響應面優化淘汰蛋雞雞腿肉真空滾揉腌制工藝

陳德琴，王倫興，張洪禮，楊玉潔，王霖嵐

（遵義職業技術學院，貴州 遵義 563000）

對于以植物性食品為主的中國，雞蛋自古以來就是我國補充動物蛋白質的重要途徑，因此我國飼養蛋雞規模和面積都很大。淘汰蛋雞的日齡平均為500 日左右，因為其主要工作是產蛋，需要消耗大量的能量，從而使得淘汰蛋雞的肉較少，而且會比較粗糙、較難進行加工[1]，如何使這類蛋雞肌肉嫩化、提高其食用品質，是家禽業面臨的重要課題。

在肉制品加工業和快餐業發展飛速的今天，肉類的嫩化對后續加工非常重要。嫩化的方法主要有懸掛胴體法、機械外力分割法、加堿嫩化法、加蛋白酶嫩化法等[2]。各種嫩化方法都有其特點，其中機械滾揉因其費用低廉、操作簡便、效果顯著而廣泛用于各種肉制品的前處理中。19 世紀滾揉技術逐漸引進我國，使肉制品加工工藝產生了質的飛躍，尤其對于西式肉制品的發展起到很大的作用[3]，現在在中式肉制品中也采用較多。

真空滾揉技術是在真空的環境下運用物理沖擊的原理，使其在滾筒內進行翻動，同時肉塊在機器進行轉動的時候會受到撞擊、摔打等。國外學者研究表明，真空滾揉主要作用是加速了肉制品腌制速度，降低了蒸煮損失和壓榨損失減少剪切力和硬度，使顏色更均勻，改善了肉類產品的嫩度和保水率[4-8]。2016 年張文等人[9]在對羊肉的嫩化方法進行研究時就已經發現了使用該技術可以達到最好的效果；李可等人[10]在2022 年的研究中總結出真空滾揉提高了豬排骨的腌制效果，改善了嫩度。2020 年李浩[11]在研究牛肉嫩化時得出最佳牛肉滾揉腌制工藝為溫度6 ℃，時間3 h，真空度0.08 MPa。

苑瑞生[12]則表示伴隨著注射腌制液的量從15%增加到40%，雞肉可以更好地對腌制液進行吸收，其質構特性也得到了優化，但是如果注入的腌制液過多，在進行加工時，其保持水分的能力會降低。楊銘鐸等人[13]研究表明肉嫩度隨氯化鈉的增加而進一步改善，但是加入食鹽的數量應該要在不對后期加工時使用食鹽進行調味產生影響，因此要盡可能地減少食鹽的注入，可選擇2%～3%。譚鵬昊[14]在研究遞延臘肉時發現依據2%食鹽量，滾揉時間10 min，煙熏液添加量8%制成的臘肉能達到最好的效果。張東等人[15-18]在豬肉、雞胸肉、牛肉、豬肝的腌制中采用響應面試驗方法，研究發現了在對濃度、加入量和滾揉的時間進行調整時，這些因素都會互相進行影響，通過試驗大大提高了肉類制品的品質。

現在，國內外關于滾揉的研究主要是在牛肉、羊肉、豬肉及雞肉等方面，專門針對淘汰蛋雞的研究甚少，特別是在食品加工中利用較為廣泛的雞腿，在國內外研究時食鹽添加量和真空滾揉時間較為模糊。因此，主要在滾揉時間、腌制液添加量、食鹽質量分數這3 個方面進行試驗，以便了解采用真空滾揉技術加工使淘汰蛋雞肉質發生的變化，為其他相關研究和工業生產提供理論參考。

1 材料與設備

1.1 試驗原材料

72 周齡淘汰京白蛋雞75 只，購自遵義金福林生態養殖場。

1.2 試驗試劑

NaCl（500 g，分析純），科密歐公司提供。

1.3 試驗器材

ZKW-4 型電子恒溫水浴鍋，北京中興偉業公司產品；BVRJ-60 型真空滾揉機，杭州艾博公司產品；精密電子天平，北京賽多利斯儀器系統有限公司產品；C-LM3B 型數字顯式肌肉嫩化計，東北農業大學工程學院產品；D-37520 型冷凍離心機，德國賽默飛世爾科技公司產品。

