响应面优化即食风味鲟鱼加工工艺及其贮藏品质分析

王辅霞 毕保良 李秀芬 赫明漪 邹钰萱 皇水芝 赵冰

DOI：10.3969/j.issn.1000-9973.2024.03.002

引文格式：王辅霞，毕保良，李秀芬，等.响应面优化即食风味鲟鱼加工工艺及其贮藏品质分析[J].中国调味品，2024，49（3）：8-14.

WANG F X， BI B L， LI X F， et al.Optimization of processing technology of instant flavor sturgeon by response surface methodology and analysis of its storage quality[J].China Condiment，2024，49（3）：8-14.

摘要：為开发小包装即食风味鲟鱼零食，以感官评分、色值和质地为评价指标，通过响应面法优化即食鲟鱼的加工工艺，并对其常温贮藏品质进行分析。结果显示，最佳工艺参数为香葱粉0.2%、生姜粉0.4%、八角粉0.3%、桂皮0.3%、黑胡椒粉0.2%、酱油4.0%、老抽11%、食盐2.0%、味精1.0%、牛肉膏3.0%、玉米淀粉1.0%、白砂糖5.0%、脱腥时间29 min、煮制时间15 min。此时即食风味鲟鱼香味浓郁，口感细腻，色泽诱人，是一款优质的休闲零食。即食风味鲟鱼贮藏25 d无胀袋和发霉，并且保鲜处理对产品的贮藏品质有一定提升作用。

关键词：即食鲟鱼；加工工艺；响应面法;贮藏品质

中图分类号：TS254.4      文献标志码：A      文章编号：1000-9973（2024）03-0008-07

Optimization of Processing Technology of Instant Flavor Sturgeon by Response

Surface Methodology and Analysis of Its Storage Quality

WANG Fu-xia1， BI Bao-liang2， LI Xiu-fen1*， HE Ming-yi3， ZOU Yu-xuan1，

HUANG Shui-zhi1， ZHAO Bing1*

（1.College of Food Science and Technology， Yunnan Agricultural University， Kunming 650201，

China; 2.Dian-Tai Engineering Research Center for Characteristic Agriculture Industrialization

of Yunnan Province， Yunnan Agricultural University， Kunming 650201， China;

3.College of Animal Science and Technology， Yunnan Agricultural

University， Kunming 650201， China）

Abstract： In order to develop small packaged instant flavor sturgeon snacks， with sensory score， color value and texture as the evaluation indexes， the processing technology of instant sturgeon is optimized by response surface method， and the storage quality at room temperature is analyzed. The results show that the optimal process parameters are 0.2% chive powder， 0.4% ginger powder， 0.3% star anise powder， 0.3% cinnamon， 0.2% black pepper powder， 4.0% soy sauce， 11% dark soy sauce， 2.0% salt， 1.0% monosodium glutamate， 3.0% beef extract， 1.0% corn starch， 5.0% white granulated sugar， deodorization time of 29 min and boiling time of 15 min. At this time， the instant flavor sturgeon has strong fragrance， delicate taste and attractive color， making it a high-quality leisure snack. After storing for 25 d， the bags don't swell and the instant flavor sturgeon doesn't go mouldy. The preservative treatment has certain effect on improving the storage quality of the product.

Key words： instant sturgeon; processing technology; response surface method; storage quality

收稿日期：2023-09-19

基金项目：云南省基础研究计划项目（202101AT070221）；云南省教育厅科学研究项目（2023J0433）；云南省庄平专家工作站（202005AF150042）

作者简介：王辅霞（1999—），女，硕士，研究方向：食品加工。

*通信作者：李秀芬（1987—），女，副教授，博士，研究方向：高原特色食品加工与新食品体系构建;

