微波辅助酱制生产酱卤肉制品的工艺优化

黄艳梅,郇延军

(江南大学食品学院,江苏无锡 214122)



微波辅助酱制生产酱卤肉制品的工艺优化

黄艳梅,郇延军*

(江南大学食品学院,江苏无锡 214122)

为缩短酱卤肉制品的酱制时间,改善产品质构,采用传统卤液酱制与微波酱制的联合的酱制工艺。在单因素实验的基础上,应用响应面法(RSM),以剪切力、咀嚼性、感官评分三个指标的综合评分为响应值,采用Box-Behnken实验设计并优化卤液酱制时间、微波酱制时间及微波酱制功率。结果表明最佳工艺参数为:卤液酱制时间80 min,微波酱制时间175 s,微波酱制功率800 W,在此条件下酱卤肉制品剪切力959.38 g,咀嚼性1139.42 g,感官评分93.9,综合评分90.91,综合评分与理论预测值相比误差为1.43%。优化所得工艺不仅保持了产品的风味色泽,而且使酱制时间缩短了27 min。

酱卤肉制品,质构,微波,响应面法

酱卤肉制品是我国传统特色食品之一,风味浓郁,色泽诱人,深受广大消费者喜爱,消费量逐年上升[1]。传统酱制工艺得到的产品咸淡适中,风味可以得到保证。但多为手工操作、作坊式生产,并且酱制时间较长,能耗大,出品率低[1]。较长的酱制时间有利于风味色泽的形成,但会使产品的质构有所降低。Nithyalakshmi[2]发现时间和温度对肉中蛋白质含量和质地具有重要作用。Line[3]发现低温长时加热可以改善猪肉嫩度和多汁性。武苏苏[4]发现95 ℃酱制90 min卤鸡腿可形成稳定的风味特征。臧大存[5]发现随温度升高,鸭肉剪切力先升后降。Tornberg[6]发现热处理使肉胶原纤维收缩,蛋白变性,影响产品的质构。虽然热处理对肉制品研究很多,但酱制周期长的不足没有得到有效解决。利用现代食品工程技术改进传统酱制工艺,是目前酱卤肉制品研究热点之一。

与传统加热相比,微波加热具有速度快、加热均匀的特点。微波在肉中也有广泛的应用[7]。Domínguez[8]优化了微波烹饪马驹肉的最佳工艺:0.84 W/g,84 min,此工艺将烹饪时间缩短56%,与传统处理的能耗比为4.67 kWh:6.52kWh。Liu[9]研究了微波加热对肉持水性和微观结构的影响。刘娟[10]发现微波间隙熟化肉鸡翅可改善其质构,缩短熟化时间,但色泽、多汁性、均一度方面低于传统工艺。虽然微波可缩短酱制时间,保持产品质构,但产品入味不足、滋味欠佳,应结合传统酱制工艺改进,使产品在快速熟化、获得预设口感的同时保持良好质构。本文拟采用响应面法以剪切力、咀嚼性、感官评分的综合评分为指标,运用Box-Behnken对微波结合传统酱制的工艺进行优化,以确定最佳的微波辅助酱制工艺,以此改善传统酱制时间长以及微波酱制入味不足的问题,以期为传统工艺的改进提供参考。另外,本研究采用的微波技术温度可调,微波仪器便于拆装维护,从而能节省劳动力,高效节能,可为酱卤肉标准化、工业化生产加工提供便利。

1　材料与方法

1.1材料与设备

原辅料新鲜大白猪后腿肉;食用盐江苏省盐业集团有限责任公司:海藻碘食用盐、生姜、料酒、葱均购自于江苏省无锡市欧尚超市。

HH-S 水浴锅河南郑州长城科工贸有限公司;TA-XT plus 型质构分析仪英国 Stable Micro Systems公司;NJL08-3实验专用微波炉江苏南京杰全微波设备有限公司;电子鼻iNose(智鼻)上海瑞芬贸易有限公司;S-560型色差计美国Microptix Corporation公司。