2 試驗方法

將淘汰蛋雞分為試驗組和空白組，進行口腔放血法人道主義屠宰，取雞腿肉。

2.1 單因素試驗

2.1.1 NaCl 溶液添加量的確定

稱取試驗組雞腿肉樣60 g，共15 份，分別注入質量分數相同（2.5%）、質量不同（分別為肉質量的5%，10%，15%，20%，25%）的食鹽水，之后把其分別放入到滾揉機內，其溫度定為0～4 ℃，真空度為-0.08 MPa，間歇滾揉（每運轉1 min 后停止3 min）2.0 h，從而對食鹽水的質量分數及注入量對淘汰蛋雞雞腿肉肉質所產生的影響進行研究。每次試驗做2 個平行組，1 個空白組，空白組樣品不注入食鹽水進行試驗。

2.1.2 NaCl 溶液質量分數的確定

稱取雞腿肉樣60 g，共15 份，分別注入質量相同（12 g，肉重的20%）、質量分數不同（0.5%，1.0%，1.5%，2.0%，2.5%）的食鹽水，然后將雞腿肉倒入滾揉機中處理（溫度0～4 ℃，真空度-0.08 MPa），間歇滾揉（每運轉1 min 后停止3 min）2.0 h，從而對食鹽水的質量分數及注入量對淘汰蛋雞雞腿肉肉質所產生的影響進行研究。每一次進行試驗時都要準備2 個注入量一樣的樣品和1 個空白樣品，空白樣品將會給其注入同樣劑量的清水進行。

2.1.3 滾揉時間

稱取雞腿肉樣60 g，共15 份，每份注入等重（12 g）等質量分數（2.5%）的食鹽水，然后將雞腿肉倒入滾揉機中，分別進行0.5，1.0，1.5，2.0，2.5 h不同時間的間歇滾揉（運轉1 min 后停止3 min），從而對淘汰蛋雞雞腿肉進行滾揉的時間對其肉質產生的影響進行研究。每次試驗做2 個平行組，1 個空白組，空白組樣品不滾揉。

2.2 響應面試驗

根據劉海霞等人[19]的研究及上述單因素試驗的結果，確定較為合理的食鹽水添加量（A）、食鹽水質量分數（B）及在真空滾揉機內的時間（C）作為可以隨時調整的數據，以剪切力和保持水分的能力為響應值，利用Design Expert 8.0.6 試驗設計軟件中的中心組合試驗設計程序進行響應面設計。

淘汰雞腿肉機械嫩化旋轉回歸設計水平和編碼表見表1。

表1 淘汰雞腿肉機械嫩化旋轉回歸設計水平和編碼表

2.3 測定指標

2.3.1 雞腿肉剪切力的測定

稱取60 g 淘汰蛋雞雞腿肉，使用高溫蒸煮袋進行包裝并密封，將其放入到80 ℃的熱水中進行加熱，直到雞腿肉的中心達到70 ℃左右時撈出，放置在空氣中自然冷卻到25 ℃，最后再打開包裝，順著雞腿肉的纖維取出長寬為1 cm，厚度為0.5 cm 的雞腿肉作為樣品，同時每次試驗時的數據都要保持一致，最后使用嫩度儀來對其剪切力值進行確定，從而得出剪切力的減少率。

式中：W——剪切力下降率，%；

N——滾揉前的剪切力，Pa；

N1——滾揉后的剪切力，Pa。

2.3.2 雞腿肉保水率的測定

使用離心法來對水分保持程度進行測試。取淘汰蛋雞雞腿肉20 g，攪碎，放入離心管中，以轉速6 000 r/min 離心20 min 后，棄上清后進行稱重；其含水量參照GB 5009.3—2016《食品安全國家標準食品中水分的測定》進行測定[20]。

