響應面優化即食風味鱘魚加工工藝及其貯藏品質分析

王輔霞 畢保良 李秀芬 赫明漪 鄒鈺萱 皇水芝 趙冰

DOI：10.3969/j.issn.1000-9973.2024.03.002

引文格式：王輔霞，畢保良，李秀芬，等.響應面優化即食風味鱘魚加工工藝及其貯藏品質分析[J].中國調味品，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：為開發小包裝即食風味鱘魚零食，以感官評分、色值和質地為評價指標，通過響應面法優化即食鱘魚的加工工藝，并對其常溫貯藏品質進行分析。結果顯示，最佳工藝參數為香蔥粉0.2%、生姜粉0.4%、八角粉0.3%、桂皮0.3%、黑胡椒粉0.2%、醬油4.0%、老抽11%、食鹽2.0%、味精1.0%、牛肉膏3.0%、玉米淀粉1.0%、白砂糖5.0%、脫腥時間29 min、煮制時間15 min。此時即食風味鱘魚香味濃郁，口感細膩，色澤誘人，是一款優質的休閑零食。即食風味鱘魚貯藏25 d無脹袋和發霉，并且保鮮處理對產品的貯藏品質有一定提升作用。

關鍵詞：即食鱘魚；加工工藝；響應面法;貯藏品質

中圖分類號：TS254.4????? 文獻標志碼：A????? 文章編號：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

基金項目：云南省基礎研究計劃項目（202101AT070221）；云南省教育廳科學研究項目（2023J0433）；云南省莊平專家工作站（202005AF150042）

作者簡介：王輔霞（1999—），女，碩士，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：高原特色食品加工與新食品體系構建;

趙冰（1987—），男，工程師，碩士，研究方向：高原特色食品加工與利用。

我國已成為世界上鱘魚養殖總量和鱘魚產量的第一大國，也是國際鱘魚市場的主要貿易國，僅2020年養殖鱘魚產量就達到10.43萬噸[1-2]。養殖鱘魚主要用于魚子醬的加工和出口[1-2]，獲取魚卵時鱘魚個體體長達到1.0～2.0 m，體重10～30 kg。獲得魚卵后，剩余大宗鱘魚肉就作為一種副產物被冷凍保存，造成較高能耗，最終低價銷售或處理?？梢?，鱘魚肉的利用還非常有限[1]。鱘魚肉蛋白含量高、脂肪含量低，但鱘魚肉的加工產品還不多[3-4]。傳統加工產品為鱘魚排、鱘魚糜[5]和鱘魚腸等，少量被加工成鱘魚肉干[6]、鱘魚軟骨咀嚼片[7]，也用于提取魚油[8]、鱘魚膠原蛋白[9]或其他生物活性物質，如提取硫酸軟骨素[10]和幾種生物活性肽（抗氧化肽[11]和骨膠原肽[12]）等。即食魚肉制品因為方便攜帶、可直接食用的特點，市場前景好。因此，開發一款開袋即食小包裝鱘魚肉休閑零食具有一定的市場潛力，同時也解決了大宗冷凍貯存鱘魚肉高耗能的產業難題。

本研究以料酒、酵母抽提物和普洱茶改善鱘魚肉的滋味，以物性測試和色澤指標（L*值、a*值和b*值）分析魚肉的質地（硬度和咀嚼性）和顏色，通過響應面法優化即食鱘魚的加工工藝。進一步研究常溫貯藏時添加復合保鮮劑對即食鱘魚的色值、酸度、脹袋率、發霉率、總揮發性鹽基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）、硫代巴比妥酸反應物（thiobarbituric acid reactive substances，TBARS）生成量的影響，初步探究其貯藏品質。本文為開發新型具有獨特風味、質地可調控、兼具營養的鱘魚肉即食產品提供了技術參考和依據。

