即食真空油炸帶魚調理食品的工藝研究

傅寶尚，林子宸，姜鵬飛，祁立波，尚珊

（大連工業大學 食品學院，國家海洋食品工程技術研究中心，遼寧 大連 116034）

隨著時代的發展和經濟水平的提高，人們對健康、營養、優質、便捷的調理水產品的需求與日俱增。開發新型帶魚即食調理食品，既能提高水產品的附加值，又能滿足人們對水產品的需求，豐富人們的膳食結構。帶魚俗稱刀魚，是我國重要經濟魚類之一，廣泛分布于我國黃海、渤海、南海和東海等區域。帶魚富含脂肪、蛋白質和多種礦物質等營養物質，帶魚的脂肪含量高于一般的魚類，且大多為不飽和脂肪酸。帶魚表皮銀白色油脂層中還含有一種抗癌成分6-硫代鳥嘌呤，經常食用帶魚具有降低膽固醇和補益五臟的效果[1]。目前市場上的帶魚產品主要包括腌制品[2]、干制品[3]、罐頭制品[4]、魚糜及其制品[5]等。油炸是帶魚加工中最常見且最受歡迎的烹飪方式之一，但傳統的常壓高溫油炸溫度一般在160℃以上，存在營養物質損耗較大，增加有害物質（丙烯酰胺和呋喃等）產生等問題[6-8]。低溫真空油炸是在密閉的環境中，通過提高環境真空度，降低油和水的沸點，使產品中水分在較低的溫度下蒸發溢出，完成脫水干燥和熟化的一種加工方式[9]。低溫真空油炸能極大地保持原料原有的色香味和營養成分[10]，利用此技術加工的產品具有含水量低、口感酥脆、膨化度高[10]等特性。低溫真空油炸溫度一般控制在120℃以下，因此不僅可以降低產品的含油率，同時能延緩油脂的氧化和酸敗，從而延長產品貨架期[11]。預干燥是食品加工中一道重要的工序，近年來，隨著科學技術的發展，干燥已不僅僅是對產品實施單元操作的一項技術，它已被作為一種探索新產品、提高產品質量的新方法。目前食品加工過程中常用干燥方法包括微波干燥、熱風干燥、真空干燥等[12-14]，對油炸前的原料進行適當的預干燥可以降低產品的含油率，以提高產品品質。此外，一些研究認為產品的含油量與原料的初始水分含量相關，一般認為初始含水量越高，產品的含油量越高[15-16]。

目前，有關真空油炸帶魚的研究鮮見報道。因此，本試驗以帶魚為原料，對帶魚預干燥及真空油炸工藝的最優條件進行探索與優化。旨在研發出一款新型油炸帶魚調理水產品，以期為真空油炸帶魚的工業化生產提供基礎性參考，豐富及擴大即食水產品種類和市場。

1 材料與儀器

1.1 原料與試劑

冷凍帶魚：市售；棕櫚油：聚龍集團；石油醚（沸程30℃～60℃）、濃硫酸、濃鹽酸、氫氧化鈉：天津科密歐試劑有限公司；硫酸銅、硫酸鉀、硼酸：天津市大茂化學試劑廠；甲基紅：天津市化學試劑一廠；溴甲酚綠：上海麥克林生化科技有限公司。所有試劑均為分析純。

JS-5真空油炸設備：上海勁森輕工機械有限公司；BPG-9140A電熱恒溫鼓風干燥箱：上海一恒科學儀器有限公司；ME204電子天平：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；TA XT Plus質構分析儀：英國Stable Micro System公司；SZF-06索氏抽提器：上海精密儀器儀表公司；UltraScan Pro測色儀：美國Hunter Lab公司；SKD-1000全自動凱氏定氮儀：上海沛歐分析儀器有限公司；Aqualab TDL水分活度儀：美國Decagon Devices公司。