1.2实验方法

1.2.1工艺流程原料清洗、分切→卤液酱制→真空包装→微波酱制-杀菌→冷却→指标测定[11-12]。

卤液酱制所用猪后腿肉清洗后要无杂质无浊水,将猪后腿肉分切成4 cm×4 cm×5 cm的形状,肉∶卤汁=1∶5,其中卤汁的配方为食盐2.5%,生姜1%,料酒1.5%,葱2%[11-12]。每次将6块约450 g猪后腿肉放入2250 mL卤汁中进行酱制。首先在恒温水浴锅中卤液酱制一定时间取出,将25 mL卤汁及制品加入真空包装袋,真空包装,然后将其进行微波酱制-杀菌一定时间后,立即取出,冷却至室温,进行剪切力、咀嚼性测定并进行感官评定。微波辅助酱制-杀菌时采用间歇工艺,参考刘娟[10]工艺并略作修改,每次微波酱制-杀菌时间30 s,停止30 s后继续微波酱制杀菌,以降低破袋率,最终微波处理时间达到实验设计要求。

1.2.2单因素对制品品质影响规律研究

1.2.2.1卤液酱制温度对制品剪切力、咀嚼性及感官评分的影响分别在卤液酱制温度80、85、90、95、100 ℃下酱制80 min,之后微波酱制,微波时间180 s,微波功率800 W,冷却至室温后进行指标测定。

1.2.2.2卤液酱制时间对制品剪切力、咀嚼性及感官评分的影响卤液酱制温度95 ℃,分别在卤液酱制时间为60、70、80、90、100 min时取出样品,之后微波酱制,微波时间180 s,微波功率800 W。制品冷却至室温后进行指标测定。

1.2.2.3微波酱制时间对制品剪切力、咀嚼性及感官评分的影响样品先在95 ℃下卤液酱制80 min,之后保持微波功率800 W进行酱制,微波时间分别为120、150、180、210、240 s。样品冷却至室温后进行指标测定。

1.2.2.4微波酱制功率对酱卤肉制品剪切力、咀嚼性及感官评分的影响样品先在95 ℃下卤液酱制80 min,之后进行不同功率下的微波酱制,分别在微波功率为200、400、600、800、1000 W下酱制180 s。样品冷却至室温后进行指标测定。

1.2.3各影响因素的响应面优化实验根据Box-Behnken的中心组合设计原理,以卤液酱制时间(X1)、微波酱制时间(X2)和微波功率(X3)为考察因素(自变量),剪切力、咀嚼性、感官评分3个指标的综合评分为响应值,每个变量的实验水平为高、中、低(1、0、-1),因素水平编码如表1所示。

表1　响应面设计因素水平及编码值

1.2.4剪切力测定剪切力测定参照李培红[13]的方法,将样品切成1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm,利用质构仪测定剪切力,选用A/CKB探头,设置参数如下:测试模式:位移4 mm;测试前速度1.5 mm/s:测试中速度1.0 mm/s:测试后速度10.0 mm/s:触发类型:Auto-15 g。实验平行测定5次。

1.2.5咀嚼性测定采用TPA测定[14],选用P/25探头,设置参数:测试模式:压缩,测试前速度:2 mm/s,测试速度:1 mm/s,测试后速度:5 mm/s,压缩比为40%,2 次激活感应力:5 g。平行测定5次。

1.2.6电子鼻测定将制品切碎混匀,准确称取4 g样品,立即放入40 mL电子鼻样品瓶中,封盖放置室温1 h,以纯净干燥的空气为载气,气体流量1 L/min,测试时间90 s/L。

1.2.7色泽的测定取酱制后的酱卤肉制品,切割取横切面,放在白色滤纸上,于D 65光源下利用便携式色差仪对产品进行色泽测定,选用LAB测色系统,并记录L*,a*,b*实验平行测定5次取平均值。其中L*代表亮度值,a*代表红度值。

1.2.8感官评定邀请40位经过培训的食品专业学生,其中男生20名,女生20名,严格按照评定标准[11,14]对产品进行感官评分,结果取平均值。感官评定标准如表2所示。

1.2.9综合评分YZ的确定剪切力、咀嚼性、感官评分的标准化数据分别用YSZ、YCZ、YOZ表示,熵权法确定三者的权重系数分别为0.296、0.356、0.348,综合评分计算公式YZ=0.296×YSZ+0.356×YCZ+0.348×YOZ。

1.2.10与传统水浴加热提取法的比较将最佳微波辅助提取酱制工艺生产的制品与传统酱制工艺所得产品进行比较。

表2　感官评定标准表

1.3数据处理

实验结果用IBM SPSS 19统计软件对数据进行统计分析,利用Origin 8.5(OriginLab公司)作图;回归分析采用Design Expert 8.05,通过Box-Behnken对数据进行分析处理;数据标准化参考文献[15],采用熵权法[16]确定各指标的权重系数。

