響應面法優化鴨肉間歇真空滾揉腌制工藝

摘要：目的：文章旨在優化鴨肉間歇真空滾揉腌制工藝，提高鴨肉的腌制速率。方法：以鴨胸肉為原料，以滾揉時間和間歇時間比、腌制時間、真空度為單因素，通過腌制液吸收率、蒸煮損失率篩選出合適的單因素范圍后進行響應面優化試驗。結果：最佳間歇真空滾揉腌制工藝參數為滾揉時間和間歇時間比4∶6（每10 min為一個循環）、腌制時間50 min、真空度0.04 MPa，此時鴨肉腌制液的吸收率為（33.61±0.16）%，蒸煮損失率為（27.28±0.25）%，與響應面預測的數據接近。該研究可為間歇真空滾揉腌制鴨肉制品的工業化生產提供一定的理論依據。

關鍵詞：間歇真空滾揉；鴨肉；腌制；響應面分析；工藝優化

中圖分類號：TS201.1""""" 文獻標志碼：A"""" 文章編號：1000-9973（2024）12-0132-05

Optimization of Intermittent Vacuum Tumbling Marination Process for

Duck Meat by Response Surface Method

TIAN Meng-yao， XIAO Yao， WU Yue， LOU Ai-hua*

（School of Food Science and Technology， Hunan Agricultural University， Changsha 410128， China）

Abstract： Objective： This study aims to optimize the intermittent vacuum tumbling marination process for duck meat and improve the marination rate of duck meat. Methods： With duck breast as the raw material， the ratio of tumbling time to intermittent time， marination time and vacuum degree as the single factors， a suitable range of single factors is screened through the absorption rate of marination solution and cooking loss rate， and response surface optimization test is conducted. Conclusion： The optimal parameters for the intermittent vacuum tumbling marination process are as follows： the ratio of tumbling time to intermittent time is 4∶6 （with every 10 min as a cycle）， the marination time is 50 min， and the vacuum degree is 0.04 MPa. At this time， the absorption rate of duck meat marination solution is （33.61±0.16）%， and the cooking loss rate is （27.28±0.25）%， which are close to the data predicted by response surface method. This study can provide a certain theoretical basis for the industrial production of intermittent vacuum tumbling marinated duck meat products.

Key words： intermittent vacuum tumbling; duck meat; marination; response surface analysis; process optimization

收稿日期：2024-06-05

基金項目：湖南省家禽產業技術體系科研專項（HARS-06）

作者簡介：田夢瑤（2000—），女，碩士研究生，研究方向：動物源食品貯藏與加工。

*通信作者：婁愛華（1976—），女，副教授，博士，研究方向：動物源食品貯藏與加工。

2023年鴨肉在我國的人均消費量為5.7 kg/人，總消費量占禽肉消費量的1/3。在全球范圍內的消費量也呈現逐漸增加的趨勢［1］。我國肉鴨加工行業正處于向深加工、精加工邁進階段，主要深加工制品為即食產品［2］，然而鴨肉制品存在共性問題，即入口后鴨腥味比較持久［3］，在加工前對其進行腌制處理是去除鴨腥味的方法之一，傳統濕腌法存在時間長、營養物質流失、腌制液吸收率低等問題［4-5］，真空滾揉利用負壓和滾揉的機械作用使腌制液均勻滲透，減少腌制時間，改善肉制品的風味和質構，提高肉制品的保水性和嫩度［6-9］，是我國目前最常用的腌制加工手段之一。

真空滾揉按照滾揉方式的不同可以分為間歇滾揉和連續滾揉，各有長處，基于孫建清等［10］的研究，間歇滾揉后的西式火腿的感官品質和系水力更勝于連續滾揉。但Gao等［11］以豬排為原料時，認為連續滾揉比間歇滾揉能更好地提高豬排的腌制速率、風味和感官。由此可見，針對不同產品均有各自適合的滾揉腌制方式，由于本試驗選用的鴨肉肉塊較小、肌原纖維組織較細，所以選擇間歇真空滾揉的方式。目前，國內很多研究都采用間歇真空滾揉的方式探究滾揉里程、轉速和液肉比等因素對肉制品的影響［12-14］，但間歇真空滾揉中滾揉時間和間歇時間的比例對肉制品的影響還鮮有報道。因此，本試驗通過研究間歇真空滾揉中滾揉時間和間歇時間的比例、腌制時間和真空度以及三者的交互作用對鴨肉腌制液吸收率和蒸煮損失率的影響，并通過響應面法對間歇真空滾揉工藝進行優化，為后續鴨肉工業化生產提供一定的技術參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鴨胸肉：湖南省懷化市明友公司;食鹽：長沙市東之源超市。

GR-20真空滾揉腌制機 諸城市華剛機械有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 材料準備

將鴨胸肉切成5 cm×5 cm×2 cm的肉塊，置于-18 ℃凍庫中貯藏，滾揉前12 h左右將其放入4 ℃冰箱中解凍，取出，擦凈水分備用，腌制液為4%的食鹽水，固定滾揉環境，均在4 ℃的冷庫中進行，鹽水腌制液與鴨肉的比例為55%，滾揉機的轉速為11 r/min。

