響應面法降低速凍肉包滲油率的工藝研究

巫朝華

（1.福建安井食品股份有限公司，福建 廈門 361022；2.農業農村部冷凍調理水產品加工重點實驗室，福建 廈門 361022）

速凍肉包是一種通過酵母醒發面皮，內包餡料，蒸制后經過速凍再儲存售賣的美食，制作時內餡一般加入有肉、菜、油脂等物質。肉包起源于實心饅頭，也被稱為帶餡的饅頭[1]。因為帶餡，使產品內外形成不一的質構特征，在受熱特別是蒸制熟化過程中，膨脹度的差異導致蒸制過程會有部分餡汁突破面皮的包裹外滲漏油，造成感官上的不良不能直接銷售而成為次品，該部分占比在現有工藝條件下可達到5%～6%，造成不小的經濟損失。

針對肉包的優化改進，朱在勤等[2,3]對揚州肉包的工藝進行標準化，優化出最佳醒發參數，餡料配方。并研究了不同的火力對揚州肉包的中心溫度、環境溫度、比容和餡心細菌殘留的影響，得出較佳的火力為大火，蒸制時間隨不同的餡有不同的最佳時間。李穎[4]研究了面團醒發條件對肉包的作用，通過正交優選出肉包面團最佳條件：30 ℃，濕度80%下醒發50 min。而對漏油次品的改善，鮮見報道。

肉包漏油一般是在蒸制完成時產生的。蒸制過程中，中心的起始溫度最低，表面的起始溫度最高，熱量逐步向中心移動。

鄭靜靜[5]研究表明：隨著蒸制過程的進行，蛋白質分子受熱變性，其空間結構更加緊密，剛性降低，柔韌性增加。面筋蛋白的二硫鍵交聯主要是在熱誘導作用下發生的[6]，且麥谷蛋白對熱作用的敏感性高于麥醇溶蛋白。麥醇溶蛋白在70 ℃開始反應，當溫度超過90 ℃后，麥醇溶蛋白才通過巰基-二硫鍵交換反應與麥谷蛋白發生交聯聚合反應，由于面粉本身含α-淀粉酶，在蒸制過程中發揮作用直到蒸制后期才失效[7]，失活溫度較高，也因為如此，大多蒸制工藝優化選擇了高溫大火，如此對含餡產品漏油的產生更為有利，加大了次品量。

谷氨酰胺轉氨酶（TG），是一種催化?；D移反應的酶，能催化蛋白質分子間或分子內部的交聯[8]。面筋中醇溶蛋白和谷蛋白都是TG的良好底物，通過反應可以促進面筋蛋白分子內和分子間的交聯，改善面粉的口感，提高面制品的彈性、黏性、乳化性、起泡性和持水性等[9]。在面條的運用中0.1%添加量可以降低面條斷條率1.6%[10]，在烘焙食品蛋糕中能減少蛋糕在烘烤后的塌陷。

本研究從內部促進面筋蛋白交聯加強骨架，外部優化加熱工藝的角度，優化最佳工藝，雙管齊下，達到滿足原有品質條件下降低滲油次品率的目的。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料

