電壓力鍋和紫砂鍋烹飪排骨藕湯的品質(zhì)比較研究

張靜妍，徐 豐，石 蕓，王可興，王魯峰,*

電壓力鍋和紫砂鍋烹飪排骨藕湯的品質(zhì)比較研究

張靜妍1，徐 豐1，石 蕓2，王可興1，王魯峰1,*

（1.華中農(nóng)業(yè)大學食品科技學院，湖北 武漢 430070；2.浙江蘇泊爾股份有限公司，浙江 杭州 310051）

分別使用電壓力鍋和紫砂鍋煮制排骨藕湯，通過對壓力和時間的控制，研究不同煮制條件下排骨藕湯品質(zhì)的變化。通過單因素試驗和正交試驗確定電壓力鍋最佳的煮制工藝條件為骨水比1∶3，70 kPa煮制20 min后20 kPa煮制45 min。在此工藝條件下排骨藕湯與紫砂鍋煮制的效果高度相似，可溶性蛋白含量達81.74 mg/mL。通過該實驗，得到與紫砂鍋煲湯品質(zhì)相同的高壓煲湯工藝條件，成功將煮制周期縮短了85 min。

排骨藕湯；電壓力鍋；紫砂鍋；煮制周期；工藝

排骨藕湯是湖北人待客的必備經(jīng)典菜肴，而喝排骨藕湯更是被人們說為“喝出湖北家鄉(xiāng)的味道”。排骨藕湯是荊楚餐飲文化的代表，受到全國人民的喜愛，市場前景廣闊[1]。排骨藕湯不僅味道鮮美，而且含有較高的水溶性營養(yǎng)成分，容易被人體吸收，具有增強消化吸收功能、提供能量、補充營養(yǎng)、促進健康的功效，故特別適合老人、兒童、孕婦以及體弱多病的人作滋補食用[2]。排骨藕湯中含有人體所必需的各種營養(yǎng)物質(zhì)如鈣、磷脂、氨基酸、維生素、軟骨素、骨膠、多酚化合物、胡蘿卜素等，具有清熱滋陰、生津養(yǎng)胃、加強細胞代謝、預防衰老的保健功效[3]。傳統(tǒng)的制湯方法主要是用紫砂鍋煲，清洗去雜去血腥，再加適量水，放上些蔥姜等辛香料，用大火熬制或用文火細煲3 h左右，方可得到美味的湯[4]。采用高壓鍋烹飪食物，因其溫度高，能大大節(jié)約能源和煲湯時間，隨著科學進步和人民生活節(jié)奏的加快，高壓鍋煮湯成了一種新的烹飪方式[5]。

研究表明，常壓煮制的骨湯感官評分顯著優(yōu)于高壓煮制；在風味上，常壓比高壓煮制的骨湯更為清香，在口感上，常壓比高壓煮制的骨湯更為醇厚[6]。但也有研究表明，高壓對牛肉中氨基酸含量沒有影響[7]，由于湯汁的鮮美程度與鮮味氨基酸總量密切相關[8-9]，因此高壓對牛肉的滋味影響不大。為此，該實驗探究高壓條件對排骨藕湯品質(zhì)的影響，并對其煮制過程進行分階段的優(yōu)化改善，并將其優(yōu)化后與紫砂煮制的效果進行比較分析，旨在獲得品質(zhì)相似的湯料，縮短煮湯的實驗周期，為排骨藕湯的新工藝提供相關依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

盒裝豬肋排骨、新鮮蓮藕、生姜、料酒 武漢市售；考馬斯亮藍、磷酸、乙醇等均為分析純。

1.2 儀器與設備

CYSB50FZ11-100電壓力鍋 浙江蘇泊爾股份有限公司；TG224S電子分析天平 北京賽多利斯科學儀器公司；TA.XT.Plus物性測試儀 英國Stable Micro System公司；HH-2水浴鍋 國華電器有限公司；FOX4000電子鼻 法國Alpha MOS公司；CR400色度儀 日本柯尼卡美能達公司；722s分光光度計 上海精密科學儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 排骨藕湯的紫砂鍋工藝條件的確定

