响应面优化番茄巴沙鱼罐头制备工艺

谭属琼,谢勇武,廖宇星,谢三都,刘蒙佳

(闽南科技学院 生命科学与化学学院,福建 泉州 362332)

巴沙鱼(Pangasiusbocourti)又名卡巴沙,是东南亚国家重要的淡水养殖品种,主要分布于柬埔寨、老挝、泰国、越南、中国云南,在我国广东、广西、海南及湖南等南方地区引种养殖[1—3]后迅速掀起一股潮流热浪。该鱼具有繁殖快、出肉率高、肉质鲜嫩、色泽呈白色、无肌间刺、鱼糜品质好等优点[4],富含优质蛋白、脂肪、氨基酸和矿物质元素等必需营养素[5],由于其卡路里低,是减肥或低卡路里饮食者的完美选择。番茄(SolanumlycopersicumL.)俗称西红柿,又称洋柿子。番茄色泽鲜嫩、酸甜可口,其果实营养成分含量高,可以生食、煮食,也可加工成番茄酱、汁或整果罐藏[6],热量低且可为人体提供多种维生素、矿物质,是人体补充番茄红素的主要来源之一。番茄红素有“植物黄金”之称[7—8],有较强的抗氧化性,因此具有较好的延缓衰老、防癌抗癌等功能,为机体健康提供了重要保障[9—12]。中国作为罐头进出口大国,在全球罐头行业占据着重要地位,产品远销世界多国,而在我国市场上鱼罐头品种多为鲟鱼、金枪鱼、带鱼、罗非鱼等[13—18],少见使用巴沙鱼作为原材料的鱼罐头,本研究进一步提升了巴沙鱼的可利用性,丰富了鱼类罐头的品类,调动了养殖渔民的积极性,解决了淡水鱼囤积等问题。番茄巴沙鱼罐头的研制旨在制备一款既能瘦身美颜,又可以为市场提供多元化可能性的即食产品。

本研究在以巴沙鱼和番茄为主要原材料的基础上,以感官评分为指标,在单因素试验米醋添加量、白砂糖添加量、番茄添加量、油炸时间的基础上,利用Box-Behnken中心组合试验设计原理进行工艺优化。制得一款色泽诱人、具有浓郁番茄香气、鱼肉鲜嫩、酸甜可口的即食罐头。

1 材料与方法

1.1 试验材料

优质巴沙鱼:购于康美农贸市场;新鲜番茄、食盐、食用油、生粉、生抽、老抽、料酒、米醋、白砂糖、香叶、葱、姜、蒜等原料及辅料:购于康美豪利友超市。

1.2 主要仪器设备

C21-SN216型电磁炉 广东美的生活电器制造有限公司;JJ600型电子秤 常熟市双杰测试仪器厂;GI36D自动压力蒸汽灭菌器 致微(厦门)仪器有限公司;PHS-25 pH计 上海仪电科学仪器股份有限公司;SPX-150B-Z生化培养箱、SW-9J-1F洁净工作台、N-1α手持式糖度计 上海博迅实业有限公司医疗设备厂;SW-CJ-1FDG单人超净工作台 上海领仪科技有限公司。

1.3 工艺流程及操作要点

1.3.1 工艺流程

1.3.2 操作要点

原料处理:将巴沙鱼洗净,刮除鱼鳞,去头尾、内脏、鱼皮得鱼柳,切成长4～5 cm的小段备用;将番茄在80 ℃热水中漂烫2 min去皮,切成块状备用[19]。腌制处理:加入适量料酒、食盐、生姜腌制20 min去鱼腥。油炸:锅内倒油,待油温180 ℃时加入葱段、蒜末、姜片爆香捞出,倒入巴沙鱼炸至表面金黄,盛出备用。调味熟化:于半碗清水中加入生粉、生抽、白砂糖、米醋、老抽、料酒,调制调味汁;锅内倒油,加入番茄炒出汁液,待番茄变软后加入调味汁和鱼肉,转小火微沸即可。杀菌:将鱼肉和酱汁趁热装罐并封口,121 ℃杀菌30 min,冷却得成品。

1.4 产品指标测定

1.4.1 感官评定

根据工艺制备产品,邀请10名食品专业同学分别从色泽、风味、组织形态、口感滋味4个方面进行评分,总分100分,每组做3个平行,计算平均值,感官评分标准见表1。

1.4.2 其他指标测定

净含量、固形物含量的测定参考《罐头食品的检验方法》[20];可溶性固形物含量的测定参考郑平等[21]的方法;pH的测定参考彭飞[22]的方法;菌落总数的测定参考《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》[23]。

1.5 单因素试验设计

番茄巴沙鱼罐头基础配方:以巴沙鱼200 g为基准,其他辅料按照质量百分比换算。即巴沙鱼100%、食盐0.315%、料酒2.5%、生粉1.875%、生抽2.0%、老抽0.5%,添加适量米醋、白砂糖、番茄。

