回鍋肉工業(yè)化生產(chǎn)參數(shù)優(yōu)化研究

鄧楷，黃靜，羅丹，盧付青，游敬剛，黃利春

(1.四川省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計(jì)院，成都 611130；2.成都醫(yī)學(xué)院，成都 610500)

回鍋肉(twice-cooked pork slices)，是四川傳統(tǒng)菜式，制作原料主要有豬肉、郫縣豆瓣、青椒、蒜苗等，口味獨(dú)特，色澤紅亮，肥而不膩，入口濃香，四川大部分家庭都會(huì)炒制[1]。所謂回鍋，就是再次烹調(diào)的意思?；劐伻庠诖ú酥械牡匚皇欠浅Ｖ匾模劐伻庖恢北徽J(rèn)為是川菜之首，川菜之化身，提到川菜必然想到回鍋肉。

中華美食色、香、味俱全,聞名中外，中式菜肴烹飪技術(shù)種類繁多,包括炸、炒、煎、燉等。食物由生變熟,全仗火候,但火候常常僅憑烹調(diào)者的經(jīng)驗(yàn)去運(yùn)用,一般烹飪者很難理解。傳統(tǒng)中式菜肴菜色豐富, 菜品都是通過(guò)主料、輔料的搭配再加以調(diào)味而成的,正所謂是“一菜一格，百菜百味”[2]。因此,將變化萬(wàn)千的中式菜肴發(fā)展為快捷、衛(wèi)生、營(yíng)養(yǎng)的方便食品具有一定的市場(chǎng)需求,但與此同時(shí)也提高了中國(guó)傳統(tǒng)菜肴方便食品的生產(chǎn)難度[3]。

中式菜肴的工業(yè)化受限于烹調(diào)方式。在烹調(diào)方式上，西方采用機(jī)器操作進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，要求營(yíng)養(yǎng)、方便、快捷。由于中國(guó)傳統(tǒng)食品歷史源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，受自然環(huán)境和人文社會(huì)的影響，給傳統(tǒng)食品以除實(shí)物本身以外的無(wú)形價(jià)值，并具有良好的風(fēng)味性、營(yíng)養(yǎng)性、保健性和安全性，實(shí)現(xiàn)其工業(yè)化生產(chǎn)具有重要的意義。傳統(tǒng)食品要取得快速發(fā)展必須走工業(yè)化和現(xiàn)代化之路，要引進(jìn)現(xiàn)代食品加工的理念，賦予現(xiàn)代食品加工的技術(shù)，只有在此基礎(chǔ)上，傳統(tǒng)食品的發(fā)展才能規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化[4]。

本文在傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上，采用機(jī)械化、自動(dòng)化的炒菜機(jī)進(jìn)行回鍋肉烹飪，研究了影響口感的3個(gè)主要因素(炒制時(shí)間、炒制溫度、肉片厚度)作為研究對(duì)象，通過(guò)單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面設(shè)計(jì)得出了機(jī)械化炒菜機(jī)的烹飪初步參數(shù)，為后期規(guī)模化生產(chǎn)回鍋肉方便食品提供了部分?jǐn)?shù)據(jù)支持。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

五花肉、郫縣豆瓣、豆豉、生姜、花椒、辣椒粉、料酒、白糖、冰糖、雞精、淀粉：購(gòu)于溫江永輝超市。

1.2 儀器與設(shè)備

ESJ200-4A電子天平 沈陽(yáng)龍騰電子有限公司；32型圓刀自動(dòng)切片機(jī) 唐山市玉田縣鑫瑞誠(chéng)機(jī)械廠；DZ500/2SBII真空包裝機(jī) 浙江葆春包裝機(jī)械有限公司；RC-CCJ700自動(dòng)炒菜機(jī) 東莞市麥席森電子有限公司；SC-360Y冷藏柜 青島澳柯瑪股份有限公司；JJZY-OC集成灶 嵊州市歐誠(chéng)電器有限公司；TMS-PRO質(zhì)構(gòu)儀 美國(guó)FTC公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程及操作要點(diǎn)

