响应面法优化糟醉鲟鱼湿腌工艺

赵品，林婉玲，郝淑贤*，李来好，杨贤庆

1(中国水产科学研究院 南海水产研究所，国家水产品加工技术研发中心，农业部水产品加工重点实验室，广东 广州，510300)　2(上海海洋大学，上海，201306)



响应面法优化糟醉鲟鱼湿腌工艺

赵品1,2，林婉玲1，郝淑贤1*，李来好1，杨贤庆1

1(中国水产科学研究院 南海水产研究所，国家水产品加工技术研发中心，农业部水产品加工重点实验室，广东 广州，510300)2(上海海洋大学，上海，201306)

摘要采用响应面法优化研究糟醉西伯利亚鲟鱼(A.baerii)的湿腌工艺。通过单因素实验研究食盐添加量、腌制时间和腌制温度对鱼肉品质的影响，根据响应面中心组合实验设计原理，建立感官评定的三元二次回归方程。通过分析等高线图和响应面图得到回归方程的决定性系数为0.974，说明模型能够代替真实实验点对感官评价得分进行预测。响应面结果表明：盐水浓度对鱼肉品质的影响最为显著，腌制温度为10 ℃，腌制时间为10.5 h，盐水质量分数为14%时，糟醉鲟鱼产品品质较佳，感官评分值最高，为90分，与模型预测值基本相符。

关键词鲟鱼；腌制温度；腌制时间；盐水浓度；响应面；感官评价

鲟鱼(Acipenser)是目前世界上现存鱼类中寿命最长、体型最大的鱼类。鲟鱼全身是宝，鱼皮可用于制备明胶；鱼籽蛋白含量高[1]，富含矿物质和不饱和脂肪酸[2]，鲟鱼籽酱为欧洲达官贵族显示身份的象征；鲟鱼通体为软骨，内含的硫酸软骨素具有抗凝、抗癌及降低心肌耗氧量、促进冠状动脉循环、抗凝血和防止血管硬化等作用[3]。目前，国内外对鲟鱼的研究主要集中在鲟鱼的营养价值分析[4]、蛋白粉制备[5-7]和硫酸软骨素的提取[8]等方面。相对而言，鲟鱼肉的加工研究还较少。

酒糟鱼，又称醉鱼，是我国南方地区的传统风味食品，深受消费者的喜爱。酒糟鱼主要经盐腌、干燥、糟制和再干燥等工序加工而成。盐腌是影响产品品质的重要工序之一，目前常用的盐腌方法有干腌法、湿腌法和混合腌制法。高娟[9]等研究了草鱼干腌工艺，得出腌制温度为9.3 ℃，腌制时间6 d，腌制液浓度为11.7%时，所得腊鱼感官评分值与模型预测基本相符；张群飞等[10]研究了糟醉带鱼的湿腌工艺，得出湿腌时，盐水浓度对产品品质的影响最为显著；律佳雪等[11]研究了风味醉鱼生产过程中研制条件的优化，建立了不同腌制条件下产品的感官评价结果与测定指标之间的多元回归模型；MUNASINGHE等[12]研究了不同盐水浓度对鱼肉蛋白提取率的影响。本文以鲟鱼鱼肉为原料，以盐腌时鲟鱼肉中盐含量，鱼肉脱水失重率以及盐卤中可溶性蛋白含量和氨基酸态氮含量为指标，建立感官评定与考察指标之间的数学模型。

1材料与方法

1.1材料

西伯利亚鲟鱼(A.baerii)，杭州千岛湖鲟龙科技股份有限公司；AgNO3、稀HNO3、甲醛、NaOH等均为分析纯；考马斯亮兰，南京建成生物工程研究所；食盐等购于广州市海珠区华润万家超市。

1.2仪器与设备

3-550A高温马弗炉，美国Ney VULCAN；809 Titrando自动电位滴定仪，瑞士Metrohm；电子分析天平；DHG-9145A电热恒温鼓风干燥箱，上海一恒科技有限公司；MIR254低温恒温培养箱，日本SANYO。

1.3实验方法

1.3.1氨基酸态氮

中性甲醛[13]电位滴定法。

1.3.2氯化钠含量的测定

依据SC/T3011—2001[14]方法测定。

1.3.3鱼肉增重率

η=(m-m0)/m0

(1)

式中：m0，鱼块初始质量，g；m，鱼块腌制一定时间后的质量，g；η，鱼肉增重率，%。

1.3.4样品制作方法

将鲟鱼去皮、去内脏、去头后，清洗干净，切成5 cm×4 cm×2 cm的块状，以鱼水比1∶2(g∶mL)放入盛有一定浓度的食盐水的烧杯中，用保鲜膜封口，转移到低温恒温培养箱中腌制。

1.3.5感官评定

将在不同条件下腌制好的鲟鱼鱼块经过干燥和真空糟制工艺制成产品。感官评定小组由10名具有感官评定经验的成员组成，对产品的滋味、色泽、酒香味、口感等4个方面进行评价，评价总分为100分，评定标准见表1。

