响应面法优化即食鸽胗制备工艺

李玉坤，陈海光* ，刘巧瑜，赵文红，李湘銮，陈艳欣，吴俊师

(1.仲恺农业工程学院 轻工食品学院，广州 510225;2.现代农业工程创新研究院，广州 510225)

20世纪80年代，我国肉鸽养殖最先起始于广东省，之后不断发展到全国各地。近年来，肉鸽的规模化养殖已得到快速发展，成为畜牧业中一个独立的产业。数据显示，2019年全国存栏产鸽约5000多万对，年出栏乳鸽6亿多羽，且有逐年增长的趋势，这也带动了肉鸽加工制品的发展。然而随着鸽肉食用需求量日益加大，肉鸽开始养殖及宰割的工厂化，其鸽胗多被直接从鸽体内摘除进行粗加工或集中转卖处理[1-3]。此情况会使肉鸽的附加值大大缩减，鸽胗的营养价值也就无法被充分利用[4]。

鸽胗，俗称鸽肾，又叫鸽菌子，是一种食材，其体形小、质脆嫩，味甘、性平、无毒，含有丰富的蛋白质、维生素、铁，用于膳食中有益胃、清神之功效[5-6]。一鸽一胗，鸽胗虽然质脆，但存在体积小、加工少等问题，并不像鸡爪、鸭脖那样被大众所熟知、食用[7]。关于鸽胗煮制加工的科学研究相对较少，工厂化加工生产基本为零[8-9]。因此，本实验是在参考鸡胗、鸭胗等烹饪传统特色的条件下[10-11]，对传统加工工艺进行改良，结合“速食时代”下人们追求方便即食、均衡营养的休闲食品需求发展，从而改善即食鸽胗的综合品质。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

鸽胗：广州良田鸽业有限公司；电子秤：上海先悦机电有限公司；真空包装机：昌万隆包装机电有限公司；立式压力蒸汽灭菌器：上海博讯实业有限公司医疗设备厂。

1.2 实验方法

鸽胗的腌制主要用盐水浸泡法。腌制是肉制品加工过程中一个重要的工艺环节，腌制可以抑制微生物的生长，防止肉的腐败，并赋予肉制品良好的色泽[12]。通过腌制还可以改善肉制品的风味，使产品产生独特的风味[13-14]。

1.2.1 即食鸽胗的工艺流程

鸽胗→预处理→去腥→腌制→烘干→包装→灭菌成熟→冷藏保存。

1.2.2 操作要点

原料的选择和预处理：选择原料的外观和相关的卫生指标必须符合要求的鸽胗[15]，清洗、晾干、包装、冷冻，备用。

去腥：鸽胗属于内脏，具有腥膻味。采用室温下3%姜盐水法浸泡去腥30 min。

腌制和烘干：取鸽胗100 g，用300 mL腌制盐水浸没鸽胗，盖上保鲜膜，在0～4 ℃条件下腌制。腌制后，将鸽胗逐个摊开呈铃铛式悬挂，在电热鼓风烘箱中进行烘干。

灭菌成熟：在100～121 ℃，20～40 min等条件下高压灭菌，旨在灭菌时达到熟制效果，避免二次加热，软化鸽胗。

1.2.3 单因素实验

依据预实验结果，选择腌制浓度、腌制时间、烘干温度、烘干时间、灭菌保温温度、灭菌保温时间设计单因素实验，并且重复3次。

单因素实验初始条件：腌制浓度2%、腌制时间6 h、烘干温度60 ℃、烘干时间3 h、灭菌保温温度120 ℃、灭菌保温时间20 min，在此基础上依次变换下列各因素水平：腌制浓度(1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%)；腌制时间(2.0，4.0，6.0，8.0，10.0 h)；烘干温度(40.0，50.0，60.0，70.0，80.0 ℃)；烘干时间(1.0，2.0，3.0，4.0，5.0 h)；灭菌保温温度(100.0，110.0，121.0 ℃)；灭菌保温时间(20.0，30.0，40.0 min)。

1.3 即食休闲鸽胗的感官评价方法

选10名感官评定人员,对即食鸽胗产品的外观、气味、质构、口感、滋味进行综合评分，满分为100分，相关评定标准见表1，最后取其平均值并记录数据。感官评价细则见表1。

表1 感官评价细则Table 1 The sensory evaluation standard

1.4 即食鸽胗加工工艺优化及响应面实验设计

在单因素实验的基础上选取腌制浓度(A)、烘干温度(B)和烘干时间(C)三因素三水平进行优化，设计因素水平，见表2。

表2 响应面实验设计因素与水平Table 2 The factors and levels of response surface experiment design

1.5 数据处理与分析

采用Excel软件得出实验数据的算术平均值，用SPSS软件处理得到显著性差异分析，选取Design-Expert 8.0.7软件设计和处理响应面分析实验数据[16]。