称取巴沙鱼200 g,油炸(2.0,2.5,3.0,3.5,4.0 min),添加白砂糖(2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%)、番茄(60%、70%、80%、90%、100%)、米醋(2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%)并调味制成番茄巴沙鱼罐头,通过感官评价确定各因素对产品品质的影响。

1.6 响应面试验设计

根据单因素试验结果,以米醋添加量、白砂糖添加量、番茄添加量、油炸时间为响应因素,利用Box-Behnken中心组合试验设计原理进行四因素三水平响应面优化试验,以感官评价确定番茄巴沙鱼罐头的最佳工艺,响应面试验因素水平见表2。

表2 响应面试验因素水平

1.7 数据分析

利用SPSS 17.0、Excel 2010、Design Expert 12软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果分析

2.1.1 米醋添加量对番茄巴沙鱼罐头品质的影响

米醋添加量对番茄巴沙鱼罐头品质的影响结果见表3。

表3 米醋添加量对番茄巴沙鱼罐头品质的影响

由表3可知,米醋添加量对番茄巴沙鱼罐头评分的整体趋势为先上升后下降,风味、组织形态、口感滋味的感官评分均在米醋添加量为3.0%时达到最高;色泽评分也在增加,米醋添加量为4.0%时色泽评分达到最高,这是由于米醋保护了番茄中的维生素C不被破坏,在色泽上达到最佳。当米醋添加量低于3.0%时,鱼肉未与汤汁较好地融合,略带些鱼腥味,番茄汤汁偏甜;当米醋添加量高于3.0%时,罐头风味略微偏酸,与番茄滋味不协调,回味略苦;当米醋添加量为3.0%时,感官评分最高,番茄巴沙鱼罐头具有明显的番茄香气,鱼肉鲜而不腥,较好地保留了食材的色泽与营养。因此,米醋添加量以3.0%左右为宜。

2.1.2 白砂糖添加量对番茄巴沙鱼罐头品质的影响

白砂糖添加量对番茄巴沙鱼罐头品质的影响结果见表4。

表4 白砂糖添加量对番茄巴沙鱼罐头品质的影响

由表4可知,白砂糖添加量对番茄巴沙鱼罐头评分的整体趋势为先上升后下降,组织形态、口感滋味的评分均在白砂糖添加量3.5%时达到最高;在风味的感官评分方面,白砂糖添加量3.0%与3.5%时相等;色泽评分则在白砂糖添加量3.0%时达到最高,这是由于白砂糖添加过少时,汤汁不黏稠,色泽暗淡;而白砂糖添加过多时,在熬煮过程中白砂糖焦糖化,颜色加深,会影响罐头的整体色泽。当白砂糖添加量低于3.5%时,番茄巴沙鱼罐头整体风味单调,番茄和汤汁偏酸,鱼肉略柴;当白砂糖添加量高于3.5%时,番茄巴沙鱼罐头风味酸味不足,鱼肉和汤汁均偏甜;当白砂糖添加量为3.5%时,感官评分最高,此时的番茄巴沙鱼罐头品质上乘,汤汁浓稠,酸甜适中,组织状态好。因此,白砂糖添加量以3.5%左右为宜。

2.1.3 番茄添加量对番茄巴沙鱼罐头品质的影响

番茄添加量对番茄巴沙鱼罐头品质的影响结果见表5。

表5 番茄添加量对番茄巴沙鱼罐头品质的影响

由表5可知, 番茄添加量对番茄巴沙鱼罐头评分的整体趋势为先上升后下降,色泽、风味、组织形态、口感滋味的感官评分均在番茄添加量为90%时达到最高。当番茄添加量低于90%时,番茄巴沙鱼罐头中汁液偏少,汤汁颜色偏淡,缺少番茄特有的香气;当番茄添加量高于90%时,番茄巴沙鱼罐头中鱼肉偏少,汤汁颜色略微过深,整体味道偏酸;当番茄添加量为90%时,感官评分最高,此时巴沙鱼肉与番茄的比例协调,汤汁色泽鲜艳诱人,使人口齿留香。因此,番茄添加量以90%左右为宜。

2.1.4 油炸时间对番茄巴沙鱼罐头品质的影响

油炸时间对番茄巴沙鱼罐头品质的影响结果见表6。

表6 油炸时间对番茄巴沙鱼罐头品质的影响

由表6可知, 油炸时间对番茄巴沙鱼罐头品质评分的整体趋势为先上升后下降,色泽、风味、组织形态和口感滋味的评分均在油炸时间为3.0 min时达到最高,这是由于3.0 min的油炸时间处理既不会残留鱼腥味,也不会导致鱼肉组织松散过焦。当油炸时间低于3.0 min时,罐头鱼肉腥味略重,组织状态偏软,香味不足;当油炸时间高于3.0 min时,罐头中鱼肉组织状态松散,鱼肉不完整,视觉感官不佳;当油炸时间为3.0 min时,感官评分最高,此时的番茄巴沙鱼罐头鱼肉完整,口感饱满,软嫩滑爽,回味悠长。因此,油炸时间以3.0 min左右为宜。