將買回的新鮮排骨均勻切塊成約5 cm×5 cm的塊狀，稱質(zhì)量，沸水燙漂去除浮淖，按照一定的骨水比，加入姜、料酒除味，冷水入鍋，中火煮制至沸騰，再根據(jù)預設時間改用文火分別煮制1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 h。按照1∶1的藕肉比于起鍋1 h前加入事先均勻切好的藕塊。根據(jù)感官評定和可溶性蛋白含量確定最佳紫砂鍋煮制工藝[10]。

1.3.2 排骨藕湯的電壓力鍋工藝條件的確定

1.3.2.1 骨水比的確定

參照紫砂的煮制工藝，根據(jù)紫砂鍋最佳的骨水比進行實驗設計，設置壓力為壓力鍋的最高值80 kPa（表壓），冷水入鍋煮制1 h。測定不同骨水比下排骨藕湯的感官評分，確定最佳骨水比。

1.3.2.2 壓力對排骨藕湯品質(zhì)的影響

按照已確定的最佳骨水比，在壓力鍋允許的范圍內(nèi)（0～80 kPa）設置不同的壓力大小，煮制45 min后放入按照藕肉比1∶1加入藕塊，繼續(xù)煮制15 min。將煮制后的湯品進行感官評定并測定其可溶性蛋白的含量。

1.3.2.3 時間對排骨藕湯品質(zhì)的影響

在壓力試驗的基礎上，篩選最佳的壓力條件，考察時間對排骨藕湯品質(zhì)的影響。設置壓力大小為效果最佳的壓力，通過對時間的控制，來觀察湯品品質(zhì)的變化。

1.3.2.4 正交試驗

根據(jù)壓力的單因素試驗結(jié)果，選擇通過高壓和低壓兩個階段來優(yōu)化排骨藕湯的品質(zhì)。根據(jù)預設的時間，先在高壓下煮制，放氣后在低壓下煮制，通過對壓力和時間的階段性分步控制，進一步優(yōu)化試驗結(jié)果。根據(jù)壓力和時間的單因素試驗，現(xiàn)將排骨藕湯的熬制分為高壓和低壓兩個階段。這個在單因素的結(jié)果里面有具體分析[11]。設置高壓、高壓煮制時間、低壓、低壓煮制時間為4 個因素，分別設置3 個水平，正交試驗因素和水平見表1。

表1 正交試驗因素與水平Table 1 Factors and levels used for orthogonal array design

按照設計的正交表試驗設計，對感官評分和可溶性蛋白含量測定結(jié)果進行分析。

1.3.3 電壓力鍋與紫砂鍋煮制排骨藕湯效果的比較分析

按照優(yōu)化后的工藝條件用電壓力鍋煮制排骨藕湯，并將其各項品質(zhì)指標與紫砂條件下煮制的排骨藕湯進行比較分析，考察二者之間的差異。

1.3.4 排骨藕湯品質(zhì)的評價方法

1.3.4.1 感官分析

以排骨藕湯的色澤、香氣、滋味以及肉質(zhì)和藕的口感為評價指標，邀請10 位評委對不同蒸制條件下的蒸排骨進行描述，取10 人平均值為各項指標的最終評定結(jié)果。打分采取10 分制，其中，色澤、滋味、香氣和口感的權(quán)重均為2.5。評分標準如表2所示。

表2 感官評定標準Table 2 Sensory evaluation standards

1.3.4.2 水溶性蛋白含量

將所得湯汁冷卻，用紗布濾去上層油脂，采用用考馬斯亮藍法，于紫外分光光度計595 nm波長處測定湯汁中的水溶性蛋白的含量[12]。

1.3.4.3 質(zhì)構(gòu)分析測試模式

探頭P36R；測前速率5 mm/s；測試速率1 mm/s；測后速率5 mm/s；時間：5 s；感應力5 g；回彈高度20 mm；壓縮比：肉60%，藕30%[13]。

1.3.4.4 色度分析

分別選擇煮制后的藕、排骨以及湯汁，利用手持色度儀進行測定，每組3 個平行，取平均值。

1.3.4.5 利用電子鼻測定風味的差異

分別取不同煮制條件下的湯汁，用電子鼻對風味成分的變化進行測定。頂空進樣量2.5 mL，測試時間120 s，采樣點1 個/s，清洗進樣針時間120 s，自動調(diào)零時間10 s，空氣流量300 mL/min。每種煮制條件做6 個平行[14]。

