軟烤即食魷魚工藝及其滅菌技術研究

能　靜,譚佳媛

(浙江工業大學海洋學院,浙江杭州 310014)

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軟烤即食魷魚工藝及其滅菌技術研究

能靜,譚佳媛

(浙江工業大學海洋學院,浙江杭州 310014)

本研究著重對軟烤魷魚的工藝及滅菌技術進行優化。以魷魚為研究對象,以產品的外觀、口味作為工藝技術的指標并以滅菌后的菌落總數作為選擇滅菌條件的指標。通過單因素實驗得出預處理、調味浸漬、烘焙過程中的最優條件。在單因素實驗基礎上,確認最佳滅菌方式為高壓蒸汽滅菌后,選取滅菌時間、滅菌溫度、處理量為自變量,菌落總數為響應值。利用響應面分析法,研究各自變量及其交互作用對菌落總數的影響,模擬得到二次多項式回歸方程的預測模型,得出滅菌時間、滅菌溫度、處理量三因素對高壓蒸汽滅菌效果影響的次序為:滅菌溫度>滅菌時間>處理量。運用響應面優化設計得出的最佳高壓蒸汽滅菌工藝條件:處理量3.5 g、時間17.5 min、溫度118.5 ℃。研究結果為今后軟烤即食魷魚產品的進一步的生產開發以及其貨架期的延長提供基礎研究資料。

即食魷魚,制作工藝,響應面法,滅菌參數

由于生食海鮮各地的喜好差異性較大,主要在產地附近銷售;而軟烤海珍等即食海鮮則可以迎合國內外各地區人們的喜好遠銷。浙江省海洋生物資源優勢明顯,魷魚就是海珍中常見的一種,營養豐富,方便美味。以浙江省大力開發海洋經濟為契機,快速轉變粗加工為精加工的模式,引進先進的生產加工技術,對于提高魷魚此項海洋資源附加值,推進海洋經濟快速發展具有重要意義[1]。以往大多數研究主要集中在對其各蛋白提取工藝的研究,包括水解魷魚蛋白及對其水解產物的研究[2],對以其內臟為原料進行調味品開發等一系列的研究[3],對高溫對甲醛的影響方案的研究[4]以及墨汁的利用[5]。而對魷魚加工成品方面的工藝及滅菌研究鮮有報道。另外,目前市場上的產品主要靠添加苯甲酸鈉、山梨酸鉀等防腐劑來盡量延長產品的貨架期,雖然按規定添加防腐劑保證產品的貨架期是科學的,但現階段廠商為了利益而過量添加防腐劑導致的食品安全事故不斷增加[6],因此對滅菌條件進行優化從而達到更好的滅菌效果,使得能夠盡量減少甚至不使用添加防腐劑就能達到貨架期的要求是本文的目的之一。

表1　感官評分項目與評分標準

本研究著重對軟烤魷魚的工藝及滅菌技術進行研究,最終得到軟烤魷魚的最佳工藝條件以及最佳滅菌條件,為今后軟烤即食魷魚此項產品的進一步的生產開發以及其貨架期的延長提供基礎研究資料。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

阿根廷魷魚、冷凍魷魚、食鹽、白糖、料酒、白醋、調味料購自華潤萬家連鎖超市;電子分析天平AL104梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;高壓滅菌鍋BXM-3R上海博迅實業有限公司醫療設備廠;pH測定儀PHS-3C汕頭市粵新電子有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1魷魚的工藝制作流程原料選擇→前處理→預處理(預蒸、預煮)→調味浸漬→焙干(80 ℃,1.5 h)→焙烤(160～200 ℃,3～5 min)→冷卻→真空包裝→高壓蒸汽滅菌[7]

1.2.2 菌落總數測定參照《GB 4789.2-2010-食品安全國家標準-食品微生物學檢驗-菌落總數測定方法》 測定。

1.2.3感官評價參考潘東潮、王麗麗等的方法[8,15],對魷魚產品外觀(包括色澤、組織狀態)與滋味、氣味兩方面分別進行評定,感官評價是由 10 名具有專業知識的專業人員評價,采用10分制加權平均法進行評分。感官評分項目與評分標準見表1。1.2.4單因素實驗設計

1.2.4.1預處理(方式、處理時間)對外觀口味的影響預處理中先用食鹽搓洗,并用清水洗凈。每100 g魷魚用5 g氫氧化鈉配制的溶液浸泡3 h。將魷魚置于硼酸和食鹽的混合液中浸泡30、60、90、120 min,分別預煮或者預蒸處理35、40、45、50、55、60 s后對其進行外觀滋味分析[9]。

