超声辅助卤制鸡肉制品及响应面法工艺优化.pdf

25超声辅助卤制鸡肉制品及响应面法工艺优化谷河馨1满子意1赵青青1吴祥庭1，2*1 浙江温州大学生命与环境科学学院浙江温州3250272 浙江温州大学苍南研究院浙江温州325800摘要为改进传统静置卤制工艺，改善鸡肉制品的品质，利用超声辅助卤制实现鸡腿肉的精细加工。通过单因素实验，研究了超声波功率、温度、时间和中药汁浓度对鸡腿蒸煮损失、剪切力和感官评分等品质的影响;采用四变量、三水平的 Box Benhnken 实验设计和响应面法，以鸡腿卤制中的剪切力为指标，获得鸡腿剪切力的优化条件。结果表明，影响卤制后产品剪切力的先后顺序为:超声温度 超声功率 超声时间 中药液浓度。确定了超声辅助锅炖工艺的最佳条件为:超声功率 254W、超声温度 56、超声时间 41min、中药汁浓度 0 07g/mL;其中鸡腿剪切力最大为 18 99N，实际剪切力为 19 12N，与预测值接近。响应面法能很好地对卤鸡腿加工工艺进行优化，超声腌制可以显著改善卤鸡制品的品质。关键词超声卤制品鸡制品响应面法优化Optimization of response surface methodology and technologyof ultrasonic assisted bittern chicken productsGU Hexin，MAN Ziyi，ZHAO Qingqing，WU XiangtingAbstractIn order to improve the traditional static bitterntechnology and improve the quality ofchicken products，the ultrasonic assisted bittern was adopted to realize the fine processing of chicken legmeat Through single factor experiment，the effects of ultrasonic power，temperature，time and concen-tration of Chinese medicine juice on cooking loss，shear force and sensory score of chicken leg were stud-ied The four variable，three level Box Benhnken experimental design and response surface methodologywere adopted，and shearing force of bittern chicken leg was used as index，and the optimum conditions ofchicken leg shear force were obtained The results showed that the order of influencing the shearing forceof bittern products was ultrasonic temperature，ultrasonicpower，ultrasonictimeand concentration ofChinese medicine juice The optimum condition of ultrasonic assisted saucing technology was determinedand it was as follows:the ultrasonic power was 254 W，and the ultrasonic temperature was 56，andtheultrasonic timewas 41 min，and the concentration of Chinese medicine juice was 0 07 g/mL，and themaximum shearing force of chicken leg was 18 99 N，and the actual shear force was 19 12 N，which wasclosed to predicted value The processing technology of bittern chicken leg was optimized by responsesurface methodology，and the quality of bittern chicken products was improved by ultrasonic saltingKey wordsultrasound;bittern product;chicken products;response surface methodology;optimi-zation基金项目:浙江苍南科技项目(2018N03)(名称:超声卤制微波杀菌处理卤肉制品技术研发)作者简介:谷河馨(2000 )，女，本科生，研究方向为肉品科学，E mail:3042241652 qq com*通讯作者:吴祥庭(1965 )，男，副教授，硕士，研究方向为肉品科学，E mail:wuxt222163 com浙南特色酱卤鸡肉制品具有风味浓郁、酥脆可口而深受消费者喜爱。