表1　糟醉鲟鱼感官评定标准

1.3.6数据处理

采用Excel进行数据统计处理。所有样品均做3次平行，测定结果以(均值±标准偏差)表示。采用Design-Expert 8.0.6软件进行响应面分析[15]。

2结果与分析

2.1糟醉鲟鱼湿腌条件的单因素实验

以鱼肉NaCl含量和鱼肉增重率以及盐卤中氨基态氮含量为指标，分别考察盐水浓度、腌制时间和腌制温度对各项测定指标和产品品质的影响。

2.1.1盐水浓度对鱼肉和盐卤成分的影响

将鲟鱼鱼块在腌制时间为10 h、腌制温度为10 ℃的条件下制作成咸鱼肉，考察不同盐水浓度对鱼肉和盐卤成分的影响，结果见图1。

从图1中可以看出，随着盐水浓度的提高，鱼肉中NaCl含量增高，而盐卤中氨基酸态氮的含量和鱼肉增重率下降。鱼肉在腌制时，溶液中的盐逐渐渗入鱼肉中，鱼肉中的水分逐渐渗出，鱼肉盐含量的提高、脱水程度与渗透液的浓度有关[16]。在低盐水浓度下，鱼肉水分渗出的量低于盐分渗入鱼肉的量，总体表现为鱼肉增重，在高盐水浓度下，鱼肉水分渗出的量高于盐分渗入鱼肉的量，总体表现为鱼肉失重[17]。此外，腌制时，鱼肉中的蛋白等营养成分流失[18]，造成盐卤中氨基态氮含量的升高，这与图1中各指标的变化规律相符。为控制鱼肉营养成分的析出，应尽可能的控制盐卤中氨基态氮的含量，同时保持鱼肉中适宜的氯化钠含量和较低的鱼肉增重率。盐水浓度为15%的试验结果与浓度为20%的试验结果很接近，因此，以15%的盐水浓度为宜。

图1　盐水浓度对鲟鱼肉和盐卤成分的影响Fig.1　Effects of concentration of brine on the composition of sturgeon and brine

2.1.2腌制温度对鱼肉和盐卤成分的影响

将鲟鱼肉在盐水质量浓度为15%、腌制时间为10 h的条件下制作成咸鱼肉，考察不同腌制温度对鱼肉和盐卤成分的影响，结果见图2。由图2可知，随着腌制温度的提高，鱼肉中盐分增加，鱼肉增重率增加，盐卤中氨基态氮含量增加。在盐水质量浓度为15%、腌制10 h时，5 ℃和10 ℃的试验结果比较接近，考虑到生产能耗的问题，故腌制温度为10 ℃较适宜。

图2　腌制温度对鲟鱼肉和盐卤成分的影响Fig.2　Effects of curing temperature on the composition of sturgeon and brine

2.1.3腌制时间对鱼肉和盐卤成分的影响

将鲟鱼鱼肉在盐水质量浓度为15%，腌制温度为10 ℃的条件下制作成咸鱼肉，考察不同腌制时间对鱼肉品质和盐卤成分的影响。结果见图3。

图3　腌制时间对鲟鱼肉和盐卤成分的影响Fig.3　Effects of curing time on the composition of sturgeon and brine

由图3可知，腌制时间与鱼肉增重率、盐含量和盐卤中氨基态氮含量呈正相关。腌制超过10 h后，鱼肉增重率和盐卤中氨基态氮含量均增高，不利于产品的品质。而腌制时间过短，鱼肉盐度较低，不利于产品的感官品质，因此，腌制时间为10 h为宜。

由图1～图3可知，盐卤中氨基态氮含量和鱼肉增重率随腌制温度的上升和腌制时间的增长而提高，而与盐水浓度则呈相反趋势。鱼肉NaCl的含量与腌制温度、时间和盐水浓度呈正相关。为制得营养损失小、咸淡适宜的酒糟鲟鱼，腌制条件为10 ℃，10 h，盐水质量浓度15%。

2.2响应面法优化糟醉鲟鱼的湿腌工艺

2.2.1响应面分析因素与水平选择

根据Box-Behnken中心设计原理[19]，结合鲟鱼腌制工艺单因素实验，对糟醉鲟鱼湿腌工艺进一步优化。以腌制温度(A)、腌制时间(B)和盐水浓度(C)3个因素为自变量，以-1、0、1来表示低、高3水平，以产品感官评价值(Y)为响应值，设计3因素3水平实验，见表2。设计15个试验点，其中12个析因点，3个零点实验设计及结果见表3。

表2　试验设计因素和水平

表3　Box-Behnken试验设计及结果

2.2.2感官评定结果与测定指标间数学模型的建立

通过观察单因素实验结果，可以得出各个因素的影响顺序为：C(盐水质量分数)>B(腌制时间)>A(腌制温度)，在有交互作用的存在下，各个因素对酒糟鲟鱼感官评价得分的影响顺序为：BC>AC>AB。

表4　响应面方差分析

注：P值<0.05表明模型或各因素影响显著，以“*”表示；P值<0.01表明模型或因素影响高度显著，以“**”表示；P值<0.001表明模型或因素影响极显著，以“***”表示。

