响应面法优化鱼肉饺皮的制作工艺

周莹，陆炀，卢芸，范文奇，戴阳军

（1.扬州大学旅游烹饪学院，江苏扬州225127；2.常熟理工学院生物与食品工程学院，江苏常熟215500）

水饺是中国的传统面点之一，深受人们的喜爱。目前对于水饺的工艺研究大都聚集在馅心以及水饺的制熟方法上，对饺皮种类的研究较少[1]。鱼糜制品是一种优质、营养、方便的高蛋白食品，具有细嫩味美、耐储藏的特点[2-3]。

近几年来，常悦[4]通过研究发现马铃薯全粉能够增加饺子皮的硬度，降低饺皮的失水率。史建芳[5]通过研究发现淀粉含量增加可以改善水饺皮外观品质，蛋白质含量的增加可以改善水饺皮的韧性、硬度感官评分。Pronyk C 等[6]发现面条弹性随加工时间的增加而增加。Khare A K 等[7]确定了稳定鸡肉面条发展的最佳加工条件。

市面上现有的饺皮，大都是传统的面粉制成，也有少部分加入了一些蔬菜汁制成彩色饺皮[8-9]，但还没有出现加入动物性原料的饺皮，而且随着水产加工业的发展，人们对鱼糜制品的质量要求也越来越高，因此在面粉中加入鱼糜，制成鱼肉饺皮很有市场前景[10]。目前市面上饺皮种类单一，并且随着水产养殖业的发展，水产养殖中小杂鱼、低值鱼类比重上升，常因处理不及时造成极大的浪费。研究开发鱼肉饺皮，既为了增加饺皮种类，同时增加鱼糜类制品种类，提高低值鱼的经济价值，提高经济效益。

1 材料和方法

1.1 材料与试剂

小麦粉、大豆蛋白、谷朊粉、木薯淀粉、素肉粉：扬州农贸市场；鱼糜：清远市广丰食品有限公司；LST 肉汤、BGLB 肉汤：上海强顺化学试剂有限公司；无菌生理盐水、NaOH、HCl：江苏彤晟化学试剂有限公司，以上试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

XZ-500D 真空（充气）包装机：上海祥正机械有限公司；TA.XT plus 食品物性测定仪：上海保圣实业发展有限公司；CL-MT260-6 多功能和面机：川利实业有限公司；KDN-08 蛋白质测定仪：上海雷索电子有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工艺方法

1.3.1.1 工艺流程

称料→混料→和面→压片→制皮→成品包装→冷冻保存→检测

1.3.1.2 操作要点

1）称料：称取250 g 高筋面粉，2%的精盐、0.15%的味特鲜、0.5%的食用碱和3%的木薯淀粉、3%的大豆蛋白、2%的素肉粉和3%的谷朊粉。

2）混料：将称取的原料放置盆中，混合均匀。

3）和面：用和面机快速搅拌 12 min，慢速搅拌3 min，充分形成面筋网络。

4）压片：将和好的面团切成小块状，然后用多功能和面机进行压片，使表面光滑，质地均匀，厚度为2 mm左右。

5）制皮：将压好的面皮放置在桌上，用模具压出饺皮。

6）成品包装：真空袋装，密封。

7）冷冻保存：包装好之后放入冰箱保存。

8）检测：经过一段时间后拿出，进行理化指标以及微生物指标的测定。

1.3.2 单因素试验

1.3.2.1 鱼糜添加量对鱼肉饺皮感官评分的影响

分别称取40%、50%、60%、70%、80%的鱼糜制作饺皮。将饺皮制熟后用感官评分来确定最适宜的鱼糜添加量。

1.3.2.2 冰水添加量对鱼肉饺皮感官评分的影响

在其他因素不变的情况下，分别取5%、10%、15%、20%、25%冰水量制作饺皮。将饺皮制熟后用感官评分来确定适宜的冰水添加量。

1.3.2.3 素肉粉添加量对鱼肉饺皮感官评分的影响

在其他因素不变的情况下，分别取1%、2%、3%、4%、5%素肉粉制作饺皮。将饺皮制熟后用感官评分来确定适宜的素肉粉添加量。

1.3.2.4 谷朊粉添加量的确定

在其他因素不变的情况下，分别取分别取1%、2%、3%、4%、5%谷朊粉制作饺皮。将饺皮制熟后用感官评分来确定适宜的谷朊粉添加量。

1.3.3 工艺优化

根据感官试验以及查阅相关资料最终确定鱼糜、冰水和素肉粉添加量3 个因素作为本次试验主要考察的变量，以弹性和感官评分为考察指标，进行鱼肉饺皮制作工艺响应曲面优化试验[11-12]。试验因素水平设计见表1。