1.2.4.2添加有色特殊調味料浸漬時間對外觀口味的影響使魷魚在添加和未添加有色特殊調味料中分別浸泡0、1、2、3、4、5 h,對其外觀滋味進行評分[10]。

1.2.4.3烘焙條件對產品外觀口味的影響將預處理、浸泡后的魷魚放入烤箱烘焙,先篩選出最優溫度,再以此最優溫度為基礎,考察其最佳烘焙時間[11]。具體數值為分別控制溫度為160、165、170、175、180、185 °C,時間為4、5、6、7、8 min,對其含水量進行分析,并依據表1內容對柔軟度及彈性進行感官評分。

1.2.5響應面優化軟烤即食魷魚滅菌技術的工藝選取魷魚的滅菌時間、滅菌溫度、處理量進行Box-Behnken中心組合實驗并結合實際實驗條件選取合理水平,以菌落總數、感官評價為響應值設計了三因素三水平的響應面分析實驗,Box-Behnken實驗設計因素和水平見表2,采用Design Expert軟件對實驗數據進行回歸分析。

表2　實驗因素水平和編碼

1.3數據統計分析方法

本實驗數據由Design Expert軟件處理。

2　結果與分析

2.1單因素實驗結果與分析

2.1.1預處理(方式、處理時間)對外觀、口味的影響預處理中用食鹽搓洗并用氫氧化鈉浸泡的目的是使魚體軟化,添加了磷酸鹽,可抗褐變,從而防止魚體變色。浸泡時間對感官口味的影響結果見圖1。硼酸以及食鹽加入后,外觀、口味得分隨著浸泡時間的增加相對增高,當達到60 min后,口味得分開始下降,而外觀得分則當浸泡時間達到90 min后開始下降,可能是由于在浸泡開始時魚體逐漸軟化,口感佳,但隨著浸泡時間的增加魚體過軟,口感下降[9]。綜合考慮外觀、口味得分及制作時間可知,在硼酸和食鹽的溶液中的最佳浸泡時間為60 min。

圖1　浸泡時間對外觀、口味的影響Fig.1　The effect of boric acid and salt soaking time on appearance and sensory

圖2為預蒸及預煮的處理時間對產品口味的影響。由圖可知,兩種方式進行處理的口味得分都隨著處理時間的增加先增加后減小,其中預蒸產品的口味得分在處理時間為50 s時達到最佳,為9.2分;而預煮在處理時間為45 s時達到最佳分值,約為8.5分,可能是因為預煮的過程中,魚體浸泡于水中,鮮味物質流失于水中,未能保存于魚體內[12]。因此,采用預蒸的方式處理50 s能達到良好的效果,產品特性更佳。

圖2　預蒸及預煮時間對產品口味的影響Fig.2　The effect of pretreatment and lasting time on texture

2.1.2有色混合調味料浸漬時間對外觀、口味的影響有色混合調味料因有上色作用,而對魷魚產品外觀得分的影響較大。添加與未添加有色混合調味料、浸漬時間對魷魚產品外觀口味的影響結果見圖3。未添加有色調味料時,隨著浸漬時間的延長,外觀得分未發生明顯的改變,且未添加的外觀得分要高于添加后的外觀得分,主要是由于有色混合調味料是有上色作用,上色后外觀方面相比未添加更誘人;添加有色調味料后,隨著浸漬時間的增加,外觀得分先增后減,在3 h時達到最高。從口味得分來看,無論是否添加有色調味料,口味得分都是隨著浸漬時間的增加先增后減,添加有色調味料的口味得分高于未添加的產品得分,是由于有色混合調味料中含有鮮味物質,對口味有所改善。綜合外觀與口味得分,最終條件為添加有色混合調味料且浸漬時間為3 h。

圖3　是否添加有色混合調味料及浸漬時間對外觀、口味的影響Fig.3　The influence of soaking time on sensoryand flavor added with or without mixed color flavoring

2.1.3烘焙條件對產品外觀、口味的影響

2.1.3.1烘焙溫度對產品外觀、口味的影響對于軟烤海珍產品而言,產品的柔軟度以及彈性是最具決定性的特性。水分含量與產品的柔軟度與彈性有著直接的關系,水分含量較高的情況下,產品的柔軟度會較好,但水分含量過高會導致產品的彈性較差。烘焙溫度對產品含水量、柔軟度及彈性的影響結果見圖4、圖5。高溫環境中水分快速揮發,魷魚肌肉的持水能力下降。從柔軟性的角度來看,在160 ℃及165 ℃時達到較高分,分別為8 分和7.5 分,可能是因為肌動蛋白與肌球蛋白之間的結合變弱[13];從彈性角度來看,彈性即是咀嚼性,在170 ℃時達到最高分,為9 分,可能是由于烤制引起了折疊的肌原纖維蛋白分子側鏈的結合被切斷,隨后更堅固的側鏈結合在分子之間形成[14]。綜合柔軟度和彈性的得分來看,選擇最適烘焙溫度為170 ℃。

