真空低溫烹飪鯉魚工藝優(yōu)化及其品質(zhì)

康曉風(fēng) ，黎家奇 ，閆寒，崔震昆，梁新紅，莫海珍*

1. 河南科技學(xué)院食品學(xué)院（新鄉(xiāng) 453003）；2. 賀州學(xué)院食品與生物工程學(xué)院（賀州 542899）

鯉魚（Cyprinus carpio）俗稱鯉拐子、毛子等，隸屬于鯉科，其適應(yīng)性強(qiáng)，耐寒、耐堿、耐缺氧，是淡水魚類中品種最多、分布最廣、養(yǎng)殖歷史最悠久、產(chǎn)量最高者之一。鯉魚的營養(yǎng)成分豐富，蛋白質(zhì)含量高且品質(zhì)佳，人體消化吸收率可達(dá)96%，并能供給人體必需的氨基酸、礦物質(zhì)、維生素A和維生素D[1]；鯉魚的鉀含量較高，可防治低鉀血癥，增加肌肉強(qiáng)度；鯉魚的脂肪多為不飽和脂肪酸[2]，能很好地降低膽固醇，可以防治動脈硬化、冠心病。因此，多吃鯉魚可以促進(jìn)人體健康[3]。鯉魚常見的烹飪方法有高溫蒸煮、高溫?zé)踔蟆⒂驼ê秃婵镜龋鴮︴庺~進(jìn)行真空低溫烹飪的研究仍鮮見報道。

在快節(jié)奏生活環(huán)境下，人們對方便、美味、健康又營養(yǎng)的即食食品的需求日益增加，并且鯉魚烹調(diào)時存在去鱗、去內(nèi)臟等操作困難問題，表明需要快速轉(zhuǎn)變鯉魚加工方式。在此形勢下，真空低溫烹飪技術(shù)作為一種溫和的烹飪方法，相較于傳統(tǒng)加工方式，可最大程度地保留食品的營養(yǎng)品質(zhì)和延長貨架期[4]；真空低溫烹飪技術(shù)對烹飪溫度和時間的精確控制，可以保證每次烹飪的結(jié)果一致，重現(xiàn)性近乎完美[5-6]，這是傳統(tǒng)烹飪方法不可企及的；同時真空低溫烹飪技術(shù)操作簡單，不需要聘用專業(yè)人員，可降低人力成本，這是真空低溫烹飪鯉魚的工業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)勢。因此真空低溫烹飪鯉魚作為一種綠色、便捷、營養(yǎng)、健康的新產(chǎn)品，會受到廣泛關(guān)注，并擁有廣闊市場前景。

通過使用真空低溫烹飪技術(shù)，通過響應(yīng)面分析方法優(yōu)化真空低溫烹飪鯉魚的加工工藝，并以常規(guī)蒸煮鯉魚為對照，對其感官、理化、微生物指標(biāo)進(jìn)行測定，以期為新產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料、設(shè)備與儀器

鮮活鯉魚（新鄉(xiāng)本地普通鯉魚，市售）；食品真空包裝袋（使用溫度-20～121℃，材料AP+CPP，深圳市品尚烹飪技術(shù)有限公司）。

A3.2-120V-US低溫慢煮設(shè)備（美國亞馬遜公司）；TMS-Pr質(zhì)構(gòu)儀（美國FTC公司）；pH計（深圳新迪峰科技有限公司）；XZ-400真空封口機(jī)（上海祥正機(jī)械有限公司）；PT100熱電偶（山東淄川三峰社會福利硅碳棒廠）；AD200S-H分散勻漿機(jī)（杭州現(xiàn)代儀器儀表有限公司）；J-HH-6A數(shù)顯式恒溫水浴鍋（上海勝衛(wèi)電子科技有限公司）；UV1800分光光度計（上海奧析科學(xué)儀器有限公司）；DF-101S磁力加熱攪拌器（蘇州威爾實(shí)驗用品有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 真空低溫烹飪鯉魚的工藝流程

鯉魚原料→預(yù)處理（去魚頭去內(nèi)臟、去骨）→魚肉切塊65±5 g（長8 cm、寬4 cm、厚2 cm）→腌制（3%鹽水）→裝袋后進(jìn)行真空包裝→低溫慢煮→快速冷卻（冰水比例1∶1）→食用或置于冰箱里冷藏（4℃）

1.2.2 單因素試驗

探究腌制時間對真空低溫烹飪鯉魚感官評分的影響。設(shè)置25，30，35，40和45 min 5個不同腌制時間梯度進(jìn)行單因素試驗。由繪制的圖線變化得出腌制時間對感官評分的影響，得到最佳腌制時間。