1.3.1.1 工藝流程

1.3.1.2 操作要點(diǎn)

a.原料要求

豬肉需采用健康生豬，屠宰前后經(jīng)過(guò)嚴(yán)格檢驗(yàn)，保藏時(shí)間最好不超過(guò)6個(gè)月；植物油采用氣味正常、澄清透明的精制食用菜籽油；豆瓣采用紅油豆瓣醬，鹽分在14%左右；蒜、姜應(yīng)新鮮、無(wú)霉?fàn)€；食鹽要求無(wú)雜質(zhì)，氯化鈉含量在98.5%以上；白糖采用精制白糖，干燥，無(wú)雜質(zhì)，純度在99%以上。

b.解凍、修整、切片

肉原料平放在解凍平臺(tái)上進(jìn)行輕微解凍，解凍溫度控制在15～20 ℃；解凍好后進(jìn)行切片。

c.焯水

在鍋中加入約3倍生肉重量的水，加入姜、花椒等，然后將一定重量的生肉塊放入鍋中，預(yù)煮4 min左右。

d.炒制

將稱好的植物油加入鍋中，加熱至140～200 ℃，去除異味，放入切好的豬肉片，小火煎至肉片透明，再加入攪拌均勻的豆瓣醬、香辛料等，小火炒制，至鍋中香氣四溢，加入稱好的配菜，大火爆炒，最后加入糖、味精等調(diào)料，攪拌均勻起鍋包裝。

1.3.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.2.1 單因素試驗(yàn)

根據(jù)原始配方數(shù)據(jù)已經(jīng)做了多次基礎(chǔ)試驗(yàn)，確定了最優(yōu)配方數(shù)據(jù)。工藝流程中，對(duì)最終產(chǎn)品的感官品質(zhì)影響最大的因素為肉片厚度、炒制時(shí)間、炒制溫度，因此本次試驗(yàn)選取了該3種因素——肉片厚度、炒肉時(shí)間(肉片入鍋至加入其他輔料前的時(shí)間)、炒制溫度進(jìn)行試驗(yàn)。經(jīng)預(yù)試驗(yàn)，確定各個(gè)單因素的試驗(yàn)范圍，通過(guò)對(duì)上述單因素試驗(yàn)考察明確各因素的最佳作用范圍, 為回鍋肉工藝參數(shù)響應(yīng)面試驗(yàn)提供了數(shù)據(jù)。

a.肉片厚度的選擇

按照1.3.1.1中所展示的工藝流程進(jìn)行試驗(yàn)，肉片厚度分別控制為1，2，3，4，5，6 mm，炒肉時(shí)間為120 s，溫度為170 ℃，對(duì)最終所得產(chǎn)品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

b.炒肉時(shí)間的選擇

按照1.3.1.1中所展示的工藝流程進(jìn)行試驗(yàn)，肉片厚度為4 mm，炒肉時(shí)間分別為105，120，135，150，165，180 s，溫度為170 ℃，對(duì)最終得到的產(chǎn)品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

c.溫度的選擇

按照1.3.1.1中所展示的工藝流程進(jìn)行試驗(yàn)，肉片厚度為4 mm，炒肉時(shí)間為120 s，溫度分別為120，140，155，170，185，200 ℃，對(duì)最終得到的產(chǎn)品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

1.3.2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，利用Design-Expert 8.0軟件進(jìn)行Box-Behnken Design響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計(jì)，以感官評(píng)價(jià)得分為響應(yīng)值，以肉片厚度、炒肉時(shí)間、溫度為因變量，設(shè)計(jì)三因素三水平響應(yīng)面分析試驗(yàn)，試驗(yàn)因素水平見(jiàn)表1 。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and the levels of response surface experiment