式中：X——樣品的含水量，g；

Y——樣品的保水率，%；

m1——離心管的質量，g；

m2——離心前樣品、離心管的質量，g；

m3——離心后樣品、離心管的質量，g。

3 結果與分析

3.1 單因素結果與分析

3.1.1 NaCl 溶液添加量及質量分數、滾揉時間對淘汰蛋雞雞腿肉剪切力的影響

NaCl 溶液添加量對淘汰蛋雞雞腿肉剪切力的影響見圖1。

圖1 NaCl 溶液添加量對淘汰蛋雞雞腿肉剪切力的影響

由圖1 可知，在氯化鈉的難度和滾揉時間不進行調節時，氯化鈉的添加量小于10%。剪切力降低率隨著添加量增大而增大；而添加量為10%～25%時，剪切力降低率隨著添加量的增加而出現緩慢減少。

NaCl 溶液質量分數對淘汰蛋雞雞腿肉剪切力的影響見圖2。

圖2 NaCl 溶液質量分數對淘汰蛋雞雞腿肉剪切力的影響

由圖2 可知，在氯化鈉添加量和滾揉時間不進行調節時，其剪切力降低率會隨著氯化鈉溶液的質量分數的增加而提升；但NaCl 質量分數超過2.5%以后咸味太重，已經不在適合加工食品。

滾揉時間對淘汰蛋雞雞腿肉剪切力的影響見圖3。

由圖3 可知，在氯化鈉溶液質量分數及添加量不進行調節的時候，剪切力降低率會伴隨著滾揉時長的延長而增長。從上面單獨對這3 個方面進行調節的情況可以得出結論，任何一方面的改變都會讓剪切力降低率發生變化。找到合適的配方可以獲得較好的工藝參數，大大增加雞腿肉的嫩度。

圖3 滾揉時間對淘汰蛋雞雞腿肉剪切力的影響

3.1.2 NaCl 溶液添加量及質量分數、滾揉時間對淘汰蛋雞雞腿肉保水率的影響

NaCl 溶液添加量對淘汰蛋雞雞腿肉保水率的影響見圖4。

圖4 NaCl 溶液添加量對淘汰蛋雞雞腿肉保水率的影響

由圖4 可知，NaCl 溶液添加量在20%以內保水率在明顯增加；在添加量為20%時達到最大值，與空白組相差較?。欢砑恿繛?0%～25%時，保水率出現了回落。這可能是由于肌肉的吸收率有限，添加量過大時會導致出水現象加重。

NaCl 溶液質量分數對淘汰蛋雞雞腿肉保水率的影響見圖5。

圖5 NaCl 溶液質量分數對淘汰蛋雞雞腿肉保水率的影響

由圖5 可知，保水率隨著NaCl 質量分數（1.0%～2.5%）的增加而不斷增加，在不影響產品質量時可以適當的增加食鹽水質量分數，增加產品的出品率。

滾揉時間對淘汰蛋雞雞腿肉保水率的影響見圖6。

由圖6 可知，在2.5 h 以內，其保水率會伴隨著時長的增長而增長，但是在2.0～2.5 h 這段時間卻沒有明顯變化，在不影響其他食用品質時，2.5 h 時就停止滾揉，否則會增加耗電量和加工時間，從而提高生產成本。

圖6 滾揉時間對淘汰蛋雞雞腿肉保水率的影響

3.2 響應面結果與分析

3.2.1 雞腿肉的回歸模型建立及其顯著性檢驗

機械滾揉對淘汰蛋雞腿肉響應面優化試驗方案及結果見表2。

表2 機械滾揉對淘汰蛋雞腿肉響應面優化試驗方案及結果

利用Design Expert 8.0.6 試驗設計軟件自帶的分析功能來對上表的多項式回歸整合，從而建立剪切力降低率、保水率對NaCl 溶液添加量、NaCl 溶液質量分數和滾揉時間的二次多項式回歸方程。