1.2.2 腌制液吸收率測定

參考張東等［15］的方法，在滾揉前對鴨肉塊提前標記、稱重（m1），滾揉結束后，將標記的肉塊取出置于瀝水網架上5 min，擦凈肉樣表面的水分后稱重（m2），腌制液吸收率計算公式如下：

腌制液吸收率（%）=m2-m1m1×100%。

1.2.3 蒸煮損失率

參考陳星等［16］的方法，將滾揉后的鴨肉塊表面擦凈、稱重（m3）置于蒸煮袋中，設置水浴鍋為80 ℃，將蒸煮袋完全浸入，當鴨肉塊的中心溫度逐漸加熱至70 ℃時取出，使用流動的水將蒸煮袋冷卻至20 ℃，將肉塊表面水分擦凈后再次稱重（m4），蒸煮損失率計算公式如下：

蒸煮損失率（%）=m3-m4m3×100%。

1.2.4 單因素試驗設計

研究不同的滾揉時間和間歇時間比（1∶9、3∶7、5∶5、7∶3、9∶1，每10 min為一個循環）、腌制時間（20，40，60，80，100 min）與真空度（0.02，0.03，0.04，0.05，0.06 MPa）對鴨肉腌制液吸收率和蒸煮損失率的影響。研究某一個因素對結果產生的影響時，需設置其他兩個因素的值不變，3個因素的固定值分別為滾揉時間和間歇時間比5∶5、腌制時間60 min、真空度0.04 MPa。每組試驗重復3次。

1.2.5 響應面試驗設計

由單因素試驗篩選出滾揉間歇時間比、腌制時間和真空度的適宜范圍，根據Box-Behnken試驗設計原理，以腌制液吸收率和蒸煮損失率為響應值進行試驗，優化鴨肉間歇真空滾揉腌制工藝。響應面試驗設計因素水平見表1。

1.2.6 數據處理

使用SPSS 26.0進行數據分析，采用Design-Expert 13進行響應面設計與分析，利用Origin 2021繪制圖形。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 滾揉時間和間歇時間比對鴨肉腌制液吸收率和蒸煮損失率的影響

腌制液吸收率能直接反映腌制效果的高低，腌制液吸收率越高，表明腌制效果越好［17］；蒸煮損失率與肉的持水力有關，蒸煮損失越少，表明肉的持水力越高［18］。

由圖1可知，隨著滾揉時間和間歇時間比的增大，腌制液吸收率在1∶9～7∶3內顯著增加（P＜0.05），在7∶3～9∶1內顯著降低（P＜0.05），在5∶5和9∶1時差異不顯著（P＞0.05）。蒸煮損失率先減小后增大，在1∶9～3∶7和5∶5～9∶1內差異顯著（P＜0.05），在3∶7時蒸煮損失率最小，為26.34%。可以看出，適當的滾揉時間和間歇時間比可以提高鴨肉腌制液吸收率和持水力，這可能是因為滾揉后肌原纖維蛋白降解，產生黏性物質，形成空間網絡結構，固定自由水分子［19］。同時，滾揉過程中的機械作用也使鹽溶性蛋白加速向表面移動，因此提升了鴨肉的持水力。然而，若滾揉時間和間歇時間比過大，可能使鴨肉在加工過程中被過度滾揉，導致肌原纖維的結構遭到嚴重破壞，持水力下降，反而使腌制液吸收率降低，蒸煮損失率上升。因此，選擇滾揉時間∶間歇時間為3∶7～5∶5。

2.1.2 "腌制時間對鴨肉腌制液吸收率和蒸煮損失率的影響

由圖2可知，在20～80 min內腌制液吸收率顯著增加（P＜0.05），在80 min和100 min時差異不顯著（P＞0.05），蒸煮損失率呈現先減小后增大的趨勢，在40 min時最小，為26.94%，這是由于隨著腌制時間的延長，鴨肉的肌原纖維間隙因為滾揉作用而逐漸增大，使得鴨肉總重增加，但隨著腌制的進行，鴨肉內外壓差逐漸減小以致總重不會持續增加。蒸煮損失率在20～40 min內下降，可能是因為滾揉作用使得鹽溶性蛋白釋放到鴨肉表面，進而提高鴨肉的保水效果［20］，與李宗豪［21］、湯春輝等［22］的研究不同，腌制時間在40 min時蒸煮損失率達到最低，可能是因為滾揉機器較大，鴨肉填充數量過少，導致鴨肉受到較重的翻滾力和摩擦力，而時間稍長會造成肉塊表面撕裂軟爛，蛋白質的系水能力變差，蒸煮損失率升高。綜合以上分析，選擇腌制時間為40～60 min較理想。

