響應曲面法優化醬香啤酒鴨脖制作工藝

湯高奇，田潔，王娟，劉欣

（河南農業職業學院，河南鄭州451450）

響應曲面法優化醬香啤酒鴨脖制作工藝

湯高奇，田潔，王娟，劉欣

（河南農業職業學院，河南鄭州451450）

在單因素試驗的基礎上，對影響醬香鴨脖風味的4個主要因素——啤酒用量、啤酒放入時間、腌制時間以及鹵煮條件進行SPSS因子分析。最后利用響應曲面法優化后的醬香啤酒鴨脖制作工藝參數為：在0℃～4℃腌制3.5 h，啤酒用量為總量26%，放入時間為鹵煮開始后29min，以500W小火微沸鹵煮55min。

醬香啤酒鴨脖；SPSS；響應曲面法

醬鹵肉制品是中華飲食文化的精髓，醬鹵鴨脖作為醬鹵肉制品中的代表，營養豐富并具有獨特的風味和口感[1]，其口味純正、肉質細膩、香辣可口、久吃不膩[2]，深受消費者的青睞。近年來，武漢麻辣鴨脖以其麻、辣、鮮、咸諸味相映相攜，醇和濃厚，香味濃郁，且味香入骨，頗有韌性和嚼勁，深受消費者喜歡[3]。但由于其口味偏辣，不適合大部分北方人或一些不喜食辣者的飲食習慣，需要加以適當改進和創新。啤酒鴨是將鴨肉與啤酒一同燉煮成菜，使滋補的鴨肉味道更加濃厚，鴨肉不僅入口鮮香，還帶有一股啤酒清香，已成為市場上的一道風味獨特的佳肴[4]，若將醬香鴨脖與啤酒風味結合起來，形成口味獨特的醬香啤酒鴨脖新產品，必將受到消費者的青睞。本研究從影響醬香啤酒鴨脖質量的腌制、啤酒加入時間和加入量等因素出發，通過單因素和響應曲面試驗優化了醬香啤酒鴨脖工藝參數，為醬香啤酒鴨脖工業化生產提供參考，為我國傳統特色醬鹵制品的發揚和規范化生產提供有利幫助。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

新鮮鴨脖：購于鄭州市陳砦蔬菜批發市場，為新鮮凍品；腌制鹽（食鹽、亞硝酸鈉、白砂糖、復合磷酸鹽、維生素C-Na、味精、花椒粉適量）、香辛料（花椒、辣椒、八角、桂皮、小茴香、砂仁、肉豆蔻、草果、良姜、山奈、生姜適量）、鹵料（復合香辛料、花椒渣、花椒油、食鹽、白砂糖、特鮮味精、紅曲色素、醬油、食醋、啤酒、水適量）：市售。

1.2 儀器與設備

c21-sk2101美的多功能電磁爐：廣東美的生活電器制造有限公司；ACS-30電子計價秤：浙江霸王衡器有限制造公司；JA6102電子天平：上海精天電子儀器廠；BCD-235新飛電冰箱：河南新飛電器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

原料預處理→腌制→鹵制→冷卻→整理、切段→成品

1.3.2 單因素試驗設計

選擇影響醬香啤酒鴨脖品質的啤酒用量、啤酒放

入時間、腌制時間和鹵煮條件4個因素，分別設置不同水平進行單因素試驗，試驗設計見表1。

表1 醬香啤酒鴨脖單因素試驗設計Tab le1 Single factor experim ent design of beer sauced duck’s neck

選擇10位人員按表2對各組單因素試驗的成品從顏色、外觀、滋味和雜質這4個方面進行感官評定并記錄結果。

表2 醬香啤酒鴨脖感官評定表Table2 The standard of sensory app raisalof beer sauced duck’s neck

1.3.3 響應曲面試驗設計

運用SPSS 13.0軟件對單因素的試驗結果進行分析，選出腌制時間（冷藏條件下0℃～4℃）、啤酒用量、啤酒放入時間以及鹵煮時間這4個對產品性質影響較大的因素為主要影響因素，選取顏色、外觀、滋味、雜質和總分5個指標為響應值，進行四因素三水平響應曲面試驗設計（見表3）。