2.2 响应面试验结果

通过单因素试验确定米醋添加量、白砂糖添加量、番茄添加量、油炸时间为考察因素,选择Design-Expert 12进行四因素三水平的响应面试验优化番茄巴沙鱼罐头工艺,共设计29组试验,番茄巴沙鱼罐头响应面试验结果见表7,模型的方差分析结果见表8。

表7 番茄巴沙鱼罐头响应面试验结果

表8 方差分析

利用Design-Expert 12 软件分析可得回归方程为Y=91.63-1.34A+1.88B-1.44C-1.46D+3.96AB-3.17AC-2.59AD-2.96BC+1.84BD-3.26CD-5.99A2-6.87B2-5.22C2-4.72D2。

由表8可知,模型的P<0.000 1,差异极显著;失拟项的P=0.166 0>0.05,差异不显著,番茄巴沙鱼罐头的感官评分(Y)与米醋添加量(A)、白砂糖添加量(B)、番茄添加量(C)、油炸时间(D)存在线性关系﹐该模型具有统计学意义。B、AB、AC、CD、A2、B2、C2、D2对感官评分的影响极显著(P<0.01);A、C、D、AD、BC对感官评分的影响显著(P<0.05)。根据F值的大小可知,各因素对罐头感官评分的影响为白砂糖添加量>油炸时间>番茄添加量>米醋添加量。相关系数R2=0.938 7,试验模型RAdj2=0.877 3,信噪比13.643>4是理想的,表明信号充足,该数据可靠,模型拟合度较高,该模型可用于番茄巴沙鱼罐头感官评分的理论预测。

2.3 各因素交互作用的响应面图分析

通过Design-Expert 12软件分析得到番茄巴沙鱼罐头的响应面分析图,交互作用对响应值影响的响应曲面及等高线见图1～图6。

图1 米醋添加量与白砂糖添加量对感官评分影响的响应面及等高线

图2 米醋添加量与番茄添加量对感官评分影响的响应面及等高线

图3 米醋添加量与油炸时间对感官评分影响的响应面及等高线

图4 白砂糖添加量与番茄添加量对感官评分影响的响应面及等高线

由图1～图6可知,感官评分随着交互项因素的增加呈先上升后下降的趋势,响应曲面开口朝下且坡度较陡,等高线密集且呈椭圆形,白砂糖添加量对番茄巴沙鱼罐头感官评分的影响最大,油炸时间对番茄巴沙鱼罐头感官评分的影响次之,番茄添加量和米醋添加量的影响相对较小,交互项AB、AC、CD对感官评分的影响极显著,交互项AD、BC对感官评分的影响显著,交互项BD对番茄巴沙鱼罐头感官评分的影响不显著。

利用Design-Expert 12预测的最优工艺为米醋添加量3.000%、白砂糖添加量3.582%、番茄添加量88.363%、油炸时间2.967 min,预测感官评分为91.953分。

2.4 验证试验及产品理化指标结果

为便于实际操作,调整工艺为米醋添加量3.0%、白砂糖添加量3.6%、番茄添加量88%、油炸时间3.0 min,进行3次平行试验得感官评分为92.05分,与预测值基本一致,即所得回归方程与实际情况有较好的拟合程度,模型可靠。

该罐头富有番茄红的色泽,整体无浑浊,具有番茄特有的香气,无鱼腥味,汤汁浓郁,酸甜可口,组织紧密且鱼肉完整,巴沙鱼肉入口即化。

产品净含量(150±3) g、固形物含量≥72%、可溶性固形物含量0.08%、pH 6.54,菌落总数符合罐头商业无菌标准。

3 结论

以番茄和巴沙鱼为原料,通过感官评定确定各因素对罐头品质的影响以及响应面优化试验,得到番茄巴沙鱼罐头制备的最优工艺:以巴沙鱼200 g为基准,米醋添加量3.0%、白砂糖添加量3.6%、番茄添加量88%、油炸时间3.0 min、食盐添加量0.315%、料酒添加量2.5%、生粉添加量1.875%、生抽添加量2.0%、老抽添加量0.5%,此工艺下感官评分为92.05分。经检测,番茄巴沙鱼罐头产品净含量(150±3) g、固形物含量≥72%、可溶性固形物含量0.08%、pH 6.54,菌落总数符合罐头商业无菌标准。此工艺下制备的罐头

品质佳,具有番茄特有的色泽和风味,与巴沙鱼的鲜味融为一体,汤汁浓郁,酸甜可口,组织紧密且鱼肉完整,巴沙鱼肉入口即化。同时具有低卡优势,为巴沙鱼的生产加工提供了新的途径,也为鱼类罐头行业提供了更多的生产形式。