佛跳墙高汤加工工艺优化及其品质鉴定

戴志平，林向阳,*，欧如蓉，刘 凯，郑其真，贺江航

（1.福州大学生物科学与工程学院，福建 福州 350116；2.福建佰翔天厨食品有限公司，福建 福州 350200）

佛跳墙高汤加工工艺优化及其品质鉴定

戴志平1，林向阳1,*，欧如蓉2，刘 凯2，郑其真2，贺江航2

（1.福州大学生物科学与工程学院，福建 福州 350116；2.福建佰翔天厨食品有限公司，福建 福州 350200）

为实现佛跳墙高汤的工业化生产，在保留传统熬汤工艺选料的同时，采用高温高压短时加工方式取代传统常压长时间熬制的加工方式。分别研究不同的加热时间、加热温度与料液比对汤汁感官的影响，探讨汤汁制作过程中，I+G（5’-肌苷酸二钠+5’-鸟苷酸二钠）、游离氨基酸、可溶性蛋白、羟脯氨酸及总糖含量等理化指标的变化情况，初步探索佛跳墙高汤的品质形成过程。以感官得分为实验指标，在单因素试验基础上，根据Box-Behnken试验设计原理，采用响应面法优化汤汁制作工艺，结果表明：最优条件为加热时间1.93 h、加热温度119.13 ℃、料液比2.41∶1（g/g），响应值即感官得分为86.36。经验证实验得到感官得分为86.62，表明理论与实际基本相符。结合汤汁制作过程的理化研究，当汤汁中各理化指标含量分别在一定的范围时，汤汁具有较好的感官品质。

佛跳墙；汤汁；工艺；感官；理化

佛跳墙原名福寿全，拥有100多年历史，相传时有文人秀才品尝后吟赞：“坛启荤香飘四邻，佛闻弃禅跳墙来”，遂更名为佛跳墙。佛跳墙配料和烹饪技艺[1]十分复杂，仅汤汁部分就需要鸭肉、鸡肉、猪蹄、黄酒等多种原料，熬制时讲究原料处理、装罐顺序、煨器选择、火候及时间控制。

汤在人们饮食文化中占据着重要地位，在我国甚至存在“宁可食无肉，不可食无汤”以及“无汤不成席”的说法。在国内，已有研究[2-3]对高汤工业化生产中的选料和工艺进行了研究，吕广英等[4]对比了高压和常压两种加工方式对鱼骨汤的影响，陈文华等[5]对骨头汤的加工设备进行了研究，为高汤的工业化生产提供一定的理论依据。高汤粉[6]是一种常见的高汤加工方式，已广泛应用于餐饮行业；以日本为主的外国学者则主要集中于高汤的成分、提取原料及应用的研究[7]。

汤汁是佛跳墙最重要的部分，对其加工工艺进行研究，将有利于探索佛跳墙产品工业化的可能性，不仅对食品工业现代化具有重要的推动作用，还具有十分显著的经济和社会效益。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

猪筒骨、鸭肉、冻猪蹄、生姜、蒜头 福州大学城永辉超市；鸡肉、鲜猪皮 福州台江农贸市场；鸡鲜粉联合利华（中国）有限公司；三年陈黄酒 浙江古越龙山绍兴酒股份有限公司；冰糖 太古糖业（中国）有限公司。

浓硫酸、异丙醇、氯化钠、甲醛等（均为分析纯）西陇化工股份有限公司。

1.2 仪器与设备

YXQ-LS-75II立式压力蒸汽灭菌器 上海博迅实业有限公司医疗设备厂；UV-1100紫外-可见分光光度计上海美谱达仪器有限公司；ZD-2自动电位滴定仪 上海仪电科学仪器股份有限公司；DEG-9123A电热恒温鼓风干燥箱 上海精宏实验设备有限公司；KQ-300VDE三频数控超声波清洗器 昆山市超声仪器有限公司；BS110S电子天平 赛多利斯科学仪器（北京）有限公司。