表3 醬香啤酒鴨脖響應曲面試驗設計Tab le3 Response surfaceexperiment design of beer sauced duck’s neck

根據試驗設計進行醬香啤酒鴨脖的制作，并對產品的響應值進行測定。對響應面試驗結果進行分析，進行變量最佳設定，進行驗證試驗，最終得到最佳條件。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果分析

2.1.1 啤酒用量對產品感官品質的影響

針對啤酒用量的單因素試驗得到的感官評定分數應用SPSS 13.0進行分析，分析結果見表4。

由表4可知，啤酒用量對產品滋味影響較大，效果也較顯著，隨著啤酒用量依次增大，產品滋味分值先增大，在用量比例為25%時達到最大值之后開始下降。對其他感官品質如顏色、外觀、雜質則影響不顯著。風味成分是啤酒中非常重要的成分[5]，啤酒的加入主要影響產品的滋味，啤酒量過大時，酒味過于濃重，則入口給人以不太協調的口感；過少則不能顯示出啤酒特有的與鴨肉香味相攜的清香味感。從總體來說，啤酒用量對滋味和總分的影響較為顯著，對顏色、外觀、雜質的影響不甚顯著。

表4 啤酒用量對醬香啤酒鴨脖各項感官指標的影響Table4 Effectof beer consum ption on beer sauced duck’sneck

2.1.2 啤酒放入時間對產品感官品質的影響

針對啤酒放入時間的單因素試驗得到的感官評定分數應用SPSS13.0進行分析，分析結果見表5。

由表5可知，啤酒放入時間也對產品滋味影響較大，效果較顯著。隨著啤酒放入時間從早到晚變化，產品滋味分值亦是先增大后下降，在放入時間為鹵煮后15min時達到最大。對其他感官品質如顏色、外觀、雜質則影響不顯著。啤酒中含有種類繁多的揮發性和非揮發性成分，這些成分是啤酒具有特殊風味的主要原因，而啤酒中的某些揮發性組分的含量更是與啤酒風味有密切關系[6]。啤酒的加入時間不同，則揮發性組分的揮發程度不同，很大的影響了產品的風味。加入時間過早，在鍋內鹵煮時間過久，一些風味因子減少或消失，使得產品中啤酒清香風味過低或消失，得分較低；放入時間過晚，則酒味太重，入口給人以不太協調的口感?？傮w上來說，啤酒放入時間對產品滋味影響較顯著，對顏色、外觀、雜質與總分的影響不甚顯著。

表5 啤酒放入時間對醬香啤酒鴨脖各項感官指標的影響Table5 Effectof the time to put in beer on beer sauced duck’sneck

2.1.3 腌制時間對產品感官品質的影響

針對冷藏下腌制時間的單因素試驗得到的感官評定分數應用SPSS13.0進行分析，分析結果見表6。

由表6可知，當溫度處于0℃～4℃時，隨著腌制時間的延長，顏色、外觀、滋味與總分的分值均呈先增大后又略微下降趨勢，雜質則不形成明顯趨勢。在生產工藝中，原料腌制的目的主要是為了提高肉的發色和保水性，施加咸味促進成熟風味形成，加強保存性等[7]。一般肉腌制時，環境溫度應在0℃～4℃[8]?？傮w來說，冷藏條件下腌制時間對產品的顏色、外觀、滋味與總分的影響均顯著，對雜質的影響不顯著。

表6 冷藏下腌制時間對醬香啤酒鴨脖感官品質的影響Table6 Effectof the salting tim eon beer sauced duck’sneck

