模糊评判响应面法优化调理油炸挂糊肉片复热工艺

戴一朋，章海风，李梦倩，凌晓冬，曹晖

(扬州大学 旅游烹饪学院·食品科学与工程学院，江苏 扬州 225127)

油炸挂糊肉片作为中国传统的挂糊类菜肴，因其香气浓郁、外酥里嫩在中式烹饪菜肴中占据一席之地。在高节奏生活的今天，调理食品的出现满足了人们对易食用、高营养以及便携食品的需求[1]。目前国内已经出现了如调理椒麻鸡片[2]、调理回锅肉[3]、调理口水鸡[4]等成品类调理食品，但对于油炸挂糊调理食品的开发研究较少。同时，在全民大健康的社会背景下，控制油炸挂糊食品的高脂肪含量显得尤为重要。复热对于调理食品的二次加工尤为重要，不同的复热方式会影响调理食品的风味和口感。油炸作为最普遍使用的复热方式，可以通过高温降低食品表面水分以达到酥脆的口感，同时产生浓郁的油炸香气[5]。

模糊数学评定法通过建立矩阵与权重之间的运算，将模糊、定性指标转变为清晰、定量指标[6]，当它与感官评价相结合时，可以有效地减小感官评价中较强的主观性带来的误差[7]。本文在实验室前期优化预油炸工艺的基础上，以油炸时间和油炸温度作为试验因素设计两因素三水平的响应面试验进行调理油炸挂糊肉片复热工艺的优化，旨在为消费者提供适宜的复热条件，并为低脂调理油炸挂糊食品的开发提供一定的理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料

冷冻预油炸挂糊肉片：实验室自制；苏果大豆油：扬州市华润苏果超市。

1.2 试剂

石油醚(分析纯)：国药集团化学试剂有限公司。

1.3 主要仪器设备

EF-101型油炸炉 佛山龙羚酒店设备有限公司；SZC-C型脂肪测定仪 上海纤检仪器有限公司；Chroma Meter CR-400型色差仪 杭州柯盛行仪器有限公司；TASI-TA600型红外测温仪 苏州特安斯电子实业有限公司。

1.4 方法

1.4.1 预油炸挂糊肉片的制备工艺

冷冻猪里脊肉在使用前在4 ℃温度下解冻24 h，切成规格一致的片状后加入料酒和盐静置腌制10 min。将肉片展平完全浸入面糊中10 s，缓慢拿起让其自然滴下10 s，待面糊不成股滴下时[8]，放入油锅中以180 ℃油炸4 min，油炸后的挂糊肉片沥油1 min，室温下静置冷却，贮藏于-18 ℃冰箱中。

1.4.2 指标测定

1.4.2.1 油脂含量的测定

参考GB 5009.6-2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》[9]，将复热后的油炸挂糊肉片外壳与肉分离，利用索氏提取法测定外壳的脂肪含量。

1.4.2.2 水分含量的测定

参考GB 5009.3-2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》[10]，将复热后的油炸挂糊肉片外壳与肉分离，利用直接干燥法测定外壳的水分含量。

1.4.2.3 表面色度的测定

利用色差仪测定复热后样品的L*、a*、b*。同一样品在室温下取不同的位置测定。

1.4.2.4 感官评定标准

评分标准参照张令文等[11]的方法并稍作修改，见表1。

表1 感官评价标准Table 1 The sensory evaluation criteria

1.4.3 单因素试验设计

1.4.3.1 油炸温度对调理油炸挂糊肉片品质的影响

以油炸挂糊肉片的脂肪含量、水分含量、色泽以及感官评分为考察指标，固定油炸时间120 s，采用不同油炸温度180，190，200，210，220 ℃油炸挂糊肉片，以确定较优的油炸温度范围。

1.4.3.2 油炸时间对调理油炸挂糊肉片品质的影响

以油炸挂糊肉片的脂肪含量、水分含量、色泽以及感官评分为考察指标，固定油炸温度200 ℃，选用不同油炸时间60，90，120，150，180 s油炸挂糊肉片，以确定较优的油炸时间范围。

1.4.4 响应面优化试验设计

根据单因素试验结果以及中心组合试验设计原理，自变量选用油炸温度和油炸时间，因变量选用脂肪含量、水分含量、黄度值以及模糊数学感官评分值，优化调理油炸挂糊肉片复热工艺。因素及水平编码见表2。

表2 调理油炸挂糊肉片响应面试验因素水平Table 2 The factors and levels of response surface experiment of prepared fried pork slices