2　结果与分析

2.1单因素对制品品质的影响规律

2.1.1卤液酱制温度时间对制品剪切力、咀嚼性及感官评定的影响由图1知,随卤液酱制温度增加,三个指标均呈先升高后降低的趋势,95 ℃时咀嚼性、剪切力及感官评分达到最大,口感比较好,而100 ℃急剧下降,这是因为80～95 ℃,产品在熟制过程中肌纤维收缩,肉质地紧凑,嫩度在上升[17],产品处于熟制阶段,要使产品嫩度得到改善,需要延长酱制时间;100 ℃产品水分流失严重[18],口感下降,说明高温酱制对产品品质影响较大。95 ℃在剪切力和咀嚼性上与即做即食产品较接近,感官评分较高,酱制时间较合理,综合考虑,取95 ℃为卤液酱制温度,以下实验不再考察。

图1　卤液酱制温度对酱卤肉制品剪切力、咀嚼性、感官评定的影响Fig.1　Relationship of boiled temperature with shear force,chewiness and sensory evaluation

2.1.2卤液酱制时间对制品剪切力、咀嚼性及感官评分的影响由图2知,随卤液酱制时间的延长,制品剪切力逐渐降低,咀嚼性及感官评分呈先升高后降低的趋势,在酱制80 min时咀嚼性、感官评分达到最大,口感比较好,在80 min之前,剪切力下降,咀嚼性上升,肉嫩度上升,这可能是因为胶原蛋白软化,骨架蛋白降解,肌肉组织完整性受到破坏[17,19],明胶化占主导,使肉质得以嫩化。说明水煮可以很好地提高产品的嫩度。综合感考虑,选取70～90 min为后续实验水平。

图2　卤液酱制时间对酱卤肉制品剪切力、咀嚼性、感官评定的影响Fig.2　Relationship of boiled time with shear force,chewiness and sensory evaluation

2.1.3微波酱制时间对制品剪切力、咀嚼性及感官评分的影响微波辅助酱制不仅可以保证产品风味,而且可以缩短酱制时间,节约成本,所以对微波辅助酱制进行研究。由图3可以看出,随着微波酱制时间的延长,酱卤肉制品剪切力逐渐降低,咀嚼性、感官评分呈先升高后降低的趋势,且在180 s时咀嚼性达到最大,微波酱制初期使得剪切力下降,产品嫩度逐渐上升,而在酱制后期,微波产品水分流失严重,会影响产品的嫩度,咀嚼性有所降低,口感下降。综合感官评分、咀嚼性及剪切力,选取150～210 s作为后续实验水平。

图3　微波酱制时间对酱卤肉制品品质的影响Fig.3　Relationship of microwave time with shear force,chewiness and sensory evaluation

表3　响应面实验设计及结果

2.1.4微波酱制功率对制品剪切力、咀嚼性及感官评分的影响由图4可以看出,随着微波酱制功率的增大,制品剪切力逐渐降低,咀嚼性、感官评分呈先升高后降低的趋势,可以看出微波酱制功率的增加可以很好地提高产品的嫩度,且在800 W时产品感官评分,咀嚼性最佳。综合感官评分、咀嚼性及剪切力,选取600～1000 W作为后续实验水平。

图4　微波酱制功率对酱卤肉制品品质的影响Fig.4　Relationship of microwave power with shear force,chewiness and sensory evaluation

2.2响应面法分析和优化

2.2.1酱制工艺参数优化采用响应面法对X1、X2、X3进行优化。以剪切力、咀嚼性、感官评分三个指标的综合评分为响应值,设计因素及编码见表2,实验方案及结果见表3。

2.2.2综合指标回归模型方差分析对表3进行二次多元回归拟合,二次回归方程如下,回归模型方差分析如表4,YZ=91.28+0.94X1-8.41X2+9.71X3-3.48X1X2-8.09X1X3-5.06X2X3-20.42X12-18.65X22-23.03X32

由表4知,选用的二次多项模型具有高度的显著性(p<0.01),说明实验方法可靠。R2=0.9937,说明制品综合评分有99.37%来源所选变量X1、X2、X3。失拟项p=0.1727>0.05,不显著,说明模型拟合很好,可作回归方程代替真实值对实验进行分析。