酱卤时各种调味料和香辛料会让鸡腿肉更加鲜嫩美味，但在慢火卤制过程中会2020 年第 11 期总第 475 期MEAT INDUSTY?实验研究?26使肌肉中的蛋白变性、肉质收缩而变硬。超声波属于绿色非热物理肉品加工技术1，其空化作用、机械作用和热效应等特点可使肉品达到嫩化效果，减少蒸煮损失2，3，改善肉品口感，明显提高肉制品腌制效率，降低生产成本4，如 YEUNG5(2017)等研究超声处理使卤料更容易渗透到肉质中达到入味，陈丽艳6(2018)等和张建梅7(2019)等研究发现超声波处理后能改善肉品质和蒸煮损失，ZHANG8(2017)等和 XIONG9(2020)等研究表明不仅可以提高肉质嫩度，还能有效促进各调味品的渗透使得产品风味均匀;但是目前超声波嫩化法应用于鸡肉等尚未深入研究。由于传统制法对肉品品质的影响有较大变动性，所以采用响应面探索改进传统卤制工艺，以期获得稳定的工艺参数。卤制温度、时间不适宜都会造成产品品味不足10，因此，本研究以超声波的功率、温度、时间和中药汁作为参考因素，鸡腿肉剪切力、蒸煮损失、感官评价作为在卤制过程中响应值，得出最佳工艺参数;肉品嫩度是影响肉制品营养、口感、风味和消化的重要因素，而剪切力能量化肉品嫩度，再重点对超声波在肉品嫩化及中药汁肉品加工应用的影响进行响应面分析，为超声波改善传统卤制工艺提供参考。1材料与方法1 1材料鸡翅根:温州人本超市。罗汉果、当归、孜然、香叶、八角、桂皮、小茴香、肉桂、花椒、白芷、肉蔻:均为温州市庆元堂药品零售有限公司。1 2仪器与设备TMS PO 质构仪，美国 FTC 公司;B2512DT 超声波清洗机，宁波恒科超声波设备有限公司;BS 223S 型电子天平，北京赛多利斯仪器系统公司;BXM 30 高压蒸汽灭菌锅，上海博迅医疗生物仪器股份有限公司;HH S 型数显水浴锅，苏州市国飞实验室仪器有限公司;DZQ400/2D 多功能真空包装机，上海锦屏仪器仪表有限公司。1 3方法1 3 1工艺与配方(1)工艺流程。配制盐卤腌制鸡腿制备中药汁超声卤制出锅包装。(2)操作要点及配方。配制盐卤:控制盐水比为 10 7，煮沸成饱和溶液(新卤);使用后的新卤，经多次加葱、姜(每 1kg 盐卤加 2g 葱、3g 姜)即成老卤。腌制鸡腿:将鸡腿放入盐卤中腌制 0 5h。制备中药汁:小中药包(10g)配方，小茴香0.5g、肉桂 0 8g、罗汉果 0 9g、白芷 0 7g、肉蔻 1 0g、当归 0 5g、桂皮 1 5g、香叶 1 0g、孜然 1 0g、花椒1.1g、八角 1 0g。将体积过大中药用破壁机磨成粉，用纱布包扎剪成小中药包，实验时 10 袋小中药包加入 0 5L 水熬制 30min 得卤液。超声卤制:将盐卤好的鸡腿捞出，加入中药汁后放入超声清洗机中。超声完毕后放入锅中，加入适量料酒 5%、酱油 1%、白糖 2%、味精 2%，熬煮至熟。出锅包装:熟制的鸡腿出锅沥干后进行真空包装。1 3 2卤制单因素实验设计结合超声预实验和肉制品主要影响因素，以超声功率、超声温度和超声时间和中药汁浓度作为对鸡腿肉口感与嫩度影响的主要因素，以鸡腿肉的感官品质、剪切力和蒸煮损失率为响应值，分别探究了超声功率(180、200、220、240、260W)、超声温度(65、70、75、80、85)、超声时间(25、30、35、40、45min)、中药汁浓度(0 05、0 06、0 07、0 08、0 09g/mL)，四个因素对鸡腿肉品质的影响。1 3 3单因素卤制响应面设计根据前期单因素结果，以 A、B、C、D 分别表示超声功率、超声温度、超声时间和中药汁浓度为单因素考察变量，剪切力 作为响应值进行响应面实验，具体见表 1。MEAT INDUSTY2020 年第 11 期总第 475 期?实验研究?27表 1响应面实验设计Table 1esponse surface experiment design水平A 超声功率/WB 超声温度/C 超声时间/minD 中药汁浓度/gmL1122050350 05026060400 07130070450 091 3 4指标的测定与方法(1)感官评价。