1.5 模糊数学感官综合评价模型的建立

1.5.1 因素集及评语集的确定

以油炸挂糊肉片的色泽、外观、气味和口感作为因素集U=[色泽，外观，气味，口感]，以优、良、中、差作为评语集V=[优，良，中，差]。

1.5.2 因素集权重的确定

采用“0～4”评分法计算各感官因素的权重[12]，确定色泽、外观、气味、口感的权重系数分别为0.192，0.154，0.308，0.346，即油炸挂糊肉片各感官指标的权重集X=[0.192，0.154，0.308，0.346]。

1.5.3 模糊数学感官综合评价值的计算

根据表1的感官评价标准，统计对各感官指标得分对应的优、良、中、差等级的打分人数，并作归一化处理，构成模糊矩阵R，然后乘以权重向量X，得到模糊综合评判集T。为将结果量化为分数，取90，80，70，60作为评价等级向量H=[90，80，70，60][13]。最后，通过Y=T·H计算得到模糊数学感官综合评分。

1.6 数据处理

采用Excel 2019绘制图表，使用Design Expert V8.0.6软件分析响应面结果，使用SPSS 19.0进行统计分析。试验均重复3次，试验结果以平均值±标准偏差表示。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 油炸温度对调理油炸挂糊肉片品质的影响

由图1可知，调理油炸挂糊肉片的外壳脂肪含量随着温度的不断升高呈现显著上升的趋势，而水分含量则呈现显著下降的趋势(P<0.05)。脂肪含量由180 ℃的18.39%上升到220 ℃的28.17%，水分含量则由180 ℃的35.18%下降到220 ℃的15.15%。这可能是因为当挂糊肉片处于高温的环境时，原料表面的水分迅速蒸发，表面形成的孔隙不断增多，利于油脂的渗透，从而表现出脂肪含量不断上升[14]。

图1 油炸温度对调理油炸挂糊肉片外壳脂肪含量和水分含量的影响Fig.1 Effect of frying temperature on fat content and moisture content of shells of prepared fried pork slices注：不同小写字母表示存在显著性差异(P<0.05)，相同小写字母表示无显著性差异(P>0.05)，下图同。

美拉德反应会使油炸挂糊食品在高温下产生诱人的金黄色[15]，因此常用其表面色泽作为评判质量好坏的标准之一。调理油炸挂糊肉片在不同油炸温度下色泽的变化情况见图2。

图2 油炸温度对调理油炸挂糊肉片色泽的影响Fig.2 Effect of frying temperature on the color of prepared fried pork slices

由图2可知，油炸挂糊肉片的亮度值呈现下降的趋势(P>0.05),红度值和黄度值呈现不断上升的趋势(P<0.05)。这可能是因为在高温下，美拉德反应的发生促成了拟黑素的形成，从而样品的颜色不断加深，形成诱人的金黄色[16]。

不同温度下调理油炸挂糊肉片感官评分的变化见图3。

图3 油炸温度对调理油炸挂糊肉片感官评分的影响Fig.3 Effect of frying temperature on the sensory evaluation scores of prepared fried pork slices

由图3可知，油炸挂糊肉片的感官评分随着油炸温度的上升呈现先上升后下降的趋势(P<0.05)，在200 ℃时达到最高，为85.67分。这是因为油温升高到210 ℃后，过高的油温会使得油炸挂糊肉片发生焦糊的现象，从而导致感官评分下降。因此，综合油炸温度对油炸挂糊肉片各项食用品质指标的影响，选择190，200，210 ℃作为响应面试验的较优水平。

2.1.2 油炸时间对调理油炸挂糊肉片品质的影响

由图4可知，在相同温度条件下，随着油炸时间的延长，油炸挂糊肉片外壳的脂肪含量不断增加(P<0.05)，水分含量则呈现显著下降的趋势(P<0.05)。脂肪含量由60 s的17.43%上升到180 s的31.64%，水分含量则由60 s的34.33%下降到180 s的16.04%。这可能是因为随着油炸时间的延长，高温油与挂糊肉片表面温差逐渐增大，水分不断地蒸发，从而导致油脂的渗透[17]。

图4 油炸时间对调理油炸挂糊肉片外壳脂肪含量和水分含量的影响Fig.4 Effect of frying time on fat content and moisture content of shells of prepared fried pork slices

不同油炸时间对调理油炸挂糊肉片色泽的影响见图5。油炸时间对调理油炸挂糊肉片感官评分的影响见图6。

图5 油炸时间对调理油炸挂糊肉片色泽的影响Fig.5 Effect of frying time on the color of prepared fried pork slices