趙冰（1987—），男，工程师，硕士，研究方向：高原特色食品加工与利用。

我国已成为世界上鲟鱼养殖总量和鲟鱼产量的第一大国，也是国际鲟鱼市场的主要贸易国，仅2020年养殖鲟鱼产量就达到10.43万吨[1-2]。养殖鲟鱼主要用于鱼子酱的加工和出口[1-2]，获取鱼卵时鲟鱼个体体长达到1.0～2.0 m，体重10～30 kg。获得鱼卵后，剩余大宗鲟鱼肉就作为一种副产物被冷冻保存，造成较高能耗，最终低价销售或处理。可见，鲟鱼肉的利用还非常有限[1]。鲟鱼肉蛋白含量高、脂肪含量低，但鲟鱼肉的加工产品还不多[3-4]。传统加工产品为鲟鱼排、鲟鱼糜[5]和鲟鱼肠等，少量被加工成鲟鱼肉干[6]、鲟鱼软骨咀嚼片[7]，也用于提取鱼油[8]、鲟鱼胶原蛋白[9]或其他生物活性物质，如提取硫酸软骨素[10]和几种生物活性肽（抗氧化肽[11]和骨胶原肽[12]）等。即食鱼肉制品因为方便携带、可直接食用的特点，市场前景好。因此，开发一款开袋即食小包装鲟鱼肉休闲零食具有一定的市场潜力，同时也解决了大宗冷冻贮存鲟鱼肉高耗能的产业难题。

本研究以料酒、酵母抽提物和普洱茶改善鲟鱼肉的滋味，以物性测试和色泽指标（L*值、a*值和b*值）分析鱼肉的质地（硬度和咀嚼性）和颜色，通过响应面法优化即食鲟鱼的加工工艺。进一步研究常温贮藏时添加复合保鲜剂对即食鲟鱼的色值、酸度、胀袋率、发霉率、总挥发性盐基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）、硫代巴比妥酸反应物（thiobarbituric acid reactive substances，TBARS）生成量的影响，初步探究其贮藏品质。本文为开发新型具有独特风味、质地可调控、兼具营养的鲟鱼肉即食产品提供了技术参考和依据。

1  材料和方法

1.1  材料

鲟鱼：会泽滇泽水产养殖有限公司；玉米油、香葱粉、生姜粉、八角粉、桂皮、胡椒粉、料酒、酱油、老抽、玉米淀粉、白砂糖、味精、食盐：市售；云南普洱茶七子饼（普洱熟茶）：云南云章茶叶有限公司；牛肉膏、酵母抽提物：重庆凯腾生物医药科技有限公司；乳酸链球菌素（Nisin）、山梨酸钾、食品级D-异抗坏血酸钠、硫酸、盐酸、硫酸钾、硫酸铜、氢氧化钠：重庆川东化工（集团）有限公司。

1.2  仪器与设备

TA-XT Plus型物性分析仪  英国Stable Micro Systems公司；CM-5型分光色差计  美国Konica Minolta公司；UV1800型紫外可见分光光度计  日本岛津公司；DZ-40012E型真空包装机  常州新凯包装机械制造有限公司；ZM-100型反压高温蒸煮灭菌锅  广州标际包装设备有限公司。

1.3  即食鲟鱼的加工工艺及操作要点

1.3.1  工艺流程

鲟鱼肉预处理→脱腥处理→炸制→加基础调味料煮制→装袋→真空包装→湿热高压灭菌。

以100 g鲟鱼计，基础调味料为香葱粉0.2%、生姜粉0.4%、八角粉0.3%、桂皮0.3%、黑胡椒粉0.2%、酱油4.0%、老抽11%、食盐2.0%、味精1.0%、牛肉膏3.0%、玉米淀粉1.0%。

