响应面法优化复合脱酸剂对秘鲁鱿鱼脱酸效果

李桂芬 ，何定芬，李海波，胡建杰，谢 超，郑霖波，郑 玮

（1.浙江国际海运职业技术学院，浙江舟山 316021；2.浙江海洋大学食品与医药学院，浙江舟山 316022；3.舟山市普陀海汇水产有限公司，浙江舟山 316100）

秘鲁鱿鱼Dosidicus giga，是美洲大赤鱿的俗称，属头足纲，真鱿科，美洲大赤鱿属，在太平洋东部的海域中有着丰富的资源分布[1]。秘鲁鱿鱼含有多种不饱和脂肪酸，能够起到抗衰老、抗氧化，预防高血压、贫血、夜盲症等疾病的作用，对人体生命活动有着十分重要的生物学作用[2-4]。作为一种高蛋白、高水分活度的水产品，秘鲁鱿鱼体内糖原含量水平很高，糖原在生物体内经过一系列反应后会产生乳酸等酸性物质，引起鲜度的劣化和商业价值的降低[5-6]，故脱酸环节对秘鲁鱿鱼产品的加工是十分必要的。脱酸剂作为食品添加剂的一类在食品行业有着非常广泛的应用，相关国家标准也对其有着明确的规范。相关研究表明，在秘鲁鱿鱼原料加工过程中，碳酸钠和碳酸氢钠在对秘鲁鱿鱼产品表现了良好的脱酸效果。

碳酸钠俗称纯碱，是生活中重要的有机化工原料，在食品加工领域也是一种常见的食品添加剂[7]。因其水溶液呈弱碱性，也常作为酸性食品的中和剂，因此可以用于秘鲁鱿鱼的脱酸过程中。碳酸氢钠俗称小苏打，多由碳酸钠溶液或结晶吸收二氧化碳制得，常作为食品的膨松剂用于油条、馒头等的生产中[8]。其水溶液也呈弱碱性，故将其作为秘鲁鱿鱼原料的脱酸剂使用[9]。柠檬酸钠别名枸橼酸钠，在食品、医药、化工等领域都有着广泛的应用[10-12]，在食品工业中，柠檬酸钠常作为食品的稳定剂、调味添加剂等，因其水溶液呈碱性或弱碱性，也常用作酸度的调节剂[13]。三聚磷酸钠是一种水溶性磷酸盐，在工业上常用作金属的螯合剂，在食品加工领域，也常作为酸度调节、保水剂和品质改良添加剂[14-15]。这4 种试剂在食品的加工过程中都可以作为产品酸度的调节剂，本实验拟通过添加不同浓度的4 种试剂，对秘鲁鱿鱼样品进行浸泡脱酸来确定各试剂的最适添加浓度，以及脱酸操作对产品相关品质指标的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜秘鲁鱿鱼，由舟山昌国食品有限公司提供。

碳酸钠（Na2CO3），上海国药集团化学试剂有限公司；碳酸氢钠（NaHCO3），上海国药试剂有限公司；柠檬酸钠（C6H5Na3O7·2H2O），北京康普汇维科技有限公司；三聚磷酸钠（Na5P3O10），天津市西尔斯化工有限公司。以上试剂均为分析纯。

U-5100 分光光度计，日立公司（日本）；CR-10 色差仪，柯尼卡美能达公司（日本）；i-Nose 电子鼻分析仪，上海瑞玢智能科技有限公司；HD-3A 水分活度测定仪，无锡市华科仪器仪表有限公司；TMS-Pro 质构仪，FTC 公司（美国）；TBARS 定量检测试剂盒，上海铭博生物科技有限公司；Super 501 连续式电解水生成器，Enagic 株式会社（日本）；DHS-20A 卤素水分测定仪，上海菁海仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 原料处理

新鲜秘鲁鱿鱼原料需置于-18 ℃的冰箱中冷冻备用。解冻后于鱼体背部横切，去除头尾及内脏部分，剥除皮腕等部位。将处理好的鱼体清水清洗后切成约1.5 cm×1 cm×1 cm 的小块，切好的样品于托盘中沥干备用。

1.2.2 脱酸处理

将处理好的原料沥干表面水分后，以料液比1：3 的比例完全浸泡于配置好的脱酸剂溶液中，并搅拌均匀。以在蒸馏水中浸泡的样品为空白对照，样品置于5 ℃冰箱中进行浸泡脱酸8 h，在浸泡过程中每隔30 min 对样品进行搅拌，使其浸泡均匀，浸泡完成的样品需用蒸馏水漂洗沥干后对其进行相关指标的测定，每组样品平行测定3 次。

1.2.3 感官评价

将浸泡结束的样品漂洗后，加水文火煮熟后沥干，在室温下冷却后，进行感官评定。感官评定以10 人为小组进行，评定组成员在品尝后针对所评定样品的风味（酸涩味程度）及质地（咀嚼性差异）进行评价，在感官评分时，风味和质地各占分值的50%，分别按照其风味和质地的差异为样品评分（总分10 分），最终的感官评分为风味与质地二者之和。具体的评分标准见表1。

表1 感官评分标准Tab.1 Sensory rating criteria

1.2.4 pH 值

将沥干水分的样品切碎后置于烧杯中，以料液比10：1 的比例加入蒸馏水，浸泡30 min，以均质仪高速均质1 min，静置30m in 过滤，滤液静置2 min 后取50 mL 滤液，利用精密pH 计测定其pH 值。

2 结果与分析

图1 浸泡时间对脱酸效果的影响Fig.1 Effect of soaking time on deacidification

2.1 响应面法确定脱酸条件参数

2.1.1 浸泡时间对脱酸效果的影响

通过之前所得的复配脱酸剂，固定脱酸温度5 ℃，料液比为1：3 的条件下，对鱿鱼样品进行不同时间的浸泡，脱酸完成后对样品的pH 值和感官评分进行测定，得到样品pH 值和感官评分随浸脱酸时间的变化情况见图1。