由图5可知，随着油炸时间的延长，挂糊肉片的亮度值不断下降，红度值和黄度值不断上升(P<0.05)，这与张令文等的研究结果一致[18]。

由图6可知，随着油炸时间的延长，感官评分呈现先上升后下降的趋势(P<0.05)，且在油炸时间150 s时达到最高，为91.65分。这是因为当油炸时间大于150 s后，挂糊肉片在长时间高温条件下产生焦糊现象，从而降低了感官评分。因此，综合油炸时间对油炸挂糊肉片各项食用品质指标的影响，选择90，120，150 s作为响应面试验的较优水平。

2.2 响应面优化试验

2.2.1 回归方程的建立与方差分析

以油炸温度(A)和油炸时间(B)为自变量，以脂肪含量、水分含量、黄度值以及模糊数学感官评分为因变量，根据中心组合试验设计原理以及单因素试验结果进行响应面优化试验，优化结果见表3。同时采用Design-Expert软件对该结果进行回归拟合，分别得到脂肪含量、水分含量、黄度值以及模糊数学感官评分的多元回归方程，见表4。

表4 油炸温度和油炸时间对调理油炸挂糊肉片品质影响的最佳拟合方程表Table 4 The optimal fitting equations for the effect of frying temperature and frying time on the quality of prepared fried pork slices

续 表

由表4可知，脂肪含量、水分含量、黄度值以及感官评分的响应模型P<0.0001，表明这4种模型均极显著，且失拟项的P值均>0.1，模型失拟不显著，说明这4种方程实际拟合误差小，可以用来反映油炸温度和油炸时间对各因变量的影响。相关系数分别为0.9954，0.9941，0.9975，0.9927，表明脂肪含量、水分含量、黄度值以及感官评分分别有99.54%、99.41%、99.75%、99.27%来源于油炸温度和油炸时间的变化，未控制因素对其影响较小。同时根据各回归方程中各因素的系数可知，对于黄度值和感官评分，比起油炸时间，油炸温度更能影响挂糊肉片的黄度值和感官评分，而对于脂肪含量和水分含量，比起油炸温度，油炸时间更能影响挂糊肉片的脂肪含量和水分含量。且交互项AB均显著，二次项A2、B2均显著。

2.2.2 响应面交互作用分析

各响应值的两因素响应曲面图和等高线图见图7，由响应图可以直观地看出因素间交互作用对响应值的影响。

图7 油炸温度和油炸时间对调理油炸挂糊肉片品质影响的响应面图及等高线图Fig.7 Response surface and contour diagrams of the effect of frying temperature and frying time on the quality of prepared fried pork slices注：a为脂肪含量；b为水分含量；c为黄度值；d为模糊数学感官评分。

由图7中a和b可以看出响应曲面坡度陡峭，说明油炸时间和油炸温度的交互作用强，能显著影响脂肪含量和水分含量的变化情况，这与表4中的方差分析结果一致。图7中c和d则清晰地表明了随着油炸温度和油炸时间不断增加，油炸挂糊肉片的黄度值呈现逐渐上升的趋势，感官评分则呈现先上升后下降的趋势。同时图7中c和d响应曲面坡度均陡峭，说明油炸时间与油炸温度较强的交互作用可以显著影响黄度值和模糊数学感官评分值。

2.2.3 工艺验证与优化试验

根据低脂健康的要求，脂肪含量取最小值，其余响应值均取最大值，因此通过软件可得出模型预测最优结果为：油炸温度210 ℃、油炸时间115.24 s，此时调理油炸挂糊肉片的脂肪含量为19.57%，水分含量为29.75%，黄度值为27.26，模糊数学感官评分为84.29分。考虑实际操作的可行性，调整最佳复热工艺参数为：油温210 ℃、油炸时间115 s。用此条件做3次验证试验，得到最终的调理挂糊肉片脂肪含量为(18.86±0.51)%，水分含量为(29.25±0.37)%，黄度值为26.65±1.09，模糊数学感官评分为(83.38±1.12)分，与响应面的预测值接近，说明响应面法预测的模型具有一定的可靠性。

3 结论

本文采用响应面法优化油炸挂糊肉片的复热工艺，并利用模糊数学结合感官评价减小感官评价的人为主观误差，使得感官评分值更具有科学性与准确性。单因素试验得出响应面试验优化因素范围为油炸温度190～210 ℃，油炸时间90～150 s。响应面优化试验结果得出调理油炸挂糊肉片复热工艺最佳工艺参数为油炸时间210 ℃，油炸时间115 s，此时调理油炸挂糊肉片的脂肪含量为18.86%，水分含量为29.25%，黄度值为26.65，模糊数学感官评分为83.38分，该条件下的油炸挂糊肉片香气浓郁、外酥里嫩、色泽金黄、低脂健康，可为低脂调理油炸挂糊食品的复热工艺提供理论依据。