低筋面粉，益海嘉里（泉州）有限公司；

食鹽，福建省廈門鹽業有限責任公司；

水，生活飲用水；

TG酶，泰興市一鳴生物制品有限公司；

酵母，安琪酵母股份有限公司；

糖，廈門寶商糖業有限公司。

1.1.2 設備

和面機，新麥機械（無錫）有限公司；

肉包成型機，陽政精機（無錫）有限公司；

萬能蒸烤箱，德國Convotherm公司；

3車雙門蒸箱，廣州得臣機電有限公司；

質構儀TA，英國SMS；testo溫度計。

1.2 實驗方法

1.2.1 肉包的制作工藝

⑴ 配料

皮：面粉，酵母，水（30%)，起酥油，鹽、糖；餡：豬肉、肥肉（15%）、醬油、耗油、洋蔥、調味粉。按配方比例稱量。

⑵ 和面工藝

混粉1 min→慢速加水3 min→快速和面8 min

⑶ 制餡工藝

肉絞制→加鹽攪拌3 min→調味攪拌1 min→拌油脂、輔料2min

⑷ 肉包成型

使用肉包成型機自動成型，餡重10 g，皮重20 g，注餡壓皮成型成生胚包子。

⑸ 醒發

醒發房設置醒發溫度40 ℃，濕度85%，醒發50 min

⑹ 蒸制

打開蒸汽壓加熱，100 ℃蒸制840 s。

⑺ 檢測

質構檢測、品評、露餡率統計。

1.2.1 滲油測試

底部或頂部滲油直徑（如圖1所指，直徑為油漬最長邊的測定值）0.2～0.5 cm算一個，大于0.5 cm算兩個，小于0.2 cm不算。滲油率=滲油個數/總個數。

1.2.2 質構測試

參考丁志理[11]饅頭質構（TPA）測試方法略作改進，室溫條件下自然冷卻1 h后，切割成2 cm×2 cm×2 cm的塊狀，使用圓柱形探頭P/36R進行測定。具體參數為：測試速度依次為3、1、5 mm/s，壓縮率為50%，2次壓縮時間間隔為5 s，觸發力為5 g。樣品平行測定至少4次，取平均值為最終結果。

1.2.3 感官評價

設計評價指標及評分標準如下：

1.2.4 數據分析

采運用Microsoft Excel和Design Expert 8.0軟件對實驗數據進行統計學分析，數據形式以（平均±標準差）表示。

1.3 優化實驗設計

1.3.1 單因素對肉包滲油率的影響

根據1.2.1的肉包制作方法，設置不同因素變化的影響（表2），探索可能影響滲油率的因素，再進一步優化。

單因素實驗每組考察指標為滲油率及感官評價；其中TG酶處理組增加質構測試，滲油率測試樣本量大于1000個/組。

1.3.2 響應面試驗

根據Design Expert 8.0軟件中的Box-Behnken試驗設計原理，結合單因素試驗結果，篩選影響較大的3個因素作響應面設計，以滲油率為響應值，進行3因素3水平響應面優化試驗，試驗因素與水平設計見表3，響應面試驗設計及試驗號結果見表4

2 結果與討論

2.1 單因素實驗

2.1.1 不同TG量處理對肉包的影響

表3 響應面分析試驗因素與水平設計

表4 Box-Behnken試驗設計及響應值

表5 不同TG量處理對肉包的影響

通過探索對面皮的結構改善來抑制滲油，TG酶添加處理結果（表5、圖2）顯示，0.1%實驗組滲油率降低0.77%。品評評分上升，主要表現為口感咬勁恢復性變好。質構數據方面硬度、彈性變化不大，但咀嚼度和恢復力都有提升。恢復性的提升可能有利于抵御餡中油脂膨脹后的恢復，柔韌性變好，從而降低滲油率。

2.1.2 不同和面時間對肉包的影響

對面皮結構形成影響的還有和面的時間，通過對面團成團和面時間的實驗（結果見圖2）。時間太短不易成面團，時間太長，面團發粘，結構下降。和面時間不宜過長。

2.1.3 不同醒發時間對肉包的影響

醒發也是面團進一步形成和蓬松的過程，結果顯示（圖4），醒面不足會對感官造成負面影響，口感緊實、感官偏黃的影響。醒面45～55 min較佳。但在此范圍內，對滲油的改善效果不明顯。

2.1.4 不同蒸制方式對肉包的影響

蒸制的目的是進行熟化，在傳統的蒸制中，講究高溫（大火滅酶）一段蒸制，但是，這也使得蒸制后期內部壓力越來越大。研究發現，在蒸制過程（如蒸到一半程度時即50%）進行短時的泄壓，再蒸制，不僅可以保持滅活酶的效果，還可以有效對餡內壓力進行釋放，減少餡的膨脹力度，因此，探索從內部釋壓方面來減少滲油產生。

結果顯示（圖5），對比100%即沒有泄壓的蒸制方式，80%、60%、40%程度泄壓的方式都對滲油率降低產生了積極效果。其中，60%下降效果最明顯，達3.1%。品評得分方面，有所波動，但還處于比較高的分數的較佳狀態。

2.2 響應面試驗

2.2.1 響應面試驗結果

響應面試驗結果見表6。

由分析數據可知，影響滲油率的因素B＞A＞C，當P小于0.0001時，說明其所對應的試驗條件對滲油率的影響是高度顯著的；P小于0.05時，則認為條件對應的作用影響顯著的，由表6的分析可知，TG處理量、和面時間和蒸制分段程度對滲油率產生顯著影響。

