響應面法優化糟醉鱘魚濕腌工藝

趙品，林婉玲，郝淑賢*，李來好，楊賢慶

1(中國水產科學研究院 南海水產研究所，國家水產品加工技術研發中心，農業部水產品加工重點實驗室，廣東 廣州，510300)　2(上海海洋大學，上海，201306)

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響應面法優化糟醉鱘魚濕腌工藝

趙品1,2，林婉玲1，郝淑賢1*，李來好1，楊賢慶1

1(中國水產科學研究院 南海水產研究所，國家水產品加工技術研發中心，農業部水產品加工重點實驗室，廣東 廣州，510300)2(上海海洋大學，上海，201306)

摘要采用響應面法優化研究糟醉西伯利亞鱘魚(A.baerii)的濕腌工藝。通過單因素實驗研究食鹽添加量、腌制時間和腌制溫度對魚肉品質的影響，根據響應面中心組合實驗設計原理，建立感官評定的三元二次回歸方程。通過分析等高線圖和響應面圖得到回歸方程的決定性系數為0.974，說明模型能夠代替真實實驗點對感官評價得分進行預測。響應面結果表明：鹽水濃度對魚肉品質的影響最為顯著，腌制溫度為10 ℃，腌制時間為10.5 h，鹽水質量分數為14%時，糟醉鱘魚產品品質較佳，感官評分值最高，為90分，與模型預測值基本相符。

關鍵詞鱘魚；腌制溫度；腌制時間；鹽水濃度；響應面；感官評價

鱘魚(Acipenser)是目前世界上現存魚類中壽命最長、體型最大的魚類。鱘魚全身是寶，魚皮可用于制備明膠；魚籽蛋白含量高[1]，富含礦物質和不飽和脂肪酸[2]，鱘魚籽醬為歐洲達官貴族顯示身份的象征；鱘魚通體為軟骨，內含的硫酸軟骨素具有抗凝、抗癌及降低心肌耗氧量、促進冠狀動脈循環、抗凝血和防止血管硬化等作用[3]。目前，國內外對鱘魚的研究主要集中在鱘魚的營養價值分析[4]、蛋白粉制備[5-7]和硫酸軟骨素的提取[8]等方面。相對而言，鱘魚肉的加工研究還較少。

酒糟魚，又稱醉魚，是我國南方地區的傳統風味食品，深受消費者的喜愛。酒糟魚主要經鹽腌、干燥、糟制和再干燥等工序加工而成。鹽腌是影響產品品質的重要工序之一，目前常用的鹽腌方法有干腌法、濕腌法和混合腌制法。高娟[9]等研究了草魚干腌工藝，得出腌制溫度為9.3 ℃，腌制時間6 d，腌制液濃度為11.7%時，所得臘魚感官評分值與模型預測基本相符；張群飛等[10]研究了糟醉帶魚的濕腌工藝，得出濕腌時，鹽水濃度對產品品質的影響最為顯著；律佳雪等[11]研究了風味醉魚生產過程中研制條件的優化，建立了不同腌制條件下產品的感官評價結果與測定指標之間的多元回歸模型；MUNASINGHE等[12]研究了不同鹽水濃度對魚肉蛋白提取率的影響。本文以鱘魚魚肉為原料，以鹽腌時鱘魚肉中鹽含量，魚肉脫水失重率以及鹽鹵中可溶性蛋白含量和氨基酸態氮含量為指標，建立感官評定與考察指標之間的數學模型。

1材料與方法

1.1材料

西伯利亞鱘魚(A.baerii)，杭州千島湖鱘龍科技股份有限公司；AgNO3、稀HNO3、甲醛、NaOH等均為分析純；考馬斯亮蘭，南京建成生物工程研究所；食鹽等購于廣州市海珠區華潤萬家超市。