邀请 10 位食品专业的本科生组成评定小组，先明确本实验的目的意义及感官评定的指标和注意事项。分析各个评价人员的结果，去掉最低分和最高分后得出算术平均值，评分标准见表 2 所示。表 2鸡腿肉感官品质评分标准表Table 2Standard table for sensory qualityevaluation of chicken leg meat感官分值/分口感色泽风味质地8 10口感细嫩，肉质不老化成渣，味道适宜肉质内外呈均匀红棕色，表面具有光泽浓香，明显具有卤制品特有的风味嫩度高，咀嚼时无异物附着5 7口感较细嫩，肉质不老化颜色偏深，光泽度下降，内部颜色基本均匀有中药汁香味，风味协调，卤制风味比较明显嫩度适中，有弹性，咀嚼性较好3 4口感偏干，肉质偏硬，咸度基本合适颜色深红，表面及内部颜色分布不均有一定香味，没有卤制品独特的风味嫩度偏干，咀嚼性中等1 2口感较差，肉质成渣，咸度不合适颜色偏淡，无光泽，内部中药汁未浸入缺乏肉特有的香味，只有较淡的中药汁味肉质偏硬，有异物附着感，咀嚼性较差(2)剪切力测定。参照 Li11(2016)等方法并作修改。取 2cm 1cm 0 5cm 鸡腿肉，质构仪剪切力参数:HDP/BS型燕尾刀测试速 率 都 为 10、2、10mm/s，距 离 为10mm，测定时剪切刀前进与顺肌纤维方向垂直，每样品都平行测 6 组取平均值。(3)蒸煮损失率测定。鸡腿焯水后先沥水 15min 称重(m1，g)，卤制后沥水 15min 称重(m2，g)，计算蒸煮损失率12。蒸煮损失率(%)=(m1 m2)/m1100%1 4数据处理采用 SPSS17 0 软件对结果进行显著性分析，利用 Design Expert V8 软件进行响应面分析。2结果与分析2 1单因素实验结果及分析211超声功率对感官分值、剪切力和蒸煮损失影响由表 3 可知，感官分值随着超声功率的增大而增加，而剪切力和蒸煮损失总趋势都随着功率的增大而减少，其中剪切力随超声功率增加下降明显，鸡腿肉的嫩度更好，可见鸡腿肉的卤制效果和保水性，随着超声功率的增加均变得更好。表 3超声功率对感官分数、剪切力和蒸煮损失的影响Table 3The influence of ultrasonic power on sensoryscore、shear force and cooking loss超声功率/W感官分值/分剪切力/N蒸煮损失/%180681 043c2394 011a1484 034a200701 089c2311 009a1361 0 26b220798 067bc2218 005b1201 0 48bc240844 101b2104 002c1168 021c260944 082a1903 029d1136 056c注:同行数据后的小写字母表示差异达显著水平(p 005)。感官分值在超声功率为 180W 和 200W、240W和 260W 之间差异不显著(P 0 05)，220W 与其他组相比有显著差异(p 0 05)。其原因是超声波产生的空穴效应使肌原纤维断裂、多种蛋白酶被破坏，减少了水分流失，使得鸡肉剪切力降低而起到嫩化作用，咀嚼没肉质老化的汁，口感更好13;剪切力在超声 180W 与 200W 之间差异不显著(P 0 05)，200、220、240、260W 之间变化显著(p 0 05)，剪切力越低肉质的嫩度越好，超声波促使肉质变得松软，增加了肌肉间的空隙，促使中药汁浸入更快而减少了卤制时间;蒸煮损失在超声功率为 200、220、240W和 260W 间差异不显著(p 0 05)，180W 与其他处2020 年第 11 期总第 475 期MEAT INDUSTY?实验研究?28理组相比显著升高(p 0 05)，这与 Kang14(2016)和 STADNIK15(2008)等的结论一致，一定强度的超声波处理可以促使肌肉纤维的断裂以及提高保水性。212超声温度对感官分值、剪切力和蒸煮损失影响由表 4 可知，感官分值随着超声温度的升高而降低，而剪切力和蒸煮损失总趋势都随着温度的升高而增大，可见鸡腿肉的卤制效果和保水性随着温度增加而下降。感官分值在温度为 65、70、75 之间与 80、85 之间差异不显著(p 0 05)，而在75与 80之间有显著差异(p 0 05)，可见温度过低或过高，对肉品嫩度都有影响，咀嚼产生熟度不透或老化，而口感下降;剪切力在温度 65 时显著小于其他组(p 0 05)，在 70 和 75、80 和85之间差异不显著(p 0 05)，75和 80之间差异显著(p 0 05)，温度升高使肌纤维之间肉汁析出，肌肉间空隙变少使得剪切力升高;蒸煮损失在温度 65 与 70 显著增加(p 0 05)，70、75、80和 85 间差异不显著(p 0 05)，魏心如16(2014)等水浴处理鸡胸肉的蒸煮损失在不同温度下也不同相一致。