探究烹飪溫度對真空低溫烹飪鯉魚感官評分的影響。在最佳腌制時間的基礎(chǔ)上，設(shè)置60，65，70，75和80℃ 5個不同的烹飪溫度水平進(jìn)行單因素試驗。由繪制的圖線變化得出烹飪溫度對感官評分的影響，得到最佳烹飪溫度。

探究烹飪時間對真空低溫烹飪鯉魚感官評分的影響。在最佳腌制時間、最佳烹飪溫度基礎(chǔ)上，設(shè)置6，8，10，12和14 min 5個不同的烹飪時間水平進(jìn)行單因素試驗。由繪制的圖線變化得出烹飪時間對感官評分的影響，得到最佳的烹飪時間。

1.2.3 響應(yīng)面法優(yōu)化試驗

按照Box-Behnken設(shè)計法，根據(jù)單因素試驗結(jié)果確定中心組合試驗水平，以腌制時間（X1）、烹飪溫度（X2）和烹飪時間（X3）為考察條件，以感官評分為響應(yīng)值，通過數(shù)據(jù)分析獲得優(yōu)化組合。試驗設(shè)計如表1所示。

表1 中心組合設(shè)計各因素及其水平

1.3 品質(zhì)指標(biāo)測定

以常規(guī)蒸煮鯉魚（3%鹽水腌制56.5 min，100℃、6 min）為對照，觀察通過響應(yīng)面優(yōu)化得到的真空低溫烹飪鯉魚（3%鹽水腌制56.5 min，71.5℃、10.5 min）的品質(zhì)變化。

1.3.1 感官評分

參考GB 2726—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)熟肉制品》，從色澤、氣味、味道和形態(tài)4個方面對烹飪過的鯉魚肉進(jìn)行感官評定，滿分以100分計。選擇10人成立固定的評定小組，在清潔衛(wèi)生、無異味、光照和通風(fēng)良好的實(shí)驗室室溫條件下，評定小組成員參照表2進(jìn)行感官評分。

表2 鯉魚的感官評分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.2 烹飪損失率

參考Espinosa等[7]的試驗方法。分別稱取處理前后的鯉魚肉的質(zhì)量，按照式（1）進(jìn)行計算。

式中：m1為新鮮鯉魚瀝干水后的質(zhì)量，g；m2為烹飪處理后的質(zhì)量，g。

1.3.3 揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）的測定

參考GB 5009.228—2016《食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》中的方法進(jìn)行測定。

1.3.4 硫代巴比妥酸（TBA）的測定

參照Salih等[8]方法并作適當(dāng)修改。準(zhǔn)確稱取20 g的鯉魚肉于100 mL燒杯中，加入25 mL 20%三氯乙酸和15 mL蒸餾水，使用均質(zhì)機(jī)打成勻漿，靜置1 h。以3 000 r/min離心10 min，取上清液使用濾紙過濾，然后用蒸餾水定容至50 mL。取濾液6 mL于比色管中，加TBA溶液6 mL，蓋塞搖勻，95℃水浴加熱30 min，用流動水冷卻后，在532 nm處測吸光度。以蒸餾水替代樣品濾液為空白樣。重復(fù)試驗3次。

式中：C為丙二醛微克數(shù)，μg；m為樣品質(zhì)量，g。

1.3.5 菌落總數(shù)的測定參考GB 4789.2—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗菌落總數(shù)測定》中的方法進(jìn)行測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。以Design Expert 8.0.6進(jìn)行響應(yīng)面設(shè)計及響應(yīng)面結(jié)果的數(shù)據(jù)處理分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素試驗結(jié)果分析

從圖1可以看出，隨著腌制時間延長，真空低溫烹飪鯉魚感官評分逐漸升高，腌制時間40 min以后，隨著腌制時間增加，鯉魚肉感官評分基本保持不變。這是由于隨著腌制時間延長，魚肉由無味變得有咸味，更符合感官需要，腌制時間40 min以后，隨著時間延長，感官評分幾乎不變，說明魚肉入味均勻。故選擇腌制時間40 min為試驗水平。

圖1 不同腌制時間對真空低溫烹飪鯉魚感官評分的影響

從圖2可以看出，隨著烹飪溫度升高，真空低溫烹飪鯉魚感官評分先升高后下降，且在70℃時鯉魚肉感觀評分達(dá)到最高。烹飪溫度70℃時，魚肉色澤和口感最佳，隨著烹飪溫度繼續(xù)上升，魚肉色澤開始出現(xiàn)不均勻且嫩度變差的情況。故選擇烹飪溫度70℃為試驗水平。