圖4　烘焙溫度對產品水分含量的影響Fig.4　The effect of baking temperature on the moisture content

圖5　烘烤溫度對產品柔軟度及咀嚼度的影響Fig.5　The effect of baking temperature on the softness and elasticity

2.1.3.2烘焙時間對產品外觀、口味的影響烘焙時間對產品水分含量、柔軟度及彈性的影響結果見圖6、圖7。隨著烘焙時間的增加,產品水分含量逐漸降低,由于水分狀態由體相水變為結合水,而結合水的性質更加穩定,因此水分含量在烘焙時間為6～7分鐘時沒有明顯下降。另外,柔軟度和彈性分值均隨著烘焙時間的增加先增后減。魷魚的柔軟度在烘焙時間為5～6 min時達到最高,可能由于水分含量較高時,細胞組織間結合力較小,而隨著烘焙時間的增加,魷魚樣品中的結合水和中間水含量均降低,中間水存在于肌原纖維及肌膜之間,魚肉中微觀結構已被破壞,蛋白分子開始伸展;而魷魚的彈性在烘焙時間為5 min時達到最高,隨后分值不斷降低,可能是由于在魷魚焙烤過程中,蛋白分子形成有規律的排列,分子間致密有力的結合,形成一種穩定的較硬的網狀結構,產品的硬度變大,口感老化,嚴重時質地明顯纖維化,嚼不爛,同時鹽溶性蛋白增加,彈性變大,制品的其他質構特性也相應發生變化[15]。綜合考慮柔軟度和彈性分值,當烘焙時間為5 min時,綜合分值最高。因此,軟烤的最適溫度為5 min。

圖6　烘焙時間對產品水分含量的影響Fig.6　The effect of baking time on the moisture content

圖7　烘烤時間對產品柔軟度及咀嚼度的影響Fig.7　The effect of baking time on the softness and elasticity

2.2響應面法滅菌條件的優化

2.2.1響應面實驗設計及結果在對軟烤魷魚滅菌條件變量的研究過程中,影響高壓蒸汽滅菌條件的因素很多,經初步實驗選取滅菌時間(A)、滅菌溫度(B)、處理量(C)3個主要因素,以滅菌后pH變化、感官評分以及菌落總數為效果指標,用Design expert 軟件設計實驗,對真空包裝軟烤魷魚高壓蒸汽滅菌工藝參數進行研究。實驗設計方案及結果見表3。

使用Design Expert 8.0軟件,以滅菌時間(A)、滅菌溫度(B)、處理量(C)為響應變量,以菌落總數(Y1)和感官評分(Y2)為響應值(指標值)對表3的數據進行處理,得到回歸方程方差分析表,利用軟件進行非線性回歸的二次多項式擬合,得到預測模型如下:Y1=470-1060A-2677.5B+70C+575AB-70AC-40BC+545A2+1860B2+440C2

Y2=10.46+7.86A-8.51B+0.025C-17.68AB+0.2AC+0.15BC

表3　Box-Behnken 實驗設計及結果

表4　Y1回歸方程方差分析表

各因素的F值可以反映出各因素對實驗指標的重要性,F值越大,表明其對實驗指標的影響越大。從方差分析表表5可知:FA>FB>FC,即各因素對軟考即食魷魚的菌落總數影響程度大小順序為:滅菌溫度>滅菌時間>處理量。

表5　Y2回歸方程方差分析表

最終得出的各因素對軟烤即食魷魚的菌落總數及感官評分影響程度大小順序為:滅菌溫度>滅菌時間>處理量。根據回歸方程,做出響應面分析圖,考察所擬合的響應面曲面的形狀,分析滅菌溫度、滅菌時間、處理量對軟考即食魷魚滅菌綜合效果的影響。