2 結(jié)果與分析

2.1 紫砂鍋的最佳煮制條件

2.1.1 骨水比的確定

稱取排骨和水的質(zhì)量，根據(jù)前期預實驗，分別按照1∶3、1∶4、1∶5的骨水比在文火條件下煮制3 h，根據(jù)感官評定結(jié)果骨水比應為1∶3，但考慮到骨湯在煮制過程中有水分的流失，為了保證一定的得湯率，保持排骨湯的感官品質(zhì)最佳，最終將骨水比確定為1∶4。

2.1.2 煮制時間的確定

按照1∶4的骨水比進行煮制，分別煮制1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5 h，進行感官評定，并測定湯汁中可溶性蛋白的含量，結(jié)果如圖1所示。

圖1 時間對紫砂鍋煮制排骨藕湯的影響Fig.1 Effect of cooking time on the quality of lotus root pork rib soup cooked with clay cooker

由圖1可知，2.5 h之前，隨著時間的延長，湯汁中可溶性蛋白的含量持續(xù)增加。2.5 h以后，蛋白質(zhì)含量反而略有下降。這可能是由于在前2.5 h，湯汁將原料骨中的蛋白質(zhì)逐漸溶出，其含量最終逐漸趨于平衡；2.5 h以后，持續(xù)的加熱反而對蛋白質(zhì)有一定的破壞，故而使得其含量略有下降。而不同煮制時間下湯汁的感官評分也同樣顯示，2.5 h后湯汁的評分略有降低，主要表現(xiàn)在口感上稍顯油膩。其他感官與2.5 h的湯汁相比沒有太大變化。綜合考慮，紫砂鍋煮制的最佳時間為2.5 h。

2.2 電壓力鍋工藝的確定

2.2.1 骨水比的確定

參考紫砂鍋組的最佳骨水比，由于電壓力鍋水分蒸發(fā)量少于紫砂鍋，得湯率較高，為了保證得湯率一致，避免誤差，應增大骨水比，故分別按照1∶2、1∶3、1∶4的骨水比，在80 kPa高壓下煮制1 h，根據(jù)感官評分確定最佳骨水比為1∶3。

2.2.2 壓力大小對湯品質(zhì)的影響

骨水比1∶3，將排骨在電壓力鍋中煮制45 min后放入藕，15 min后起鍋。在此條件下用以測定不同壓力大小對湯品質(zhì)的影響，考察壓力大小分別為10、20、30、40、50、60、70、80 kPa，結(jié)果如圖2所示。

圖2 壓力對感官評分和可溶性蛋白含量的影響Fig.2 Effect of cooking pressure on the sensory evaluation and protein content of lotus root pork rib soup

由圖2可見，排骨湯的感官評分和可溶性蛋白的含量的變化趨勢大體一致，且并沒有呈現(xiàn)出單一的增長或降低。隨著壓力的增加，排骨藕湯的感官評分和可溶性蛋白含量也隨之增加。然而，當壓力達到40 kPa和50 kPa時，湯的感官評分和蛋白含量均明顯降低，當壓力持續(xù)增大時，湯汁的感官評分和蛋白含量又開始增加，當壓力過高，達到80 kPa時，湯品品質(zhì)又有小幅下降。

總體看來，在低壓和較高壓的環(huán)境下，更能促進排骨藕湯風味的形成和蛋白質(zhì)的溶解，有利于湯品質(zhì)的改善。故后續(xù)實驗中分別選取低壓（10、20、30 kPa）和高壓（60、70、80 kPa）進一步優(yōu)化高壓的煮制工藝。

可溶性蛋白含量的高低在很大程度上影響感官評分，實驗發(fā)現(xiàn)不同壓力條件下蛋白含量不同，推測主要原因為不同溫度時排骨中蛋白的變性程度不一，可能在40 kPa和50 kPa（110 ℃左右）時蛋白的高級結(jié)構(gòu)破壞較嚴重，溶解性較差。此外，蛋白與脂肪的結(jié)合在高溫時被破壞也影響了蛋白的溶解性，從而影響湯汁的感官品質(zhì)。