圖2 不同烹飪溫度對真空低溫烹飪鯉魚感官評分的影響

從圖3結(jié)果中可以看出，隨著烹飪時間延長，真空低溫烹飪鯉魚感官評分先升高后下降，且在10 min時鯉魚肉的感觀評分達(dá)到最高。這是因為烹飪時間10 min時，魚肉形態(tài)完整，組織緊湊且口感最佳，隨著烹飪時間繼續(xù)延長，魚肉的組織開始變得疏松。故選擇烹飪時間10 min為試驗水平。

圖3 不同烹飪時間對真空低溫烹飪鯉魚感官評分的影響

2.2 響應(yīng)面法優(yōu)化真空低溫烹飪鯉魚的試驗結(jié)果分析

2.2.1 響應(yīng)面法優(yōu)化真空低溫烹飪鯉魚的試驗設(shè)計結(jié)果分析

真空低溫烹飪鯉魚的中心組合試驗設(shè)計與結(jié)果如表3所示，利用Design Expert 8.0.6對響應(yīng)面設(shè)計及響應(yīng)面結(jié)果進(jìn)行回歸擬合，得到回歸方程為：感官評分= 85.40+1.38A+1.63B+0.50C+0.50AB+0.25AC+0.25BC-0.45A2-7.95B2-4.20C2。

表3 中心組合試驗設(shè)計與結(jié)果

通過分析回歸方程系數(shù)可知[9]，各個因素影響真空低溫烹飪鯉魚感官評分的主次順序為：烹飪溫度＞腌制時間＞烹飪時間。對回歸方程進(jìn)行方差分析，結(jié)果如表4所示。

表4 響應(yīng)面二次多項模型及各項的方差分析表

結(jié)果表明，試驗?zāi)Ｐ虵=63.05，p＜0.000 1，模型極顯著（p＜0.01），即不同處理組間的差異極顯著，表明試驗方案可靠。模型失擬項的F=0.73，p=0.586 0＞0.05，說明模型的殘差可能由隨機(jī)誤差產(chǎn)生[10-11]。函數(shù)的相關(guān)系數(shù)R2=0.987 8，R2越接近1說明誤差的影響越小[12-13]。校正系數(shù)R2=0.972 1，即97.21%的響應(yīng)值變化可以用此模型來表示。數(shù)據(jù)均表明回歸方程的擬合度良好，能較準(zhǔn)確預(yù)測相應(yīng)值與A、B、C之間關(guān)系，可用于確定最優(yōu)的真空低溫烹飪鯉魚的試驗條件。

2.2.2 響應(yīng)面結(jié)果分析

從表4結(jié)果中可以看出，模型一次項A、B和模型二次項B2、C2的差異極顯著（p＜0.001），交互項AB、AC、BC的差異均不顯著，由此可見各因素對響應(yīng)值（感官評分）的影響是線性關(guān)系，不存在交互作用。為進(jìn)一步確定各因素的最優(yōu)水平，固定一個因素，得到另外兩個因素的交互作用對響應(yīng)值的子模型[14]。由模型得到二維等高線圖及三維響應(yīng)面圖，由圖4（a～c）所示，可以更直觀看到各因素對響應(yīng)值的影響。其中，等高線圖的形狀可以反映兩因素間交互作用的強(qiáng)弱，圓形說明交互作用較弱，橢圓說明交互作用顯著[15]。圖4（a）的等高線可以直觀看出烹飪溫度與烹飪時間無交互作用。圖4（a）曲面陡峭，線密度大，故A、B對響應(yīng)值影響都顯著，但不存在交互作用（p=0.273 1＞0.05）。圖4（b）曲面與圖4（a）相比較平緩，且等高線密度小于圖4（a），說明AC對響應(yīng)值的影響小于AB。圖4（c）曲面與圖4（b）相比較陡，且等高線密度也小于AB，說明BC對響應(yīng)值的影響也小于AB，與表4結(jié)果一致。各響應(yīng)曲面最高點(diǎn)對應(yīng)等高線的中心點(diǎn)。

圖4 因素交互作用對真空低溫烹飪鯉魚感官評分的影響

2.2.3 驗證試驗

通過Design Expert 8.0.6軟件對經(jīng)手動優(yōu)化后的回歸方程求解，在試驗的因素水平范圍內(nèi)預(yù)測最佳真空低溫烹飪鯉魚的加工工藝條件為：腌制時間56.44 min、烹飪溫度71.55℃、烹飪時間10.56 min。此時產(chǎn)品感官評分86.69分。將最佳條件修正[16]為：腌制時間56.5 min、烹飪溫度71.5℃、烹飪時間10.5 min。在此條件下，進(jìn)行3次驗證性試驗，感官評分平均值為85.23分，與理論預(yù)測值基本吻合，證明采用響應(yīng)面分析法優(yōu)化得到的工藝條件參數(shù)準(zhǔn)確可靠，具有實(shí)用價值。