1.3.2  操作要点

鲟鱼肉预处理：选择体重2.5 kg的鲟鱼，整鱼热烫3～5 s，去除表面黏液和鱼鳞，洗净，切成约5.0 cm×1.0 cm×1.0 cm的小块。

脱腥处理：加入复合脱腥剂15 g（料酒∶酵母抽提物∶普洱熟茶为1∶1∶1），浓度为3%，鱼肉与复合脱腥剂的质量比为1∶2。

炸制：将玉米油烧至五成热，在鱼块表面裹上淀粉炸至两面金黄，捞出备用。

煮制：在锅中加入适量纯净水，将鱼块、白砂糖和按照基础配方称重的调味料一并倒入锅中小火煮制。

装袋、灭菌：将煮制后的鱼块真空包装，于反压高温蒸煮灭菌锅中121 ℃灭菌15 min。

1.4  单因素试验设计

在预试验的基础上，按照基础配方和工艺流程的操作要点制作即食鲟鱼，选择对感官评分影响较大的因素做单因素试验，即白砂糖添加量（3%、6%、9%、12%、15%）、脱腥时间（10，20，30，40，50 min）和煮制时间（5，10，15，20，25 min），以感官评分、色泽、硬度和咀嚼性为指标进行评价。

1.5  即食鲟鱼感官评定标准

选择10位经过培训的品评员进行感官评价，评分标准见表1，总分为100分。

1.6  即食鲟鱼色泽和质地分析

1.6.1  色泽

采用分光色差仪测量鱼肉表面的L*值（白度）、a*值（红度）和b*值（黄度），以白板和黑板进行校准。每组测6个重复样品。

1.6.2  质地

参考Petcharat等[13]的方法并略作修改：将即食鲟鱼切成3.0 cm×1.0 cm×1.0 cm的小块，用物性分析仪测定即食鲟鱼的硬度和咀嚼性，配置P/50探头，采用全质构模式[14]进行2次压缩测试。测试条件：测试速度为1.0 mm/s，压缩比为50%，两次下压时间间隔为5 s，触发力为1.0 N。每组做5次平行试验。

1.7  响应面试验设计

以单因素试验结果为基础，以白砂糖添加量（A）、脱腥时间（B）、煮制时间（C）为3个因素，以感官评分为响应值Y，进行响应面试验设计，见表2。

1.8  贮藏品质分析

1.8.1  保鲜处理

采用响应面优化后的工艺加工即食鲟鱼，装袋前分两个组，即对照组和处理组。对照组正常加工，处理组用复合保鲜剂处理后再继续加工。两组样品均在室温下贮藏25 d。保鲜剂为复合溶液，含有0.05% D-异抗坏血酸钠、0.9% Nisin、0.05%山梨酸钾、1%水溶性壳聚糖和1%海藻酸钠。

1.8.2  指标的测定

发霉率和胀袋率：每组6个样品，贮藏期每5 d观察并记录样品的发霉率和胀袋率。

样品的色泽：测定方法同1.6.1，然后根据公式ΔE=[（L1*－L0*）2＋（a1*－a0*）2＋（b1*－b0*）2]1/2计算ΔE值。式中：L0*、a0*和b0*表示对照组样品的测量值，L1*、a1*和b1*表示保鲜处理组样品的测量值。

pH值：将鱼块切成0.2 cm×0.2 cm×0.2 cm的小立方体，准确称量5 g鱼肉粒加入50 mL蒸馏水中，匀浆后静置30 min，过滤取上清液，用pH计测定pH值。

TVB-N值：按GB 5009.228—2016中的方法测定。

TBARS值：准确称量2.00 g鱼肉加入3 mL 10%的硫代巴比妥酸，再加入17 mL三氯乙酸-HCl溶液（2.5 g三氯乙酸加入0.6 mL 0.6 mol/L盐酸后定容至100 mL），混匀，沸水浴30 min，冷却至室温，加入4 mL氯仿，1 800×g离心5 min，测定532 nm处的吸光度值，记为A532 nm，样品重复测定3次，按TBARS=（A532 nm/2.00）×9.48计算TBARS值[15]。

1.9  数据分析

采用Design-Expert V8.0.6.1软件进行响应面试验设计，采用Excel软件计算平均值和误差，采用IBM SPSS Statistics 26软件进行显著性分析，采用Origin 2021软件作图。

2  结果与分析

2.1  单因素试验结果与分析

2.1.1  白砂糖添加量对即食鲟鱼感官评分的影响

白砂糖在高温下转化成葡萄糖和果糖，高温加热产品发生焦糖化和美拉德反应，能提升产品的色泽。在即食鲟鱼加工过程中添加白砂糖可以增加鱼肉表面的焦糖色，使鱼肉的色泽明亮，有光澤。白砂糖添加量对即食鲟鱼感官评分的影响见图1。