1? 材料和方法

1.1? 材料

鱘魚：會澤滇澤水產養殖有限公司；玉米油、香蔥粉、生姜粉、八角粉、桂皮、胡椒粉、料酒、醬油、老抽、玉米淀粉、白砂糖、味精、食鹽：市售；云南普洱茶七子餅（普洱熟茶）：云南云章茶葉有限公司；牛肉膏、酵母抽提物：重慶凱騰生物醫藥科技有限公司；乳酸鏈球菌素（Nisin）、山梨酸鉀、食品級D-異抗壞血酸鈉、硫酸、鹽酸、硫酸鉀、硫酸銅、氫氧化鈉：重慶川東化工（集團）有限公司。

1.2? 儀器與設備

TA-XT Plus型物性分析儀? 英國Stable Micro Systems公司；CM-5型分光色差計? 美國Konica Minolta公司；UV1800型紫外可見分光光度計? 日本島津公司；DZ-40012E型真空包裝機? 常州新凱包裝機械制造有限公司；ZM-100型反壓高溫蒸煮滅菌鍋? 廣州標際包裝設備有限公司。

1.3? 即食鱘魚的加工工藝及操作要點

1.3.1? 工藝流程

鱘魚肉預處理→脫腥處理→炸制→加基礎調味料煮制→裝袋→真空包裝→濕熱高壓滅菌。

以100 g鱘魚計，基礎調味料為香蔥粉0.2%、生姜粉0.4%、八角粉0.3%、桂皮0.3%、黑胡椒粉0.2%、醬油4.0%、老抽11%、食鹽2.0%、味精1.0%、牛肉膏3.0%、玉米淀粉1.0%。

1.3.2? 操作要點

鱘魚肉預處理：選擇體重2.5 kg的鱘魚，整魚熱燙3～5 s，去除表面黏液和魚鱗，洗凈，切成約5.0 cm×1.0 cm×1.0 cm的小塊。

脫腥處理：加入復合脫腥劑15 g（料酒∶酵母抽提物∶普洱熟茶為1∶1∶1），濃度為3%，魚肉與復合脫腥劑的質量比為1∶2。

炸制：將玉米油燒至五成熱，在魚塊表面裹上淀粉炸至兩面金黃，撈出備用。

煮制：在鍋中加入適量純凈水，將魚塊、白砂糖和按照基礎配方稱重的調味料一并倒入鍋中小火煮制。

裝袋、滅菌：將煮制后的魚塊真空包裝，于反壓高溫蒸煮滅菌鍋中121 ℃滅菌15 min。

1.4? 單因素試驗設計

在預試驗的基礎上，按照基礎配方和工藝流程的操作要點制作即食鱘魚，選擇對感官評分影響較大的因素做單因素試驗，即白砂糖添加量（3%、6%、9%、12%、15%）、脫腥時間（10，20，30，40，50 min）和煮制時間（5，10，15，20，25 min），以感官評分、色澤、硬度和咀嚼性為指標進行評價。

1.5? 即食鱘魚感官評定標準

選擇10位經過培訓的品評員進行感官評價，評分標準見表1，總分為100分。

1.6? 即食鱘魚色澤和質地分析

1.6.1? 色澤

采用分光色差儀測量魚肉表面的L*值（白度）、a*值（紅度）和b*值（黃度），以白板和黑板進行校準。每組測6個重復樣品。

1.6.2? 質地

參考Petcharat等[13]的方法并略作修改：將即食鱘魚切成3.0 cm×1.0 cm×1.0 cm的小塊，用物性分析儀測定即食鱘魚的硬度和咀嚼性，配置P/50探頭，采用全質構模式[14]進行2次壓縮測試。測試條件：測試速度為1.0 mm/s，壓縮比為50%，兩次下壓時間間隔為5 s，觸發力為1.0 N。每組做5次平行試驗。