表 4超声温度对感官分数、剪切力和蒸煮损失的影响Table 4The influence of ultrasonic temperature onsensory score、shear force and cooking loss超声温度/感官分值/分剪切力/N蒸煮损失/%65886 121a2043 0 37c1147 0 56c70821 036a2214 012b1218 0 48b75799 018a2291 004b13 04 072ab80748 1 10b2396 0 34a1379 0 35a85737 0 16b2433 0 43a1444 0 61a注:同行数据后的小写字母表示差异达显著水平(p 005)。213超声时间对感官分值、剪切力和蒸煮损失影响由表 5 可知，感官分值随着超声时间的增长呈现先增大后降低，而剪切力和蒸煮损失都随着时间的增长呈现先降低后增加，可见鸡腿肉的卤制效果和保水性在合适的超声时间有较好的效果。感官分值在时间为 25min 与 30min 之间差异显著(p 0.05)，在 30、35、40、45min 之间差异不显著(p 0.05)，超声时间为 45min 时，感官分值又下降，可能是由于剪切力增加导致肉质咀嚼起来较老;剪切力在超声时间 25min 与 30min 差异显著(p 0 05)，30min 与35min 差异显著(p 0 05)，35min 与40min差异不显著(p 0 05)，40min 与 45min 差异显著(p 0 05)，超声时间的延长对鸡腿肉肌肉组织造成破坏使剪切力下降，而过长时间使温度控制不到位，导致鸡腿肉剪切力出现上升趋势，这与任海伟17(2019)等提出的过长时间的超声处理会产生热效应和剪切力下降相一致;蒸煮损失在超声时间25min 与 30min 差异显著(p 0 05)，在 30、35、40min 之间差异不显著(p 0 05)，40min 与 45min差异显著(p 0 05)龙锦鹏2(2018)和李博文18(2012)等也有类似结果。表 5超声时间对感官分数、剪切力和蒸煮损失的影响Table 5The influence of ultrasonic time on sensoryscore、shear force and cooking loss超声时间/min感官分值/分剪切力/N蒸煮损失/%25776 049b2384 004a1376 018a30834 101ab2078 041c1168 0 73bc35948 021a1934 029d1104 044c40979 019a1901 017d1064 038c45899 069a2271 009b1212 015b注:同行数据后的小写字母表示差异达显著水平(p 005)。214超声浓度对感官分值、剪切力和蒸煮损失影响由表 6 可知，感官分值随着中药汁浓度的增多而增加但变化不大，而剪切力随着中药汁浓度的增多呈现先增加后下降，蒸煮损失随着中药汁浓度的增多变化不大，中药汁浓度对肉品三个评定标准的影响较小，感官分值和蒸煮损失在不同中药汁浓度各组之间差异都不显著(p 0 05)，这是由于中药汁浓度的变化对风味和老化程度的影响均较小，使感官分值变化比较平缓，由于中药汁渗透到肉纤维中抵消了肉汁大渗出，使蒸煮损失影响较小，这与苑瑞生19(2011)等超声处理食盐浓度对肌肉感官和蒸煮损失影响不显著相一致，剪切力在中药汁浓度0.07/gmL1前后差异显著(p 0 05)，这是由于中药汁浓度渗透到肉纤维中而改变了剪切力的MEAT INDUSTY2020 年第 11 期总第 475 期?实验研究?29大小。表 6中药汁浓度对感官分数、剪切力和蒸煮损失的影响Table 6The influence of ultrasonic concentration onsensory score、shear force and cooking loss中药汁浓度/gmL1感官分值/分剪切力/N蒸煮损失/%005801 0 14a2241 031c1212 0 45a006823 0 31a2359 0 11bc1224 0 41a007823 0 31a23 67 0 17ab1134 0 18a008839 0 18a2481 013a1202 0 19a009843 0 24a2392 014a1212 0 23a注:同行数据后的小写字母表示差异达显著水平(p 005)。