2.1.4 鹵煮條件對產品感官品質的影響

原發灶直徑大小是反映乳腺癌特性及其預后的重要參考指標之一。既往研究表明，隨著腫瘤病灶直徑的增大，非前哨淋巴結轉移的比率隨之增大[11-15]。 一項包含56項研究的薈萃分析[3]顯示， 腫塊最大徑>2 cm 病人NSLN 轉移的風險是腫塊最大徑≤2 cm病人的2.41倍。本研究中病灶大小>2 cm時，nSLN陽性率為65%(11/17)，病灶大小≤2 cm時，nSLN陽性率為36%(17/47)，前者為后者的1.8倍，與既往研究結果相近?？梢娫l病灶較大的乳腺癌患者，其非前哨淋巴結發生轉移的幾率更大。

針對鹵煮條件的單因素試驗得到的感官評定分數應用SPSS13.0進行分析，分析結果見表7。

表7 鹵煮條件對醬香啤酒鴨脖各項感官指標的影響Table 7 Effectof pot-stewed conditionson beer sauced duck’sneck

由表7可知，采用較大火力的產品所得效果普遍上不如較小火力得到的產品品質令人愉悅；采用小火力時，隨著鹵煮時間延長，產品的滋味與總分均先升高后下降。火候控制是加工醬鹵肉制品的重要環節，旺火煮制會使外層肌肉快速強烈收縮，難以使配料逐步滲入產品內部，不能使肉酥潤、產品易干硬無味、內外咸淡不均；文火煮制時肌肉內外物質和能量交換容易，產品里外酥爛透味[9]。因而大火使得肉質松散，不似小火那般使肉質軟嫩的同時還擁有韌性與粘彈性，筋道較好，入口更感彈力，風味更好些。但是需要注意

一點，時間過短則會使產品未能熟透，又極大影響了產品品質?？傮w來說，鹵煮條件對產品的外觀、滋味和總分影響較為顯著，對顏色與雜質則不甚顯著。

2.2 響應曲面優化試驗

基于單因素試驗結果，選取啤酒用量、啤酒放入時間、冷藏條件下的腌制時間、鹵煮時間4個因素，設定顏色、外觀、滋味、雜質和總分5個響應值，每個因素取3個水平，進行響應面分析設計和試驗，進一步優化各因素的參數值[10]。針對5個響應值的結果，對響應面試驗結果進行分析，選取二次多項式為模擬方程，分別對不同響應值優化后的動態參數方程與方差進行分析。2.2.1 以顏色為響應值的結果分析

由Design Expert方差分析表可得，以顏色為響應值的該模型F值為46.76，P<0.000 1，是高度顯著的，各因素中一次項A、D是顯著的，二次項A2、B2都是顯著的，交互項中CD是顯著的。由統計學計算得出的R2為93.97%，調整后的R2為91.96%，說明模型具有很好的精密度。失擬項P值為0.1712，失擬不顯著，說明模型可以在一定范圍內用來預測。所得模型方程為：顏色=9.328 30-0.110 66×A-0.073 088×B+0.227 78×C+ 3.100 00×D+0.001 560 37×A2+0.001 994 55×B2-0.053 333×C×D。

2.2.2 以外觀為響應值的結果分析

由Design Expert方差分析表可得，以外觀為響應值的該模型F值為34.89，P<0.000 1，是高度顯著的，各因素中一次項A、B、D是顯著的，二次項D2是顯著的，交互項都是不顯著的。由統計學計算得出的R2為92.08%，調整后的R2為89.44%，雖然稍不及上一個因素顏色，但仍然可以說明模型具有很好的精密度。失擬項P值為0.627 1，稍顯失擬，但失擬不顯著，說明模型同樣可以在一定范圍內用來預測。所得以模型方程為：外觀=2.065 76-0.035455×A+0.022667×B+ 0.191 11×C+6.165 15×D+0.000 693 182×A2-0.422 73× D2-0.046 667×C×D。

2.2.3 以滋味為響應值的結果分析

由Design Expert方差分析表可得，以滋味為響應值的該模型F值為23.16，P<0.000 1，是高度顯著的，各因素中一次項A、C是顯著的，二次項C2、D2是顯著的，交互項是不顯著的。由統計學計算得出的R2為88.53%，調整后的R2為84.71%，與響應值外觀類似，雖然稍不及響應值顏色，但也可以說明模型具有很好的精密度。失擬項P值為0.165 8，稍顯失擬，但失擬不顯著，說明模型同樣可以在一定范圍內用來預測。所得模型方程為：滋味=34.569 98+0.071 500×A-0.103 33× B-0.616 59×C-6.324 24×D+0.015 480×C2+0.808 24×D2+ 0.002 6×A×B。