1.7? 響應面試驗設計

以單因素試驗結果為基礎，以白砂糖添加量（A）、脫腥時間（B）、煮制時間（C）為3個因素，以感官評分為響應值Y，進行響應面試驗設計，見表2。

1.8? 貯藏品質分析

1.8.1? 保鮮處理

采用響應面優化后的工藝加工即食鱘魚，裝袋前分兩個組，即對照組和處理組。對照組正常加工，處理組用復合保鮮劑處理后再繼續加工。兩組樣品均在室溫下貯藏25 d。保鮮劑為復合溶液，含有0.05% D-異抗壞血酸鈉、0.9% Nisin、0.05%山梨酸鉀、1%水溶性殼聚糖和1%海藻酸鈉。

1.8.2? 指標的測定

發霉率和脹袋率：每組6個樣品，貯藏期每5 d觀察并記錄樣品的發霉率和脹袋率。

樣品的色澤：測定方法同1.6.1，然后根據公式ΔE=[（L1*－L0*）2＋（a1*－a0*）2＋（b1*－b0*）2]1/2計算ΔE值。式中：L0*、a0*和b0*表示對照組樣品的測量值，L1*、a1*和b1*表示保鮮處理組樣品的測量值。

pH值：將魚塊切成0.2 cm×0.2 cm×0.2 cm的小立方體，準確稱量5 g魚肉粒加入50 mL蒸餾水中，勻漿后靜置30 min，過濾取上清液，用pH計測定pH值。

TVB-N值：按GB 5009.228—2016中的方法測定。

TBARS值：準確稱量2.00 g魚肉加入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鹽酸后定容至100 mL），混勻，沸水浴30 min，冷卻至室溫，加入4 mL氯仿，1 800×g離心5 min，測定532 nm處的吸光度值，記為A532 nm，樣品重復測定3次，按TBARS=（A532 nm/2.00）×9.48計算TBARS值[15]。

1.9? 數據分析

采用Design-Expert V8.0.6.1軟件進行響應面試驗設計，采用Excel軟件計算平均值和誤差，采用IBM SPSS Statistics 26軟件進行顯著性分析，采用Origin 2021軟件作圖。

2? 結果與分析

2.1? 單因素試驗結果與分析

2.1.1? 白砂糖添加量對即食鱘魚感官評分的影響

白砂糖在高溫下轉化成葡萄糖和果糖，高溫加熱產品發生焦糖化和美拉德反應，能提升產品的色澤。在即食鱘魚加工過程中添加白砂糖可以增加魚肉表面的焦糖色，使魚肉的色澤明亮，有光澤。白砂糖添加量對即食鱘魚感官評分的影響見圖1。

由圖1可知，即食鱘魚的感官評分隨著白砂糖添加量的增加先升高后降低，白砂糖添加量為6%時，感官評分最高，此時產品色澤鮮亮、口感細膩、咸甜協調。白砂糖添加量超過6%時，感官評分下降，可能是過多的白砂糖導致產品的口感過于甜膩且棕色太深（見表3）。即食零食產品的質地對大眾的接受性和喜愛度影響極大，一定的機械強度或硬度能使產品在運輸和分銷過程中保持完整的外形，咀嚼性適中的產品更吸引食用者。由表4可知，即食鱘魚的咀嚼性適中，但白砂糖添加量對硬度和咀嚼性的影響不顯著。因此，最適白砂糖添加量為6%。

2.1.2? 脫腥時間對即食鱘魚感官評分的影響

去腥對于即食鱘魚的感官品質和色澤至關重要，由圖2可知脫腥時間對即食鱘魚感官評分的影響。即食鱘魚的感官評分隨著脫腥時間的延長先小幅升高后顯著降低，脫腥時間增加到30 min時感官評分最高，此時復合脫腥劑的去腥效果最佳，白度（L*值）增加、黃度（b*值）適中（見表3），可接受性最高。此時經過炸制和煮制的即食鱘魚肉緊實有彈性，香味濃郁。之后，隨著脫腥時間的延長，感官評分降低，可能是長時間處理使魚肉中部分風味物質流失，并表現出茶葉和酵母抽提物的氣味[16]，且肉質稍顯松散。由表4可知，脫腥時間對即食鱘魚的硬度無顯著影響，但脫腥時間過長，咀嚼性下降。因此，最適脫腥時間為30 min。

