响应面法优化新疆抓饭蒸煮工艺条件

李宗泽*，靳学远，钱志伟

1. 河南农业职业学院食品工程学院（中牟 451450）；2. 海南科技职业大学临床医药学院（海口 571126）

抓饭，维吾尔语称“polo”，抓饭中含有羊肉、胡萝卜、洋葱等肉类和蔬菜，营养丰富，是深受新疆维吾尔、乌孜别克等民族人民喜爱的一种饭食，因为食用时为净手掇食，故称为抓饭[1-2]。传统的抓饭一般由新疆维吾尔等民族人民居家制作。随着生活水平的提高，需要快捷、方便的抓饭工业化生产[3]。但抓饭中由于含有大量油脂，其加工方法不同于普通米饭，因此需要对其加工工艺进行研究。田憬若等[4]对混合果干型鹰嘴豆抓饭的配方进行研究，马欣等[5]采用方便抓饭浸泡工艺进行优化。这些研究在工艺优化过程中，采用的评价指标为感官评价，但感官评价具有一定的人为因素影响，质构分析相对于感官分析，具有更好的客观性。Bello等[6]研究发现，米饭的硬度与黏性比值和大米的食味品质呈显著的负相关，可作为大米的食味品质评价指标。试验以抓饭质构参数为指标，研究抓饭工业化生产过程中大米浸泡吸水率、羊肉基料添加量、蒸煮时间对质构特性的影响，采用响应面优化的蒸煮工艺，为工业化生产抓饭提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料和仪器

大米（河南原阳大米）；羊排、胡萝卜、洋葱等（采购自乌鲁木齐农贸市场）。

TA-XT2 i Texture Analyser型物性仪（英国Stable Micro公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 大米基料的制备

原料米加水进行不同时间浸泡，沥干水分后备用。

1.2.2 羊肉基料的制备

称取10 g蒜片、200 g胡萝卜丁（1 cm×1 cm×1 cm）和150 g洋葱片，在炒锅中加10 mL食用大豆油进行炒制，得到蔬菜基料；选择1 kg羊排肉，切成5 cm×2 cm小块，在炒锅中加20 mL食用大豆油进行炒制，表面发白后加入炒制的蔬菜基料，加入一定量的食盐和水，蒸煮30 min备用。

1.2.3 大米浸泡吸水率的测定[7]

称取一定量的大米，将大米加水浸泡后，采用滤网滤出大部分表面水分，用滤纸吸干表面水分后称其，浸泡前后增加的质量和浸泡前米粒质量的比率即为吸水率。

1.2.4 质构参数测定

每次取3粒完整米粒平行放于载物台上，对每个样品做5次平行试验。运行模式：测定下压时的力；测前速度10 mm/s；测试速度0.5 mm/s；测后速度5 mm/s；压缩比例70%。测试后采用硬度和黏度的比值为指标，指标越小，食味品质越佳。

1.2.5 抓饭制备单因素试验

1.2.5.1 大米不同吸水率对抓饭质构的影响

采用吸水率14%，16%，18%，20%和22%的大米，以浸泡后大米的质量（湿基）为基数，按80%比例添加羊肉基料，在蒸煮锅中蒸煮20 min，测定质构参数。

1.2.5.2 不同羊肉基料添加量对抓饭质构的影响

采用吸水率20%的大米，以浸泡后大米质量（湿基）为基数，按20%，40%，60%，80%和100%的比例添加羊肉基料，在蒸煮锅中蒸煮20 min，测定质构参数。

1.2.5.3 不同蒸煮时间对抓饭质构的影响

采用吸水率20%的大米，以浸泡后大米质量（湿基）为基数，按80%比例添加羊肉基料，在蒸煮锅中蒸煮10，15，20，25和30 min，测定质构参数。

1.2.6 抓饭制备工艺的响应面优化

在单因素试验基础上，选取吸水率（A）、羊肉基料添加量（B）、蒸煮时间（C）3个因素，以硬度和黏度的比值为响应值，采用响应面分析法对抓饭制备工艺进行三因素三水平中心组合试验，并利用Design-Expert软件进行数据处理和回归分析，响应面试验因素及水平见表1。

