酱卤肉智能化精准调控挂汁技术研究

烟台喜旺肉类食品有限公司 山东烟台 264000

烧肉是我国传统酱卤肉制品的代表性产品，因其营养丰富、肉质细腻、美味可口，深受消费者喜爱。烧肉经过煮制后必须经过挂汁才能销售，挂汁可以保持皮子干硬，肉不柴老[1]，但传统的挂汁方式主要靠经验进行操作，缺乏科学性的关键技术参数，造成产品色泽不均匀，品质不稳定。

本试验以烧肉感官品质作为考察挂汁工艺的三项指标，建立产品感官评定与三项指标的数学模型，揭示其内在联系，并且以产品感官评定结果为考察目标，利用响应面法分析了不同腌制条件对产品感官评价结果的影响，对挂汁过程中的关键参数进行优化，为烧肉挂汁工艺的改进提供了理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料

烧肉，从本公司生产过程中取样；

电子天平PL2001-L，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司；

温度记录仪NCA-WL80，北京安伏电子技术有限公司。

1.2 方法

1.2.1 不同老汤使用周期对产品挂汁效果的影响

温度控制在70℃，挂汁时间为20s，老汤使用周期分别控制在2、4、6、8、10h下进行挂汁，探讨老汤使用周期对烧肉挂汁效果的影响。

1.2.2 不同挂汁时间对产品挂汁效果的影响

温度控制在70℃，选择前一步实验的最佳挂汁温度，挂汁时间分别控制在5、10、15、20、25s下进行挂汁，探讨挂汁时间对烧肉挂汁效果的影响。

1.2.3 不同挂汁温度对产品挂汁效果的影响

选择前两步实验的最佳老汤使用周期和挂汁时间，分别调节老汤温度在60、70、80℃，探讨挂汁温度对烧肉挂汁效果的影响。

建立老汤使用周期、挂汁温度、挂汁时间与产品感官评价值之间的数学模型，考察这3个参数对烧肉品质的影响。其数学模型[2]为：

根据腌制工艺，设计试验中以老汤使用周期、挂汁温度、挂汁时间三个因素为自变量，并以+1，0，-1分别代表自变量的高、中、低水平，以产品感官评定结果为响应值，设计了3因素3水平试验，见表1。根据Box-Behnk中心设计原理，设计15个试验点,其中12个析因点,3个零点,所有试验测定重复3次，数据分析和回归方程的建立均采用SAS8.2系统，并且通过回归方程和响应曲面的分析获得最佳变量水平[3]。

表1 响应面分析试验因素水平表

1.2.4 不同挂汁方式对产品重量出品率的测定[4]

重量出品率计算公式：L(%)=[(X1-X2)/X1]×100%。

式中：X1为挂汁后烧肉的重量(g)；

X2为挂汁前烧肉的重量(g)；

L为烧肉重量出品率(%)。

1.2.5 感官评价[5]

由10人组成的感官评定小组，参照肉与肉制品感官评定规范制定感官评分表，见表2。

表2 烧肉感官评分表

1.2.6 数据分析

数据利用SPSS17.0软件进行分析，用Origin Pro 8进行作图。

2 结果与分析

2.1 挂汁温度的影响

由图1可知，适宜的挂汁温度为70℃，在温度低于70℃时，挂汁效果随挂汁温度的升高而上升趋，当挂汁温度高于70℃时，挂汁效果呈平缓趋势，略有下降。这是由于挂汁温度较低时，产品挂汁效果较差，感官评分低；而当挂汁温度较高(90℃以下)时，温度对挂汁效果的影响不大，考虑实际生产能耗的影响，将挂汁温度设定为70℃。

图1 挂汁温度对烧肉品质效果的影响

2.2 挂汁时间的影响

由图2可知，挂汁效果值随挂汁时间的延长而逐渐升高，当挂汁时间为15s时，挂汁效果值达到最大，继续延长挂汁时间，挂汁效果值降低，这主要是因为挂汁时间太短，烧肉挂汁不彻底；挂汁时间过长，烧肉汁液流失过多，颜色变暗等。

图2 挂汁时间对烧肉品质效果的影响

2.3 老汤使用周期的影响

由图3可知，随着老汤使用周期的延长，挂汁效果呈下降的趋势，在老汤使用周期为2～4h之间，挂汁效果值最好，之后挂汁效果值又逐渐降低，所以，根据实际生产情况，考虑生产成本，实验选取老汤使用周期4h较为合适。

图3 老汤使用周期对烧肉品质效果的影响

2.4 响应面实验结果

试验选取最佳老汤使用周期、挂汁时间、挂汁温度进行响应面试验，应用design6.0.5相应的Box-Behnken设计[6]，对烧肉的挂汁效果进行数据统计，结果见表3。