2.1.3? 煮制時間對即食鱘魚感官評分的影響

煮制時間對熟制魚肉的口感有重要影響，由圖3可知煮制時間對即食鱘魚感官評分的影響，煮制時間達到15 min時，感官評分最高。煮制時間過短，魚肉不入味，整體口感不佳；煮制時間過長，白度（L*值）下降（見表3），魚肉醬色變深，組織狀態松散，感官品質低。因此，最適煮制時間為15 min。煮制時間對即食鱘魚的硬度和咀嚼性也有較大影響（見表4），煮制10 min后，魚肉的硬度逐漸下降，咀嚼性也隨之稍有下降。煮制時間為15 min時，硬度和咀嚼性適中，因此，最適煮制時間為15 min。

2.2? 響應面試驗結果

2.2.1? 回歸模型及顯著性檢驗

采用Design-Expert V8.0.6.1軟件對試驗結果進行回歸擬合，獲得回歸方程：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，該回歸方程的P＜0.000 1，表明模型極顯著；而失擬項的P=0.063 0>0.05，不顯著，表明模型具有高度可靠性[17]。各影響變量的P值與標準對比可知，二次項A2、B2和C2的P<0.01，說明該模型曲面效應極顯著[18]，一次項A、B，交互項AB和BC的P<0.05，說明對感官評分的影響顯著。R2=98.78%>85%，達到了預期值（90%左右），表明回歸方程的擬合程度很好，該響應面能夠真實地反映試驗結果。RAdj2=0.972 2，說明預測值與真實值高度關聯，且變異系數（C.V.=0.89%）較小，說明數據對后期工藝具有參考價值。綜上，此回歸模型可用于即食鱘魚工藝配方的優化。此外，由各項F值的大小可知，3個因素對即食鱘魚感官評分的影響的主次順序為白砂糖添加量（A）＞脫腥時間（B）＞煮制時間（C）。

2.2.2? 各因素間交互作用分析

由Design-Expert V8.0.6.1響應面分析軟件得到的白砂糖添加量、脫腥時間和煮制時間兩兩因素之間的三維曲面圖和等高線圖見圖4～圖6，可以較好地反映出它們之間的交互作用對即食鱘魚感官評分的影響。

由圖4可知，即食鱘魚的感官評分先升高后降低，響應曲面坡度相對陡峭，等高線呈現密集的橢圓形，表明白砂糖添加量和脫腥時間之間存在顯著的交互作用，對即食鱘魚感官評分的影響較大，當添加6%白砂糖且脫腥30 min時，感官評分最高。由圖5可知，隨著白砂糖添加量的增加及煮制時間的延長，即食鱘魚的感官評分先升高后降低，白砂糖添加量的曲面傾斜度大于煮制時間的曲面傾斜度，說明兩因素中對即食鱘魚感官評分影響較大的是白砂糖添加量。等高線類似圓形，表明兩因素間的交互作用不顯著，對即食鱘魚感官評分的影響不大。由圖6可知，隨著煮制時間和脫腥時間的延長，即食鱘魚的感官評分先上升至最高值而后下降，等高線呈現橢圓形且密集，表明煮制時間和脫腥時間之間的交互作用顯著。

2.2.3? 驗證試驗

通過響應面試驗設計，經軟件預測出即食鱘魚的最優配方工藝為白砂糖添加量5%、脫腥時間29 min、煮制時間15 min，通過驗證試驗，得出即食鱘魚的感官評分為92.79分，與預測值的誤差小于1%，表明該條件下得到的參數是可行的。

2.3? 即食鱘魚貯藏品質分析

即食產品通常于常溫下存放，因此，貯藏期間的產品品質對于確定貨架期和消費者可及性非常重要。貯藏期內即食鱘魚保鮮處理組和對照組均未出現發霉和脹袋現象，說明滅菌和包裝效果較好。