1.3 方法

1.3.1 汤汁的制备

1.3.1.1 原料的预处理

将猪蹄、鲜猪皮、猪筒骨、鸡肉、鸭肉用自来水分两次洗净，除去原料上的杂质及血水，再用刚煮沸的自来水分两次热烫除去浮污，每次热烫30 s，生姜和蒜头分别去皮、洗净、打碎，至此获得可熬煮的干净原料。

1.3.1.2 汤汁的传统熬制

将1.3.1.1节获得的原料按照质量百分比鸭肉、鸡肉、猪皮、筒骨、猪蹄、黄酒、姜、蒜分别为9.35%、9.35%、14.02%、14.02%、23.36%、28.04%、0.93%、0.93%，放入陶瓷坛子中，以3∶1（g/g）的料液比加入自来水后加盖，置于武火上煮沸，而后以保持锅中汤汁不沸腾的文火进行不同时长（＞18 h）的熬煮。熬制结束后，分别通过6 层纱布过滤，弃去固形物获得相应的汤汁，对其进行理化检测。

1.3.1.3 汤汁的高温高压熬制

同1.3.1.2节备好熬汤原料，放入汤锅中，按相应料液比加入自来水，将汤锅加盖后封上纱布，整体放置于灭菌锅中，按相应的加工条件进行高温高压熬制。熬制结束后同1.3.1.2节的后续处理。

1.3.2 单因素试验

1.3.2.1 加热时间对汤汁理化和感官的影响

按照1.3.1.3节的方法进行汤汁熬制。其中料液比为3∶1，灭菌锅工作温度为120 ℃，时间分别设定为1、2、3、4、5 h，各加工条件做3 份平行，分别对相应的汤汁进行理化检测和感官评定。

1.3.2.2 加热温度对汤汁理化和感官的影响

按照1.3.1.3节的方法进行汤汁熬制。其中料液比为3∶1，灭菌锅工作时间为2 h，温度分别设定为110、115、120、125、130 ℃，各条件做3 份平行，分别对相应的汤汁进行理化检测和感官评定。

1.3.2.3 料液比对汤汁理化和感官的影响

按照1.3.1.3节的方法进行汤汁熬制。其中灭菌锅工作时间为2 h，工作温度为120 ℃，通过改变加水量，使料液比分别为3∶1、2.5∶1、2∶1、1.5∶1、1∶1，各条件做3 份平行，分别对相应的汤汁进行理化检测和感官评定。

1.3.3 响应面试验

采用响应面分析法优化汤汁熬制的加工工艺，在单因素试验基础上，根据Box-Behnken试验设计原理，以加热时间、加热温度、料液比为自变量，分别以A、B、C表示，并以1、0、-1分别代表自变量的高、中、低水平，以感官得分为响应值，进行响应面分析，试验因素及因素水平安排见表1。

表1 响应面试验设计因素与水平表Table 1 Independent variables and levels used in response surface analysis

1.3.4 汤汁的理化检测和感官评定

用于分析加工过程中加热时间、加热温度和料液比对汤汁理化指标影响的样品，分别采用表2中的条件进行加工获得。所制得的汤汁按相应的方法[8-12]分别进行I+G（5’-肌苷酸二钠+5’-鸟苷酸二钠）、游离氨基酸、总糖、羟脯氨酸及可溶性蛋白含量等理化指标的检测。按一定配方对汤汁调味后，用一次性透明塑料杯盛取40 g/人的汤汁，由传统佛跳墙生产企业的生产部、研发部和销售部人员以及实验室研究人员组成固定的10 人感官评价小组对其进行感官评定，获得其感官得分，评定标准根据传统工艺熬制20 h所获汤汁的感官而制定，具体见表3。

表2 汤汁理化研究加工条件设计表Table 2 Boiling conditions at different levels affecting chemical components of Fo Tiao Qiang soup

