甲鱼汤生产工艺优化研究

项 怡，李洪军，2，倪冬冬，贺稚非，2，*，邓泽丽，肖 夏

（1.西南大学食品科学学院，重庆400715；2.西南大学重庆市特色食品工程技术研究中心，重庆400715）

甲鱼汤生产工艺优化研究

项 怡1，李洪军1，2，倪冬冬1，贺稚非1，2，*，邓泽丽1，肖 夏1

（1.西南大学食品科学学院，重庆400715；2.西南大学重庆市特色食品工程技术研究中心，重庆400715）

为了探讨甲鱼汤工业化生产的加工工艺条件，以感官评分为评价指标，通过加工温度、加工时间、料液比三个单因素实验，并结合响应曲面分析得到甲鱼汤加工的最佳工艺条件：加工温度99.76℃、加工时间96.22min、料液比1∶3.95。考虑到实际操作的便利，工艺条件：加工温度100℃、加工时间96min、料液比1∶3.95。在此条件下，甲鱼汤的感官评分为87.13。表明该工艺条件可作为甲鱼汤工业化生产的基本加工条件。

甲鱼汤，工业化生产，加工工艺，响应面

甲鱼（Soft-shelled Turtle）又称鳖、团鱼、王八，爬行纲、龟鳖目、鳖科、鳖属[1]。有研究表明，甲鱼不仅蛋白质含量丰富，氨基酸种类齐全[2]；还富含人体所必需的钾、钠、钙、镁、磷等矿物质以及尼克酸、烟酸等维生素[3]；其不饱和脂肪酸含量高达78.4%[4]，比一般鱼类高，尤其是EPA、DHA具有预防心脑血管疾病等作用[5]。因此，甲鱼是典型的营养保健食品。

我国甲鱼养殖起步于20世纪70年代，随着养殖技术和养殖面积的迅速发展，截至到2011年，甲鱼的年产量达到285875t[6]。目前，我国对甲鱼的销售和出口主要以鲜活为主，其产品主要停留在餐饮、家庭烹饪上，消费结构单一，深加工产品及相关产业链尚未形成，造成每年甲鱼产量供大于求[7]；因此，为了保持甲鱼产业的持续发展并提高其经济效益，除了降低养殖成本、提高养殖技术外，更重要的是开发甲鱼深加工产品及综合利用[8]。

甲鱼汤罐头是甲鱼深加工产品之一，其方便、快捷，满足现代人们快速的生活节奏。此外，据医书记载，甲鱼汤具有滋阴补肾、清肺润肝、通气、消淤、补血之功效[9]。响应面分析法（RSM）结合Box-Behnken设计是一种通过回归方程以及响应曲面分析来寻求最佳工艺条件的方法[10-12]，现已广泛地应用于食品工艺技术等领域[13-15]。本研究以甲鱼汤加工过程中的温度、时间、料液比3个因素为研究对象，采用Box-Behnken响应面分析法，以感官评分为考察指标，优化甲鱼汤的加工工艺，研制出滋味好、香气浓、浮油少的甲鱼汤产品，为甲鱼汤的工业化生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

甲鱼、老母鸡 重庆市永辉超市；食盐、绍兴黄酒、米酒和优质老姜、大葱 重庆市永辉超市；乙基麦芽酚 安徽金禾实业股份有限公司；鲜上鲜 重庆凤庆食品厂；鱼胶原蛋白多肽 浙江海力生生物科技有限公司。

表1 甲鱼汤感官评定评分标准Table 1 The standard of sensory evaluation of soft-shelled turtle soup

C21-FK2101型电磁炉（可控制温度和时间） 广东美的精品电器制造有限公司；ST22J1型不锈钢汤锅 浙江苏泊尔股份有限公司；FA1004A型分析天平 上海精天电子仪器有限公司；YP2001N型电子天平 上海舜宇恒平科学仪器有限公司；蒸煮袋 苏州信诚包装材料有限公司；FD50A型自动高压蒸汽灭菌器 致微（厦门）仪器有限公司；DZ600/2S型真空包装机 上海人民包装股份有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 甲鱼汤加工工艺流程 鲜活甲鱼→宰杀→放血、去内脏→清洗、称重→预煮，去爪、去膜→脱腥→清洗→加鸡汤、辅料→大火煮沸→小火慢炖→调味→成品→装罐→真空封口→灭菌→冷却→包装→贮藏实验→检验→出厂。