表1 响应面因素及水平

1.2.7 数据处理

采用Design-Expert 8.0.6.1 Trial、SPSS、Origin软件处理试验数据，每组数据测定3次，结果采用“平均值±标准差”表示，p＜0.05作为显著性差异。

2 结果与讨论

2.1 不同吸水率大米对抓饭质构的影响

不同吸水率大米对抓饭质构的影响见图1。

图1 不同吸水率大米对抓饭质构的影响

从图1可见，随着吸水率增加，硬度与黏度的比值下降，但吸水率达到20%后，比值变化差异不显著（p＞0.05）。这是因为面饭的蒸煮要求淀粉均匀糊化，淀粉均匀糊化要求米粒中有充分的水分，淀粉糊化后，米粒硬度下降，黏度增加[8]，因此，硬度与黏度的比值下降。吸水率达到20%时，水分可以满足淀粉糊化要求。因此，采用吸水率20%的大米较适宜。

2.2 不同羊肉基料添加量对抓饭质构的影响

不同羊肉基料添加量对抓饭质构的影响见图2。

从图2可见，随着羊肉基料添加量增加，硬度与黏度比值增加，但增加不显著（p＞0.05），但添加量达到100%时，硬度与黏度比值增加较大，比值变化差异显著（p＜0.05）。这是由于羊肉基料中含有大量脂肪，脂肪含量增加，在米粒表面形成疏水层，阻止水分进入米粒，不利于糊化，导致硬度增加，黏度减小[9]。但由于羊肉基料添加量未达到80%，硬度与黏度比值变化差异不显著（p＞0.05），且对抓饭风味来说，羊肉基料添加量越多，产品风味越佳，因此，采用80%羊肉基料添加量较适宜。

图2 不同比例羊肉基料对抓饭质构的影响

2.3 不同蒸煮时间对抓饭质构的影响

不同蒸煮时间对抓饭质构的影响见图3。

图3表明，蒸煮时间20 min时米饭质构最佳。蒸煮时间过短，淀粉糊化糊化不均匀，芯部较硬，有“夹生”现象，但蒸煮时间过长，米粒表面糊化过度导致黏度过大，米饭的硬度与黏性比值又会增加[10]。因此，米饭的蒸煮时间过长或过短都会对米饭的质构产生负面影响，因此，采用蒸煮时间20 min较适宜。

图3 不同蒸煮时间对抓饭质构的影响

2.4 抓饭制备工艺的响应面优化

采用响应面分析法对抓饭制备工艺进行三因素三水平中心组合试验，试验结果见表2。

表2 响应面设计与结果

通过Design-Expert 8.0.6软件对表2中的试验数据进行回归分析（见表3），得出各因子对响应值的回归方程式：Y=18.16-0.17A+1.41B-1.79C-4.70AB+5.43A2+4.86B2+3.11C2。

表3 硬度与黏性比值的方差分析

对应此方程的响应面图如图4所示。从方差分析看，吸水率与羊肉基料添加量有显著的交互作用，p＜0.05（0.046 9），单因素中的吸水率、羊肉基料添加量和蒸煮时间没有显著影响。吸水率、羊肉基料添加量的平方项有显著影响p＜0.05（分别为0.023 3和0.037 4），整个回归方程显著p＜0.05（0.038 3），所以该回归方程有效。

图4 抓饭制备工艺的响应面图

从回归方程对A、B、C求导，以指标最小值为考察要点，最佳取值组合是A=19.88%、B=80.09%、C=20.58 min，此时Y（硬度与黏性比值）=18.06%，比中心零点低，优化有显著效果。按吸水率20%、羊肉基料添加量80%、蒸煮时间21 min的工艺条件制作抓饭，抓饭硬度与黏性比值为18.07%，与预测值相差仅0.06%，进一步验证回归模型的可靠性，可用于指导生产实践。

3 结论

在单因素试验基础上，采用响应面分析法优化新疆抓饭蒸煮工艺，得出最佳工艺条件：吸水率20%、羊肉基料添加量80%、蒸煮时间21 min。按此工艺条件生产，抓饭硬度与黏性比值为18.07%，与预测值相差仅0.06%。试验结果可为新疆抓饭生产提供参考。