Innovation Center Co-constructed by Province and Ministry for Key Technology

of Seafood Deep Processing， National ＆ Local Joint Engineering Research Center of Storage，

Processing and Safety Control Technology for Fresh Agricultural and Aquatic Products，

Experimental and Equipment Management Center， College of Food Science and

Engineering， Bohai University， Jinzhou 121013， China; 2.Jinzhou Bijiashan

Food Co.， Ltd.， Jinzhou 121007， China）

Abstract： With Alaska pollack as the raw material， fish soup is cooked by microwave heating method. The effects of microwave time， microwave power and solid-liquid ratio on sensory quality， TCA-soluble peptide content， amino acid nitrogen content and steam loss rate of the fish soup are studied. On the basis of single factor test， response surface test is used to optimize the processing technology of cod soup cooked by microwave， and the optimal technology conditions are determined as follows： microwave time is 60 min， microwave power is 500 W and solid-liquid ratio is 1∶3.5. The fish soup cooked under such technology conditions has delicious taste and strong aroma， with the sensory score of 8.57， which is close to the predicted value， indicating that the fitting degree of the model is good.

Key words： Alaska pollack; fish soup; microwave cooking; technology optimization

阿拉斯加狹鱈又名狹鱈魚、明太魚，屬鱈形目鱈魚科狹鱈屬類，主要分布在太平洋北部，是全球捕撈產量最高的鱈魚品種之一。狹鱈魚具有高蛋白、低脂肪、肉質白嫩、口感上乘、價格低廉等優點，具有較高的開發利用價值[1]。近年來，狹鱈魚大多被加工成冷凍魚片、魚塊、魚糜和油炸魚肉制品等，鱈魚及其下腳料也被用來開發海鮮調味基料以提高產品的附加值，但研究還不夠系統。

湯在各國的飲食文化中都占有重要的地位[2]。在我國，自古以來就有“無湯不成席”的說法，其中魚湯味道鮮美、營養豐富，深受人們的喜愛[3-4]。湯的品質往往因原料、加工方式和工藝的不同而存在顯著差異[5]。湯的熬制方式主要有常壓熬制、高壓熬制和酶解熬制[6]，其中，常壓熬制與家庭式煲湯的品質最接近，但存在費時、耗能的缺點。高壓熬制有助于湯中營養物質的釋放，但湯的色澤、香氣和滋味等感官品質往往低于常壓熬制[7－8]。酶解熬制具有效率高和有效促進湯中營養物質溶出的優點，但蛋白質的酶解程度不易控制，且酶解過程中容易產生苦味肽，影響湯的感官品質[9]。

微波加熱是一種常用的烹飪方式，主要是利用微波使食品中的水分子高速擺動，從而產生熱能加熱食品[10]。與其他烹飪方式相比，微波加熱具有方便快捷、效率高、安全可控等特點，且可以較大限度地保留食品的營養成分和生物活性成分[11]。目前，微波技術主要用于加熱和解凍食品，用于煲湯方面的研究較少。有研究表明，微波煲湯可以促進一些小分子呈味物質的溶出，且可以縮短煲制時間，是一種高效節能的煲湯方式[12]。韓忠等[13]研究了微波加熱對天麻魚頭湯營養品質和安全性的影響，認為微波熬制的魚頭湯營養、風味和口感更佳。趙鉅陽等[14]研究表明，微波加熱有利于大馬哈魚湯中營養物質的溶出和鮮美風味的形成，且更加方便快捷。本研究以鱈魚為原料，采用微波加熱的方式熬制魚湯，以感官評分、氨基酸態氮含量、TCA-可溶性肽含量和蒸汽損失率為評價指標，在單因素試驗的基礎上，結合響應面法優化魚湯的加工工藝，為微波煲湯提供一定的理論依據，為進一步開發湯類海鮮調味基料提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

冷凍狹鱈魚（體長60～70 cm）：購于錦州市林西街水產市場；三氯乙酸、硫酸銅、碳酸鈉、酒石酸鉀鈉、40%甲醛溶液（均為分析純）：天津市科密歐化學試劑有限公司；氫氧化鈉標準滴定液（0.05 mol/L，分析純）：國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

M1-L201B美的微波爐 美的廚衛電器（上海）有限公司；YC-22微波爐湯鍋 廣州美廚智能家居科技股份有限公司；UV2550紫外分光光度計 日本島津公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 魚湯的制備

將鱈魚進行解凍、去頭、去內臟處理，洗凈后切成大小均勻的魚塊。稱取鱈魚塊（270.0±2.0） g，先用適量料酒腌制20 min，然后用少許大豆油將魚塊煎至兩面金黃，將魚肉放入玻璃碗中，加入一定量的水，置于微波爐中進行微波熬制。