2 2响应面法结果与分析2 2 1响应面实验剪切力()拟合模型的建立与模型方差分析响应面实验设计及结果见表 7，对表 7 数据进行回归拟合，得到自变量与卤鸡腿剪切力(Y)的二次多项回归方程为:=19 1718+0 4174A+0 6615B+0 3566C 0 4393D+0 7529AB+0 1928AC 0 5172AD+0.5153BC 0 4722BD 1 5222CD+0 0992A2+0.6654B2+0 4979C2+1 1416D2表 7响应面分析实验及结果Table 7Analysis of the results of experimentsand response surface序号因素A/WB/C/minD/gmL1 剪切力/N1(300)1(50)1(40)0(0 07)019442(220)1(60)0(35)1(0 07)019513(260)0(60)0(40)0(0 07)019214(260)0(70)1(40)0(0 05)122565(260)0(60)0(40)0(0 07)019166(220)1(60)0(45)1(0 07)019397(260)0(50)1(45)1(0 07)019888(260)0(60)0(35)1(0 09)12175续表 7序号因素A/WB/C/minD/gmL1 剪切力/N9(260)0(50)1(40)0(005)119 9310(220)1(50)1(40)0(0 07)019 7911(300)1(60)0(40)0(005)121 6812(260)0(70)1(35)1(0 07)019 6313(260)0(70)1(40)0(0 09)120 8114(220)1(60)0(40)0(005)119 5815(300)1(70)1(40)0(0 07)021 9116(300)1(60)0(45)1(0 07)020 1417(260)0(60)0(35)1(005)119 7118(260)0(60)0(45)1(005)123 3219(260)0(60)0(40)0(0 07)019 2020(260)0(70)1(45)1(0 07)022 2321(260)0(60)0(45)1(0 09)119 0122(260)0(50)1(35)1(0 07)019 0823(300)1(60)0(40)0(0 09)119 8224(220)1(60)0(40)0(0 09)120 0525(260)0(60)0(40)0(0 07)019 2526(260)0(50)1(40)0(0 09)120 3327(220)1(70)1(40)0(0 07)019 3328(300)1(60)0(35)1(0 07)019 7529(260)0(60)0(40)0(0 07)019 30对模型的方差分析结果见表 8。分析结果表明，由表 8 可知，剪切力的回归模型极显著(p 0.0001);失拟值中 F 值=79 92，P=0 0004 0.01，影响高度显著，该模型很重要，模型拟合度很好。A、B、C、D、AB、AD、BC、BD、CD、B2、C2、D2是重要的模型项，值大于 0 1000 表示模型项不重要，比较四个因素对剪切力的影响性:超声温度 超声功率 超声时间 中药汁浓度。模型的回归系数 2=0.9375，方程对实验拟合结果很好，误差较小。2020 年第 11 期总第 475 期MEAT INDUSTY?实验研究?30表 8回归模型方差分析Table 8Variance analysis ofregression mode方差来源自由度平方和均方F 值P 值显著性A12162 1613 300 0026 B15365 3633 010 0001 C11721 7210 580 0038 D12092 0912 880 0030 AB121521513220 0027 AC100650070 400 5370AD11361 368360 0118*BC10810 814990 0423*BD11161 167120 0184*CD110 08100862 090 0001 A210040 040240 6333B212692 6916 540 0012 C211331 338210 0125*D217817 8148 090 0001 模型1436 602 6116 100 0001 残差142270 16失拟项102260 2379 920 0004 纯误差40010003总差2838 872=09375注:影响极显著(p 0 001);影响高度显著(p 0 01);影响显著(p 005)。2 2 2响应面法实验结果分析回归模型的响应面结果如图 1 所示。