響應(yīng)面法優(yōu)化燒全雞抑菌配方

武 杰，馬 龍，曾衛(wèi)國，許 暉

(蚌埠學(xué)院生物與食品工程系，安徽 蚌埠 233030)

響應(yīng)面法優(yōu)化燒全雞抑菌配方

武 杰，馬 龍，曾衛(wèi)國，許 暉

(蚌埠學(xué)院生物與食品工程系，安徽 蚌埠 233030)

利用響應(yīng)面法，以殼聚糖、Nisin、溶菌酶添加量為因素，抑菌率為響應(yīng)值建立回歸模型，以確定最佳的燒全雞抑菌配方。結(jié)果表明：在添加殼聚糖0.36%、Nisin 0.038%、溶菌酶0.05%時(shí)，室溫保存3d后，燒全雞中的細(xì)菌抑菌率為95.4%，抑制細(xì)菌的效果最佳，且該配方下的試驗(yàn)結(jié)果與模型擬合程度較好。

燒全雞；響應(yīng)面；復(fù)合防腐劑

燒全雞是安徽省蚌埠市懷遠(yuǎn)地區(qū)的一種地方特色菜肴，營養(yǎng)豐富，風(fēng)味獨(dú)特，以農(nóng)家散養(yǎng)草公雞為主料，輔以二十多種香料，經(jīng)十多道程序燒制而成。當(dāng)?shù)仄髽I(yè)將傳統(tǒng)燒制工藝與現(xiàn)代化生產(chǎn)方式相結(jié)合，摸索開發(fā)出一套殺菌消毒、真空包裝燒全雞軟罐頭工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)。由于禽肉制品屬于高水分高蛋白質(zhì)食品，加之原料供應(yīng)或生產(chǎn)工藝管理不善，在產(chǎn)品貯存、運(yùn)輸和銷售等過程中極易因微生物的大量增殖而導(dǎo)致產(chǎn)品的腐敗變質(zhì)。為使燒全雞在常溫下能夠長期保存，目前廠家采用高溫高壓滅菌處理，但結(jié)果肉質(zhì)太爛無嚼勁，產(chǎn)生明顯的蒸煮味，失去了原來特有的風(fēng)味，口感較差，同時(shí)，高溫殺菌造成產(chǎn)品包裝的破裂，也造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失[1-4]。殼聚糖、乳酸鏈球菌素、溶菌酶、甘氨酸、納他霉素、茶多酚都是國際上公認(rèn)的安全、有效的天然防腐劑，目前已被國家批準(zhǔn)使用，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于畜禽類熟肉食品中[5-13]。隨著我國消費(fèi)者食品安全意識(shí)的不斷提高，消費(fèi)者對(duì)化學(xué)防腐劑安全性的擔(dān)心日趨高漲。本實(shí)驗(yàn)以復(fù)配防腐劑對(duì)燒全雞進(jìn)行保鮮處理，應(yīng)用響應(yīng)面法設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案，采用Minitab軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，優(yōu)化出一種安全有效的燒全雞復(fù)合防腐劑，以期為燒全雞的防腐保鮮和工業(yè)化生產(chǎn)提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

雄草雞、調(diào)味料 市售；Nisin(1000U/mg) 浙江銀象生物工程有限公司；甘氨酸(Glycin)、納他霉素(Natamycin) 鄭州天騰貿(mào)易有限公司；溶菌酶(活力20000U/mg) 南寧龐博生物工程有限公司；殼聚糖(80目，脫乙酰度≥90%) 濟(jì)南海得貝海洋生物工程有限公司；茶多酚 貴州漢源生物制品公司；營養(yǎng)瓊脂 廣東環(huán)凱微生物科技有限公司。

GNP-9080型隔水式電熱恒溫培養(yǎng)箱 上海三發(fā)科學(xué)儀器有限公司；SW-CJ-2FD型雙人單面凈化工作臺(tái) 上海一恒科技有限公司；LDZX-50KB型高壓滅菌鍋 上海申安醫(yī)療器械廠；AR1140型電子天平 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司。

1.2 方法

1.2.1 燒全雞產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程

原料雞→宰殺→退毛→清洗→瀝干→切塊→淋油→爆炒→燒制→真空包裝→高溫殺菌→成品

1.2.2 燒全雞產(chǎn)品生產(chǎn)操作要點(diǎn)