2.5 回归模型的建立及其参数分析

以挂汁温度(T)、挂汁时间(t)、老汤使用周期

表3 Box-Behnken设计表及试验结果

(R)为自变量，烧肉的挂汁效果为因变量Y，建立烧肉挂汁工艺参数的回归模型，对该模型进行方差分析[7]，对模型系数进行显著性检验[8]，结果见表3。使用Design Expert6.0.5软件对上表数据进行处理，得到以下多元二次回归方程预测模型：Y=+4.88+0.36A+0.57B+0.72C-0.22A2-0.51B2-0.87C2+0.15AB-0.19AC-0.22BC。

对模型进行回归分析，结果见表4。

从表4结果中可以看出。

(1)该回归模型P值为0.0005远小于0.01，表明该模型具有良好的显著水平；且该模型的R2=0.9605也说明回归模型的拟合程度良好，实验误差小，理论上仅有约4.9%微生物生长数量不能通过该模型解释。从该回归模型的失拟项中看出，失拟项P值为0.19825大于0.05，表明失拟项不显著，试验模型的失拟度好。可以用该模型对实验结果进行预测和分析。

表4 回归方程的方差分析

(2)对因素A、B、C及其交互项AB、AC、BC进行分析：一次项A和C的P值小于0.01，说明挂汁温度和老汤使用周期对产品挂汁效果影响极显著，B项P值大于0.05说明挂汁温度对产品挂汁效果影响不显著。二次项A2和C2的P值均小于0.05，说明具有较高的显著性，对响应值的影响相对复杂，它们之间不是简单的线性关系，而是具有显著的曲面效应。交互项AB的P值小于0.01，说明挂汁温度和挂汁时间的交互影响极显著；交互项AC、BC的P值大于0.05，说明挂汁时间、挂汁温度与老汤使用周期的交互影响并不显著。

2.6 响应面和等高线分析(RSA)

通过软件设计得到响应面图，结果如下图4～图6。

图4 Y=f(A,B)的响应面

从图4可见：等高线图为圆形形状，表明挂汁温度和挂汁时间的交互作用不显著。之间的交互作用可以由等高线反应出来，等高线形状越近似圆形，则表明两者交互作用效果越差；反之，等高线形状呈椭圆形，则表明两者交互效应显著[9]。

图5 Y=f(A,C)的响应面

从图5可见：当挂汁时间一定时，挂汁效果值随着老汤使用周期的缩短而增加，即在一定时间内老汤更换频次越高，产品挂汁后感官评价值越高；当挂汁时间增加到一定值后，挂汁效果反而变差，即样品中感官评价值逐渐变小，可能挂汁老汤中特有的风味成分对产品品质有一定的影响；当挂汁温度一定时，感官评价值随着老汤使用周期变化与挂汁时间的变化基本相似。即挂汁时间与老汤使用周期的编码值处于0水平附近时，二者的协同增效作用达到最佳，感官评价值达到最低，当两者在较高编码值水平处具有拮抗作用；因此在实际应用中，应该使两个因子的编码值处于0水平，以充分发挥它们之间的协同作用[10]。

图6 Y=f(B,C)的响应面

从图6可见：等高线曲率比较小，形状近似椭圆，说明挂汁时间和老汤使用周期的相交影响显著。当挂汁时间含量趋近编码值-1时，随着老汤使用周期增加感官评价值而增加，说明老汤使用周期与挂汁时间存在明显的拮抗作用。当挂汁时间含量趋近编码值1时，随着老汤更换频次增加，挂汁效果评价值越高，说明挂汁时间和老汤使用周期之间存在明显的协同作用。

烧肉挂汁工艺最佳参数的计算。

通过降维法，可以得到以下3个偏子回归模型：

YA=+4.88-0.36A-0.22A2

YB=+4.88-0.57B-0.51B2

YC=+4.88+0.72C-0.87C2

对其分别求导，可得：

dYA/dXA=-036-0.44A

dYB/dXB=-0.57-1.02B

dYC/dXC=0.72-1.74C

令dYi/dXi=0(i=A,B,C)可求出极小值时，各种因素单独最适量：XA=-0.82，XB=-0.56，XC=0.41，将XA、XB、XC代入变换公式，可求得三种实际使用值如表5。

表5 基于试验编码值的响应值的典型分析

结合实际，考虑到实际生产耗能、操作便利等因素影响，将挂汁工艺参数修正为挂汁温度72℃、挂汁时间15s、老汤使用周期2.5h、，感官评价值为10.2。

3 结论

本试验以烧肉感官品质、出品率作为考察挂汁工艺的三项指标，建立产品感官评定与三项指标的数学模型，揭示其内在联系，利用响应面法分析了不同腌制条件对产品感官评价结果的影响，对挂汁过程中的关键参数进行优化，结果表明：老汤使用周期2.5h，挂汁温度为72℃，挂汁时间为15s的条件下，所得产品的品质最佳。