由表7可知，與對照組相比，經保鮮處理后魚肉的白度（L*值）即刻下降，而a*值和b*值無明顯變化（0 d）。貯藏0～15 d處理組白度（L*值）和紅度（a*值）均稍有升高，色澤變化程度（ΔE值）先增大后減小，說明保鮮處理對即食鱘魚貯藏期色澤有明顯影響，貯藏5 d達到色澤變化最高峰，之后色澤變化降低。pH值與肉糜的新鮮度有密切關系[19]，貯藏0～10 d即食鱘魚的pH值略有下降，之后變化不大（見圖7中a）。與對照組相比，貯藏20 d內處理組的pH值均高于對照組，說明保鮮處理延緩了即食鱘魚貯藏期間酸度的下降。烹飪溫度影響鱘魚肉的脂質氧化程度，添加檸檬酸鈉能夠有效抑制TBARS的生成[20]，貯藏期間處理組的TBARS值均小于對照組（見圖7中b），表明保鮮處理使即食鱘魚脂肪氧化速率減慢，產品品質有所改善。揮發性鹽基氮含量（TVB-N值）是評定肉品新鮮度的重要指標[21]，貯藏期間即食鱘魚的TVB-N值逐漸增大，且處理組鱘魚的TVB-N值均小于對照組，說明保鮮處理對揮發性鹽基氮的生成有一定抑制作用（見圖7中c）。綜上，復合保鮮劑對改善即食鱘魚的貯藏品質有一定作用。

3? 結論

本研究以響應面法優化即食鱘魚加工工藝，結果表明最佳加工工藝為以100 g鱘魚肉計，脫腥29 min，炸至兩面金黃，加入基礎調味料和5.0%的白砂糖，煮制15 min。獲得的即食鱘魚魚香味濃郁，口感細膩，肉質緊實有彈性。此即食鱘魚在常溫保藏25 d內未出現發霉和脹袋現象，且保鮮處理可提升產品的貯藏品質。

參考文獻：

[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]陳躍文，蔡文強，祁立波，等.俄羅斯鱘魚不同部位肌肉營養組成分析與評價[J].中國食品學報，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.即食鱘魚肉干制品加工工藝研究[D].大連：大連工業大學，2017.

[7]張揚星，汪蘭，熊光權，等.鱘魚及雞軟骨粉咀嚼片制備工藝研究[J].食品研究與開發，2020，41（3）：130-136.

[8]郝淑賢，石紅，李來好，等.酶法提取鱘魚油工藝的研究[J].食品科學，2009，30（2）：38-41.

[9]鄭平安，滕芳芳，胡夢玲，等.鱘魚軟骨Ⅱ型膠原蛋白的提取工藝優化[J].食品安全質量檢測學報，2021，12（4）：1291-1297.

[10]白雪，高昕，趙雪，等.鱘魚軟骨硫酸軟骨素的制備及結構分析[J].中國海洋藥物，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，杜怡麗，黃雨霞，等.鱘魚軟骨酶解條件優化及酶解物的體外抗腫瘤活性[J].中國農業大學學報，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]郭思亞，蔣美齡，張崟，等.腌制工藝對鱘魚肉干質構特性的影響[J].食品研究與開發，2019，40（14）：75-79.

[15]王彬彬，劉曉蘭，鄭喜群，等.玉米谷蛋白水解物抗氧化活性及其對香腸品質改善的研究[J].食品與發酵工業，2022，48（2）：103-109.

[16]張淼，楊凱，張佳敏，等.響應面法優化銀鱈魚脫腥工藝[J].食品研究與開發，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，牛澤潔，李文婕，等.BTI和Nisin復合涂膜液對鱸魚魚糜的保鮮效果[J].食品研究與開發，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]楊筱珍，張金彪，趙柳蘭，等.兩種常見淡水魚在高溫儲存過程中揮發性鹽基總氮和生物胺的含量變化[J].水產學報，2016，40（9）：1505-1511.