1.2 工藝流程及操作要點

冷凍帶魚→解凍→原料預處理→腌制脫腥→預干燥→回軟→速凍→低溫真空油炸→真空離心脫油→包裝→成品

1.2.1 解凍

冷凍帶魚在25℃室溫下解凍至用刀能進行分割切塊即可。

1.2.2 原料預處理

去除魚頭、鰭、內臟，用冰水沖洗帶魚腹中血水，將帶魚切成約為3 cm×4 cm×1.5 cm的帶魚塊，并在帶魚塊兩面沿對角線各剖一刀，以增大水分蒸發面積。

1.2.3 腌制脫腥處理

采用濕法腌制的方法對帶魚進行腌制脫腥處理。

1.2.4 預干燥

將腌制處理的帶魚均勻鋪在鐵絲網上，放置于精密鼓風干燥箱中進行預干燥處理，每隔25 min～30 min將帶魚翻面，對預干燥后帶魚進行表面形態感官評定。

1.2.5 回軟

將預干燥的帶魚裝入自封袋中并在25℃室溫條件下靜置1 h。

1.2.6 速凍

將回軟的帶魚放入速凍機速凍1.5 h左右。

1.2.7 低溫真空油炸

將冷凍狀態下的帶魚置于真空油炸鍋中進行低溫真空油炸。

1.2.8 真空離心脫油

油炸結束后，真空狀態下對產品進行離心脫油。

1.2.9 包裝

采用充氮包裝的方式對產品進行包裝。

1.3 預干燥工藝的研究

1.3.1 預干燥程度對油炸帶魚產品品質的影響

將處理好的帶魚塊隨機分為5組放置于50℃精密鼓風干燥箱中，其中4組預干燥至帶魚初始含水量約為73%、70%、67%、64%。以未干燥的帶魚塊作為空白對照組，經真空油炸后，檢測真空油炸帶魚的含油量和脆性，并對真空油炸帶魚進行描述性感官評定。

1.3.2 干燥曲線的繪制

將處理好的帶魚塊放置于精密鼓風干燥箱中，分別于40、50、60、70℃下干燥，每隔0.5 h取出帶魚塊并稱重，將帶魚質量換算成水分質量分數（濕基），繪制不同干燥溫度下帶魚水分含量隨干燥時間的變化曲線[17]。

1.3.3 不同預干燥溫度對帶魚色澤的影響

將處理好的帶魚塊放置于精密鼓風干燥箱中，分別于40、50、60、70℃下干燥，回軟后檢測帶魚的色澤，并對帶魚進行描述性感官評價。

1.4 真空油炸工藝的研究

1.4.1 真空脫油時間的確定

以含油量為指標，設置脫油頻率為80 Hz，脫油時間分別為 0、150、300、450、600 s對產品進行脫油，檢測產品的含油量，確定產品脫油時間。

1.4.2 油炸溫度對油炸帶魚產品品質的影響

將帶魚預干燥至相同水分含量（約67%），考察不同油炸溫度（80、90、100、110、120 ℃）對真空油炸帶魚產品脆性的影響，并對產品進行感官評定。

1.4.3 油炸時間對油炸帶魚產品品質的影響

將帶魚預干燥至相同水分含量（約67%），考察不同油炸時間（50、55、60、65、70 min）對真空油炸帶魚產品脆性的影響，并對產品進行感官評定。

1.5 響應面優化試驗

在前期單因素的試驗基礎上，選取影響產品質量品質的預干燥程度、油炸溫度和油炸時間3個主要因素，以感官評分和脆性為響應指標，進行三因素三水平Box-Behnken優化試驗，試驗設計見表1。

表1 響應面因素水平Table 1 The factors and levels of response surface methodology

1.6 指標的測定

1.6.1 預干燥后帶魚色澤的測定

采用UltraScan Pro測色儀，參照張晨芳等[18]的方法對預干燥的帶魚的色澤進行測定，記錄L*、a*、b*。L*表示亮度，a*表示紅綠程度，b*表示黃藍程度。

1.6.2 真空油炸帶魚脆性的測定

采用TA-XT plus質構分析儀，參照陳集元[19]的方法對真空油炸帶魚的脆性進行測定，測試條件：測試模式為全質構測試（texture profile analysis，TPA），探頭為P50、測前速率2.00 mm/s、測試速率1.00 mm/s、測后速率1.00 mm/s、壓縮程度為30%、停留間隔5 s、觸發力20.0 g。