由图1可知，即食鲟鱼的感官评分随着白砂糖添加量的增加先升高后降低，白砂糖添加量为6%时，感官评分最高，此时产品色泽鲜亮、口感细腻、咸甜协调。白砂糖添加量超过6%时，感官评分下降，可能是过多的白砂糖导致产品的口感过于甜腻且棕色太深（见表3）。即食零食产品的质地对大众的接受性和喜爱度影响极大，一定的机械强度或硬度能使产品在运输和分销过程中保持完整的外形，咀嚼性适中的产品更吸引食用者。由表4可知，即食鲟鱼的咀嚼性适中，但白砂糖添加量对硬度和咀嚼性的影响不显著。因此，最适白砂糖添加量为6%。

2.1.2  脱腥时间对即食鲟鱼感官评分的影响

去腥对于即食鲟鱼的感官品质和色泽至关重要，由图2可知脱腥时间对即食鲟鱼感官评分的影响。即食鲟鱼的感官评分随着脱腥时间的延长先小幅升高后显著降低，脱腥时间增加到30 min时感官评分最高，此时复合脱腥剂的去腥效果最佳，白度（L*值）增加、黄度（b*值）适中（见表3），可接受性最高。此时经过炸制和煮制的即食鲟鱼肉紧实有弹性，香味浓郁。之后，随着脱腥时间的延长，感官评分降低，可能是长时间处理使鱼肉中部分风味物质流失，并表现出茶叶和酵母抽提物的气味[16]，且肉质稍显松散。由表4可知，脱腥时间对即食鲟鱼的硬度无显著影响，但脱腥时间过长，咀嚼性下降。因此，最适脱腥时间为30 min。

2.1.3  煮制时间对即食鲟鱼感官评分的影响

煮制时间对熟制鱼肉的口感有重要影响，由图3可知煮制时间对即食鲟鱼感官评分的影响，煮制时间达到15 min时，感官评分最高。煮制时间过短，鱼肉不入味，整体口感不佳；煮制时间过长，白度（L*值）下降（见表3），鱼肉酱色变深，组织状态松散，感官品质低。因此，最适煮制时间为15 min。煮制时间对即食鲟鱼的硬度和咀嚼性也有较大影响（见表4），煮制10 min后，鱼肉的硬度逐渐下降，咀嚼性也随之稍有下降。煮制时间为15 min时，硬度和咀嚼性适中，因此，最适煮制时间为15 min。

2.2  响应面试验结果

2.2.1  回归模型及显著性检验

采用Design-Expert V8.0.6.1软件对试验结果进行回归拟合，获得回归方程：Y=92.50－1.72A－1.34B+0.19C－1.31AB－0.31AC－1.06BC－4.47A2－3.91B2－5.03C2。

由表6可知，该回归方程的P＜0.000 1，表明模型极显著；而失拟项的P=0.063 0>0.05，不显著，表明模型具有高度可靠性[17]。各影响变量的P值与标准对比可知，二次项A2、B2和C2的P<0.01，说明该模型曲面效应极显著[18]，一次项A、B，交互项AB和BC的P<0.05，说明对感官评分的影响显著。R2=98.78%>85%，达到了预期值（90%左右），表明回归方程的拟合程度很好，该响应面能够真实地反映试验结果。RAdj2=0.972 2，说明预测值与真实值高度关联，且变异系数（C.V.=0.89%）较小，说明数据对后期工艺具有参考价值。综上，此回归模型可用于即食鲟鱼工艺配方的优化。此外，由各项F值的大小可知，3个因素对即食鲟鱼感官评分的影响的主次顺序为白砂糖添加量（A）＞脱腥时间（B）＞煮制时间（C）。