1.2儀器與設備

3-550A高溫馬弗爐，美國Ney VULCAN；809 Titrando自動電位滴定儀，瑞士Metrohm；電子分析天平；DHG-9145A電熱恒溫鼓風干燥箱，上海一恒科技有限公司；MIR254低溫恒溫培養箱，日本SANYO。

1.3實驗方法

1.3.1氨基酸態氮

中性甲醛[13]電位滴定法。

1.3.2氯化鈉含量的測定

依據SC/T3011—2001[14]方法測定。

1.3.3魚肉增重率

η=(m-m0)/m0

(1)

式中：m0，魚塊初始質量，g；m，魚塊腌制一定時間后的質量，g；η，魚肉增重率，%。

1.3.4樣品制作方法

將鱘魚去皮、去內臟、去頭后，清洗干凈，切成5 cm×4 cm×2 cm的塊狀，以魚水比1∶2(g∶mL)放入盛有一定濃度的食鹽水的燒杯中，用保鮮膜封口，轉移到低溫恒溫培養箱中腌制。

1.3.5感官評定

將在不同條件下腌制好的鱘魚魚塊經過干燥和真空糟制工藝制成產品。感官評定小組由10名具有感官評定經驗的成員組成，對產品的滋味、色澤、酒香味、口感等4個方面進行評價，評價總分為100分，評定標準見表1。

表1　糟醉鱘魚感官評定標準

1.3.6數據處理

采用Excel進行數據統計處理。所有樣品均做3次平行，測定結果以(均值±標準偏差)表示。采用Design-Expert 8.0.6軟件進行響應面分析[15]。

2結果與分析

2.1糟醉鱘魚濕腌條件的單因素實驗

以魚肉NaCl含量和魚肉增重率以及鹽鹵中氨基態氮含量為指標，分別考察鹽水濃度、腌制時間和腌制溫度對各項測定指標和產品品質的影響。

2.1.1鹽水濃度對魚肉和鹽鹵成分的影響

將鱘魚魚塊在腌制時間為10 h、腌制溫度為10 ℃的條件下制作成咸魚肉，考察不同鹽水濃度對魚肉和鹽鹵成分的影響，結果見圖1。

從圖1中可以看出，隨著鹽水濃度的提高，魚肉中NaCl含量增高，而鹽鹵中氨基酸態氮的含量和魚肉增重率下降。魚肉在腌制時，溶液中的鹽逐漸滲入魚肉中，魚肉中的水分逐漸滲出，魚肉鹽含量的提高、脫水程度與滲透液的濃度有關[16]。在低鹽水濃度下，魚肉水分滲出的量低于鹽分滲入魚肉的量，總體表現為魚肉增重，在高鹽水濃度下，魚肉水分滲出的量高于鹽分滲入魚肉的量，總體表現為魚肉失重[17]。此外，腌制時，魚肉中的蛋白等營養成分流失[18]，造成鹽鹵中氨基態氮含量的升高，這與圖1中各指標的變化規律相符。為控制魚肉營養成分的析出，應盡可能的控制鹽鹵中氨基態氮的含量，同時保持魚肉中適宜的氯化鈉含量和較低的魚肉增重率。鹽水濃度為15%的試驗結果與濃度為20%的試驗結果很接近，因此，以15%的鹽水濃度為宜。

圖1　鹽水濃度對鱘魚肉和鹽鹵成分的影響Fig.1　Effects of concentration of brine on the composition of sturgeon and brine

2.1.2腌制溫度對魚肉和鹽鹵成分的影響

將鱘魚肉在鹽水質量濃度為15%、腌制時間為10 h的條件下制作成咸魚肉，考察不同腌制溫度對魚肉和鹽鹵成分的影響，結果見圖2。由圖2可知，隨著腌制溫度的提高，魚肉中鹽分增加，魚肉增重率增加，鹽鹵中氨基態氮含量增加。在鹽水質量濃度為15%、腌制10 h時，5 ℃和10 ℃的試驗結果比較接近，考慮到生產能耗的問題，故腌制溫度為10 ℃較適宜。