冷鲜老母鸡→洗净→预煮→去骨→鸡肉切碎→称重→大火煮沸→小火慢炖1h→过滤→清鸡汤。

辅料：1%老姜，1%大葱，均按汤汁量计。

调味：0.6%食盐，0.05%乙基麦芽酚，0.07%鲜上鲜，0.3%鱼胶原蛋白多肽，同上。

1.2.2 感官评定标准 由经过专业培训的10名食品科学专业的师生对样品进行感官品质评定，10人均来自于全国不同的地区，5男5女。评定人员在感官评定时，需对样品的滋味、香气、色泽、表面浮油4个项目进行打分，先闻后尝，且每评定一个样品后，评定人员都需要用清水漱口3次，并休息30s，再进行下一次评定。具体打分标准参照表1（总分=∑（项目得分×权重）），满分为100分，最终取平均值。

1.2.3 单因素实验

1.2.3.1 加工温度对甲鱼汤感官评分的影响 设定甲鱼∶鸡汤（g/g）为1∶4，分别在85、90、95、100、105℃温度下慢炖90m in，研究不同的加工温度对甲鱼汤感官评分的影响。

1.2.3.2 加工时间对甲鱼汤感官评分的影响 设定甲鱼∶鸡汤（g/g）为1∶4，加工温度为100℃，分别慢炖30、60、90、120、150m in，研究不同的加工时间对甲鱼汤感官评分的影响。

1.2.3.3 料液比对甲鱼汤感官评分的影响 设定加工温度100℃，加工时间90m in，料液比分别为1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5条件下进行加工，研究不同的料液比对甲鱼汤感官评分的影响。

1.2.4 响应面实验设计 根据单因素实验的结果，选取甲鱼汤感官评分最高以及周围两个点为自变量，感官评定的总分为响应值，采用中心组合设计法，应用Box-Behnken设计模型优化和预测甲鱼汤加工的最佳工艺，实验设计如表2所示。

表2 响应面优化实验的因素与水平设置Table 2 Factors and levels of response surface

1.3 数据统计与分析

所有实验均设定平行实验，且每次感官评定均重复3次，结果用±s表示。实验数据采用SPSS 16.0及Excel 2003软件处理分析。

2 结果与分析

2.1 单因素实验结果

2.1.1 加工温度对甲鱼汤感官评定的影响 汤在加工的过程中，温度对肌肉中蛋白质降解、脂肪酸氧化及糖类水解等都有一定影响。由图1可以看出，当温度由85～100℃时，感官评分显著上升（p＜0.05），这是因为随着温度的升高，甲鱼肌肉中的纤维细胞受热破裂，释放出其中的组成成分，甘油三酯和磷脂在热的作用下逐渐分解为甘油和游离脂肪酸，其决定了肉的特征风味；糖类小分子发生水解，增强了汤的醇厚感；继续升温，感官评分显著下降（p＜0.05），这是因为较高的温度会破坏汤的风味和营养物质，对汤的色泽、表面浮油方面都将产生不利的影响。当温度为100℃时，感官评分达到最大值，此时甲鱼汤滋味、香气、色泽等方面均达到较好的效果。

图1 加工温度对甲鱼汤感官评定的影响Fig.1 Effectof processing temperature on sensory evaluation of soft-shelled turtle soup

2.1.2 加工时间对甲鱼汤感官评定的影响 加工时间是加工工艺中较为关键的一步，汤的加工过程实质上是原料中呈味物质的溶出，因此汤一般需要经过一段时间的加热才能形成良好的滋味和香味。由图2可以看出，随着加工时间的增加，感官评分先升高后降低，当加工时间由30～90m in时，感官评分显著上升（p＜0.05）；继续加热，感官评分呈显著下降（p＜0.05），这是因为汤中的主要鲜味物质肌苷酸（IMP）长时间加热条件下会水解为带有明显苦味的次黄嘌呤，从而影响汤的滋味，此外，加热时间的延长还将导致汤汁色泽加深、口感过于厚重、咸味增加。当时间为90min时，感官评分达到最大值。此时，甲鱼汤感官评分的各个方面均具有良好的效果。

图2 加工时间对甲鱼汤感官评定的影响Fig.2 Effectof processing time on sensory evaluation of soft-shelled turtle soup

2.1.3 料液比对甲鱼汤感官评定的影响 料液比对汤的粘稠度具有一定的影响。由图3可以看出，不同的料液比对甲鱼汤感官评定的影响不同。当料液比由1∶1～1∶4时，感官评分显著上升（p＜0.05），这是因为溶剂量较低时，汤浓稠度较大，阻碍了营养物质和呈味物质的溶出，从而影响汤滋味和香气的形成；继续加溶剂，感官评分显著下降（p＜0.05），这可能是因为营养、呈味物质的溶出已达到饱和，增加溶剂量反而稀释了汤汁，造成甲鱼汤口感变得清淡。当料液比为1∶4时，感官评分达到最大值。在此条件下，甲鱼汤各方面的感官指标均达到理想效果。