1.3.3 感官評(píng)價(jià)方法

感官評(píng)價(jià)是用于喚起、測(cè)量、分析和解釋產(chǎn)品通過(guò)視覺(jué)、嗅覺(jué)、觸覺(jué)、味覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)所引起反應(yīng)的一種科學(xué)方法。該定義已被各類專業(yè)組織中感官評(píng)價(jià)委員會(huì)所接受和認(rèn)可。本試驗(yàn)感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)參考NY/T 1330-2007 《綠色食品 方便主食品》和GB 2726—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 熟肉制品》中對(duì)感官的規(guī)定[5，6]。

邀請(qǐng)10名有相關(guān)食品感官評(píng)定經(jīng)驗(yàn)的評(píng)定人員，對(duì)最終炒制完成的成品從色澤、香味、滋味、質(zhì)地4個(gè)主要方面進(jìn)行評(píng)定，取每位評(píng)定人員評(píng)定3份樣品的分?jǐn)?shù)后得出平均分，再經(jīng)過(guò)討論分析，得到試驗(yàn)結(jié)果，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory scoring criteria

1.3.4 對(duì)比試驗(yàn)

使用感官評(píng)定法與質(zhì)地多面剖析法相結(jié)合，將從3家知名餐館購(gòu)買的優(yōu)質(zhì)成品回鍋肉與自動(dòng)炒菜機(jī)炒制的成品作對(duì)比，比較兩者之間的異同。

1.3.5 質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定方法1.3.5.1 樣品的處理

將肉片剪成2 cm左右的方片，蒜苗剪成2 cm的段，用質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行測(cè)定

1.3.5.2 測(cè)定參數(shù)的設(shè)置

試驗(yàn)以硬度、咀嚼性、內(nèi)聚性、彈性和黏附性為測(cè)量指標(biāo)，采用TPA模式進(jìn)行測(cè)定，具體測(cè)定條件為：采用直徑36 mm的鋁合金圓柱檢測(cè)探頭；最大力量感應(yīng)量程：500 N；最小起始力：0.75 N；形變百分率：40%；探頭回到表面高度：20 mm；檢測(cè)速率：0.5 mm/s[7-9]。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 肉片厚度的影響

在炒肉時(shí)間為120 s、溫度為170 ℃的條件下，不同肉片厚度對(duì)成品感官評(píng)分的影響見(jiàn)圖1。

圖1 肉片厚度對(duì)感官評(píng)分的影響Fig.1 Effect of meat slices' thickness on sensory score

由圖1可知，隨著肉片厚度的增加，感官評(píng)分先升高后降低，在肉片厚度為4 mm左右時(shí)評(píng)分最高，太薄肉質(zhì)偏干，太厚油膩感較大，因此選擇2，4，6 mm的厚度進(jìn)行響應(yīng)面分析

2.1.2 炒肉時(shí)間的影響

在肉片厚度為4 mm、溫度為170 ℃的條件下，不同炒肉時(shí)間對(duì)成品感官評(píng)分的影響見(jiàn)圖2。

圖2 炒肉時(shí)間對(duì)感官評(píng)分的影響Fig.2 Effect of frying time on sensory score

由圖2可知，隨著炒肉時(shí)間的增加，感官評(píng)分先升高后降低，在150 s左右時(shí)評(píng)分最高，時(shí)間短肉中脂肪大部分沒(méi)有炒出，油膩感較大，時(shí)間長(zhǎng)則將肉炒得過(guò)干，口感差，因此選擇120，150，180 s的炒肉時(shí)間進(jìn)行響應(yīng)面分析

2.1.3 溫度的影響

在肉片厚度為4 mm，炒肉時(shí)間為150 s的條件下，不同溫度對(duì)成品感官評(píng)分的影響見(jiàn)圖3。

圖3 溫度對(duì)感官評(píng)分的影響Fig.3 Effect of frying temperature on sensory score

由圖3可知，當(dāng)溫度在140～200 ℃之間時(shí)，感官評(píng)分差別較小，低于140 ℃炒制的樣品評(píng)分最低，可能是因?yàn)闇囟炔蛔銓?dǎo)致炒制過(guò)程中香味物質(zhì)沒(méi)有大量產(chǎn)生；溫度大于200 ℃時(shí)又出現(xiàn)了少量糊鍋的現(xiàn)象，導(dǎo)致感官品質(zhì)下降。綜上，響應(yīng)面分析的溫度設(shè)置為140，170，200 ℃。