2 结果与分析

2.1 即食鸽胗腌制条件的确定

2.1.1 腌制浓度的确定

采用湿腌法腌制，盐水的浓度分别为1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%(W/W)，实验结果见表3。

表3 腌制浓度对即食鸽胗感官评价的影响Table 3 Effect of curing concentration on sensory evaluation of instant pigeon gizzard

由表3可知，当盐水浓度为2.0%时，各项指标分数均达到最高值；超过2.0%时，分值会降低，细胞处于饱和状态，盐水不会继续进入鸽胗内，而浓度过高会使鸽胗过分入味，从而整个鸽胗会过咸，盖住了鸽胗原有的特殊风味。现代研究发现[17-18]，盐摄入量过高会损害人体机能，国家大健康趋势也向大众推广普及低盐食品。因此，联系食品工业生产，综合大众接受度、经济成本、可操作性等因素考虑，确定即食鸽胗的最佳腌制浓度为2.0%。

2.1.2 腌制时间的确定

选择腌制时间为2.0，4.0，6.0，8.0，10.0 h，研究腌制时间对即食鸽胗的影响，见表4。

表4 腌制时间对即食鸽胗感官评价的影响Table 4 Effect of curing time on sensory evaluation of instant pigeon gizzard

由表4可知，当腌制时间为6 h时，即食鸽胗的感官评价总分值最高，品质最佳。随着腌制时间的增长，腌制时漂淡部分肉色，鸽胗外观呈健康生肉色，但熟制后并无较明显区别，均为浅褐色。而气味分值也随着腌制时间的增加而逐渐增大，盐水会致使鸽胗内的血水浸出，腥味物质会被浸出，使消费者较愿意接受，再联系食品工业生产，综合大众接受度、经济成本、可操作性等因素考虑，即食鸽胗的最佳腌制时间选择6.0 h。

2.2 即食鸽胗烘干条件的确定

2.2.1 烘干温度的确定

选取烘干温度为40.0，50.0，60.0，70.0，80.0 ℃，研究烘干温度对即食鸽胗的影响，见表5。

表5 烘干温度对即食鸽胗感官评价的影响Table 5 Effect of drying temperature on sensory evaluation of instant pigeon gizzard

由表5可知，当烘干温度为60.0 ℃时，即食鸽胗的感官评价总分值最高，品质最佳。温度过高容易使鸽胗水分过度蒸发，大量油脂渗出，表皮焦黑变脆，影响外观和口感。随着温度升高，鸽胗外观从灰白色变为浅褐色再变为褐色，最后出现焦黑色，且气味会从略有腥味到醇正协调，最后出现焦味，盖住了鸽胗的特有风味，致使整个感官评分波动十分明显。因此，联系食品工业生产，综合大众接受度、经济成本、可操作性等因素考虑，即食鸽胗的最佳烘干温度为60.0 ℃。

2.2.2 烘干时间的确定

选取烘干时间为1.0，2.0，3.0，4.0，5.0 h，研究烘干时间对即食鸽胗的影响，见表6。

表6 烘干时间对即食鸽胗感官评价的影响Table 6 Effect of drying time on sensory evaluation of instant pigeon gizzard

由表6可知，当烘干时间为3.0 h时，即食鸽胗的感官评价总分值最高，品质最佳。当烘干温度一定时，时间过短，鸽胗残留水分过多，会影响保存；时间过长会失水过多，口感、滋味略差。因此，联系食品工业生产，综合大众接受度、经济成本、可操作性等因素考虑，即食鸽胗的最佳烘干时间为3.0 h。

2.3 即食鸽胗灭菌条件的确定

灭菌[19-20]是为了保证产品质量和延长保质期，但同时也不能忽略灭菌条件对产品综合感官的影响。在杀菌的同时实现肉质的熟制，使肉质富有嚼劲，避免了焯水或煮制等其他加工工艺使肉质松软。

2.3.1 灭菌保温温度的确定

选取灭菌保温温度为100.0，110.0，121.0 ℃，研究灭菌保温温度对即食鸽胗的影响，见表7。

表7 灭菌保温温度对即食鸽胗感官评价的影响Table 7 Effect of sterilization temperature on sensory evaluation of instant pigeon gizzard

由表7可知，当灭菌保温温度为121.0 ℃时，即食鸽胗的感官评价总分值最高，品质最佳。随着保温温度的升高，质构、口感、总分的分值逐渐递增，质构变化从松软到紧实，口感变化从无回弹性到Q弹爽口。主要是因为高压杀菌时，肉质迅速锁住水分，保持紧实的状态，促使口感更好。杀菌温度过低，则导致杀菌不彻底，对后续保存也有重要的影响。因此，联系食品工业生产，综合大众接受度、经济成本、可操作性等因素考虑，确定即食鸽胗的最佳灭菌保温温度为121.0 ℃。