图3 料液比对甲鱼汤感官评定的影响Fig.3 Effectof solid-liquid ratio on sensory evaluation of soft-shelled turtle soup

2.2 响应面法优化甲鱼汤加工工艺

2.2.1 甲鱼汤加工工艺回归模型的建立及方差分析

应用Design Expert软件中的Box-Behnken模型设计分析方案，实验结果如表3所示，实验组1～12是析因实验，其析因点为自变量构成的三维顶点；实验组13～17是中心实验，其中心点即零点。

表3 响应面分析方案及结果Table 3 Experimental design and results ofresponse surface analysis

将表3所得的实验数据采用Design Expert软件进行统计分析，统计分析结果如表4所示。对各因素进行回归拟合，得到回归方程：

式中：X1为加工温度；X2为加工时间；X3为料液比。各项系数的绝对值代表相应因素对甲鱼汤感官评分的影响程度；系数的正负代表影响方向。

表4 回归模型方差分析Table 4 ANOVA for the regressionmodel

由表4回归方程系数显著性检验可知：模型的一次项X2、X3极显著，二次项X12、X22、X32均极显著。这表明加工温度、加工时间、料液比3个因素对于甲鱼汤的感官评分有显著的影响，影响程度由大到小为：加工时间＞料液比＞加工温度；其他项即交互项对甲鱼汤感官评分的影响不显著。失拟项为0.9373，大于0.05，不显著；模型的显著水平p＜0.0001，回归方差模型极显著，说明此方程可靠且与实际情况拟合良好，无其他因素的影响，实验误差小，可用其代替真实实验点进行分析和预测。

2.2.2 甲鱼汤加工工艺的响应面分析 通过响应面图上的响应值与各影响因素所构成的三维空间曲面图以及其在二维平面上的等高线图，能够较为直观地反映各因素以及各因素之间的交互作用对甲鱼汤感官评定的影响。应用Design Expert软件中的Box-Behnken模型，将影响甲鱼汤感官评定总分的一个因素固定为零水平，得到另外两个因素对提取率的交互影响结果，其对应的响应面及等高线如图4所示。

图4 两因素交互作用对甲鱼汤感官评分影响的等高线和响应面图Fig.4 Response surface and contour plots for the effects of cross-interactions among factors on sensory evaluation of soft-shelled turtle soup

图4（A）显示了在最佳料液比1∶3.95的条件下，加工温度和加工时间之间的交互影响效应，随着加工温度和加工时间的增加，感官评分呈现先升高后降低的趋势；图4（B）显示了在最佳时间96.22m in的条件下，加工温度和料液比之间的交互影响效应，随着加工温度和料液比的提升，感官评分先升高后降低；图4（C）显示了在最佳加工温度99.76℃的条件下，加工时间和料液比的交互影响效应，且随着加工时间的延长和料液比的增加，感官评分呈现先升高后降低的趋势。此外，三个因素的显著水平从大到小依次为：加工时间＞料液比＞加工温度。

2.2.3 甲鱼汤最佳加工工艺的验证 在选取的各因素范围内，根据回归模型通过Design Expert软件分析得出甲鱼汤加工的最佳加工工艺条件为加工温度99.76℃、加工时间96.22m in、料液比1∶3.95，得到甲鱼汤的感官评分为88.83。考虑到实际操作的便利选择：加工温度100℃、加工时间96min、料液比1∶3.95，预测得到感官评分为88.21。在此条件下，进行实际操作，得到甲鱼汤的感官评分为87.13，说明该模型与实际情况拟合较好，可用于实际生产预测。

3 结论

3.1 本实验通过单因素实验分别考察了加工温度、加工时间和料液比3个因素对甲鱼汤感官评分的影响，在此基础上，利用Design Expert软件Box-Behnken设计法设计响应面实验，建立了数学模型，预测得到了甲鱼汤的最佳加工工艺条件为：加工温度99.76℃、加工时间96.22min、料液比1∶3.95，甲鱼汤的感官评分为88.83。

3.2 在工业化生产加工中，考虑到实际操作的便利性，选择甲鱼汤加工工艺条件为：加工温度100℃、加工时间96min、料液比1∶3.95，预测得到甲鱼汤的感官评分为88.21；在此条件下，进行验证，得到甲鱼汤感官评分为87.13，表明该模型设计合理可靠，可作为甲鱼汤工业化生产的关键技术。

3.3 在最佳工艺条件下生产加工的甲鱼汤在滋味、香气、色泽及表面浮油4个方面均能达到良好的效果，为甲鱼汤工业化生产加工提供了理论依据，满足其工业产业化生产的需求。

[1]滕瑜，张双灵，王彩理.中华鳖系列产品的研究开发[J].农产品加工，2012（4）：119-121.