圖2　腌制溫度對鱘魚肉和鹽鹵成分的影響Fig.2　Effects of curing temperature on the composition of sturgeon and brine

2.1.3腌制時間對魚肉和鹽鹵成分的影響

將鱘魚魚肉在鹽水質量濃度為15%，腌制溫度為10 ℃的條件下制作成咸魚肉，考察不同腌制時間對魚肉品質和鹽鹵成分的影響。結果見圖3。

圖3　腌制時間對鱘魚肉和鹽鹵成分的影響Fig.3　Effects of curing time on the composition of sturgeon and brine

由圖3可知，腌制時間與魚肉增重率、鹽含量和鹽鹵中氨基態氮含量呈正相關。腌制超過10 h后，魚肉增重率和鹽鹵中氨基態氮含量均增高，不利于產品的品質。而腌制時間過短，魚肉鹽度較低，不利于產品的感官品質，因此，腌制時間為10 h為宜。

由圖1～圖3可知，鹽鹵中氨基態氮含量和魚肉增重率隨腌制溫度的上升和腌制時間的增長而提高，而與鹽水濃度則呈相反趨勢。魚肉NaCl的含量與腌制溫度、時間和鹽水濃度呈正相關。為制得營養損失小、咸淡適宜的酒糟鱘魚，腌制條件為10 ℃，10 h，鹽水質量濃度15%。

2.2響應面法優化糟醉鱘魚的濕腌工藝

2.2.1響應面分析因素與水平選擇

根據Box-Behnken中心設計原理[19]，結合鱘魚腌制工藝單因素實驗，對糟醉鱘魚濕腌工藝進一步優化。以腌制溫度(A)、腌制時間(B)和鹽水濃度(C)3個因素為自變量，以-1、0、1來表示低、高3水平，以產品感官評價值(Y)為響應值，設計3因素3水平實驗，見表2。設計15個試驗點，其中12個析因點，3個零點實驗設計及結果見表3。

表2　試驗設計因素和水平

表3　Box-Behnken試驗設計及結果

2.2.2感官評定結果與測定指標間數學模型的建立

通過觀察單因素實驗結果，可以得出各個因素的影響順序為：C(鹽水質量分數)>B(腌制時間)>A(腌制溫度)，在有交互作用的存在下，各個因素對酒糟鱘魚感官評價得分的影響順序為：BC>AC>AB。

表4　響應面方差分析

注：P值<0.05表明模型或各因素影響顯著，以“*”表示；P值<0.01表明模型或因素影響高度顯著，以“**”表示；P值<0.001表明模型或因素影響極顯著，以“***”表示。

2.2.3響應面交互作用分析與優化

采用Design Expert8.0.6軟件對實驗數據進行三元二次回歸擬合，并繪制響應面三維曲線圖，進行可視化分析。結果見圖4～圖6。響應面等高線圖可直觀反映各因素交互作用的顯著程度[23]，等高線圖呈現橢圓形，則表示兩因素之間交互作用顯著，且橢圓長半軸越長，交互作用越顯著。而圓形則表示兩因素交互作用不顯著[24]。

圖4顯示了鹽水質量分數位于中心水平時，腌制溫度和腌制時間交互作用對感官評定結果的影響。從圖4可知，腌制溫度和腌制時間對感官評價結果的交互作用顯著。其中，腌制時間對感官評定結果的影響較大，具體表現為三維響應曲面坡度較陡及等高線較密集；腌制溫度對感官評定結果的影響較小，表現為等高線較稀疏及響應曲面坡度較緩。

圖5　腌制溫度和鹽水質量分數對感官評定結果的影響Fig.5　Effects of curing temperature and brine concentration on the sensory evaluation scores