式中：A——NaCl 溶液添加量，%；

B——NaCl 溶液質量分數，%；

C——滾揉時間，h。

3.2.2 回歸模型中各項對雞腿肉的剪切力降低率及保水率的影響分析

以剪切力降低率為響應值的回歸分析結果見表3，以保水率為響應值的回歸分析結果見表4。

表3 以剪切力降低率為響應值的回歸分析結果

表4 以保水率為響應值的回歸分析結果

由表3 可知，在回歸模型里面的B、B2、C 有著較為明顯的差別，A、A2、BC 有著明顯差別，C2差別較為明顯，AB、AC 則差別較小。這也解釋了滾揉時間、氯化鈉添加量和氯化鈉溶液對淘汰蛋雞雞腿肉的剪切力都存在著互相影響的關系，其中NaCl 質量分數和滾揉時間存在著顯著交互作用，而NaCl 溶液添加量與NaCl 質量分數之間、NaCl 溶液添加量與滾揉時間的顯著交互作用不明顯。此外，在該模型里面的一次項B、B2、BC 都存在著極為明顯的影響，這表明在試驗設計因素范圍內，NaCl 質量分數對雞腿肉剪切力的影響是最大的，其次是滾揉時間，最后是NaCl 溶液添加量，即B＞C＞A。

由表4 可知，在以保水率為響應值的回歸分析模型內的C、B2存在著極大的差別，A、B、A2、BC也都存在著差別，C2存在著較為明顯的差別。這就說明了氯化鈉添加量、氯化鈉溶液質量分數、滾揉時間對淘汰蛋雞雞腿肉的保水率都有著較為明顯的改變，其中NaCl 溶液添加量和滾揉時間存在著顯著的交互作用，而AB、AC 無明顯的交互作用。在所選取的3 個因素中，對保水率影響作用的大小為C＞B＞A。

3.3.3 響應面試驗各因素交互效應分析

NaCl 溶液添加量及質量分數、滾揉時間對淘汰蛋雞雞腿肉剪切力的影響見圖7。

圖7 NaCl 溶液添加量及質量分數、滾揉時間對淘汰蛋雞雞腿肉剪切力的影響

由圖7 可知，食鹽水添加量及其質量分數的變化都會使雞腿肉的剪切力發生改變，但對食鹽水添加量進行變化時，改變食鹽水質量分數剪切力降低率響應的曲線幾乎相同，即兩者交互作用不明顯。食鹽水添加量為10%～20%時，剪切力降低率隨添加量增加而緩慢增加；食鹽質量分數為2.0%～3.0%時，剪切力降低率隨食鹽質量分數增加而逐漸增加，而質量分數在3.0%以后出現緩慢的下降趨勢。

NaCl 溶液添加量及質量分數、滾揉時間對淘汰蛋雞雞腿肉保水率的影響見圖8。

圖8 NaCl 溶液添加量及質量分數、滾揉時間對淘汰蛋雞雞腿肉保水率的影響

由圖7（b）可知，伴隨著食鹽水的注入量及滾揉時間增長，剪切力降低率會隨之增長，并且有著較好的效果。由圖7（b）可知，兩者之間的交互影響不明顯。由圖7（c）可知，伴隨著食鹽水質量分數、滾揉時間互相進行作用，對剪切力降低率有著極為明顯的變化（p＜0.01）。在質量分數到達2.5%時，伴隨著滾揉時間的增長其剪切力也會增長，而如果把濃度調整為3%時，并且把滾揉時間控制在1.0～1.5 h 內，剪切力降低率將會伴隨著時間的增長而減少，如果把時間控制在1.5～2.0 h，剪切力降低率又會伴隨著時長的增長而增長。

由圖8（a）可知，食鹽水添加量為10%～105%時，保水率隨著食鹽水添加量增加而增加；在其注入量為15%～20%時，保水率伴隨著食鹽水的注入量的增長而降低，效果較為明顯。其質量分數為2%～3%時，保水率伴隨著食用鹽水的濃度增長而增長。在2%～3%時，保水率伴隨著食鹽水質量分數增長而降低，有較為明顯的差別。此外，食鹽水質量分數和其注入量進行相互作用的關系并不顯著。由圖8（b）可知，滾揉時間為1～2 h 時，其保水率會伴隨著時間的增長而延長，有著較為明顯的差別；在其注入量為10%～15%時，保水率伴隨著食鹽水的注入量的增長而延長，在其注入量為15%～20%時，保水率伴隨著食鹽水的注入量的增長而降低。由圖8（c）可知，滾揉時間、食鹽水質量分數及其交互作用對保水率都有顯著的影響。滾揉時間的增加導致保水率的增加，而食鹽水質量分數在不同的滾揉時間有著不同的表現，在滾揉時間為1 h 時，保水率伴隨著食鹽水質量分數增長而降低，在滾揉時間為2 h，保水率在食鹽水質量分數為2%～3%時，會伴隨著食鹽水質量分數的增長而增長，呈正比關系，而在質量分數為3.0%之后，保水率與食鹽水質量分數呈負相關。