表3 汤汁感官评分标准Table 3 Standards for sensory evaluation of soups

1.4 数据分析

响应面试验结果利用Design-Expert 8.0软件进行分析，建立回归方程并作等高线和三维曲面图。利用该图可以对任意两种因素的交互效应进行分析和评价，得出最优加工工艺组合。其他实验结果均用Excel软件进行处理。

2 结果与分析

2.1 佛跳墙高汤的品质形成探讨

汤的制作过程实质上是原料中呈味物质通过水介质，经过适当的浸渍和加热，长时间熬制后，原料与汤汁之间通过相互渗透达到平衡[13]。佛跳墙的原料中含有丰富的蛋白质、多糖、胶原蛋白等大分子物质，溶解性较差，呈味功能较弱，需水解成小分子物质方可发挥呈味作用[14-16]，长时熬制过程中，这些物质的物质交换伴随着热交换而发生，溶解和渗透进入佛跳墙汤汁中，在之后的持续受热过程中相互作用，形成汤汁特有的风味和营养特性。

采用1.3.1.2节的方法，即佛跳墙汤汁的传统制法，分别进行不同时长的熬制，根据1.3.4节的方法进行汤汁理化检测，得到不同熬制时长各汤汁的理化指标变化，具体见图1a～e；采用高温高压法，根据1.3.1.3节及1.3.4节进行汤汁的熬制和理化检测，结果见图1a’～e’。

图1 加热过程中汤汁理化指标的变化Fig.1 Effects of boiling conditions chemical components of Fo Tiao Qiang soup

图1中I+G、游离氨基酸及总糖含量在汤汁熬制过程中并不是从0开始变化，这是因为未经热加工处理的汤汁中，含有大量的黄酒，此外肉类原料经热烫后，表面可能会有少量的物质发生溶解。

图1a可看出，传统制法中，汤汁中的I+G含量随着时间的延长而逐渐升高，13.5 h后增速变缓，18 h后趋于平稳。原料肌肉细胞中的DNA和RNA在热作用下会水解成相应的核苷酸，使其含量升高，核苷酸是汤汁中重要的鲜味物质[17]，与谷氨酸具有协同增效的作用[18]。

图1b和图1e可看出，熬汤过程中，汤汁游离氨基酸和可溶性蛋白含量表现出先升高后下降的趋势。受热过程中蛋白质大量水解，氨基酸来源增多，而生成的游离氨基酸因后期参与美拉德反应或因过长时间的熬煮而分解，故表现出先明显增加后缓慢减少的趋势，因此10～12 h之后，可能是汤汁中美拉德反应的关键时期，另有研究表明许多蛋白质的水解产物是汤汁中重要呈味物质[19]。

图1c可看出，汤汁中总糖含量随着熬煮时间的延长略微上升后缓慢下降，动物肌肉细胞中多糖在加热过程中会水解成单糖、双糖和低聚糖，这些小分子糖类均有一定程度的甜味，可赋予汤汁柔和的甜味以及增加汤汁滋味的醇厚度[20]。9 h之后，总糖含量开始呈现明显下降，这可能是因为在高温条件下，糖特别是还原糖开始与溶液中氨基酸发生美拉德反应产生吡嗪、吡啶、呋喃和噻吩等一系列风味物质[21]，或者自身发生焦糖化反应[22]。

图1d可看出，汤汁中羟脯氨酸含量随着熬制时间的延长不断升高，在11 h后趋于平缓，这是因为熬汤原料中的猪皮、猪蹄等含丰富的胶原蛋白，在高温长时间作用下，大量溶于汤汁中[3]，赋予了佛跳墙汤汁黏稠、细腻的口感。