對(duì)1年齡以上雄草雞施行宰殺、退毛、開膛清洗、瀝干等預(yù)處理后，切塊備用。先將生姜、蔥、蒜、辣椒等投入110℃油鍋炸鍋1min，再將雞塊投入鍋內(nèi)翻炒3～5min，然后向鍋內(nèi)加入與雞等質(zhì)量的老湯并同時(shí)加入特定數(shù)量各種調(diào)味料，在文火下將老湯煮沸并維持沸騰狀態(tài)1.5h，將鍋內(nèi)的雞塊連同湯汁盛入容器內(nèi)抽真空包裝后進(jìn)行高溫殺菌即得成品[14]。

1.2.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)

防腐劑的抑菌效果用抑菌率表示，在燒全雞加工過程中直接添加防腐劑，產(chǎn)品不經(jīng)滅菌處理，置于室溫(25℃)條件下保存3d，采用GB/T 4789.2—2008《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗(yàn)：菌落總數(shù)測(cè)定》規(guī)定稀釋涂布法測(cè)定燒全雞中的細(xì)菌總數(shù)，并設(shè)空白對(duì)照組，計(jì)算防腐劑的抑菌率：

1.2.4 防腐劑的篩選

在燒全雞制作過程中分別加入乳酸鏈球菌素(Nisin)、甘氨酸(Glycin)、納他霉素(Natamycin)、溶菌酶(Lysozyme)、殼聚糖、茶多酚等6種防腐劑，每種防腐劑按GB 2760—2007《食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的使用限量添加，以抑菌率為結(jié)果從中篩選出抑菌效果最好的3種防腐劑。

1.2.5 復(fù)配防腐劑配方優(yōu)化

選取篩選出的3種抑菌效果較好的防腐劑添加量為自變量，將防腐劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)設(shè)為5個(gè)水平，下限為0，上限為GB 2760—2007規(guī)定的使用限量，以抑菌率作為衡量指標(biāo)的響應(yīng)值，采用響應(yīng)面法中的中心組合設(shè)計(jì)進(jìn)行燒全雞復(fù)合防腐劑最佳配比的優(yōu)化[15]。

2 結(jié)果與分析

2.1 防腐劑篩選試驗(yàn)

按GB 2760—2007規(guī)定的使用限量添加，各種防腐劑抑菌效果試驗(yàn)結(jié)果見圖1。

從圖1可知，各種防腐劑中Nisin、溶菌酶和殼聚糖對(duì)燒全雞腐敗菌抑制效果最好。故取這3種防腐劑進(jìn)行復(fù)配使用，進(jìn)一步通過響應(yīng)面法優(yōu)化出其最佳配方。一方面可以克服單一的防腐劑只能抑制一類細(xì)菌的缺陷；另一方面，各種防腐劑復(fù)合使用，可以降低防腐劑的添加量，也使產(chǎn)品的價(jià)格不致過多；同時(shí)，幾種防腐劑復(fù)配使用還可以增加抗菌效果。

圖1 防腐劑抑菌效果Fig.1 Antibacterial effects of single preservatives

2.2 回歸模型的擬合與檢驗(yàn)

根據(jù)2.1節(jié)選取篩選出的殼聚糖、Nisin、溶菌酶的添加量3個(gè)因素為自變量，其因素水平見表1，以抑菌率作為衡量指標(biāo)的響應(yīng)值，采用響應(yīng)面法中的中心組合設(shè)計(jì)進(jìn)行燒全雞復(fù)合防腐劑最佳配比優(yōu)化[15]。試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表2。

表1 燒全雞復(fù)合防腐劑最佳配比中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素水平及編碼Table 1 Factors and levels of central composite design

表2 燒全雞復(fù)合防腐劑最佳配比中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 2 Central composite design arrangement and corresponding results

利用Minitab 15軟件對(duì)表2中的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行多元回歸擬合，建立二次多項(xiàng)式回歸模型方程：

對(duì)建立模型進(jìn)行方差分析和顯著性檢驗(yàn)，分析結(jié)果分別見表3、4。

表3 回歸模型方差分析表Table 3 Analysis of variance for the established regression model

表4 回歸方程系數(shù)顯著性檢驗(yàn)Table 4 Significance test for each coefficient in the established regression model