[2]杨文鸽，李太武，徐大伦，等.外塘雌雄甲鱼肌肉营养成分的分析与评价[J].水利渔业，2004，24（1）：15-18.

[3]刘彦，刘承初.甲鱼的营养价值与保健功效研究[J].上海农业学报，2010，26（2）：93-96.

[4]刘桂林，聂向庭，张福娥，等.甲鱼脂肪酸和微量元素含量的分析及其抗氧化作用研究[J].营养学报，2000，22（4）：325-327.

[5]Westphal C，Konkel A，Schunck W-H.CYP-eicosanoids-A new link between omega-3 fatty acids and cardiac disease?[J].

Prostaglandins&Other Lipid Mediators，2011，96（1）：99-108.

[6]戈阳，赵永锋，蒋高中.我国鳖产业发展现状与展望[J].江苏农业科学，2013，41（5）：411-414.

[7]余洋.卤制甲鱼加工工艺及贮藏特性研究[D].武汉：华中农业大学，2010.

[8]潘华，李林春.甲鱼的深加工及综合利用[J].北京水产，2002（4）：32-33.

[9]叶显纯，金岚，吴燕芳，等.中国传统补品补药[M].上海：上海科学技术文献出版社，1991：128-129.

[10]Bezerra M A，Santelli R E，Oliveira E P，et al.Response surfacemethodology（RSM）as a tool for optimization in analytical chemistry[J].Talanta，2008，76（5）：965-977.

[11]Tarley CR T，SilveiraG，dosSantosW N L，etal.Chemometric tools in electroanalytical chemistry：methods for optimization based on factorial design and response surface methodology[J]. Microchemical Journal，2009，92（1）：58-67.

[12]杨文雄，高彦祥.响应面法及其在食品工业中的应用[J].中国食品添加剂，2005，2（2）：68-71.

[13]宋倩，赵声兰，刘彬球，等.响应面法优化核桃壳总黄酮提取工艺的研究[J].食品工业科技，2013，34（011）：214-217.

[14]余昆，李勇，陈玲，等.响应面分析法优化枸杞皮渣中色素的超声波辅助提取工艺[J].食品工业科技，2013，34（2）：299-302.

[15]徐大伦，薛长湖，杨文鸽，等.响应面分析法优化糟醉带鱼的糟醉工艺[J].食品工业科技，2013，34（4）：310-313.

Study on the optim ization for production process of soft-shelled turtle soup

XIANG Yi1，LIHong-jun1，2，NIDong-dong1，HE Zhi-fei1，2，*，DENG Ze-li1，XIAO Xia1
（1.College of Food Science，Southwest University，Chongqing 400715，China；2.Chongqing Special Food Engineering and Technology Research Center，Chongqing 400715，China）

To exp lore the p rocessing cond itions for industrial p roduction of soft-shelled turtle soup.With the sensory evaluation as ameasure indicator，through the three sing le factor experimentof p rocessing tem perature，p rocessing time，solid-liquid ratio and response surface analysis，the op timum p roduc tion p rocess cond itions of soft-shelled turtle soup was p rocessing tem perature of 99.76℃，the p rocessing time of 96.22m in，solid-liquid ratio of 1∶3.95.Taking into account the ac tual operation of the facilities，op tions：p rocessing tem perature of 100℃，the p rocessing time of 96m in，solid-liquid ratio of 1∶3.95.Under this condition，the sensory evaluation of soft-shelled turtle soup was 87.13.Itwas showed that this test results could be used as the basic p rocessing conditions of the industrialp roduction of soft-shelled turtle soup.

soft-shelled turtle soup；industrialp roduction；p rocessing；response surface methodology（RSM）

TS251.5+4

B

1002-0306（2014）18-0272-05

10.13386/j.issn1002-0306.2014.18.052

2013－11－11 *通讯联系人

项怡（1989-），女，硕士研究生，研究方向：食品安全与质量控制。

国家自然科学基金面上项目（31071566）。