由图1a’～e’可看出，采用高温高压制作工艺，汤汁中各理化指标的变化与采用传统加工工艺制作时，具有类似的变化，且变化范围也相近。具体表现为除总糖以外，I+G、游离氨基酸、可溶性蛋白和羟脯氨酸含量均随着时间的延长和温度的升高而增加，均表现为先急剧增加，而后趋于平稳。但由图1a’可以看出I+G含量随着加热温度的升高，其值一直增大，并未出现明显变缓，表明I+G受加热温度的影响很大。总糖含量则随着加热时间的延长和加热温度的升高而呈现总体下降的趋势，这可能是因为高温高压条件对促进美拉德反应和焦糖化反应进行的作用比促进糖类物质溶出的作用强，使得溶出的糖类因参与反应而下降。由此可知，高温较长时间的熬制，是汤汁品质形成的必要条件。

图1a’、e’表明，对促进汤汁中I+G和可溶性蛋白含量的增加作用，提高温度比延长加热时间更明显，而由图1b’、d’可知，对促进汤汁中游离氨基酸和羟脯氨酸含量的增加作用，延长加热时间比提高加热温度更明显。因为不同物质赋予汤汁的感官品质具有其相应的特性，为此可通过对加热温度或加热时间进行针对性的改变，从而有方向性地实现汤汁感官品质的改善。

除了加热时间和加热温度对风味物质的溶出或反应具有重要影响之外，熬汤过程中，水作为溶剂和反应物也发挥了重要作用。由图1可知，随着料液比的减小，即加水量的提高，汤汁中I+G、总糖和可溶性蛋白含量出现小幅上升后，随即开始下降，而游离氨基酸和羟脯氨酸含量均呈下降趋势。这是因为适量的水有利于反应的进行，过多的水一方面稀释了汤汁中反应物质量浓度，不利于风味物质生成时所需反应的进行，一方面稀释了已产生的风味物质，这可能会造成某些呈味物质低于其阈值。然而加水量的增加并不一定造成感官品质的下降，当汤汁经过高温高压过长时间的处理，其中有利的风味物质可能发生分解变质，一些不良的风味副产物也会大量生成，此时，足量的水有利于缓和不良风味的体现，同时也能减小良好风味物质因浓度过高而引起的负面效应。

2.2 佛跳墙高汤制作工艺优化

2.2.1 单因素试验

2.2.1.1 加热时间对汤汁感官的影响

图2 不同加热时间条件下汤汁的感官得分Fig.2 Effect of boiling time on sensory score of Fo Tiao Qiang soup

由图2可知，当加热温度和料液比分别固定在120 ℃和3∶1时，佛跳墙汤汁的感官得分随着加热时间的增加呈现先增后减的趋势。具体为1～2 h之间，感官得分随加热时间的延长而升高，2 h过后，随着加热时间的继续延长，感官得分开始下降，且下降速度越来越快。这可能是因为，较短时间1～2 h的受热过程，原料中的有效物质先大量溶出（图1），随即发生糖类、蛋白质和脂肪酸等的分解，而在高温液态环境，以美拉德反应、焦糖化反应等为主的反应开始发生，产生积极的风味物质[23]。而随着加热时间的进一步延长，一方面这些反应所带来的副产物增多，例如IMP（5’-肌苷酸二钠）长时间受热而水解产生具有明显苦味的次黄嘌呤[24]，另一方面良好的风味物质过量积累或分解，汤汁颜色加深[25]，开始变黑、变苦，并且不良气味也开始加重，感官品质下降，得分低。因此，2 h的加热时间较为合适。

2.2.1.2 加热温度对汤汁感官的影响

图3 不同加热温度条件下汤汁的感官得分Fig.3 Effect of boiling temperature on sensory score of Fo Tiao Qiang soup

由图3可知，当加热时间和料液比分别固定在2 h和3∶1时，佛跳墙汤汁的感官得分与加热温度的关系同加热时间的关系类似。具体为110～120 ℃，感官得分随加热温度的提高而升高，120 ℃之后，随着加热温度的继续提高，感官得分开始下降，且下降速度越来越快。这可能是因为美拉德反应在常压烹调中即可较慢地发生，通过加压适当提高受热温度，可以加快该反应以及糖类焦糖化的进行，有利于汤汁感官品质的提高。然而过高的温度（＞120 ℃）可能使得汤汁中大量的蛋白质变性，带有苦味的小分子肽（相对分子质量＜6 000）或疏水能力大的氨基酸增多，同时美拉德反应不良副产物增加，以及肉类脂肪在高温下发生氧化产生的不良风味物质[19]，都使汤汁的感官品质出现下降。因此，汤汁的加热温度不宜超过120 ℃。