2.2.3 時間對湯品質(zhì)的影響

由壓力大小對湯品質(zhì)的影響的實驗，得知在20 kPa和70 kPa條件下，排骨藕湯的品質(zhì)更好，故分別選取這兩個壓力條件來考察時間對湯品質(zhì)的影響，考察時間分別為15、30、45、60、75、90 min，在煲湯結(jié)束15 min前加入藕，結(jié)果如圖3所示。

圖3 70 kPa條件下時間對感官評分和蛋白含量的影響Fig.3 Effect of cooking time at 70 kPa on the sensory evaluation and protein content of lotus root pork rib soup

由圖3可知，在高壓條件下，隨著時間的延長，感官評分和蛋白質(zhì)含量的變化趨勢大體一致，總體呈上升趨勢。其中，前40 min，感官評分的增加率較大，后60 min，感官評分增加率明顯減小，最后15 min有略微下降的趨勢；而蛋白質(zhì)含量則一直持續(xù)增加，直到最后15 min稍有減少。這說明在高壓情況下，前40 min，隨著時間的延長，湯品品質(zhì)有明顯提高；再延長時間，湯品品質(zhì)有所程度的改善。但當時間超過90 min后，湯品品質(zhì)有所下降。故在湯品的后續(xù)優(yōu)化實驗中，設計湯煮制的前半階段為高壓煮制。

圖4 20 kPa條件下時間對感官評分和蛋白含量的影響Fig.4 Effect of cooking time at 20 kPa on the sensory evaluation and protein content of lotus root pork rib soup

由圖4可知，在低壓條件下，隨著時間的延長，感官評分和蛋白質(zhì)含量的變化總體呈上升趨勢。其中，30 min后感官評分的增加率較大，而在最后15 min有明顯下降的趨勢；而蛋白質(zhì)含量則一直持續(xù)增加，直到最后15 min略有下降。這說明在低壓情況下，烹煮30 min后，湯品品質(zhì)的改善非常明顯；但當時間超過90 min后，湯品品質(zhì)反而會有所下降。故在湯品的后續(xù)優(yōu)化實驗中，設計湯煮制的后半階段為低壓煮制。

在李波等[15]的研究中，隨著時間的延長，湯汁中蛋白質(zhì)的提取率也略微降低，與本研究結(jié)果相似。當?shù)鞍资軣岬揭欢ǔ潭葧r，疏水相互作用被蛋白其他相互作用克服，便會發(fā)生蛋白熱變性[16]，反而會影響湯汁中蛋白的含量。

2.2.4 湯汁品質(zhì)的正交分析

由表3、4結(jié)果可知：4 個因素對排骨藕湯的感官評分以及可溶性蛋白含量的影響表現(xiàn)出一定的差異，各試驗因素對湯品品質(zhì)影響的主次排列大小為：A＞C＞B＞D；即高壓對排骨藕湯感官評分和可溶性蛋白含量的影響最大，低壓次之，高壓時間再次之，低壓時間影響最小。結(jié)果表明感官評分較好，可溶性蛋白含量較高的兩組是A1B3C3D3和A2B1C2D3。其中，這兩組的感官評分總分相差不大，相比而言，前者滋味和色澤不如后者，但后者的香氣不如前者，且可溶性蛋白有較大差異，這是由于不同的壓力環(huán)境和煮制時間會較大程度的影響蛋白質(zhì)的溶出率。綜合考慮選取A2B1C2D3，即70 kPa煮制20 min后20 kPa煮制45 min這組的烹煮效果最佳。

表3 正交試驗設計及結(jié)果Table 3 Orthogonal array design with experimental results of sensory evaluation and protein content

表4 正交試驗方差分析Table 4 Analysis of variance for the orthogonal array design experimental results

2.3 電壓力鍋與紫砂鍋煮制排骨藕湯效果的比較分析

2.3.1 感官品質(zhì)

表5 紫砂鍋與電壓力鍋煮制后的排骨藕湯感官品質(zhì)的比較Table 5 Comparison of sensor quality of lotus root pork rib soups cooked with clay cooker and electric pressure cooker