從表3可知，復(fù)合防腐劑回歸模型P＜0.0001，表明該回歸方程模型極顯著；失擬項(xiàng)P＝0.051＞0.05，表明失擬項(xiàng)不顯著，符合模型要求，該模型可用于復(fù)合防腐劑最佳配方的理論預(yù)測(cè)。

從表4可知，一次項(xiàng)X2和X3的P值小于0.0001，說明Nisin和溶菌酶對(duì)抑菌率的影響極顯著，X1的P值大于0.05，說明殼聚糖對(duì)抑菌率的影響不顯著；二次項(xiàng)X12和X22的P值小于0.0001，具有極高的顯著性，說明抑菌率的變化相對(duì)復(fù)雜，各防腐劑對(duì)抑菌率的影響不是簡單的線性關(guān)系，響應(yīng)面效應(yīng)顯著；交互項(xiàng)X2X3的P值小于0.01，說明Nisin與溶菌酶的交互作用對(duì)抑菌率的影響極顯著，交互項(xiàng)X1X2和X1X3的P值大于0.05，說明殼聚糖與Nisin、殼聚糖與的交互作用對(duì)抑菌率的影響均不顯著。

2.3 響應(yīng)面分析與優(yōu)化

圖2 各兩因素交互作用對(duì)抑菌率的響應(yīng)曲面圖Fig.2 Response surface plots for the interaction effects of antibacterial ingredients on antibacterial rate

由圖2可以看出，隨著防腐劑用量的增加，抑菌率呈明顯上升趨勢(shì)，防腐劑對(duì)燒全雞中的微生物的生長具有明顯的抑制作用。利用Minitab15軟件自帶響應(yīng)優(yōu)化器分析得復(fù)合防腐劑最佳配方為殼聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.36%、Nisin質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.038%、溶菌酶質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.05%，在此配方下抑菌率的預(yù)測(cè)值為96.7%。

2.4 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

以上述優(yōu)化復(fù)合防腐劑配方進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，結(jié)果所得的平均抑菌率(重復(fù)3次)為95.4%，與預(yù)測(cè)值的相對(duì)誤差僅1.3%。為檢驗(yàn)該防腐劑的實(shí)際效果，在燒全雞制作過程中添加上述優(yōu)化配方的復(fù)合防腐劑，并輔以105℃30min滅菌，產(chǎn)品37℃保存8d未見脹袋，根據(jù)企業(yè)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)品可以達(dá)到半年保質(zhì)期，產(chǎn)品口感較之原先121℃滅菌有較大改善，而未加防腐劑的空白樣105℃滅菌后僅2d即出現(xiàn)脹袋。

3 結(jié) 論

實(shí)踐證明，防腐劑復(fù)合使用與防腐劑單獨(dú)使用相比，可以明顯增加抗菌效果，有效地克服了單一保鮮劑只能抑制一類細(xì)菌的缺陷，顯著延長肉制品常溫保藏貨架期。本實(shí)驗(yàn)優(yōu)化出的殼聚糖、Nisin、溶菌酶復(fù)合防腐劑在燒全雞等傳統(tǒng)肉制品生產(chǎn)中具有積極的應(yīng)用價(jià)值。

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Optimization of Antibacterial Formula for Braised Whole Chicken Using Response Surface Analysis

WU Jie，MA Long，ZENG Wei-guo，XU Hui
(Department of Biotechnology and Food Engineering, Bengbu College, Bengbu 233030, China)

Chitosan, nisin and lysozyme were used to develop an antibacterial formula for braised whole chicken. In order to find the optimal formula, response surface methodology was employed to optimize antibacterial rate as a function of the levels of added ingredients based on a regression model. The best antibacterial effect was observed when 0.36% chitosan, 0.038% nisin and 0.05% lysozyme were added to braised whole chicken, resulting in an antibacterial rate of 95.4% after 3 d of storage at room temperature. Moreover, the experimental data could be well fitted with the established regression model.

braised whole chicken；response surface analysis；composite preservative

TS251.67

B

1002-6630(2012)08-0330-04

2011-10-20

安徽省高校省級(jí)自然科學(xué)研究項(xiàng)目(KJ2009B210Z)；國家星火計(jì)劃項(xiàng)目(2012GA710045)

武杰(1975—)，男，副教授，碩士，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏。E-mail：ahbbwj@tom.com