2.2.2各因素之間的相互作用圖8為處理量(A)、滅菌時間(B)和滅菌溫度(C)三因素兩兩交互作用對感官評分影響的立體圖。感官評分隨滅菌時間、滅菌溫度的增加先增后減,感官評分先增加可能是因為蛋白分子形成有規律的排列,分子間致密有力的結合,形成一種穩定的較硬的網狀結構,產品質地變得有彈性,而后感官評分又降低可能是因為高壓蒸汽滅菌鍋內的濕度壓力都較大,蛋白分子原先有規律的排列,分子間致密有力的結合被打破,穩定的較硬的網狀結構瓦解,使產品軟化,沒有彈性[14]。感官評分也隨著處理量的增加先增后減,但改變并不顯著,可能是因為本身處理量的分量就較小且處理量相較處理時間溫度來說改變的幅度也較小,因此處理量的改變并沒有對最終結果產生太大的影響。圖8中響應面處理量對應曲線坡度較小,表明處理量對感官評分的影響不顯著,而滅菌時間與滅菌溫度對菌落總數的影響則較為顯著。

圖8　各因素交互作用對感官評價的影響Fig.8　interactions between different parameters on sensory evaluation

圖9為各圖處理量(A)、滅菌時間(B)和滅菌溫度(C)中任意一個變量取穩定值時,其余兩個變量對滅菌效果的影響。相較于感官評分,滅菌時間、滅菌溫度和處理量對于菌落總數的影響更大,菌落總數隨滅菌時間、滅菌溫度的增加而減少,是因為隨著溫度的持續升高,細菌體內的蛋白質發生不可逆變性,使得菌體失活[16]。菌落總數也隨著處理量的增加而減少,但較之滅菌時間與滅菌溫度不明顯,可能是由于產品本身就是小包分裝,處理量的改變較小,對于總體菌落總數的影響不明顯。圖9中響應面處理量對應曲線較平,坡度較小,表明處理量對菌落總數的影響較不顯著,相較滅菌時間與滅菌溫度對菌落總數的影響較為明顯。從圖9也可以看出,滅菌時間與滅菌溫度相比,滅菌溫度對菌落總數的影響比滅菌時間更為顯著。

圖9　各因素交互作用對菌落總數的影響Fig.9　Interactions between different parameters on the total number of colonies

3　結論

以魷魚為研究對象,通過單因素實驗對軟烤即食魷魚的工藝技術進行了優化。通過單因素實驗得出在硼酸和食鹽的溶液中浸泡時間為60 min,添加有色混合調味料且浸漬時間為3 h,預處理方式為預蒸50 s,烘焙的最適溫度為5 min,最適溫度為170 ℃時,能夠達到軟烤魷魚產品外觀與口味的最優。

同時利用響應面分析法對生產及滅菌工藝進行了優化,擬合了滅菌溫度、滅菌時間、處理量這三個因素對滅菌綜合效果的影響,確定的最優工藝條件為處理量3.5 g、時間17.5 min、溫度118.5 ℃,得到因素的主效應關系為:滅菌溫度>滅菌時間>處理量。目前,能應用于食品且保證安全性的滅菌新技術即使有也大部分存在于實驗室中,很少能被企業大規模的應用,因此,仍需加大科研力度,完善相應食品

滅菌方法,滿足從實驗室研究到工業產業生產的要求。

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Study of production process and sterilization technology of grilled squid

NENG Jing,TAN Jia-Yuan

(Ocean College,Zhejiang University of Technology,Hangzhou 310014,China)

The production and sterilization process of the squid was studied. With squid as research object,product characteristics and sensory impact were chosen as technical indicators and the total number of colonies after sterilization as alternative sterilization indicator. By single factor experiment,the optimum conditions of pretreatment,dipping seasonings and baking process were obtained. To confirm the best way for sterilization after autoclaving,the sterilization time,sterilization temperature and processing capacity were selected as independent variables and the total number of colonies and sensory evaluation was selected as response. Using response surface analysis,each variable and the effect of their interactions on the total number of colonies were studied,and the prediction model of quadratic polynomial regression equation was simulated. The order of influence on the efficiency of high-pressure steam sterilization was:sterilization temperature>sterilization time>processing capacity. The optimal autoclave condition was obtained by response surface optimization design:the processing capacity 3.5 g,the sterilization time 17.5 min and the sterilization temperature 118.5 ℃. The results provided the basic research data for further production and development of soft grilled instant squid products and the extension of its shelf life.

instant squid;production process;response surface methodology;sterilization parameters

2015-04-27

能靜(1985-),女,博士,研究方向:食品安全與檢測,E-mail:nengjing@zjut.edu.cn。

國家自然科學基金青年科學基金項目(31301483);浙江省教育廳科研項目(Y201329221);教育部留學回國人員科研啟動基金資助項目。

TS201.1

A

1002-0306(2016)01-0000-00

10.13386/j.issn1002-0306.2016.01.000