由表5可見，二者評分均比較相近。電壓力鍋藕湯雖然在色澤和滋味上略顯蒼白，但是其香氣更濃郁，這可能是由于電壓力鍋在熬煮過程中是密閉的環(huán)境，氧氣的缺乏使得色澤和呈味物質(zhì)的形成沒有紫砂鍋好，但是由于其密閉的條件減少了香味物質(zhì)的逸散，所以其香味物質(zhì)相對紫砂鍋更好。總體說來，兩者的感官品質(zhì)非常接近。

2.3.2 色度的比較

為了進一步比較優(yōu)化的紫砂工藝和優(yōu)化的壓力鍋所制藕湯的品質(zhì)異同，分別測定其色度值進行分析。分別取用電壓力鍋優(yōu)化后的和紫砂鍋煮制的排骨藕湯進行色度的對比分析，利用手持色度儀測定L*、a*、b*值。其中，L*值越大，內(nèi)容物越白（亮），a*、b*值分別代表內(nèi)容物紅綠度和黃藍度，正a*表示紅色，a*值越大，內(nèi)容物越紅；正b*值表示黃色，b*值越大，內(nèi)容物越黃[17]。

圖5 電壓鍋組與紫砂鍋組煮制的排骨藕湯色度的比較Fig.5 Comparison of color parameters of lotus root pork rib soups cooked with clay cooker and electric pressure cooker

由圖5可知，電壓力鍋煮制的排骨和藕的L*值均比紫砂鍋煮制要大，在感官上表現(xiàn)出電壓力鍋煮制的排骨和藕更加亮白，而湯汁的L*值則是紫砂鍋組比電壓力鍋組大，感官上表現(xiàn)為紫砂鍋煮制的湯汁更白；再比較a*值和b*值，排骨、藕和湯汁的測定結(jié)果均是紫砂鍋大于電壓力鍋。感官上表現(xiàn)為紫砂鍋煮制的顏色更偏黃褐色。

整體來看，電壓力鍋煮制的排骨藕湯色澤較淺，湯品呈奶白色略微偏黃；而紫砂鍋煮制的排骨藕湯顏色更深一些，湯品呈淡黃色。原因可能為常壓熬制時間長，沸騰引起湯的翻滾，溶于湯中的蛋白質(zhì)或肽與脂肪發(fā)生乳化而使湯呈現(xiàn)淡黃色；而電壓力鍋在煮制過程中整個系統(tǒng)處于密閉狀態(tài)，相比紫砂鍋而言與氧氣的接觸較少，故原料的氧化程度沒有紫砂鍋條件下的高，顏色相對較淡[18]。

2.3.3 質(zhì)構(gòu)特性的比較

表6 電壓力鍋組與紫砂鍋組煮制后的排骨藕湯質(zhì)構(gòu)特性的比較Table 6 Comparison of textural properties lotus root pork rib soups cooked withclay cooker and electric pressure cooker

由表6可見，總體而言紫砂鍋和電壓力鍋的各項指標相差不大。具體來看，紫砂鍋組的各項指標均大于電壓力鍋組，其中咀嚼性和回復性的差別較大，這與感官評價具有一致性。反應到感官上，紫砂鍋和電壓力鍋的口感比較相似，但是紫砂鍋沒有電壓力鍋煮制的松軟，但是其入口的彈性和咀嚼性要由于電壓力鍋。

2.3.4 利用電子鼻測定風味的差異

已有的研究表明湯汁風味的形成主要通過3 個途徑[19-20]，一是蛋白質(zhì)、糖類等物質(zhì)的熱降解，蛋白質(zhì)降解生成游離氨基酸，游離氨基酸在加熱條件下脫氧、脫羧生成揮發(fā)性羰基化合物；二是脂類的氧化作用，生成酯類、烴類、醇類等化合物；三是氨基酸與糖的美拉德反應。高壓和常壓熬制條件不同，湯和氨基酸的反應會有所差異，生成的香味物質(zhì)也不同。

按照正交試驗設計分組取樣，對9 個小組以及紫砂鍋組的湯汁風味進行測定。每組取5 個平行小樣，用不同的顏色標記，利用電子鼻進行風味的測定，結(jié)果見圖6。

圖6 電壓力鍋不同煮制條件下的18個傳感器信號Fig.6 Eight sensor signals of lotus root pork rib soup cooked with electric pressure cooker under different cooking conditions