2.3 品質(zhì)指標(biāo)測定的結(jié)果分析

2.3.1 常規(guī)蒸煮與真空烹飪對鯉魚色香味形的評分結(jié)果

圖5是2種烹飪方式下鯉魚肉的感官評定結(jié)果。真空低溫烹飪的鯉魚色澤均勻，表面光亮，肉質(zhì)細(xì)膩，組織緊湊，形狀比較完整。而常規(guī)蒸煮的鯉魚肉色較暗且無光澤，邊緣區(qū)域呈卷曲狀態(tài)，部分組織綻裂，形狀不完整。兩種烹飪方式下鯉魚肉的香味大致相同。整體來看，真空低溫烹飪的鯉魚總體可接受度更高。

圖5 不同烹飪方式下鯉魚肉的感官評定結(jié)果

2.3.2 烹飪損失率的結(jié)果分析

由表5可以看出，真空低溫烹飪鯉魚肉的烹飪損失率明顯低于常規(guī)蒸煮鯉魚肉，這主要是因為在高溫蒸煮的過程中，鯉魚肉中的水分吸收大量熱能后會以沸騰形式迅速汽化，使魚肉失水[17]；而真空低溫烹飪則能較好的保留魚肉中水分，使其持水性能增加。

表5 不同烹飪方式下鯉魚肉的烹飪損失率

2.3.3 揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）的測定

由表6結(jié)果可以看出，2種烹飪方式的鯉魚肉TVB-N值（≤20 mg/100 g）都在安全范圍內(nèi)，且常規(guī)蒸煮鯉魚肉的TVB-N值高于真空烹飪，這可能是由于常規(guī)蒸煮的溫度更高，導(dǎo)致?lián)]發(fā)性鹽基氮含量高于真空烹飪鯉魚，與張金彪等[18]研究發(fā)現(xiàn)同一種魚類的TVB-N含量隨溫度升高而增大的結(jié)果一致。

表6 不同烹飪方式下鯉魚肉的TVB-N值

2.3.4 硫代巴比妥酸（TBA）的測定

肉類食品中脂肪氧化通常采用硫代巴比妥酸實(shí)驗法（TBA值法）進(jìn)行評價，脂肪的氧化產(chǎn)物丙二醛是反映肉類制品中氧化變質(zhì)程度的直接指標(biāo)，也是反映肉類食品安全性的一個重要指標(biāo)[19-20]。從表7結(jié)果可以看出，常規(guī)蒸煮的鯉魚TBA數(shù)值大于真空烹飪，這可能是因為常規(guī)蒸煮的鯉魚溫度過高，與空氣中的氧氣結(jié)合快，故脂肪氧化速率增大，脂肪氧化產(chǎn)物多。真空烹調(diào)的鯉魚經(jīng)真空包裝后隔絕氧氣，脂肪氧化速率減小。

表7 不同烹飪方式下鯉魚肉的TBA值

2.3.5 菌落總數(shù)的測定

菌落總數(shù)測定是用來判定食品被細(xì)菌污染的程度及衛(wèi)生質(zhì)量，且菌落總數(shù)的多少在一定程度上標(biāo)志著食品衛(wèi)生品質(zhì)的優(yōu)劣。從表8數(shù)據(jù)可以看出，2種烹飪方式下鯉魚肉的菌落總數(shù)都符合食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)熟肉制品（≤104CFU/g），且真空低溫烹飪鯉魚肉的菌落總數(shù)低于常規(guī)蒸煮鯉魚肉。

表8 不同烹飪方式下鯉魚肉的菌落總數(shù)

3 結(jié)論

通過單因素試驗確定腌制時間、烹飪溫度、烹飪時間烹飪鯉魚的最佳組合分別為40 min、70℃和10 min。采用響應(yīng)面分析方法優(yōu)化試驗后，得到各因素影響真空低溫烹飪鯉魚感官評分的主次順序為：烹飪溫度＞腌制時間＞烹飪時間。最終確定真空低溫烹飪鯉魚的最佳工藝為：腌制時間56.5 min、烹飪溫度71.5℃、烹飪時間10.5 min。在此條件下，與常規(guī)蒸煮鯉魚相比，真空低溫烹飪鯉魚的烹飪損失率更低，同時其感官指標(biāo)，理化指標(biāo)（TVB-N和TBA），微生物指標(biāo)均符合國家食品安全標(biāo)準(zhǔn)。試驗可為鯉魚的加工提供新的烹飪方法及理論依據(jù)。