1.3.2 感官評定

參照朱琳芳[9]的方法并稍加修改。邀請6名經過感官培訓的食品專業研究生對魚湯的色澤、氣味和滋味進行感官評分，感官評分標準見表1。

綜合得分

總分=0.3a+0.3b+0.4c

1.3.3 TCA-可溶性肽含量和氨基酸態氮含量的測定

準確稱量3.0 g魚湯樣品，加入27 mL 5%的三氯乙酸溶液，均質后在4 ℃下靜置60 min，取上清液，采用Lowry法測定TCA-可溶性肽的含量。

參考GB 5009.235－2016《食品安全國家標準 食品中氨基酸態氮的測定》中的方法，采用甲醛滴定法測定氨基酸態氮的含量。

1.3.4 蒸汽損失率的測定

參照李湘鑾等[15]的方法。準確稱量初始魚肉和水的質量，記為A1（g），熬制后魚肉和水的質量記為A2（g），熬制過程中蒸汽損失率的計算公式如下：

蒸汽損失率（%）=（A1－A2）/A1。

1.3.5 單因素試驗設計

以感官評分、氨基酸態氮含量、TCA-可溶性肽含量及蒸汽損失率為評價指標，研究不同微波時間（30，45，60，75，90 min）、不同微波功率（100，300，500，700，900 W）和不同料液比（1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5）對魚湯的影響，確定最佳的因素水平。

1.3.6 響應面試驗設計

根據單因素試驗的結果，選擇微波時間（A）、微波功率（B）和料液比（C）3個因素的水平范圍，以感官評分為評價指標，采用Box-Behnken試驗設計（BBD）進行優化，因素水平見表2。

1.4 數據分析

采用Origin 9.0軟件繪圖，利用SPSS Statistics 9.0進行顯著性分析，P＜0.05表示差異顯著，采用Design-Expert 8.0.6軟件進行響應面試驗設計和分析。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 微波時間對感官評分、TCA-可溶性肽含量、氨基酸態氮含量和蒸汽損失率的影響

由圖1中a可知，隨著微波時間的延長，魚湯中氨基酸態氮和TCA-可溶性肽含量逐漸升高（P＜0.05），感官評分呈先升高后降低的趨勢，60 min時魚湯的感官評分達到最大值8.05。這是因為隨著微波時間的延長，魚肉的結構逐漸變得松散，肌肉纖維細胞破裂，蛋白質等大分子物質逐漸溶出和降解，生成小分子的肽和游離氨基酸，有利于魚湯風味的形成[16-17]。然而，長時間的加熱會使魚湯中的主要呈鮮物質如肌苷酸二鈉（IMP）水解為帶有苦味的次黃嘌呤[18]，從而影響了魚湯的整體滋味，導致感官評分下降。由圖1中b可知，隨著微波時間的延長，魚湯的蒸汽損失率顯著增加（P＜0.05），在75 min和90 min時蒸汽損失率分別達到41.4%和58.5%。因此，以感官評分為主要評價指標，結合氨基酸態氮含量、TCA-可溶性肽含量和蒸汽損失率的變化趨勢，確定最佳的微波時間為60 min。

2.1.2 微波功率對感官評分、TCA-可溶性肽含量、氨基酸態氮含量和蒸汽損失率的影響

由圖2中a可知，隨著微波功率的增加，魚湯中氨基酸態氮含量和TCA-可溶性肽含量顯著增加（P＜0.05），感官評分呈先升高后降低的趨勢，微波功率為500 W時感官評分達到最大值。當微波功率為100 W和300 W時，魚湯的感官評分較低，可能是因為微波功率過低，魚肉中呈味物質的溶出率較低，導致魚湯的整體風味較差。當微波功率升至700 W和900 W時，由于微波功率過高，物料升溫加快，導致水分蒸發過快，不利于魚湯整體風味的形成[19]。蒸汽損失率也是影響魚湯品質的一個重要因素，蒸汽損失率過大會導致魚湯過于濃稠以及風味物質流失。由圖2中b可知，當微波功率增加時，魚湯的蒸汽損失率逐漸增加，微波功率為700 W和900 W時蒸汽損失率分別高達61.11%和64.16%，同時魚湯的感官品質也隨之下降。綜合考慮，確定最佳的微波功率為500 W。