2.2.4 以雜質為響應值的結果分析

由Design Expert方差分析表可得，以雜質為響應值的該模型F值為3.72，P>0.005，是顯著的，但是顯著性較差。各因素中一次項A是顯著的，二次項和交互項都是不顯著的。由統計學計算得出的R2為82.46%，調整后的R2為81.11%，可以說明模型具有較好的精密度。失擬項P值為0.007，失擬顯著，說明該模型用來預測實驗結果符合性較差。所得模型方程為：雜質= 0.67-0.020×A-0.000 408 3×B-0.004 733×C+0.004 267× D-0.016×C2+0.019×A×B-0.022×A×D。

2.2.5 以總分為響應值的結果分析

由Design Expert方差分析表可得，以總分為響應值的該模型F值為61.13，P<0.000 1，是高度顯著的，各因素中一次項A、D是顯著的，二次項和交互項都是不顯著的。由統計學計算得出的R2為82.46%，調整后的R2為81.11%，可以說明模型具有較好的精密度。失擬項P值為0.331 1，略顯失擬，但失擬不顯著，說明模型可以在一定范圍內用來預測。所得模型方程為：總分=59.112 64+0.170 00×A+3.866 67×D。

2.3 驗證試驗

通過對響應面趨勢及等高線分析，Design Expert軟件在試驗的因素水平范圍內給出的最佳組合與最差組合如表8，通過兩組驗證試驗，得到的實際結果與預期結果如表9。

表8 驗證試驗設計Table8 Design of theverification test

表9 驗證試驗結果Table9 The resultof the verification test

由表9計算可知，兩組總分的預期值和實際值的相對誤差分別為0.077和0.029，數據表明第8組對試驗預期的吻合性較好，能夠正確驗證試驗預期；第5組誤差稍大，推斷認為可能由以下兩個原因造成：一是試驗預期的確不夠準確，所得模型不能用于實際預測；二是軟件對響應值數據預期達到四位有效數字，而實際感官評分只能得到整數分值，因而產生的誤差積累導致較大誤差。故此得出結果雖然比預期值略高少許，但基本能夠驗證Design Expert軟件預期，具有參考意義與使用價值。

3 結論

單因素試驗表明產品在冷藏條件下腌制4 h，鹵煮15min時加入啤酒，啤酒用量比例為30%，在500W下鹵煮50min時產品分別具有最好感官品質。在SPSS軟件的分析基礎上，應用響應曲面法設計優化后的醬香啤酒鴨脖制作工藝參數為：在冷藏條件下腌制3.5 h，在500W火力下鹵煮55min，當鹵煮進行29min時加入比例為26%的啤酒。經軟件預期應該能夠達到的總分為82分。驗證試驗結果（第5組89分）同樣表明了此優化的正確性。

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Optim ization of Processing Technology of Sauced Beer Duck Neck by Response Surface M ethodology

TANGGao-qi，TIAN Jie，WANG Juan，LIUXin
（Henan VocationalCollegeofAgriculture，Zhengzhou 451450，Henan，China）

On the basisofsingle factorexperiment，the SPSS factoranalysesweremade to the fourmain factors（the beer consumption，the time of the introduction ofbeer，the salting time and cooking conditions）which influenced the taste of thebeer sauced duck neck.After the RSM optimization，the following parameterswereoptimal-the dosage proportion of the beer was 26%，the time to put duck neck in begins after 29minutes of the pot-stewed process，the salted time was 3.5 hours under 0℃-4℃，the bittern time was 55 minutes under 500W in asmall fireboil.

sauced beerduck neck；SPSS；response surfacemethodology

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.23.025

2016-03-14

湯高奇（1976—），男（漢），副教授，碩士研究生，研究方向：畜產品加工和食品安全。