表1 响应面试验因素水平表Table 1 Factors and levels of response surface analysis experiments

1.4 产品质量指标的测定

1.4.1 鱼肉饺皮弹性的测定

运用TA-new PLUS 质构仪，将鱼肉饺皮煮熟后放置在测试平台上，进行弹性测定[13-14]。

1.4.2 感官分析方法

邀请10 名经过训练的人员组成评议小组，根据表2 评分标准进行感官评价，每次品评样品数量控制在5 个，品尝时将水饺皮纵向放入口中，品评时间控制在5 min 以内，评分采用百分制，评分结果取各个评议小组人员的算数平均值，平均值保留小数点后一位。感官评分标准见表2。

表2 感官评分标准Table 2 Sensory scoring standard

续表2 感官评分标准Continue table 2 Sensory scoring standard

1.4.3 鱼肉饺皮水分含量的测定

鱼肉饺皮水分含量的测定参考GB/T 5009.3-2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》。

1.4.4 鱼肉饺皮蛋白质的测定

鱼肉饺皮蛋白质的测定参考GB/T 5009.5-2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》。

1.4.5 微生物检验方法

1.4.5.1 菌落总数

菌落总数的测定参考GB/T 4789.2-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》。

1.4.5.2 大肠菌群

大肠菌群的测定参考GB/T 4789.3-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验大肠菌群计数》。

2 结果与讨论

2.1 单因素试验

2.1.1 鱼糜添加量对鱼肉饺皮感官评分的影响

鱼糜添加量对鱼肉饺皮感官评分的影响如图1。

图1 鱼糜添加量对感官评分的影响Fig.1 Effect of surimi addition on sensory score

由图1 可知，随着鱼糜的加入，鱼肉饺皮的感官评分呈上升趋势，当鱼糜添加量达到60%时，继续添加鱼糜，感官评分呈下降趋势，因此最佳鱼糜添加量在50%～70%之间。

2.1.2 冰水添加量对鱼肉饺皮感官评分的影响

冰水添加量对鱼肉饺皮感官评分的影响如图2。

图2 冰水添加量对感官评分的影响Fig.2 Effect of ice water addition on sensory score

由图2 可知，冰水添加量在14%，感官评分达到最大值，在这之前曲线呈上升趋势，之后呈下降趋势，因此最佳的冰水添加量在12%～16%之间。

2.1.3 素肉粉添加量对鱼肉饺皮感官评分的影响

素肉粉添加量对鱼肉饺皮感官评分的影响如图3。

图3 素肉粉添加量对感官评分的影响Fig.3 Effect of vegetarian meat powder addition on sensory score

由图3 可知，随着素肉粉的加入，鱼肉饺皮的感官评分呈上升趋势，当添加量达到2%时，感官评分开始呈下降趋势，最佳素肉粉添加量在1%～3%之间。

2.1.4 谷朊粉添加量对鱼肉饺皮感官评分的影响

谷朊粉添加量对鱼肉饺皮感官评分的影响如图4。

图4 谷朊粉添加量对感官评分的影响Fig.4 Effect of gluten meal addition on sensory score

由图4 可知，当谷朊粉添加量达到3%左右时，感官评分最高，曲线达到最高点。在这之前曲线缓慢上升，之后缓慢下降，但近似于一条直线，说明谷朊粉添加量对鱼肉饺皮的影响较小，结合资料以及感官评分，将谷朊粉添加量确定为3%[15]。

2.2 响应面分析

2.2.1 响应曲面试验结果

使用Design-Expert 8.05b 软件进行试验数据处理，通过单因素试验结果，根据Box-Behnken 试验设计原理，选取鱼糜添加量（A）、冰水添加量（B）、素肉粉添加量（C）为变量，以弹性（Y1）和感官评分（Y2）为响应值，建立响应曲面回归模型。

Box-Behnken 试验设计与结果见表3。

表3 Box-Behnken 试验设计与结果Table 3 Box-Behnken experimental design and results

续表3 Box-Behnken 试验设计与结果Continue table 3 Box-Behnken experimental design and results

2.2.2 响应曲面回归方程分析

回归方程方差分析表见表4。

表4 回归方程方差分析表Table 4 Analysis results of regression and variance

对试验进行回归分析，得到弹性Y1的二次多项式模型为：

得到感官评分Y2的二次多项式模型为：

从表4 可以看出，弹性 P 值＜0.01，感官评分 P 值＜0.01，均表现为影响极显著，这说明了弹性以及感官评分和3 个因素之间均存在非常显著的影响。其中弹性和感官评分各自对应的自变量一次项A、B、C，二次项A2、B2、C2，交互项 AB 均极显著（P 值<0.01）。弹性失拟项的P 值为0.054 4＞0.05（不显著），感官评分失拟项的P 值为0.143 6＞0.05（不显著），因此本试验的回归模型成立。该模型中弹性的R2为99.59%，C.V.%为3.44%，感官评分的决定系数R2为99.14%，变异系数（C.V.%）值为1.57%，说明Y2回归方程比Y1更能反映真实的试验值，而Y1则能用来预测该工艺条件对鱼肉饺皮弹性的影响。弹性的信噪为35.025＞4，感官评分的信噪为24.785＞4 说明该模型拟合度和可信度均较高。