2.1.3 料液比對感官評分、TCA-可溶性肽含量、氨基酸態氮含量和蒸汽損失率的影響

由圖3中a可知，隨著料液比的增加，魚湯中氨基酸態氮含量和TCA-可溶性肽含量逐漸降低（P＜0.05），感官評分呈現先升高后降低的趨勢，在料液比為1∶3時，魚湯的感官評分達到最大值8.70。魚湯的熬制過程實質上是通過加熱使原料中的可溶性物質和呈味物質逐漸溶解到湯汁中并達到相對平衡的過程[20]。隨著加水量的增加，魚肉中可溶性蛋白質和脂肪等呈味物質的溶出逐漸增多，從而提高了魚湯的感官品質；但當加水量繼續增加，達到1∶4和1∶5時，水分含量過多會對魚湯有一定的稀釋作用，降低呈味物質的濃度，導致其感官品質下降。由圖3中b可知，隨著加水量的增加，蒸汽損失率逐漸降低，當料液比為1∶1和1∶2時，蒸汽損失率過高，魚湯過于濃稠；當料液比為1∶4和1∶5時，蒸汽損失率較低，魚湯的滋味較淡。綜合考慮，確定最佳的料液比為1∶3。

2.2 響應面試驗結果

2.2.1 響應面試驗設計及結果

為確定魚湯熬制的最佳工藝，在單因素試驗的基礎上確定各因素的水平范圍，以微波時間（A）、微波功率（B）、料液比（C）為自變量，感官評分為因變量，根據Box-Behnken設計進行試驗，結果見表3。

2.2.2 響應面設計模型及回歸分析

利用Design-Expert 8.0.6軟件對感官評分結果進行擬合，所得二次多元回歸方程為Y=8.60－0.085A+0.27B+0.29C－0.25AB+0.025AC－2.50×10-3BC－1.51A2－1.09B2－0.30C2。

對上述回歸方程進行方差分析，結果見表4。

由表4可知，該模型的P<0.000 1，達到極顯著水平，失擬項的P=0.837 7（>0.05），不顯著，說明模型擬合良好，試驗結果真實可靠[21－22]，該模型可用于預測微波熬制鱈魚湯的最佳加工工藝。

此外，一次項中B（微波功率）和C（料液比）對模型的影響極顯著（P<0.01），二次項中A2、B2對模型的影響極顯著（P<0.000 1），交互項AB和二次項C2對模型有顯著影響（P<0.05），其余各項的影響均不顯著（P>0.05）。根據F值可以判斷各因素對感官評分影響的順序為C（料液比）>B（微波功率）>A（微波時間）。

2.2.3 各因素交互作用對魚湯感官評分的影響

由圖4可知，當料液比一定時，感官評分隨著微波時間的延長或微波功率的增大呈先升高后降低的趨勢，曲面陡峭，等高線圖近似橢圓形，說明微波時間和微波功率的交互作用對感官評分的影響顯著[23]。由圖5可知，當微波功率一定時，感官評分隨著微波時間或料液比的增加呈先升高后降低的趨勢。由圖6可知，當微波時間一定時，感官評分隨著微波功率或料液比的增加呈先升高后降低的趨勢。圖5和圖6中等高線也近似橢圓形，但曲面較平緩，表明微波時間與料液比以及微波功率與料液比的交互作用不顯著。

2.2.4 最佳工藝條件的確定及驗證

通過響應面分析得出微波熬制鱈魚湯的最佳工藝條件為微波時間59.48 min、微波功率525.89 W、料液比1∶3.47。結合實際操作的可行性，將最佳工藝條件修正為微波時間60 min、微波功率500 W、料液比1∶3.5。對最佳工藝條件進行驗證，在此條件下熬制的魚湯感官評分為8.57，模型預測值為8.68，相對誤差為1.27%（<5%），因此，通過響應面試驗優化得到的魚湯加工工藝具有可靠性。

3 結論

以狹鱈魚為原料，利用微波加熱的方式熬制鱈魚湯，通過單因素試驗和響應面法優化微波熬制鱈魚湯的工藝，結合實際可操作性得到最佳工藝條件為微波時間60 min、微波功率500 W、料液比1∶3.5。在此工藝條件下熬制的鱈魚湯感官評分為8.57，模型預測值為8.68，相對誤差為1.27%，說明通過響應面試驗優化得出的最佳工藝參數可靠，可用于實際生產中。

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收稿日期：2023-07-02

基金項目：國家重點研發計劃項目（2019YFD0901702）；遼寧省自然科學基金面上項目（2021-MS-315）

作者簡介：趙洪雷（1982—），男，講師，碩士，研究方向：水產品貯藏加工。

*通信作者：徐永霞（1983—），女，教授，博士，研究方向：水產品貯藏加工及風味化學。