通过分析结果可知，随着浸泡时间的增加，样品的pH 值呈现先快速增长，再趋于稳定，最后略微下降的过程，其感官评分则是出现先上升后下降的变化趋势，出现这种变化的原因可能是脱酸剂在浸泡处理有效地消除了前期鱿鱼样品的酸味，使产品感官质量水平上升，但在一定时间后，脱酸剂的浸泡使得样品的组织结构发生了一定的改变，从而导致了样品感官评分的降低。在整个变化过程中，当浸泡时间为8 h 时，样品的脱酸效果最佳，其组织结构也未发生明显的变化。

2.1.2 脱酸温度对脱酸效果的影响

固定脱酸时间8 h，料液比为1：3 的条件下，在不同的温度下对产品进行浸泡脱酸，脱酸完成后对样品的pH 值和感官评分进行测定，得到样品pH 值和感官评分随浸脱酸时间的变化情况见图2。可以看出，随着脱酸温度的上升，样品的pH 值和感官评分有着不同程度的变化，在-5～0 ℃，样品pH值和感官评分的变化较为缓慢，可能是由于此时浸泡液中冰晶的存在导致了较低的脱酸效率。当样品脱酸温度由0 ℃上升至5 ℃后，其pH 值与感官质量大幅度上升。此后，样品的感官评分随着脱酸温度的上升而开始下降，且下降速率逐渐增大；而其pH 值则继续缓慢上升，直到15 ℃时逐渐稳定并开始略微回落，出现这种现象的原因可能是因为较高的脱酸温度虽然提高了脱酸剂与酸味成分的结合程度，但同时也导致样品鲜度降低的速率加快，从而使酸味成分更快速地产生，使得样品的感官品质发生了降低。因此，取10 ℃为样品脱酸的最适温度，在此条件下样品感官评分仍处于较高水平，且脱酸效果表现良好。

2.1.3 料液比对脱酸效果的影响

图2 脱酸温度对脱酸效果的影响Fig.2 Effect of temperature on deacidification

固定脱酸时间8 h，脱酸温度5 ℃的条件下，对鱿鱼样品进行不同时间的浸泡，脱酸完成后对样品的pH 值和感官评分进行测定，得到样品pH 值和感官评分随浸脱酸时间的变化情况见图3。分析图3 可知，对等量的秘鲁鱿鱼样品添加不同体积的浸泡液，随着料液比的上升，样品pH 值和感官评分都呈现先上升，后趋于稳定的变化趋势，可以看出，料液比的变化对产品脱酸效果有着一定程度的影响，但当其料液比达到一定比例时，其对产品脱酸效果的影响程度也会降低。综合考虑产品的脱酸效果和加工成本问题，可知料液比为1：3 时的脱酸效果最佳，该条件下不仅脱酸效果良好，对脱酸剂的也有着很高的利用效率。

2.1.4 响应面法优化脱酸条件参数

根据单因素实验结果，选择浸泡时间、脱酸温度及料液比3 个条件最优结果附近参数，以产品脱酸率为指标设计三因素三水平的响应面优化试验，所得结果如表2，回归分析结果见表3。

图3 料液比对脱酸效果的影响Fig.3 Effect of solid-liquid ratio on deacidification

表2 响应面试验分析结果Tab.2 Response surface test analysis results

表3 回归分析结果Tab.3 Regression analysis results

根据响应面分析结果，可得响应面回归方程为：y=9.03 +0.049A+0.26B+1.18C-0.045AB-0.088AC-0.025BC-0.40A2-0.27B2-0.87C2。分析表3 可知，该模型的F 值为60.42，证明该分析模型是有意义的；其P值＜0.0001 表示其差异极显著；失拟不显著表示该模型为回归显著型。根据F 值可以看出在因素之间互相作用的情况下，3 个条件对产品脱酸效果的影响程度从大到小依次为料液比＞脱酸温度＞脱酸时间。因素之间两两交互对结果影响均不显著，二次项之间结果影响均显著。因素间交互作用的响应面图和等高线图见图4～6。

通过响应面分析可得脱酸处理最佳的条件参数为：在10.75 ℃下以1：3.63 的料液比混合浸泡脱酸7.95 h，其预测的脱酸率达到了9.58%。在此条件对秘鲁鱿鱼使用复配脱酸剂进行脱酸处理，通过验证，测得其产品的脱酸率为9.61%，十分接近预测结果，表明响应面优化分析结果是可靠的。在此条件下对样品进行脱酸处理，能够更为有效地去除原料中的酸涩风味，并在一定程度上维持了产品的感官品质，提高了产品的商业价值。

图4 浸泡时间-脱酸温度交互影响曲面图和等高线图Fig.4 Time-temperature influenced surface map and contour map

图5 浸泡时间-料液比交互影响曲面图和等高线图Fig.5 Time-SL ratio interactively influenced surface map and contour map

图6 脱酸温度-料液比交互影响曲面图和等高线图Fig.6 Temperature-SL ratio influenced surface map and contour map

3 结论

添加复合脱酸剂对秘鲁鱿鱼样品进行浸泡脱酸处理，通过响应面优化试验确定了脱酸处理最适条件参数，结果如下：通过响应面分析可得各条件因素对产品脱酸效果的影响程度：料液比＞脱酸温度＞脱酸时间，脱酸处理最佳的条件参数为：在10.75 ℃下以1：3.63 的料液比混合浸泡脱酸7.95 h，其预测的脱酸率达到了9.58%。该研究成果可为水产品脱酸剂的开发提供理论基础，具有极大的推广应用价值。