2.2.1.3 料液比对汤汁感官的影响

图4 不同料液比条件下汤汁的感官得分Fig.4 Effect of material-to-water ratio on sensory score of Fo Tiao Qiang soup

由图4可知，当加热时间和加热温度分别固定在2 h和120 ℃时，佛跳墙汤汁的感官得分随着料液比的减小先升高后下降。具体为料液比大于2.5∶1时，感官得分随料液比的下降而升高，料液比小于2.5∶1之后，随着料液比的继续下降，感官得分开始下降，且下降速度越来越快。这可能是因为，传统熬汤工艺要求汤汁在文火下保持不沸腾的状态，而采用高温高压加工方式，熬制过程中，汤料翻滚剧烈。因此当料液比较高时，加水量较低，虽然对原料有效物质的溶出影响不是最主要的，但容易使得熬制后期汤汁中风味物质质量浓度较高，远高于其阈值，对感官产生负面的作用，也可能容易进一步发生反应产生不良的副产物。适当降低料液比，提高加水量，有利于减小以上的负作用。然而料液比进一步下降，加水量过度提高，将大大稀释汤汁中反应物质量浓度，不利于风味物质生成时所需反应的进行，此外，可能会使已产生的风味物质浓度下降而低于其阈值。因此，料液比不宜低于2.5∶1。

2.2.2 响应面试验

2.2.2.1 响应面试验设计与结果

表4 响应面分析方案及试验结果Table 4 Program and experimental results for response surface analysis

取17 个试验点，其中12 个析因点和5 个零点，其中析因点为自变量，取值在 A、B、C 所构成的三维顶点上；零点为区域的中心点，零点重复5 次，以估计试验误差。试验设计及结果见表4。

2.2.2.2 模型的建立与分析

根据表4试验数据，用Design-Expert 8.0软件进行多元回归拟合，得到回归方程：Y=86.08-0.41A-1.47B-1.56C+1.72AB+1.65AC+2.18BC-7.44A2-5.67B2-5.74C2。对模型进行方差分析，其结果见表5。

表5 方差分析表Table 5 Variance analysis

由表5可知，模型对试验的拟合良好，模型的P＜0.01，表明该试验模型极显著。失拟项P=0.325 4＞0.05，说明方程对试验的拟合度好，该方法可靠。另外，因素B和C对感官影响极显著，因素A的效果不显著；因素A2、B2、C2对感官的曲面效应都是极显著；因素AB、AC和BC对感官的交互效应极显著。

2.2.2.3 响应面分析与优化

通过多元回归方程分析可知3 个因素及其交互作用对感官的影响情况。用响应面和等高线图可以直观的反映该影响。

图5 5 Y=f（A，B）的等高线和响应面Fig.5 Contour and response surface plots of Y = f (A, B)

从图5可以看出，加热时间和加热温度对佛跳墙汤汁感官得分影响较大（P＜0.01）。当加热时间和加热温度过小或者过大的时候，汤汁感官较差，得分低。适中的加热时间和加热温度时，响应面出现最高点，此时汤汁的感官得分最高，具有最佳的感官品质。

图6 6 Y=f（A，C）的等高线和响应面Fig.6 Contour and response surface plots of Y = f (A, C)

图6结果和图5中因素A和因素B对汤汁感官得分的交互作用类似（P＜0.01）。过小或者过大的的加热时间和料液比，使得汤汁综合感官较差，得分低。加热时间和料液比均在中间值附近时，响应面出现最高点，说明此时汤汁的综合感官最好，得分最高。