综上所述，该模型可较准确的模拟鱼糜添加量、冰水添加量以及素肉粉添加量3 个因素对鱼肉饺皮的弹性和感官评分的影响。

2.2.3 响应曲面3D 图分析

2.2.3.1 鱼肉饺皮弹性3D 图分析

两因素交互作用对鱼肉饺皮弹性影响的响应曲面见图5。

图5 各因素交互作用对鱼肉饺皮弹性影响的响应曲面Fig.5 Response surface plots showing the effects of interactions between every two factors on the elasticity of fish dumpling skin

图5 中a 为当素肉粉添加量取零水平时，鱼糜添加量和冰水添加量对鱼肉饺皮弹性的交互作用。鱼糜添加量保持不变，随冰水添加量的增长，鱼肉饺皮的弹性呈先升高后下滑的趋向；冰水添加量保持不变，随鱼糜添加量逐渐增长，弹性呈一条弧线，呈现先升高后下滑的趋势。

图5 中b 为当鱼糜添加量取零水平时，冰水添加量和素肉粉添加量对鱼肉饺皮弹性的交互作用。冰水添加量保持不变，随着素肉粉添加量的增加，鱼肉饺皮的弹性呈抛物线，表现为先增加后降低的趋向。当素肉粉添加量保持不变时，随着冰水添加量的增加，弹性呈现成圆滑的弧线，呈先增加后降低。

图5 中c 为当冰水添加量取零水平时，素肉粉添加量和鱼糜添加量对鱼肉饺皮弹性的交互作用。鱼糜添加量保持不变，随着素肉粉添加量的增加，鱼肉饺皮的弹性为一条抛物线，表现为先升高后降低的状态。素肉粉添加量保持不变，随着鱼糜添加量的不断增加，感官评弹性为抛物线，表现为先增加后降低的趋向。

2.2.3.2 鱼肉饺皮感官评分3D 图分析

各两因素交互作用对鱼肉饺皮感官评份影响的响应曲面见图6。

图6 中a 为当素肉粉添加量取零水平时，鱼糜添加量和冰水添加量对鱼肉饺皮感官评分的交互作用。冰水添加量保持不变，随着鱼糜添加量的增加，鱼肉饺皮的感官评分呈抛物线，表现先增加后降低的趋向。当鱼糜添加量保持不变时，随着冰水添加量的增加，感官评分呈现圆滑的弧线，先增加后降低。

图6 各因素交互作用对鱼肉饺皮感官评分影响的响应曲面Fig.6 Response surface plots showing the effects of interactions between every two factors on the sensory scores of fish dumpling skin

图6 中b 为当鱼糜添加量取零水平时，冰水添加量和素肉粉添加量对鱼肉饺皮感官评分的交互作用。冰水添加量保持不变，随着素肉粉添加量的增加，鱼肉饺皮的感官评分呈抛物线，表现先增加后降低的趋向。当素肉粉添加量保持不变时，随着冰水粉添加量的增加，感官评分呈现圆滑的弧线，先增加后降低。

图6 中c 为当冰水添加量取零水平时，鱼糜添加量和素肉粉添加量对鱼肉饺皮感官评分的交互作用。鱼糜添加量保持不变，随着素肉粉添加量的增加，鱼肉饺皮的感官评分呈抛物线，表现先增加后降低的趋向，感官评分呈现圆滑的弧线，先增加后降低。

2.2.4 最佳工艺条件的确定以及验证

运用Design-Expert 响应优化器同时优化鱼肉饺皮的弹性和感官评分，得出的最佳工艺条件为：鱼糜添加量58.76%、冰水添加量14.16%、素肉粉添加量2.02%，进行3 次平行试验后，所得弹性均值为0.819，感官评分均值91，和预测值基本吻合，说明该方案经过响应软件优化后可用于实践。微生物指标检出所含菌落总数为1.6×102CFU/g，大肠菌群未检出，即大肠菌群呈阴性，产品达到国家标准。

3 结论

本试验首先通过单因素试验，确定鱼糜添加量、冰水添加量及素肉粉添加量为主要影响因素，以鱼肉饺皮的感官评分、弹性为测定标准，对鱼肉饺皮制作工艺进行研究。测得3 个因素分别在50%～70%、12%～16%、1%～3%时感官评价和弹性结果最佳。然后，建立以感官评分和弹性为响应值的三因素三水平响应面模型，进行鱼肉饺皮的最佳制作工艺配方优化，得到鱼肉饺皮的最佳工艺参数：鱼糜添加量58.76%、冰水添加量14.16%、素肉粉添加量2.02%，在此条件下鱼肉饺皮的感官评分为91，弹性为0.819，大肠菌群呈阴性。