圖5顯示了腌制時間位于中心水平時，腌制溫度和鹽水質量濃度交互作用對感官評價結果的影響。由圖5可知，腌制溫度和鹽水質量濃度對感官評價結果的交互作用顯著，其中，鹽水濃度對感官評價結果的影響較大。圖6顯示了腌制溫度處于中心水平時，腌制時間和鹽水濃度交互作用對感官評價結果的影響，由圖6可知，腌制時間和鹽水濃度對感官評價結果的影響顯著，其中，鹽水濃度和腌制時間對感官評價結果的影響均較大，且鹽水濃度影響最大。

圖6　腌制時間和鹽水質量分數對感官評定結果的影響Fig.6　Effects of curing time and brine concentration on the sensory evaluation scores

2.2.4最優工藝條件的預測及驗證

采用Design Expert8.0.6軟件對實驗數據進行優化預測分析，得到糟醉鱘魚濕腌工藝的最佳工藝參數為：腌制溫度9.46 ℃、腌制時間10.6 h、鹽水質量分數14.03%：，在此條件下預測糟醉鱘魚的感官評分結果為90.994。考慮到實際試驗的可操作性，將工藝參數修正為：腌制溫度10 ℃、腌制時間10.5 h、鹽水質量分數14%。在此工藝條件下驗證模型的預測參數，得到感官評價結果為90，較接近模型預測值，表明響應面法優化得到的濕腌工藝參數可靠。

3結論

鱘魚魚肉鹽含量與腌制溫度、鹽水質量分數和腌制時間呈正相關；鹽鹵中氨基態氮含量及魚肉增重率與腌制時間和腌制溫度呈正相關，與鹽水質量分數呈負相關。

運用響應面分析法得到酒糟鱘魚感官評定結果與腌制工藝條件的二次多項回歸方程

Y=90.69-0.37A+1.19B-2.40C-1.53AB-2.31AC-3.75BC-6.64A2-8.05B2-7.30C2

回歸方程置信度高、擬合性好，其中各因素對感官評價結果的影響不同，鹽水質量分數極顯著，腌制時間較顯著，腌制溫度不顯著。

經響應面優化分析，得出最佳濕腌工藝為：腌制溫度：10 ℃、腌制時間10.5 h、鹽水質量分數14%。在此條件下得到的產品感官評價結果為90分，與模型預測值基本相符。

二次回歸方程能較好地反映實際試驗值，故可用來分析響應值的變化。

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Optimization of wet-curing conditions of vinasse sturgeon based on response surface methodology

ZHAO Pin1,2，LIN Wan-ling1，HAO Shu-xian1*，LI Lai-hao1，YANG Xian-qing1

1(National Research and Development Center for Aquatic Product Processing, Key Lab. of Aquatic Product Processing, Ministry of Agriculture; South China Sea Fisheries Research Institute,Chinese Academy of Fishery Sciences, Guangzhou 510300,China)2(Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China)

ABSTRACTThe wet-curing process of vinasse sturgeon was studied by response surface method. The effect of different content of the salt, the wet-curing temperature and time on quality of vinasse sturgeon was studied by the mono-factorial experiment. Based on these results and Box-Behnken of response surface method, a ternary quadratic equation for the value of sensory evaluation was built. By analyzing their corresponding contour plots and the response surface plots as well as solving the quadratic equation, the experimental values were shown in good agreement with predicted values, the adjusted determination coefficient was 0.974. Result indicated that the significant external factors affecting the quality of products were the content of the salt. The optimal clarification conditions were: salt 14%, wet-curing temperature 10 ℃, curing time 10.5 h. The value of sensory evaluation was 90.

Key wordssturgeon; curing temperature; curing time; the addition of the salt added; response surface; sensory evaluation

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201606024

基金項目：現代農業(鱘魚)產業技術體系建設專項資金(CARS-49)；國家科技支撐計劃項目(SQ2015BA0801744，2012BAD28B06)

收稿日期：2015-10-14，改回日期：2015-12-10

第一作者：碩士研究生(郝淑賢博士為通訊作者，E-mail：susanhao2001@163.com)。