2.2 響應(yīng)面設(shè)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.2.1 模型的建立與分析

利用Design-Expert 8.0軟件的Box-Behnken設(shè)計(jì)三因素三水平共15組試驗(yàn)，其中1～12組為析因試驗(yàn)，13～15組為中心試驗(yàn)，用來(lái)估計(jì)試驗(yàn)誤差，以肉片厚度、炒肉時(shí)間、溫度為相應(yīng)變量，感官評(píng)分為響應(yīng)值，進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 響應(yīng)面分析方案及試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Response surface analysis scheme and test results

對(duì)表3中試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合，得到感官評(píng)分對(duì)肉片厚度(A)、炒肉時(shí)間(B)、溫度(C)的二次多項(xiàng)回歸方程模型：Y=96.00-0.88A-0.25B-0.38C+2.75AB+1.50AC-3.75BC-19.50A2-8.75B2-3.00C2。對(duì)該模型進(jìn)行方差分析，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 回歸方程方差分析Table 4 Variance analysis of regression equations

注：“*”為差異顯著(P<0.05)，“**”為差異極顯著(P<0.01)。

由表4可知，回歸模型的P值為0.0015<0.01，表明模型達(dá)到了極顯著水平；失擬項(xiàng)是模型中數(shù)據(jù)的變異，失擬項(xiàng)的P值為0.0718>0.05，說(shuō)明失擬項(xiàng)差異不顯著，無(wú)失擬因素存在；試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷臎Q定系數(shù)R2=0.9764，校正系數(shù)RAdj2=0.9339，表明該模型擬合度好，試驗(yàn)誤差小。因此該模型能夠反映響應(yīng)值的變化，可以利用此方程模型對(duì)回鍋肉工業(yè)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化?；貧w方程各項(xiàng)方差分析中F檢驗(yàn)可以判斷自變量對(duì)因變量的影響，由此得到各因素對(duì)感官評(píng)分影響的主次順序?yàn)锳>C>B，即肉片厚度對(duì)感官評(píng)分的影響最大，其次是炒肉時(shí)間，最后是溫度。由回歸方程和方差分析可知，模型中BC對(duì)感官評(píng)分的影響顯著(P<0.05)，A2、B2對(duì)感官評(píng)分的影響極顯著(P<0.01)，其他影響不顯著。

2.2.2 響應(yīng)面優(yōu)化

根據(jù)回歸方程得出不同因素的響應(yīng)面和等高線，見(jiàn)圖4～圖6。通過(guò)觀察響應(yīng)面變化和等高線的稀疏可直觀地反應(yīng)肉片厚度(A)、炒肉時(shí)間(B)、溫度(C)之間的交互作用對(duì)回鍋肉感官評(píng)分的影響。從響應(yīng)面3D圖和等高線可以較明顯地分析出多個(gè)自變量對(duì)響應(yīng)值的影響，而且還可以分析出響應(yīng)值對(duì)不同自變量變化的敏感程度。在響應(yīng)面圖中，曲面越陡峭，則該因素對(duì)響應(yīng)值的影響越顯著。同時(shí)，在控制兩個(gè)自變量之外的因素不變的前提下，兩個(gè)有交互的兩個(gè)自變量對(duì)響應(yīng)值的影響也可以從響應(yīng)面圖的曲面上看出[10]。等高線圖與響應(yīng)面圖相對(duì)應(yīng)，等高線圖隨著響應(yīng)面圖的變化而變化，其曲線越接近中心，則對(duì)應(yīng)的響應(yīng)值也就越大。等高線圖形狀接近圓形，表明兩個(gè)自變量間的交互效應(yīng)較弱，若等高線的形狀接近橢圓形，表明兩個(gè)自變量間交互作用較強(qiáng)[11]。

