基于模糊数学和正交试验法优化酱牛肉卤制工艺

刘会彩,谢凤艳,李东方

(1.许昌电气职业学院,河南 许昌 461002;2.安阳学院,河南 安阳 455099)

我国作为肉类产品生产大国,每年肉类的生产量约占全世界的30%[1-2],我国的牛肉产量正逐年递增[3-4],牛肉是仅次于猪肉和禽肉的第三大类肉制品,在我国的肉类产品市场中占据着重要地位[5]。酱牛肉是酱肉类的典型代表,富含营养物质,具有滋养脾胃和补中益气等多种功效[6-7]。

国外的畜牧业发达,已经形成了较标准和规范的加工体系[8]。酱牛肉是我国传统的肉类产品[9]。酱牛肉独特的加工工艺(腌制和卤制),赋予了其独特的风味[10],使其区别于其他肉类产品。传统的酱牛肉加工工艺需要大量的卤制液,蒸煮时损失也较多,且出品率低,原料和调味品都易损失[11-12]。随着现代食品科学的发展和进步,急需成熟稳定的酱牛肉加工工艺,以提高酱牛肉中的原料和调味品利用率[13]。

本研究基于此,采用单因素试验、模糊数学和正交试验对酱牛肉加工工艺进行研究,旨在获得成熟高效的酱牛肉加工工艺。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试剂

冷冻牛腱子肉、低钠盐、虾壳、大筒骨、生姜、酒、辣椒、酱油、复合磷酸盐、大豆分离蛋白、八角、茴香、桂皮、陈皮、甘草、山楂和月桂。

1.2 试验仪器

搅拌器、电子天平、干燥箱、冰箱、绞肉机、培养箱、色差仪、分析仪和酸度计。

1.3 工艺流程及操作要点

1.3.1 工艺流程

原料的选择→原料的预处理→牛肉的腌制→预煮→煮制→卤制。

1.3.2 操作要点[13—15]

1.3.2.1 原料的选择

选择牛筋少的牛腱子肉,有利于感官评分的测定。

1.3.2.2 原料的预处理

将冷冻的牛腱子肉放于4 ℃的冰箱中,去除牛腱子肉上的杂质和筋膜,将血水清理干净。

1.3.2.3 腌制

将食盐和一些其他食品改良剂添加到牛腱子肉中,加入少量的复合磷酸盐、大豆分离蛋白、迷迭香、茶多酚和维生素C等充分搅拌混匀,再加入酱油、花椒、辣椒、味精和白酒等一系列调味料,搅拌均匀后于4 ℃冰箱中腌制10 h。

1.3.2.4 预煮

将腌好的牛肉放入清水中,完全浸没牛肉,煮10 min,将牛肉中多余的血水去除后将牛肉捞出,冷却至室温。

1.3.2.5 煮制

加入提前制作好的调味汤,将黄豆酱倒入汤中,待黄豆酱完全溶解后,将卤牛肉放入锅中,加入卤料用大火煮制,再加入味精、食盐、白糖和辣椒面,煮制后将其放入室温中冷却至20 ℃。

1.3.2.6 卤制

待卤制牛肉的汤自然冷却至室温后,再将牛肉放于卤汤中煮沸,之后冷却至室温,最后获得风味醇厚的卤制牛肉。

1.4 试验方法

1.4.1 单因素试验

设计5个影响因素:迷迭香添加量、茶多酚添加量、维生素C添加量、复合磷酸盐添加量和大豆分离蛋白添加量,单因素变量设计见表1。

表1 酱牛肉加工工艺设计

1.4.2 模糊数学矩阵建立

1.4.2.1 正交试验水平设计

以单因素试验结果为依据,以迷迭香添加量、茶多酚添加量、维生素C添加量和复合磷酸盐添加量为变量因子,以酱牛肉模糊数学感官评分为指标,进行四因素三水平的正交试验,对酱牛肉加工工艺进行优化。正交试验水平设计见表2。

表2 正交试验设计

1.4.2.2 因素集的设定

评价因素是指影响酱牛肉感官评分的因素集合,设因素集合为B=(B1,B2,B3,B4),4个影响因素B1,B2,B3和B4分别代表酱牛肉的硬度、黏性、咀嚼性和弹性。

感官评分根据模糊数学中的评语集进行,挑选10名(5男5女)专业人员进行评定,对酱牛肉的硬度、黏性、咀嚼性和弹性进行评价,每个评价指标的权重(X=25%)均相等,其感官评价标准见表3。

1.4.2.3 模糊矩阵及感官评分建立

由10名感官评价人员对各组产品进行感官评分,将每个因素获得的等级次数除以总人数10,获得每个产品的模糊矩阵A,每个矩阵中的An乘以权重,获得每个小组的得分,即Y=B×An,得出各个模糊矩阵感官综合得分,从而确定酱牛肉的最佳加工工艺。

2 结果和讨论

2.1 单因素试验

2.1.1 迷迭香添加量对酱牛肉感官评分的影响

由图1可知,随着迷迭香添加量的逐渐增加,酱牛肉的感官评分先升高后降低,此外,随着处理时间的增加,酱牛肉的感官评分也呈现升高的趋势。当迷迭香添加量为0.8%、处理时间为36 h时,酱牛肉的感官评分为88分;当迷迭香添加量小于0.8%时,酱牛肉的感官评分随着迷迭香添加量的增加而逐渐升高。当迷迭香添加量大于0.8%时,酱牛肉的感官评分呈现下降的趋势。随着处理时间的增加,酱牛肉的感官评分也逐渐升高。