1.6.3 感官評價

參照鄧敏[20]的感官方法設計真空油炸帶魚的感官評價標準，從食品專業的研究生中篩選出10人（5位男性，5位女性）組成感官評價小組，并對小組成員進行統一培訓。在品評的過程中，成員之間不能互相交流，所有參評的樣品采用3位數隨機編碼的方式進行編碼。感官評價滿分以百分計，各指標評價標準及分數見表2。

表2 真空油炸帶魚的感官評價標準Table 2 Sensory evaluation criteria for vacuum fried hairtail

1.6.4 最終產品基本營養成分及水分活度的測定

蛋白質的測定：參照GB 5009.5—2016《食品安全國家標準食品中蛋白質的測定》[21]中凱氏定氮法。脂肪的測定：參照GB 5009.6—2016《食品安全國家標準食品中脂肪的測定》[22]中索氏抽提法。水分的測定：參照GB 5009.3—2016《食品安全國家標準食品中水分的測定》[23]中直接干燥法。水分活度的測定：參照GB 5009.238—2016《食品安全國家標準食品水分活度的測定》[24]中水分活度儀擴散法。

1.7 數據處理及統計分析

采用SPSS 20.0軟件對數據進行顯著性分析（P＜0.05差異性顯著），采用Origin 2018軟件進行繪圖。

2 結果與分析

2.1 預干燥工藝參數的確定

2.1.1 預干燥程度對產品品質的影響

預干燥程度對真空油炸帶魚品質的影響見表3。

表3 預干燥程度對真空油炸帶魚品質的影響Table 3 Effect of pre-drying degree on quality of vacuum fried hairtail

由表3可知，與未干燥（空白對照組）相比，預干燥能夠顯著提高產品的脆性，降低產品的含油率。隨著預干燥程度的增加，產品的脆性先升高后降低，這是因為帶魚油炸前水分含量高導致油炸后的產品水分含量也偏高，產品過于酥而不脆。從產品感官品質上來看，帶魚初始含水量越高，產品的黏口性越大，產品油膩感也越強。產品含油量隨著預干燥程度的增大呈下降趨勢，這是因為真空油炸會將水分冰晶直接從固態升華，留下很多孔隙使帶魚積存更多的油，而預干燥處理會降低帶魚的初始水分含量，并會使帶魚肌肉結構收縮，不易積存油，這與李玉龍[25]的研究結果一致。綜合考慮選擇預干燥程度為67%為優化水平。

兒媳婦工作忙，產假只休了兩個月便上班了，我和老伴當然是全力支持，全心全意地在家帶孫子。每天給小寶寶洗澡、喂奶，反正當年在兒子身上沒做過的事，我們都做了，一天下來，也跟上班似的，挺累。還好，到了晚上，兒媳婦下班就把孩子接回去，我和老伴還能在晚飯后下樓遛遛彎。

2.1.2 預干燥曲線的繪制

不同預干燥溫度下帶魚脫水曲線見圖1。

食品的熱風干燥分為3個階段：增速干燥階段、恒速干燥階段和降速干燥階段。由圖1可知，帶魚在不同溫度下干燥過程均處于恒速干燥階段，沒有明顯升速干燥和降速干燥。這說明在研究范圍內，帶魚含水量和干燥時間具有較好的線性關系，能較準確地預測所需要的干燥條件。

圖1 不同預干燥溫度下帶魚脫水曲線Fig.1 Dehydration curve of hairtail at different pre-drying temperatures

不同干燥溫度下帶魚脫水擬合方程見表4。

表4 不同干燥溫度下帶魚脫水擬合方程Table 4 Fitting curve of hairtail dehydration at different drying temperatures

由表4可知，帶魚的含水量和干燥溫度具有較好的線性關系，隨著溫度的升高，擬合方程斜率的絕對值也越大，代表帶魚脫水速率也越大。

2.1.3 預干燥溫度對帶魚色澤的影響

預干燥溫度對帶魚色澤的影響見表5。

表5 預干燥溫度對帶魚品質的影響Table 5 Influence of pre-drying temperature on quality of hairtail

