響應(yīng)面法優(yōu)化新疆抓飯蒸煮工藝條件

李宗澤*，靳學(xué)遠(yuǎn)，錢志偉

1. 河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院食品工程學(xué)院（中牟 451450）；2. 海南科技職業(yè)大學(xué)臨床醫(yī)藥學(xué)院（?？?571126）

抓飯，維吾爾語(yǔ)稱“polo”，抓飯中含有羊肉、胡蘿卜、洋蔥等肉類和蔬菜，營(yíng)養(yǎng)豐富，是深受新疆維吾爾、烏孜別克等民族人民喜愛的一種飯食，因?yàn)槭秤脮r(shí)為凈手掇食，故稱為抓飯[1-2]。傳統(tǒng)的抓飯一般由新疆維吾爾等民族人民居家制作。隨著生活水平的提高，需要快捷、方便的抓飯工業(yè)化生產(chǎn)[3]。但抓飯中由于含有大量油脂，其加工方法不同于普通米飯，因此需要對(duì)其加工工藝進(jìn)行研究。田憬若等[4]對(duì)混合果干型鷹嘴豆抓飯的配方進(jìn)行研究，馬欣等[5]采用方便抓飯浸泡工藝進(jìn)行優(yōu)化。這些研究在工藝優(yōu)化過程中，采用的評(píng)價(jià)指標(biāo)為感官評(píng)價(jià)，但感官評(píng)價(jià)具有一定的人為因素影響，質(zhì)構(gòu)分析相對(duì)于感官分析，具有更好的客觀性。Bello等[6]研究發(fā)現(xiàn)，米飯的硬度與黏性比值和大米的食味品質(zhì)呈顯著的負(fù)相關(guān)，可作為大米的食味品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)。試驗(yàn)以抓飯質(zhì)構(gòu)參數(shù)為指標(biāo)，研究抓飯工業(yè)化生產(chǎn)過程中大米浸泡吸水率、羊肉基料添加量、蒸煮時(shí)間對(duì)質(zhì)構(gòu)特性的影響，采用響應(yīng)面優(yōu)化的蒸煮工藝，為工業(yè)化生產(chǎn)抓飯?zhí)峁﹨⒖肌?/p>

1 材料與方法

1.1 材料和儀器

大米（河南原陽(yáng)大米）；羊排、胡蘿卜、洋蔥等（采購(gòu)自烏魯木齊農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)）。

TA-XT2 i Texture Analyser型物性儀（英國(guó)Stable Micro公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 大米基料的制備

原料米加水進(jìn)行不同時(shí)間浸泡，瀝干水分后備用。

1.2.2 羊肉基料的制備

稱取10 g蒜片、200 g胡蘿卜?。? cm×1 cm×1 cm）和150 g洋蔥片，在炒鍋中加10 mL食用大豆油進(jìn)行炒制，得到蔬菜基料；選擇1 kg羊排肉，切成5 cm×2 cm小塊，在炒鍋中加20 mL食用大豆油進(jìn)行炒制，表面發(fā)白后加入炒制的蔬菜基料，加入一定量的食鹽和水，蒸煮30 min備用。

1.2.3 大米浸泡吸水率的測(cè)定[7]

稱取一定量的大米，將大米加水浸泡后，采用濾網(wǎng)濾出大部分表面水分，用濾紙吸干表面水分后稱其，浸泡前后增加的質(zhì)量和浸泡前米粒質(zhì)量的比率即為吸水率。

1.2.4 質(zhì)構(gòu)參數(shù)測(cè)定

每次取3粒完整米粒平行放于載物臺(tái)上，對(duì)每個(gè)樣品做5次平行試驗(yàn)。運(yùn)行模式：測(cè)定下壓時(shí)的力；測(cè)前速度10 mm/s；測(cè)試速度0.5 mm/s；測(cè)后速度5 mm/s；壓縮比例70%。測(cè)試后采用硬度和黏度的比值為指標(biāo)，指標(biāo)越小，食味品質(zhì)越佳。

1.2.5 抓飯制備單因素試驗(yàn)

1.2.5.1 大米不同吸水率對(duì)抓飯質(zhì)構(gòu)的影響

采用吸水率14%，16%，18%，20%和22%的大米，以浸泡后大米的質(zhì)量（濕基）為基數(shù)，按80%比例添加羊肉基料，在蒸煮鍋中蒸煮20 min，測(cè)定質(zhì)構(gòu)參數(shù)。

1.2.5.2 不同羊肉基料添加量對(duì)抓飯質(zhì)構(gòu)的影響

采用吸水率20%的大米，以浸泡后大米質(zhì)量（濕基）為基數(shù)，按20%，40%，60%，80%和100%的比例添加羊肉基料，在蒸煮鍋中蒸煮20 min，測(cè)定質(zhì)構(gòu)參數(shù)。

1.2.5.3 不同蒸煮時(shí)間對(duì)抓飯質(zhì)構(gòu)的影響

采用吸水率20%的大米，以浸泡后大米質(zhì)量（濕基）為基數(shù)，按80%比例添加羊肉基料，在蒸煮鍋中蒸煮10，15，20，25和30 min，測(cè)定質(zhì)構(gòu)參數(shù)。

1.2.6 抓飯制備工藝的響應(yīng)面優(yōu)化

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，選取吸水率（A）、羊肉基料添加量（B）、蒸煮時(shí)間（C）3個(gè)因素，以硬度和黏度的比值為響應(yīng)值，采用響應(yīng)面分析法對(duì)抓飯制備工藝進(jìn)行三因素三水平中心組合試驗(yàn)，并利用Design-Expert軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和回歸分析，響應(yīng)面試驗(yàn)因素及水平見表1。