3.3 驗證試驗結果

使用軟件進行解析，從而了解對淘汰蛋雞雞腿肉進行滾揉的最佳時長數據：對淘汰蛋雞雞腿肉進行嫩化的最佳方案為氯化鈉添加量20%，氯化鈉質量分數2.66%，滾揉時間2 h，試驗時得到的數據為剪切力降低率47.9%，保水率89.6%。結果顯示，通過響應值優化對雞腿肉進行嫩化的技術是最佳技術的，可以在實踐中使用。

機械滾揉嫩化設計結果及驗證見表5。

表5 機械滾揉嫩化設計結果及驗證

4 討論

使用機械嫩化法對雞腿肉進行加工的原理就是使用絞碎、按摩、滾打等手段來破壞肌纖維，而破壞后就會出現細胞液附著在雞腿肉表面，可以起到嫩化和提升保水率的作用[21]。在對雞腿肉進行真空滾揉前需要先注入適量的腌制液或者是在真空滾揉機內倒入腌制液，真空滾揉機在對雞腿肉進行滾揉時可以更好地對腌制液進行滲入，使其黏著在雞腿肉表面，也可以起到嫩化的作用[22]。使用滾揉技術對雞腿肉進行加工時可以更好地保持其保水率、質感及結構，總體來說是最佳的方法[23]。

較為適宜的滾揉時長才可以起到作用。如果時長不夠，那么會導致雞腿肉肌纖維沒有被完全破壞，食鹽水也沒有被吸收，使得其結構、質感、保水率等都較差，同時出品率也會受到影響。而如果時間太長，那么就會使得其萃取出的可溶性蛋白質過多，肉塊過于軟化，出現滲水現象，較難進行下一步的加工，同時也間接增加了成本。

剪切力降低率越大，剪切力就越小，嫩化的效果最好。經過真空滾揉的雞腿肉剪切力大幅度減小，符合當代加工業和人們的需求。保水率反映的是滾揉腌制液雞腿肉中的保留特性，直接影響了出品率，而腌制液對于滾揉非常重要。因此選用這2 個指標為響應值，可以選出較好的滾揉工藝。

5 結論

（1）在0～4 ℃，真空度-0.08 MPa 環境中，隨著NaCl 溶液添加量由5%增加到25%，剪切力降低水平都有40%以上的降低率，而保水率在5%～20%內明顯增加，而20%以后出現回落現象。這樣進行加工的雞腿肉其嫩化效果更好，成品率也會更高。

（2）在0～4 ℃，真空度-0.08 MPa 環境中，隨著NaCl 溶液質量分數0～2.5%，滾揉加工后的淘汰蛋雞雞腿肉的剪切力會減少，而其保水率卻會提升。這樣雞腿肉的整體質構都會得到優化，同時其鎖水性會變強。

（3）在0～4 ℃，真空度-0.08 MPa 環境下隨著滾揉時間從0 延長到2.5 h，淘汰蛋雞雞腿肉對注入的腌制液進行更好地吸收，其剪切力也會隨之減少。

（4）通過響應面試驗，得出NaCl 溶液添加量（A）、NaCl 溶液質量分數（B）、滾揉時間（C）對剪切力降低水平影響大小順序為C＞B＞A。響應面試驗中，三者對于保水性影響大小順序為B＞C＞A。

（5）通過響應面試驗得出對淘汰蛋雞雞腿肉真空滾揉的最佳工藝參數為NaCl 溶液添加量20%（相對于原料肉質量），NaCl 溶液質量分數2.66%（相對于原料肉質量），滾揉時間2 h。