圖4 肉片厚度和炒肉時(shí)間對(duì)感官評(píng)分的響應(yīng)面分析Fig.4 Response surface analysis of sensory score of meat slices' thickness and frying time

圖5 肉片厚度和溫度對(duì)感官評(píng)分的響應(yīng)面分析Fig.5 Response surface analysis of sensory score of meat slices' thickness and frying temperature

圖6 炒肉時(shí)間和溫度對(duì)感官評(píng)分的響應(yīng)面分析Fig.6 Response surface analysis of sensory score of frying time and frying temperature

由圖4可知，肉片厚度和炒肉時(shí)間對(duì)感官評(píng)分的影響都是明顯的，因?yàn)榍姹容^陡峭，但它們的交互作用卻是不明顯的(P=0.1137)，響應(yīng)面圖曲面陡峭，等高線圖接近圓形。由圖5可知，肉片厚度對(duì)感官評(píng)分的影響是明顯的，而溫度對(duì)感官評(píng)分的影響不明顯，在同一溫度下，溫度對(duì)感官評(píng)分的影響不大，在4 mm處感官得分最高。 但是，它們的交互作用是明顯的，等高線呈橢圓形。由圖6可知，炒肉時(shí)間和溫度對(duì)感官評(píng)分的影響都是明顯的，因?yàn)榍姹容^陡峭。

通過(guò)軟件Design-Expert 8.0進(jìn)行參數(shù)的優(yōu)化組合，得到回鍋肉工業(yè)參數(shù)的最優(yōu)條件：肉片厚度為3.95 mm，炒肉時(shí)間為149.87 s，溫度為168.03 ℃，感官得分預(yù)測(cè)值為96.024?？紤]到實(shí)際操作，將最佳工藝條件調(diào)整為：肉片厚度4 mm，炒肉時(shí)間150 s，溫度168 ℃。

2.3 回歸模型的驗(yàn)證

2.3.1 感官評(píng)定

按照1.3.3中感官評(píng)定方法對(duì)外購(gòu)川菜館成品與炒菜機(jī)成品進(jìn)行對(duì)比，得到兩者的感官評(píng)分見(jiàn)表5。

表5 感官驗(yàn)證結(jié)果Table 5 Results of sensory verification

由表5可知，兩個(gè)樣品的感官總評(píng)分沒(méi)有明顯差別，香氣、口感、質(zhì)地等均表現(xiàn)較好，因此，可初步認(rèn)為試驗(yàn)得出的炒菜機(jī)數(shù)據(jù)相對(duì)合理，可做后續(xù)研究的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2.3.2 質(zhì)構(gòu)測(cè)定

用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定外購(gòu)優(yōu)質(zhì)川菜館成品與自動(dòng)炒菜機(jī)炒制的成品的質(zhì)構(gòu)特性，結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 質(zhì)構(gòu)特性結(jié)果Table 6 Results of texture characteristics

由表6可知，外購(gòu)優(yōu)質(zhì)川菜館成品與自動(dòng)炒菜機(jī)炒制成品的硬度、咀嚼性、內(nèi)聚性、彈性等差異均較小，并從前期感官對(duì)比試驗(yàn)已知兩者的口感類似，綜上所述，試驗(yàn)得出的自動(dòng)化炒菜機(jī)炒制參數(shù)相對(duì)合理，可做后續(xù)研究的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3 結(jié)論

通過(guò)響應(yīng)面試驗(yàn)確定最佳參數(shù)與質(zhì)地多面剖析法驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果，確定了肉片厚度為4 mm，炒制時(shí)間為150 s，溫度為168 ℃是自動(dòng)炒菜機(jī)炒制回鍋肉的最佳工藝參數(shù)。樣品與優(yōu)質(zhì)成品感官分析較為一致，各個(gè)質(zhì)地參數(shù)也沒(méi)有較大差別，可以利用該最佳參數(shù)為工業(yè)化生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)支持。