2.1.3 真空度對鴨肉腌制液吸收率和蒸煮損失率的影響

由圖3可知，在0.02～0.06 MPa內腌制液吸收率呈現先顯著升高后降低的趨勢（P＜0.05），蒸煮損失率在0.02～0.06 MPa內呈現先顯著下降后上升的趨勢（P＜0.05），真空度為0.04 MPa時腌制液吸收率最高，為35.85%，蒸煮損失率最低，為27.41%。造成此現象的原因可能是真空度的變化使鴨肉表面內外壓差較大，促使腌制液擴散到內部，但超出適宜的真空度時會造成肌原纖維結構被大量破壞［23］，鴨肉腌制液析出，蛋白的持水性減弱，從而導致腌制液吸收率下降，蒸煮損失率上升。楊書捷等［24］的研究也表明調理牛肉滾揉的蒸煮損失率并不是隨著真空度的增加而逐漸減小。因此，真空度選擇0.03～0.05 MPa。

2.2 響應面試驗結果

2.2.1 建立回歸方程和方差分析

由Design-Expert 13得到腌制液吸收率（Y1）和蒸煮損失率（Y2）的回歸方程：

Y1=32.74+3.08A+1.68B+1.12C+0.633AB+1.68AC-0.448BC-2.87A2－0.717B2－1.81C2；

Y2=26.83+0.558A+0.33B+0.643C+0.295AB+0.29AC+0.565BC+0.363A2+0.203B2+0.768C2。

由表3可知，以腌制液吸收率為響應值的回歸模型的P值遠小于0.01，極顯著，失擬項的P值=0.101 9＞0.05，表明失擬項不顯著，模型決定系數R2=0.980 8，校正決定系數RAdj2=0.956 0，表明響應值發生變化的98.08%能用該模型詮釋，95.60%的響應值變化來源于所選因素的影響。該回歸模型的擬合程度較好，能夠合理地分析鴨肉間歇真空滾揉腌制工藝優化試驗。經分析得出因素A、B、C、AC、A2、C2對腌制液吸收率的影響均極顯著（P＜0.01），因素AB、BC、B2的影響不顯著（P＞0.05）。各因素對其影響的主次順序為滾揉時間∶間歇時間gt;腌制時間gt;真空度。

由表4可知，蒸煮損失率的模型也具有良好的擬合度。

2.2.2 響應面結果分析

對17組試驗結果進行回歸擬合分析，響應曲面圖見圖4和圖5。響應面圖形越陡峭，表示因素對響應值的影響越大；等高線呈橢圓形表示兩個因素間交互作用顯著，等高線呈圓形表示兩個因素間交互作用不顯著［25］。

各因素交互作用對鴨肉腌制液吸收率的影響見圖4。各因素交互作用對蒸煮損失率的影響見圖5。

由圖4可知，從響應面坡度來看，AC的響應面坡度最大，交互作用最強，其次是AB的交互作用，BC的響應面坡度平緩，說明BC交互作用的影響最小，這與表3中方差分析結果相符：F（AC）＞F（AB）＞F（BC），只有滾揉時間和間歇時間比與真空度的交互作用對腌制液吸收率的影響顯著。

由圖5可知，各因素均有不同程度的交互作用，相比于AB和AC的響應曲面圖，BC的響應曲面坡度更加陡峭，說明腌制時間與真空度的交互作用對鴨肉蒸煮損失率的影響更大，這與表4中方差分析結果相符：F（BC）＞F（AB）＞F（AC），只有BC交互項對鴨肉蒸煮損失率的影響顯著。

2.2.3 工藝優化結果

結合以上兩種模型預測得到的最佳工藝參數為滾揉時間和間歇時間比4.11∶5.89、腌制時間53.58 min、真空度0.037 9 MPa，此時鴨肉腌制液吸收率為33.20%，蒸煮損失率為26.96%。兼顧實際加工的可行性，將其調整為滾揉時間和間歇時間比4∶6（每10 min為一個循環）、腌制時間50 min、真空度0.04 MPa，3次重復驗證得到鴨肉腌制液吸收率為（33.61±0.16）%，蒸煮損失率為（27.28±0.25）%，驗證結果與響應面預測值相差不大，表明此模型能較好地用于鴨肉間歇真空滾揉工藝的優化。

3 結論

通過單因素試驗得到合適的腌制工藝參數范圍，滾揉時間和間歇時間比為3∶7～5∶5，腌制時間為40～60 min，真空度為0.03～0.05 MPa，在此基礎上進行響應面試驗優化間歇真空滾揉腌制工藝，兩兩因素交互作用結果表明，滾揉時間和間歇時間比與真空度的交互作用對鴨肉腌制液吸收率的影響顯著，腌制時間與真空度的交互作用對鴨肉蒸煮損失率的影響顯著。得到較優的工藝參數：滾揉時間和間歇時間比為4∶6（每10 min為一個循環），腌制時間為50 min，真空度為0.04 MPa，實際值和響應面預測值相差不大。但本文也存在一些不足，間歇真空滾揉腌制工藝中溫度、轉速和料液比等條件對鴨肉的影響和品質變化等還需進一步探究。

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