由表5可知，預干燥溫度的升高導致帶魚的L*先降低后升高，a*先降低后升高，b*逐漸升高。這是因為加熱會導致肌原纖維收縮和降解，使組織中的水分、可溶性蛋白質和脂肪等流出，預干燥溫度較高時，肌肉中的蛋白質與糖會發生美拉德反應，蛋白質與脂肪發生褐變反應，這與駱紅玲等[26]的研究結果一致。從感官品質上來看，當預干燥溫度超過50℃時，感官品質下降，這是因為預干燥溫度超過50℃后，帶魚的蛋白質開始變性，帶魚會在低溫下發生熟化，回軟后其結構組織會變松軟，易破碎。結合干燥時間來看，為提高工作效率將預干燥溫度確定為50℃。

2.2 真空油炸工藝的確定

脫油時間對真空油炸帶魚含油量的影響見圖2。

圖2 脫油時間對真空油炸帶魚含油量的影響Fig.2 Influence of deoiling time on oil content of vacuum fried hairtail fish

由圖2可知，隨著脫油時間的延長，產品含油量呈下降趨勢，當脫油時間超過300 s時，下降趨勢趨于平穩。這是因為離心脫油會降低產品表面積存的油脂，產品內部含油量并不會隨脫油時間延長無限降低。當脫油時間超過300 s后，產品含油量差異性不顯著，因此離心脫油時間確定為300 s。

2.2.2 油炸溫度對產品感官評分及脆性的影響

油炸溫度對產品感官評分及脆性的影響見圖3。

圖3 油炸溫度對真空油炸帶魚品質的影響Fig.3 Influence of frying temperature on quality of vacuum fried hairtail

由圖3可知，產品的感官評分與脆性的趨勢基本一致，二者均呈現先升高后降低的趨勢。這是因為油炸溫度過低時，油炸不徹底，產品內部水分不能完全蒸發，不利于產品形成酥脆的口感。當油炸溫度為100℃時，產品感官評分最高，脆性也最大。但隨著溫度的繼續升高，帶魚中蛋白質與糖會發生美拉德反應，從而導致產品顏色變深，較高的油炸溫度也促使表面脫水迅速，硬化嚴重，導致感官評分和脆性的降低。因此，綜上考慮選擇油炸溫度100℃為優化水平。

2.2.3 油炸時間對產品感官評分及脆性的影響

油炸時間對產品感官評分及脆性的影響見圖4。

由圖4可知，產品的感官評分與脆性的趨勢基本一致，二者均呈現先升高后降低的趨勢。這是因為當油炸時間過短時，油炸后的產品含水量較高，產品酥脆度低。當油炸時間為60 min時，產品感官評分最高，脆性也最大。但隨著油炸時間的繼續延長，產品表面顏色開始焦黃，質地也開始變得堅硬，導致感官評分和脆性的降低。因此，綜上考慮選擇油炸時間60 min為優化水平。

2.3 響應面優化試驗結果

2.3.1 響應面優化設計與結果

響應面優化結果見表6。

表6 響應面優化結果Table 6 Response surface optimization results

續表6 響應面優化結果Continue table 6 Response surface optimization results

2.3.2 回歸方程與方差分析

響應面試驗結果方差分析見表7。

表7 響應面試驗結果方差分析Table 7 Variance analysis of response surface experiments results

采用響應面軟件對試驗結果進行多元擬合，得到感官評分（Y1）、脆性（Y2）分別與預干燥程度（A）、油炸溫度（B）和油炸時間（C）的回歸方程。

Y1=92.22-0.17A-1.76B+2.42C+9.35AB-0.99AC-3.85BC-8.38A2-10.14B2-8.82C2

決定系數R12=0.987 4，調整決定系數R12Adj=0.9712，預測決定系數R12pred=0.843 3。

Y2=14 139.88-100.44A-313.89B+396.10C+2 089.03AB-147.30AC-663.39BC-1 926.32A2-1 980.30B2-1 119.49C2

決定系數R22=0.9845，調整決定系數R22Adj=0.964 7，預測決定系數R22pred=0.935 3。

在感官評分Y1和脆性Y2模型中，兩個模型項均極顯著（P＜0.000 1），失擬項均不顯著，可以說明兩個模型的適應性均良好[27]。由回歸方程中各項系數的正負及絕對值大小可以看出該系數所在的因素對響應值的影響方向及影響程度[28]，影響真空油炸帶魚感官評分和脆性的主次因素均為C＞B＞A，即油炸時間＞油炸溫度＞預干燥程度。各模型中決定系數R2均在0.95以上，說明該試驗工藝下產品感官評分與脆性的實際值與預測值擬合度較好，可用來對試驗結果進行預測[29]。