2.2.2  各因素间交互作用分析

由Design-Expert V8.0.6.1响应面分析软件得到的白砂糖添加量、脱腥时间和煮制时间两两因素之间的三维曲面图和等高线图见图4～图6，可以较好地反映出它们之间的交互作用对即食鲟鱼感官评分的影响。

由图4可知，即食鲟鱼的感官评分先升高后降低，响应曲面坡度相对陡峭，等高线呈现密集的椭圆形，表明白砂糖添加量和脱腥时间之间存在显著的交互作用，对即食鲟鱼感官评分的影响较大，当添加6%白砂糖且脱腥30 min时，感官评分最高。由图5可知，随着白砂糖添加量的增加及煮制时间的延长，即食鲟鱼的感官评分先升高后降低，白砂糖添加量的曲面倾斜度大于煮制时间的曲面倾斜度，说明两因素中对即食鲟鱼感官评分影响较大的是白砂糖添加量。等高线类似圆形，表明两因素间的交互作用不显著，对即食鲟鱼感官评分的影响不大。由图6可知，随着煮制时间和脱腥时间的延长，即食鲟鱼的感官评分先上升至最高值而后下降，等高线呈现椭圆形且密集，表明煮制时间和脱腥时间之间的交互作用显著。

2.2.3  验证试验

通过响应面试验设计，经软件预测出即食鲟鱼的最优配方工艺为白砂糖添加量5%、脱腥时间29 min、煮制时间15 min，通过验证试验，得出即食鲟鱼的感官评分为92.79分，与预测值的误差小于1%，表明该条件下得到的参数是可行的。

2.3  即食鲟鱼贮藏品质分析

即食产品通常于常温下存放，因此，贮藏期间的产品品质对于确定货架期和消费者可及性非常重要。贮藏期内即食鲟鱼保鲜处理组和对照组均未出现发霉和胀袋现象，说明灭菌和包装效果较好。

由表7可知，与对照组相比，经保鲜处理后鱼肉的白度（L*值）即刻下降，而a*值和b*值无明显变化（0 d）。贮藏0～15 d处理组白度（L*值）和红度（a*值）均稍有升高，色泽变化程度（ΔE值）先增大后减小，说明保鲜处理对即食鲟鱼贮藏期色泽有明显影响，贮藏5 d达到色泽变化最高峰，之后色泽变化降低。pH值与肉糜的新鲜度有密切关系[19]，贮藏0～10 d即食鲟鱼的pH值略有下降，之后变化不大（见图7中a）。与对照组相比，贮藏20 d内处理组的pH值均高于对照组，说明保鲜处理延缓了即食鲟鱼贮藏期间酸度的下降。烹饪温度影响鲟鱼肉的脂质氧化程度，添加柠檬酸钠能够有效抑制TBARS的生成[20]，贮藏期间处理组的TBARS值均小于对照组（见图7中b），表明保鲜处理使即食鲟鱼脂肪氧化速率减慢，产品品质有所改善。挥发性盐基氮含量（TVB-N值）是評定肉品新鲜度的重要指标[21]，贮藏期间即食鲟鱼的TVB-N值逐渐增大，且处理组鲟鱼的TVB-N值均小于对照组，说明保鲜处理对挥发性盐基氮的生成有一定抑制作用（见图7中c）。综上，复合保鲜剂对改善即食鲟鱼的贮藏品质有一定作用。

3  结论

本研究以响应面法优化即食鲟鱼加工工艺，结果表明最佳加工工艺为以100 g鲟鱼肉计，脱腥29 min，炸至两面金黄，加入基础调味料和5.0%的白砂糖，煮制15 min。获得的即食鲟鱼鱼香味浓郁，口感细腻，肉质紧实有弹性。此即食鲟鱼在常温保藏25 d内未出现发霉和胀袋现象，且保鲜处理可提升产品的贮藏品质。

参考文献：

[1]LI X， XIE W， BAI F， et al. Influence of thermal processing on flavor and sensory profile of sturgeon meat[J].Food Chemistry，2022，374：131689.