图1 迷迭香添加量对酱牛肉感官评分的影响

2.1.2 茶多酚添加量对酱牛肉感官评分的影响

由图2可知,茶多酚的添加量对酱牛肉的感官评分存在影响,随着茶多酚添加量的增加,酱牛肉的感官评分呈现先升高后降低的趋势。当茶多酚添加量为0.7%、处理时间为48 h时,酱牛肉的感官评分最高,为91分。当茶多酚添加量小于0.7%时,酱牛肉的感官评分随茶多酚添加量的增加而逐渐升高。当茶多酚添加量大于0.7%时,酱牛肉的感官评分随茶多酚添加量的增加而逐渐降低。而随着处理时间的增加,酱牛肉的感官评分呈现先升高后逐渐保持稳定的趋势。

2.1.3 维生素C添加量对酱牛肉感官评分的影响

由图3可知,随着维生素C添加量的逐渐增加,酱牛肉的感官评分呈现先升高后降低的趋势,当维生素C添加量小于0.7%时,酱牛肉的感官评分随着维生素C添加量的增加而逐渐升高。当维生素C添加量大于0.7%时,酱牛肉的感官评分随着维生素C添加量的增加而呈现下降的趋势,随着处理时间逐渐增加,酱牛肉的感官评分逐渐升高。

图3 维生素C添加量对酱牛肉感官评分的影响

2.1.4 复合磷酸盐添加量对酱牛肉感官评分的影响

在腌制酱牛肉的过程中,酱牛肉的嫩度与持水能力的高低对酱牛肉的感官评分存在很重要的影响。在腌制过程中,一定量的复合磷酸盐能够改善酱牛肉的嫩度,使酱牛肉的感官评分升高。

由图4可知,复合磷酸盐添加量在0.1%～0.5%范围内,随着复合磷酸盐添加量的增加,酱牛肉的感官评分变化呈现先升高后降低的趋势。当复合磷酸盐添加量小于0.2%时,酱牛肉的感官评分呈现升高的趋势。随着复合磷酸盐的持续增加,酱牛肉的感官评分呈现下降的趋势。这是由于当酱牛肉中的水分含量达到一定范围值时,酱牛肉的含水量增加得越来越慢,从而影响了酱牛肉的品质。

图4 复合磷酸盐添加量对酱牛肉感官评分的影响

2.1.5 大豆分离蛋白添加量对酱牛肉感官评分的影响

在酱牛肉制作过程中,为了提高酱牛肉的出品率,常常使用一些植物蛋白和多糖来替代脂肪,从而获得较高的感官评分,在酱牛肉中添加大豆分离蛋白,能够吸收酱牛肉中多余的脂肪,同时能减少卤牛肉中脂肪的流失。当大豆分离蛋白添加量小于0.4%时,酱牛肉的感官评分随着大豆分离蛋白添加量的增加而逐渐升高;当大豆分离蛋白添加量为0.2%～0.6%时,酱牛肉的感官评分基本保持稳定;当大豆分离蛋白添加量大于0.6%时,酱牛肉的感官评分呈现逐渐下降的趋势。所以酱牛肉最佳的大豆分离蛋白添加量取值范围为0.2%～0.6%。

2.2 模糊数学感官评定及模糊矩阵建立

根据单因素试验,设计四水平三因素正交表,选择10名感官评分人员对酱牛肉的硬度、黏性、咀嚼性和弹性进行感官评定,模糊数学感官评价表见表4。

表4 模糊数学感官评价结果

将表4中各个影响因素的感官评分结果除以总人数,获得模糊矩阵:

由表5可知酱牛肉在硬度、黏性、咀嚼度和弹性4个方面的感官评价结果,将感官评定的优、良、中、差分别定为90,80,60,40分,从而计算出酱牛肉的感官评分。

表5 模糊数学综合感官评价结果

2.3 正交试验结果及分析

根据对酱牛肉的4个评语(优、良、中、差)赋值,获得酱牛肉正交试验的感官评分,见表6。

表6 正交试验结果和分析

由表6可知,9组试验中第7组的感官评分最高,为83分,此时酱牛肉的最佳加工工艺为迷迭香添加量0.8%、茶多酚添加量0.6%、大豆分离蛋白添加量0.4%、维生素C添加量0.8%和复合磷酸盐添加量0.2%。由极差R可知,各个影响因素的排序为A>D>C>B,即迷迭香添加量>复合磷酸盐添加量>维生素C添加量>茶多酚添加量,迷迭香添加量是酱牛肉感官评分的最重要影响因素。

3 小结

一些畜牧业发达的国家,对于肉类产品的生产工艺和流程研究也较先进,大部分产业均已经实现规模化和标准化生产,在很多方面均实现了工业化。酱牛肉是我国的传统食品,传统的酱牛肉卤制工艺需要消耗大量的时间,且缺乏合适的生产标准,本研究基于此,采用单因素试验、模糊数学和正交试验对酱牛肉加工工艺进行研究,研究结果表明,酱牛肉最佳加工工艺为迷迭香添加量0.8%、茶多酚添加量0.6%、大豆分离蛋白添加量0.4%、维生素C添加量0.8%和复合磷酸盐添加量0.2%,此时酱牛肉的感官评分为83分。