根据响应曲面的陡峭程度和等高线的等高形状可判断单因素对响应面影响情况，以及两种单因素之间的交互作用所形成的响应面越平缓，单因素对响应面影响越小，等高形状越趋向圆形，则两种单因素交互作用越不显著;反之则相反20。由图 1 a 可知，随超声功率和超声温度的增加，剪切力均呈现趋于平缓趋势，且等高线呈微椭圆形，证明两因素交互较不显著;由1 b 可知，随超声功率和超声时间的增加，剪切力均呈现较为平缓的趋势，且等高线呈椭圆形，证明两因素交互显著;由图 1 c 可知，随超声功率和中药汁浓度的增加，剪切力分别呈现逐渐增加和先平缓增加后减少趋势，等高线趋向微椭圆形，证明两因素交互较显著;由图 1 d 可知，随超声温度和超声时间的增加，剪切力分别呈现平缓上升趋势，等高线呈圆形，证明两因素交互不显著;由图 1 e 可知，随超声温度和中药汁浓度的增加，剪切力均呈现上升趋势，超声温度较为明显，等高线呈圆形，证明两因素交互不显著;由图1 f 可知，随超声时间和中药汁浓度的增加，剪切力均呈现上升较快趋势，等高线呈椭圆形，证明两因素交互比较显著。图 1剪切力响应面图Fig 1esponse surface graph of shear force2 3响应面实验最优工艺及其验证通过 Design Expert V8 软件所得的最佳条件:超声的最佳功率为 253 60W，最佳温度为 55 82，最佳时 间 为 41.17min，中 药 汁 的 最 佳 浓 度 为0 0745g/mL，此 时 响 应 面 所 得 的 预 测 剪 切 力 为18.99N。根据实际情况取值超声的最佳功率为254W，最佳温度为 56，最佳时间为 41min，中药汁的最佳浓度为 0.07g/mL，平行做 5 次验证实验，鸡腿肉的剪切力为 19 13N，实际所得值与理论预测值的相对误差分别为 0 74%，由此可见该工艺条件的可靠性较高。MEAT INDUSTY2020 年第 11 期总第 475 期?实验研究?313结论(1)鸡腿肉卤制最佳超声腌制工艺以嫩度指标的剪切力为响应值的回归方程为:=19 1718+0.4174A+0 6615B+0 3566C 0 4393D+0.7529AB+0 1928AC 0 5172AD+0 5153BC 0.4722BD 1 5222CD+0 0992A2+0 6654B2+0.4979C2+1 1416D2;其最佳工艺参数:超声功率为254W、温度为 56、时间为 41min、中药汁浓度为0.07g/mL，鸡腿肉的剪切力为 19 13N。(2)结合单因素和响应面结果，四因素对鸡腿肉感官品质、嫩度剪切力和蒸煮损失影响显著，其主次顺序为:超声温度 超声功率 超声时间 中药汁浓度。(3)在合适中药汁浓度卤制鸡腿肉中通过适当强度的超声处理能改善鸡肉品质。参 考 文 献1Gonzalez gonzlez L，Luna rodrguez L，Carrillolopez LM，et al Ultrasound as an alternative to conventional marina-tion:acceptability and mass transfer J Journal of FoodQuality，2017，12(2):1 82龙锦鹏，唐善虎，李思宁等 超声波辅助腌制法对牦牛肉腌制速率和品质影响的研究J 食品科技，2018，43(12):131 1373Saleem，Ahmad Effect of ultrasonication on secondarystructureandheatinducedgelationofchickenmyofifibrils J Journal of Food Science and Technology，2016，53(8):3340 33484张坤，邹烨，王道营等 肉品嫩化方法及超声波技术应用于肉品嫩化的研究进展 J 江苏农林科学，2019，47(2):33 375Yeung C K，Huang S C Effects of ultrasound pretreatmentand ageing processing on quality and tenderness of porkloin J Journal of Food and Nutrition esearch，2017，5(11):809 8166陈丽艳，潘道东，曹锦轩等 超声波处理对鹅肉蛋白结构及品质的影响 J 核农学报，2018，32(12):2363 23727张建梅，历建军，孙晓红等 超声波辅助腌制对肉制品的影响 J 农产品加工，2019，(15):11 148Zhang Z，egenstein J M，Zhou 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