[2]TAVAKOLI S， LUO Y K， REGENSTEIN J M， et al. Sturgeon， caviar， and caviar substitutes： from production， gastronomy， nutrition， and quality change to trade and commercial mimicry[J].Reviews in Fisheries Science & Aquaculture，2021，29（4）：753-768.

[3]陈跃文，蔡文强，祁立波，等.俄罗斯鲟鱼不同部位肌肉营养组成分析与评价[J].中国食品学报，2019，19（8）：286-293.

[4]QIAN S， LIU K， WANG J， et al. Capturing the impact of oral processing behavior and bolus formation on the dynamic sensory perception and composition of steamed sturgeon meat[J].Food Chemistry：X，2023，17：100553.

[5]GAO R， WIJAYA G Y A， YU J， et al. Assessing gel properties of amur sturgeon （Acipenser schrenckii） surimi prepared by high-temperature setting （40 ℃） at different durations[J].Journal of the Science of Food and Agriculture，2020，100：3147-3156.

[6]徐璐.即食鲟鱼肉干制品加工工艺研究[D].大连：大连工业大学，2017.

[7]张扬星，汪兰，熊光权，等.鲟鱼及鸡软骨粉咀嚼片制备工艺研究[J].食品研究与开发，2020，41（3）：130-136.

[8]郝淑贤，石红，李来好，等.酶法提取鲟鱼油工艺的研究[J].食品科学，2009，30（2）：38-41.

[9]郑平安，滕芳芳，胡梦玲，等.鲟鱼软骨Ⅱ型胶原蛋白的提取工艺优化[J].食品安全质量检测学报，2021，12（4）：1291-1297.

[10]白雪，高昕，赵雪，等.鲟鱼软骨硫酸软骨素的制备及结构分析[J].中国海洋药物，2022，41（2）：28-36.

[11]CAI L， WU X， ZHANG Y， et al. Fractionation and purification of antioxidant peptides from Chinese sturgeon （Acipenser sinensis） protein hydrolysate prepared using papain and alcalase 2.4 L[J].Arabian Journal of Chemistry，2022，15：104368.

[12]武瑞赟，杜怡丽，黄雨霞，等.鲟鱼软骨酶解条件优化及酶解物的體外抗肿瘤活性[J].中国农业大学学报，2020，25（1）：131-141.

[13]PETCHARAT T， BENJAKUL S. Effect of gellan incorporation on gel properties of bigeye snapper surimi[J].Food Hydrocolloids，2017，77：746-753.

[14]郭思亚，蒋美龄，张崟，等.腌制工艺对鲟鱼肉干质构特性的影响[J].食品研究与开发，2019，40（14）：75-79.

[15]王彬彬，刘晓兰，郑喜群，等.玉米谷蛋白水解物抗氧化活性及其对香肠品质改善的研究[J].食品与发酵工业，2022，48（2）：103-109.

[16]张淼，杨凯，张佳敏，等.响应面法优化银鳕鱼脱腥工艺[J].食品研究与开发，2019，40（12）：178-184.

[17]DANIELA A R， DANIELA A L D， CAROLINA A T， et al. Development of garlic bioactive compounds analytical methodology based on liquid phase microextraction using response surface design. Implications for dual analysis： cooked and biological fluids samples[J].Food Chemistry，2017，215：493-500.

[18]TSEGAY Z T， SATHYANARAYANA C B， LEMMA S M. Optimization of cactus pear fruit fermentation process for wine production[J].Foods，2018，7（8）：121.

[19]李晨，牛泽洁，李文婕，等.BTI和Nisin复合涂膜液对鲈鱼鱼糜的保鲜效果[J].食品研究与开发，2021，42（22）：8-13.

[20]YUAN Y， CHEN Y， CAI W， et al. Effects of sodium erythorbate and sodium tripolyphosphate on the lipid oxidation of Russian sturgeon with sous-vide cooking[J].Journal of Food Compositin and Analysis，2022，106：104345.

[21]杨筱珍，张金彪，赵柳兰，等.两种常见淡水鱼在高温储存过程中挥发性盐基总氮和生物胺的含量变化[J].水产学报，2016，40（9）：1505-1511.