回归方程系数显著性检验结果表明,3个因素的影响顺序为依次为X3>X2>X1,X3对综合评分影响最大,X2次之,X1影响最小。

2.2.3响应曲面分析此模型的响应面图如图5～图7。交互项影响均为显著性,且X1X3>X2X3>X1X2。

由图5知,X2和X3固定时,随X1的增加,综合评分先增加后下降。在X3和X1固定时,随着X2增加,综合评分先增加后下降。图6～图7的因子变化模式与图5同。

图5　卤液酱制时间和微波酱制时间的交互作用对酱卤肉制品综合评分的影响Fig.5　Interaction effects of cooking time and microwave time on comprehensive

表4　综合评分回归模型方差分析

注:*:p<0. 05,表示显著;**:p<0. 01,表示极显著。

表5　三种产品品质指标对比

图6　卤液酱制时间和微波酱制功率的交互作用对酱卤肉制品综合评分的影响Fig.6　Interaction effects of cooking time and microwave power on comprehensive

图7　微波酱制时间和微波酱制功率的交互作用对酱卤肉制品综合评分的影响Fig.7　Interaction effects of microwave time and microwave power on comprehensive

2.2.4最优条件及验证实验据模型计算得到的优化工艺为:卤液酱制时间79.98 min,微波酱制时间172.29 s,微波功率847.95 W,此时模型综合评分为93.52。

结合实际操作,将工艺参数修正为卤液酱制时间80 min,微波酱制时间175 s,微波功率800 W,计算得到的指标为:剪切力982.64 g,咀嚼性1183.28 g,感官评分93.52,综合评分92.23,在此工艺下实验验证,所得产品剪切力959.38 g,咀嚼性1139.42 g,感官评分93.9,综合评分为90.91,综合评分与理论预测值相比误差为1.43%,由此验证了响应面优化模型预测值的可靠。

图8　三种产品PCA结果分析Fig.8　PCA analysis of three products

2.2.5与传统酱制产品的比较前期经研究卤液酱制产品经感官评定及理化指标测定知在95 ℃,110 min时总体品质较好,90 min时产品质构较好,因此表5分别对卤液酱制110、90 min进行了研究。由表5知,与卤液酱制产品相比,微波辅助酱制产品咀嚼性、剪切力均有提高,色泽变化不大。三种产品进行电子鼻分析,由图8知PCA1和PCA2贡献率分别为96.7%、2.5%,总贡献率99.2%,1号与3号有部分重叠,二者与2号没有重叠,说明1、3风味区分不大,与2号可以区分开。综合来看,微波辅助酱制工艺,保证了产品的风味色泽,制作周期减少了27 min,节约了时间和成本。

3　结论

通过单因素及Box-Behnken实验确定微波辅助酱制猪肉制品的最佳工艺参数为:卤液酱制时间80 min,微波酱制时间175 s,微波功率800 W,此条件下剪切力959.38 g,咀嚼性1139.42 g,感官评分93.9,综合评分90.91,综合评分与理论预测值误差仅为1.43%,表明优化结果可靠。与卤液酱制产品相比,微波辅助酱制产品色泽风味得到了保证,各质构指标有一定改善,酱制时间缩短了27 min,节约了时间和成本。

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Optimization of technology for microwave-assisted cooking on the spiced meats

HUANG Yan-mei,HUAN Yan-jun*

(School of Food Scienc and Technology,Jiangnan University,Wuxi 214122,China)

In order to shorten the sauce time and improve product texture,combination of traditional sauce and microwave were used on the spiced meats. On the basis of single factor experiment,the effects of cooking time,microwave timeand microwave power on the shear force,chewiness,sensory evaluation were studied and the comprehensive weighted score as response value. Box-Behnken design were used to optimized by response surface methodology(RSM). The results showed that the optimized processing parameter were as follows:cooking time,microwave time and microwave power were 80 min,175 s and 800 W respectively. Under these conditions,the quality indexes of the spiced meats were shear force of 959.38 g,chewiness of 1139.42 g,sensory evaluation of 93.9,comprehensive score of 90.91 on average with 1.43% relative error comparing with the predicted value of model. In conclusion,the optimization craft was not only maintained the flavor and the color,but also shortened the cookingtime to 27 min.

spiced meats;texture;microwave;response surface methodology

2016-03-04

黄艳梅(1990-)，女，硕士研究生，研究方向：食品科学与工程，E-mail：ymhuang2012@163.com。

郇延军(1963-)，男，博士，副教授，研究方向：食品工程，E-mail：huanyanjun@jiangnan.edu.cn。

TS251.6+1

B

1002-0306(2016)16-0290-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.16.049