2.2.3响应面交互作用分析与优化

采用Design Expert8.0.6软件对实验数据进行三元二次回归拟合，并绘制响应面三维曲线图，进行可视化分析。结果见图4～图6。响应面等高线图可直观反映各因素交互作用的显著程度[23]，等高线图呈现椭圆形，则表示两因素之间交互作用显著，且椭圆长半轴越长，交互作用越显著。而圆形则表示两因素交互作用不显著[24]。

图4显示了盐水质量分数位于中心水平时，腌制温度和腌制时间交互作用对感官评定结果的影响。从图4可知，腌制温度和腌制时间对感官评价结果的交互作用显著。其中，腌制时间对感官评定结果的影响较大，具体表现为三维响应曲面坡度较陡及等高线较密集；腌制温度对感官评定结果的影响较小，表现为等高线较稀疏及响应曲面坡度较缓。

图5　腌制温度和盐水质量分数对感官评定结果的影响Fig.5　Effects of curing temperature and brine concentration on the sensory evaluation scores

图5显示了腌制时间位于中心水平时，腌制温度和盐水质量浓度交互作用对感官评价结果的影响。由图5可知，腌制温度和盐水质量浓度对感官评价结果的交互作用显著，其中，盐水浓度对感官评价结果的影响较大。图6显示了腌制温度处于中心水平时，腌制时间和盐水浓度交互作用对感官评价结果的影响，由图6可知，腌制时间和盐水浓度对感官评价结果的影响显著，其中，盐水浓度和腌制时间对感官评价结果的影响均较大，且盐水浓度影响最大。

图6　腌制时间和盐水质量分数对感官评定结果的影响Fig.6　Effects of curing time and brine concentration on the sensory evaluation scores

2.2.4最优工艺条件的预测及验证

采用Design Expert8.0.6软件对实验数据进行优化预测分析，得到糟醉鲟鱼湿腌工艺的最佳工艺参数为：腌制温度9.46 ℃、腌制时间10.6 h、盐水质量分数14.03%：，在此条件下预测糟醉鲟鱼的感官评分结果为90.994。考虑到实际试验的可操作性，将工艺参数修正为：腌制温度10 ℃、腌制时间10.5 h、盐水质量分数14%。在此工艺条件下验证模型的预测参数，得到感官评价结果为90，较接近模型预测值，表明响应面法优化得到的湿腌工艺参数可靠。

3结论

鲟鱼鱼肉盐含量与腌制温度、盐水质量分数和腌制时间呈正相关；盐卤中氨基态氮含量及鱼肉增重率与腌制时间和腌制温度呈正相关，与盐水质量分数呈负相关。

运用响应面分析法得到酒糟鲟鱼感官评定结果与腌制工艺条件的二次多项回归方程

Y=90.69-0.37A+1.19B-2.40C-1.53AB-2.31AC-3.75BC-6.64A2-8.05B2-7.30C2

回归方程置信度高、拟合性好，其中各因素对感官评价结果的影响不同，盐水质量分数极显著，腌制时间较显著，腌制温度不显著。

经响应面优化分析，得出最佳湿腌工艺为：腌制温度：10 ℃、腌制时间10.5 h、盐水质量分数14%。在此条件下得到的产品感官评价结果为90分，与模型预测值基本相符。

二次回归方程能较好地反映实际试验值，故可用来分析响应值的变化。

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Optimization of wet-curing conditions of vinasse sturgeon based on response surface methodology

ZHAO Pin1,2，LIN Wan-ling1，HAO Shu-xian1*，LI Lai-hao1，YANG Xian-qing1

1(National Research and Development Center for Aquatic Product Processing, Key Lab. of Aquatic Product Processing, Ministry of Agriculture; South China Sea Fisheries Research Institute,Chinese Academy of Fishery Sciences, Guangzhou 510300,China)2(Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China)

ABSTRACTThe wet-curing process of vinasse sturgeon was studied by response surface method. The effect of different content of the salt, the wet-curing temperature and time on quality of vinasse sturgeon was studied by the mono-factorial experiment. Based on these results and Box-Behnken of response surface method, a ternary quadratic equation for the value of sensory evaluation was built. By analyzing their corresponding contour plots and the response surface plots as well as solving the quadratic equation, the experimental values were shown in good agreement with predicted values, the adjusted determination coefficient was 0.974. Result indicated that the significant external factors affecting the quality of products were the content of the salt. The optimal clarification conditions were: salt 14%, wet-curing temperature 10 ℃, curing time 10.5 h. The value of sensory evaluation was 90.

Key wordssturgeon; curing temperature; curing time; the addition of the salt added; response surface; sensory evaluation

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201606024

基金项目：现代农业(鲟鱼)产业技术体系建设专项资金(CARS-49)；国家科技支撑计划项目(SQ2015BA0801744，2012BAD28B06)

收稿日期：2015-10-14，改回日期：2015-12-10

第一作者：硕士研究生(郝淑贤博士为通讯作者，E-mail：susanhao2001@163.com)。