2.3.2 灭菌保温时间的确定

选取灭菌保温时间为20，30，40 min，研究灭菌保温时间对即食鸽胗的影响，见表8。

表8 灭菌保温时间对即食鸽胗感官评价的影响Table 8 Effect of sterilization time on sensory evaluation of instant pigeon gizzard

由表8可知，当灭菌保温时间为20.0 min时，即食鸽胗的感官评价总分值最高，品质最佳。随着保温时间的延长，质构、口感、总分的分值逐渐降低，质构变化从紧实到松软，口感变化从Q弹爽口到无回弹性。主要是因为高压杀菌时，保温越久，鸽胗被泡的时间越长；再者从成熟之后取出放凉的时间随之延长，导致二次泡软，最终失去鸽胗本身的脆嫩性。因此，联系食品工业生产，综合大众接受度、经济成本、可操作性等因素考虑，即食鸽胗的最佳灭菌保温时间为20 min。

2.4 响应面设计实验结果

2.4.1 回归模型的建立及显著性检验

根据单因素实验结果，选取腌制浓度(A)、烘干温度(B)和烘干时间(C)三因素三水平设计Box-Benhnken中心组合实验。根据响应面设计进行了17组实验，分析方案与结果见表9。

表9 Box-Behnken设计方案及响应值结果Table 9 Box-Behnken design scheme and response value results

续 表

利用Design-Expert 8.0.7软件对表9中实验数据进行二次多元回归拟合，分析获得以即食鸽胗制品的感官评价总分为响应值的回归方程：

Y=+87.60+2.75A+7.25B+2.75C+0.50AB-2.50AC-1.00BC-6.05A2-8.05B2-9.55C2。

表10 即食鸽胗工艺参数回归模型方差分析和显著性检验结果Table 10 Analysis of variance and significance test results of regression model for processing parameters of instant pigeon gizzard

由表10可知，分析判断影响即食鸽胗感官品质的因素从高到低的次序为：烘干温度(B)>烘干时间(C)>腌制浓度(A)。

2.4.2 各因素交互作用分析

图1 腌制浓度(A)和烘干时间(C)交互作用的响应面图及等高线图Fig.1 Response surface and contour map of interaction between curing concentration (A)and drying time (C)

图2 腌制浓度(A)和烘干温度(B)交互作用的响应面图及等高线图Fig.2 Response surface and contour map of interaction between curing concentration (A)and drying temperature (B)

图3 烘干温度(B)和烘干时间(C)交互作用的响应面图及等高线图Fig.3 Response surface and contour map of interaction between drying temperature (B)and drying time (C)

由图1～图3可知，腌制浓度和烘干时间的交互作用十分显著，腌制浓度和烘干温度的交互作用略显著而烘干温度和烘干时间的交互作用较显著，因此腌制浓度、烘干温度和烘干时间对即食鸽胗感官品质的影响不是简单的线性关系，具有交互作用。

通过Design-Expert 8.0.7软件分析得到，在实验的因素水平范围内预测即食鸽胗加工工艺的最佳条件为：腌制浓度2.11%、烘干温度64.51 ℃、烘干时间3.09 h，在此条件下即食鸽胗感官总分可达89.7分。考虑实验操作的可控性和便利性，将工艺参数的最佳条件修正为：腌制浓度2.1%、烘干温度64.5 ℃、烘干时间3.0 h。在此条件下进行3次验证性实验，测得的鸽胗感官总分的均值为88.5分，与理论预测值89.7分的相对误差很小，证明此模型对即食鸽胗加工实际情况进行了较真实的拟合，回归方程对即食鸽胗感官总分进行的分析和预测均非常可靠。此条件所加工得到的即食鸽胗咸淡适宜、口感脆嫩、鲜香、有韧性，是人们追求的一种优质休闲产品。

3 结论与展望

单因素实验结果表明，腌制浓度、腌制时间、烘干温度、烘干时间、灭菌保温温度、灭菌保温时间6个因素中，除腌制时间、灭菌温度和灭菌时间对即食鸽胗外观、气味有显著影响外，其余3个因素只对即食鸽胗个别感官项目有显著影响。即食鸽胗的最佳加工条件为：腌制浓度2.0%、腌制时间6.0 h、烘干温度60.0 ℃、烘干时间3.0 h、灭菌保温温度121.0 ℃、灭菌保温时间20.0 min。

响应面分析结果表明，影响即食鸽胗产品质量的主次因素为烘干温度(B)>烘干时间(C)>腌制浓度(A)。且即食鸽胗最优加工条件为：腌制浓度2.1%、烘干温度64.5 ℃、烘干时间3.0 h；此时鸽胗感官评价总分为88.5分，产品咸淡适宜、口感脆嫩、鲜香、有韧性。

本研究重点对即食鸽胗的加工条件进行探究，通过工艺改良，探索出即食鸽胗的最佳加工条件，从而实现研制大众喜欢的即食鸽胗休闲产品的创想，也为即食鸽胗休闲产品的规模化生产做了技术铺垫。