由圖6可知，18 個傳感器對不同煮制條件的排骨藕湯均有一定的響應，且有13 個感應器信號非常強，感應進行到80～120 s時信號趨于穩(wěn)定。電子鼻對不同煮制條件下的排骨藕湯的香氣成分有明顯的響應，說明利用電子鼻對不同熬制條件下的排骨藕湯進行香氣的識別是可行的。

圖7 不同煮制條件下的PCA圖Fig.7 PCA under different cooking conditions

根據(jù)主成分分析（principal component analysis，PCA）結(jié)果和雷達圖（圖7）顯示，1組、2組、5組、6組、8組、9組的湯品香味有明顯的區(qū)分，相互之間沒有重疊，在坐標軸上相隔較大，表明不同的煮制條件對骨湯的風味影響很大。這可能是由于在不同壓力和加熱時間下，風味前體物質(zhì)（蛋白質(zhì)、多糖、脂類）的降解程度不同；其次，降解產(chǎn)物之間相互作用受不同作用環(huán)境的影響，產(chǎn)生的風味物質(zhì)也會不同[21]。

與紫砂鍋相比，以上幾組在坐標軸上均沒有與之重疊，說明這幾組煮制條件下骨湯的風味與紫砂鍋條件下骨湯的風味的差距較大。而3組、4組和紫砂鍋的結(jié)果有較大程度的交叉，說明這3 種骨湯的風味有較強的共性，有相似的香味成分。這與感官的評分的結(jié)果保持了一致。故電壓力鍋工藝優(yōu)化后選取第4組，風味物質(zhì)用電子鼻鑒定為高度相似，這與感官評分的結(jié)果也保持了一致。

3 結(jié) 論

通過設計電壓力鍋的正交試驗，以質(zhì)構(gòu)、色度數(shù)據(jù)、湯汁中可溶性蛋白的含量、電子鼻的風味分析結(jié)果作為評價指標，以感官評定結(jié)果為參考，對不同的蒸制工藝進行分析，得出利用電壓力鍋煮制的第4組的湯汁效果與紫砂鍋煮制的效果高度類似，感官評分高，并且各項理化指標也比較接近。使用電子鼻對香氣進行PCA分析，結(jié)果顯示香氣響應信號高度相似。綜合分析，確定A2B1C2D3為最佳組合，使用電壓力鍋的最佳工藝為：70 kPa煮制20 min后20 kPa煮制45 min。利用該條件煮制的排骨藕湯可以達到與紫砂鍋類似的效果，成功將煮制周期縮短了85 min。

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Comparison of Quality Characteristics of Lotus Root Pork Rib Soups from Electric Pressure Cooker and Clay Cooker

ZHANG Jing-yan1, XU Feng1, SHI Yun2, WANG Ke-xing1, WANG Lu-feng1,*
(1. College of Food Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China; 2. Zhejiang Supor Co. Ltd., Hangzhou 310051, China)

The conditions for cooking lotus root pork rib soup with an electric pressure cooker were optimized using single factor and orthogonal array design methods. This study also compared sensory and texture characteristics of lotus root pork rib soups cooked with the electric pressure cooker and a clay cooker. The optimum cooking conditions using the electric pressure cooker were obtained as follows: rib to water ratio 1:3, and 70 kPa for 20 min and then 20 kPa for additional 45 min. The resulting product contained 81.74 mg/mL soluble protein and showed highly similar sensory and texture characteristics with the soup cooked with the clay cooker. Furthermore, the cooking time was shortened by 85 min under the optimized pressurized cooking conditions as compared to clay pot cooking.

lotus root pork rib soup; electric pressure cooker; clay cooker; cooking cycle; process

TS251.94

B

1002-6630（2014）16-0261-06

10.7506/spkx1002-6630-201416050

2013-10-09

張靜妍（1990—），女，碩士研究生，研究方向為食品科學。E-mail：595611182@qq.com

*通信作者：王魯峰（1983—），男，講師，博士，研究方向為家用食品加工。E-mail：wanglf@mail.hzau.edu.cn