預干燥程度、油炸溫度和油炸時間之間交互作用對響應值的影響見圖5～圖7。

圖5 預干燥程度與油炸溫度交互作用對真空油炸帶魚感官評分和脆性的影響Fig.5 Influence of the interaction between the degree of predrying and the frying temperature on the sensory score and brittleness of vacuum fried hairtail

圖6 油炸溫度、油炸時間之間交互作用對真空油炸帶魚感官評分和脆性影響Fig.6 Influence of the interaction between the degree of frying temperature and frying time on the sensory score and brittleness of vacuum fried hairtail

圖7 預干燥程度、油炸時間之間交互作用對真空油炸帶魚感官評分和脆性影響Fig.7 Influence of the interaction between the degree of predrying and frying time on the sensory score and brittleness of vacuum fried hairtail

由圖5～圖7可知，預干燥程度（A）和油炸溫度（B）的交互作用對真空油炸帶魚感官評分與脆性的影響均顯著，油炸溫度（B）和油炸時間（C）的交互作用對真空油炸帶魚感官評分與脆性的影響也均顯著，預干燥程度（A）和油炸時間（C）的交互作用對真空油炸帶魚感官評分與脆性的影響不顯著。因此用響應面軟件繪制相應的響應面圖。響應面的坡度越陡峭，說明響應值對兩個因素交互作用的條件較為敏感[30]。

2.4 最優條件及其驗證

以感官評分和脆性作為響應值，選擇感官評分與脆性均為最大的作為最終結果，利用響應面軟件對試驗數據進行處理。通過軟件分析可以得到優化后的條件為預干燥程度66.61%、油炸溫度98.17℃，油炸時間61.03 min。在此條件下，理論上產品感官評分為92.6，脆性為14 224.2 g。通過驗證試驗對上述結果進行驗證，考慮到實際操作的便利性，將工藝參數調整為預干燥程度為67%、油炸溫度為98℃，油炸時間61 min，在此條件下加工制作的產品的感官評分為92.4，脆性為14 373.81 g，實際結果與理論反應基本一致，表明研究得到的模型準確，能夠指導真空油炸帶魚的生產。

2.5 最終產品質量品質檢驗

2.5.1 感官品質

最終產品軟硬適中，口感酥脆，黏口性小，顏色金黃有光澤，具有濃郁的油炸帶魚風味。

2.5.2 基本營養成分及水分活度

使用優化后的條件制作真空油炸帶魚產品并對產品的基本營養成分及水分活度進行測定。測定結果顯示蛋白質含量為（64.55±0.54）%、脂肪含量為（24.2±0.4）%、水分含量為（3.01±0.05）%、水分活度為 0.315±0.010。真空油炸帶魚產品具有低脂肪、高蛋白的營養特性，可以滿足人們對營養健康的即食調理水產品需求，同時真空油炸帶魚的水分活度較低，可以抑制微生物的生長繁殖，使其具有良好的保藏性。

3 結論

本試驗探究了真空油炸帶魚生產加工中預干燥和真空油炸等關鍵工藝參數，并采用響應面優化試驗的方法對影響產品質量品質的主要因素：預干燥程度、真空油炸溫度和真空油炸時間進行優化，通過驗證試驗得到最佳工藝條件：熱風干燥溫度為50℃，預干燥程度為67%、真空油炸溫度為98℃、真空油炸時間為61 min、離心脫油時間為300 s。由此工藝加工的產品蛋白質含量為（64.55±0.54）%、脂肪含量為（24.2±0.4）%、水分含量為（3.01±0.05）%、水分活度為0.315±0.010。產品感官上口感酥脆不滑膩、色澤金黃、具有濃郁的油炸帶魚風味，同時由于水分活度較低，可以抑制微生物的生長繁殖，具有良好的保藏性。

本試驗未對真空油炸帶魚調理食品貨架期進行研究，后續將開展進一步的試驗，建立產品的貨架期模型，并對其貨架期進行預測，使其能更好地應用于實際生產。