由图7可知，料液比与加热温度对佛跳墙汤汁感官得分的交互影响较大（P＜0.01）。当加热温度和料液比同时处在两端值的时候，汤汁感官较差，得分不高。加热时间和料液比位于中间值附近，响应面出现最高点，此时汤汁的综合感官最好，得分最高。

图7 7 Y=f（B，C）的等高线和响应面Fig.7 Contour and response surface plots of Y = f (B, C)

综上所述，可以看出加热时间、加热温度、料液比取值在中心点附近时，响应面具有最高点，汤汁的综合感官最好。利用Design-Expert软件优化出3 个因素的最佳组合为加热时间1.93 h、加热温度119.13 ℃、料液比2.41∶1，响应值即感官得分为86.36。

2.2.2.4 最佳条件的验证

为检验响应面法的可靠性，采用上述最佳工艺组合做验证实验，试样取3 份平行，每份平行测3 次，得到感官得分平均值为86.62，与预测值基本相符。

3 结 论

采用高温高压短时加工方式制备佛跳墙汤汁，并对其加工过程进行理化研究。以感官得分作为实验指标，单因素试验表明，汤汁加热时间在2 h较为合理，加热温度不宜超过120 ℃，料液比不宜低于2.5∶1。

通过响应面Box-Behnken试验设计得到时间、温度、料液比三者的最优工艺组合为加热时间1.93 h、加热温度119.13 ℃、料液比2.41∶1，采用以上最优工艺组合进行验证实验，所制汤汁具有最佳感官，得分86.62，略高于预测值。

结合汤汁加工过程的理化研究，当汤汁中各理化指标含量分别在一定的范围时，具体为I+G 4.48～5.24 mg/g、游离氨基酸0.37～0.44 g/100 g、总糖1.64～1.87 g/100 g、羟脯氨酸5.15～5.72 g/100 g、可溶性蛋白10.07～12.88 mg/g，汤汁具有较好的感官品质。经验证，采用最优工艺所制得的汤汁，其相应的理化指标均位于上述区间。该研究结果可为多原料混合加工及肉类汤汁加工提供一定的理论参考。

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Processing and Quality of “Fo Tiao Qiang” Soup

DAI Zhi-ping1, LIN Xiang-yang1,*, OU Ru-rong2, LIU Kai2, ZHENG Qi-zhen2, HE Jiang-hang2
(1. College of Biological Science and Technology, Fuzhou University, Fuzhou 350116, China; 2. Fujian Fliport Catering Co. Ltd., Fuzhou 350200, China)

A high-temperature, high-pressure short-time method which facilitates industrial production was used instead of the traditional long-time atmospheric boiling method to make Fo Tiao Qiang soup (Buddha jumps over the wall, a famous Chinese dish) without changing the traditional raw materials. We examined the effects of boiling temperature and time, and material-to-water ratio on the sensory evaluation of Fo Tiao Qiang soup as well as its contents of disodium inosinate (IMP) plus disodium guanylate (GMP), free amino acids, soluble protein hydroxyproline and total sugar. Its quality formation was also explored. On the basis of single-factor experiments, boiling 119.13 ℃ for 1.93 h with a material-to-water ratio of 2.41:1 was found optimal by response surface methodology with Box-Behnken design. The predicted sensory score of Fo Tiao Qiang soup under the optimized conditions was 86.36, close to the experimental value (86.62). The resulting product had good sensory quality.

Fo Tiao Qiang; soup; processing; sensory quanlity; physiochemical parameters

TS201.1；TS201.4

A

1002-6630（2014）18-0006-07

10.7506/spkx1002-6630-201418002

2013-12-09

国家自然科学基金青年科学基金项目（31101224）

戴志平（1989—），男，硕士，研究方向为食品加工与保藏。E-mail：dzping.mmzz@qq.com

*通信作者：林向阳（1969—），男，教授，博士，研究方向为食物资源开发与利用。E-mail：ibfulin@163.com