由軟件擬合四元二次回歸方程為：

由表6可以看出，Y的回歸方程極顯著，說明此回歸模型很顯著，用方程擬合3個因素與滲油率之間的關系是可行的。

軟件分析最優工藝條件組合為TG處理量0.11%，和面時間7.11 min，分段程度60.99%，在此條件下預測滲油率為1.085%。根據實際試驗的可操作性，將工藝參數修改為：TG處理量0.11%，和面時間7 min，分段程度61%。在此條件下對模型的預測參數進行驗證試驗，得到滲油率為0.98%（表7、圖9），與模型預測值較接近，表明采用響應面分析法優化得到的工藝參數可靠。

表6 回歸模型方差分析

2.2.2 響應面和等高線分析

利用Design Expert 8.0軟件對表3的試驗數據進行回歸擬合分析，所得響應面及等高線見圖6～圖8。該圖組可直觀地反映各因素及其交互作用對滲油率的影響。

圖6顯示了和面時間位于中心水平時，TG酶添加量和蒸制分段程度交互作用對滲油率的影響。由圖6可知，TG酶添加量和蒸制分段程度交互作用較強；TG酶添加量變化對滲油率變化的影響相對較小，表現為響應曲面的坡度較緩和等高線較稀疏；蒸制分段程度變化對滲油率變化的影響較大，表現為響應曲面的坡度較陡和等高線較密集。

圖7顯示了分段程度位于中心水平時，TG酶添加量和面時間交互作用對滲油率的影響。由圖7可知，和醒發時間交互作用較弱，曲面平滑；TG酶添加量變化對滲油率變化的影響相對較強，表現為響應曲面的等高線較密集。

圖8顯示了TG酶添加量位于中心水平時，和面時間和蒸制分段程度交互作用對滲油率的影響。由圖8可知，和面時間和蒸制分段程度交互作用較強；和面時間變化對滲油率變化的影響相對較小，表現為響應曲面的坡度較緩和等高線較稀疏；蒸制分段程度變化對滲油率變化的影響較大，表現為響應曲面的坡度較陡和等高線較密集。

綜上，對滲油率影響最大的是蒸制分段程度，其次是TG酶添加量，再次是和面時間。

2.2.3 最佳組合因素的驗證結果

表7 優化組合因素前后對比

優化前后滲油率從5.61%降至0.98%，降幅達82.5%。效果顯著，且感官評分維持在9.5以上的較佳狀態，說明工藝可行，有實際運用價值。

影響滲油率最大的因素是蒸制，分析蒸制過程發現包子內部壓力對滲油的影響大。由于傳統的工藝是大火一段蒸制，需要快速滅活淀粉酶等活性成分，而在包類在內外成分差異情況下，內餡壓力的增大，外皮隨蒸制的拉松，易導致蒸制后期產生滲油現象。優化為二段模式后，一段可以滿足滅活酶的需要，二段又可以釋放產品的膨脹壓力，可以有效地控制產品內餡的升溫，避免快速升溫膨脹，從而達到外皮快熟，內餡溫和的狀態，同時，通過蛋白交聯作用加強骨架柔韌性，從而可以減少滲油情況產生。

3 結論

以感官指標結合質構參數為考核指標，以降低滲油率為目標，通過單因素實驗和響應面優化實驗，對影響包子滲油率的內外工藝條件因素進行優化。在內部提升方面通過酶處理加強面筋骨架、和面時間、醒發時間優化、提升抗壓能力。外部方面，優化蒸制分段工藝，調節包子內部壓力變化，篩選出影響較顯著的因素為和面時間、TG酶處理量、蒸制分段程度。響應面試驗確定影響滲油的因素最大的是分段程度，其次是TG酶，再次是和面時間。最佳的工藝因素組合是：TG酶0.11%、和面7 min，蒸制分段程度61%。通過對最佳工藝的優化組合規模運行驗證，測定結果表明，優化后工藝對肉包成品感官評價影響不大，但漏油次品率下降4.63%，降幅82.5%，顯著提升了肉包生產的經濟效益。