表1 響應(yīng)面因素及水平

1.2.7 數(shù)據(jù)處理

采用Design-Expert 8.0.6.1 Trial、SPSS、Origin軟件處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)測(cè)定3次，結(jié)果采用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，p＜0.05作為顯著性差異。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同吸水率大米對(duì)抓飯質(zhì)構(gòu)的影響

不同吸水率大米對(duì)抓飯質(zhì)構(gòu)的影響見圖1。

圖1 不同吸水率大米對(duì)抓飯質(zhì)構(gòu)的影響

從圖1可見，隨著吸水率增加，硬度與黏度的比值下降，但吸水率達(dá)到20%后，比值變化差異不顯著（p＞0.05）。這是因?yàn)槊骘埖恼糁笠蟮矸劬鶆蚝?，淀粉均勻糊化要求米粒中有充分的水分，淀粉糊化后，米粒硬度下降，黏度增加[8]，因此，硬度與黏度的比值下降。吸水率達(dá)到20%時(shí)，水分可以滿足淀粉糊化要求。因此，采用吸水率20%的大米較適宜。

2.2 不同羊肉基料添加量對(duì)抓飯質(zhì)構(gòu)的影響

不同羊肉基料添加量對(duì)抓飯質(zhì)構(gòu)的影響見圖2。

從圖2可見，隨著羊肉基料添加量增加，硬度與黏度比值增加，但增加不顯著（p＞0.05），但添加量達(dá)到100%時(shí)，硬度與黏度比值增加較大，比值變化差異顯著（p＜0.05）。這是由于羊肉基料中含有大量脂肪，脂肪含量增加，在米粒表面形成疏水層，阻止水分進(jìn)入米粒，不利于糊化，導(dǎo)致硬度增加，黏度減小[9]。但由于羊肉基料添加量未達(dá)到80%，硬度與黏度比值變化差異不顯著（p＞0.05），且對(duì)抓飯風(fēng)味來(lái)說，羊肉基料添加量越多，產(chǎn)品風(fēng)味越佳，因此，采用80%羊肉基料添加量較適宜。

圖2 不同比例羊肉基料對(duì)抓飯質(zhì)構(gòu)的影響

2.3 不同蒸煮時(shí)間對(duì)抓飯質(zhì)構(gòu)的影響

不同蒸煮時(shí)間對(duì)抓飯質(zhì)構(gòu)的影響見圖3。

圖3表明，蒸煮時(shí)間20 min時(shí)米飯質(zhì)構(gòu)最佳。蒸煮時(shí)間過短，淀粉糊化糊化不均勻，芯部較硬，有“夾生”現(xiàn)象，但蒸煮時(shí)間過長(zhǎng)，米粒表面糊化過度導(dǎo)致黏度過大，米飯的硬度與黏性比值又會(huì)增加[10]。因此，米飯的蒸煮時(shí)間過長(zhǎng)或過短都會(huì)對(duì)米飯的質(zhì)構(gòu)產(chǎn)生負(fù)面影響，因此，采用蒸煮時(shí)間20 min較適宜。

圖3 不同蒸煮時(shí)間對(duì)抓飯質(zhì)構(gòu)的影響

2.4 抓飯制備工藝的響應(yīng)面優(yōu)化

采用響應(yīng)面分析法對(duì)抓飯制備工藝進(jìn)行三因素三水平中心組合試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 響應(yīng)面設(shè)計(jì)與結(jié)果

通過Design-Expert 8.0.6軟件對(duì)表2中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析（見表3），得出各因子對(duì)響應(yīng)值的回歸方程式：Y=18.16-0.17A+1.41B-1.79C-4.70AB+5.43A2+4.86B2+3.11C2。

表3 硬度與黏性比值的方差分析

對(duì)應(yīng)此方程的響應(yīng)面圖如圖4所示。從方差分析看，吸水率與羊肉基料添加量有顯著的交互作用，p＜0.05（0.046 9），單因素中的吸水率、羊肉基料添加量和蒸煮時(shí)間沒有顯著影響。吸水率、羊肉基料添加量的平方項(xiàng)有顯著影響p＜0.05（分別為0.023 3和0.037 4），整個(gè)回歸方程顯著p＜0.05（0.038 3），所以該回歸方程有效。

圖4 抓飯制備工藝的響應(yīng)面圖

從回歸方程對(duì)A、B、C求導(dǎo)，以指標(biāo)最小值為考察要點(diǎn)，最佳取值組合是A=19.88%、B=80.09%、C=20.58 min，此時(shí)Y（硬度與黏性比值）=18.06%，比中心零點(diǎn)低，優(yōu)化有顯著效果。按吸水率20%、羊肉基料添加量80%、蒸煮時(shí)間21 min的工藝條件制作抓飯，抓飯硬度與黏性比值為18.07%，與預(yù)測(cè)值相差僅0.06%，進(jìn)一步驗(yàn)證回歸模型的可靠性，可用于指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐。

3 結(jié)論

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面分析法優(yōu)化新疆抓飯蒸煮工藝，得出最佳工藝條件：吸水率20%、羊肉基料添加量80%、蒸煮時(shí)間21 min。按此工藝條件生產(chǎn)，抓飯硬度與黏性比值為18.07%，與預(yù)測(cè)值相差僅0.06%。試驗(yàn)結(jié)果可為新疆抓飯生產(chǎn)提供參考。