猪肉用复配嫩化剂配方的响应面优化

王绍顺，张宁，李静，关拉力，张冬冬，钟莉，阮美娟，李文钊，*（.中海油能源发展股份有限公司配餐服务分公司，天津30045；.天津科技大学食品工程与生物技术学院，天津300457）

猪肉用复配嫩化剂配方的响应面优化

王绍顺1，张宁2，李静2，关拉力1，张冬冬1，钟莉1，阮美娟2，李文钊2，*
（1.中海油能源发展股份有限公司配餐服务分公司，天津300452；2.天津科技大学食品工程与生物技术学院，天津300457）

摘要：以熟制的猪里脊的嫩度、感官品质、维生素B1含量为检测指标，通过计算权重得到影响肉品品质的综合指数。在Plackett Burman筛选、最陡爬坡试验的基础上，采用响应面试验优化复合嫩化剂配方。使用Design Expert软件对模型进行优化，以最高综合指数为优化目标，得到复合嫩化剂配方为：淀粉13.70%、食盐1.2%、柠檬酸0.03%、生姜粉0.54%、木瓜蛋白酶25 U/g。

关键词：嫩化；猪肉；嫩化剂；优化

肉的嫩度直接影响到肉制品的口感、营养、消化和风味等，是决定肉类品质的重要指标，也是肉类最重要的感官品质特征。因此，肉的嫩度是消费者最重视的食用品质之一，是一个反映肉类质地的重要质量指标。肉品的嫩化处理是改善肉嫩度的有效手段，虽然已经比较成熟，但是依然存在一些问题，如肉品嫩化剂的种类、用量及嫩化处理的时间、温度没有规范的要求，全凭处理人员的感觉掌控，造成肉品嫩化程度不一，出现嫩化过度与嫩化不足等现象，这不仅影响嫩化效果，而且还会造成营养上的偏差，进而影响营养健康，而且应用于烹饪炒制的嫩化研究较少。

肉品嫩化的方法目前主要采用生物嫩化法、化学嫩化法、物理嫩化法等。外源酶嫩化法是常用的生物嫩化法。嫩化肉类最常用的是木瓜蛋白酶。化学嫩化法采用添加化学物质，比如有机酸、盐类等使肉品嫩化的方法[1]。熊柳等[2]通过添加蛋白质（谷朊粉、花生分离蛋白和大豆分离蛋白）和淀粉（玉米淀粉、红薯淀粉和绿豆淀粉），研究了对肉制品品质的影响。用于肉类嫩化的有机酸主要有醋酸[3]、柠檬酸和乳酸[4]，采用的嫩化方法有浸渍法和注射法。季宏飞等[5]发现木瓜蛋白酶、氯化钠和氯化钙可增加猪肉脯的嫩度，研制复合肉嫩化剂的配方组成为：氯化钠浓度6%、氯化钙浓度3.5%、木瓜蛋白酶120 U/mL。物理嫩化法采用超高压物理嫩化法、超声波物理嫩化法。

本文选用了淀粉、食盐、柠檬酸、木瓜蛋白酶、生姜粉5种嫩化原料，以炒制猪里脊的嫩度、感官评分、维生素B1含量为检测指标，通过计算权重得到影响肉品品质的综合指数。在Plackett Burman筛选、最陡爬坡试验的基础上采用响应面优化试验，进行复合嫩化剂配方的研制。使用Design Expert软件对试验模型进行优化，以综合指数最高为优化目标，进行复合嫩化剂配方的研制。

1　材料与方法

1.1试验材料

冷冻猪里脊由中海油配餐服务公司提供；食盐、玉米淀粉、生姜粉、食用油等均为市售。

1.2主要试剂

柠檬酸（食品级）：潍坊英轩实业有限公司；甲醇（色谱纯）：天津市康科德科技有限公司；木瓜蛋白酶（食品级）：南京东恒华道生物科技有限公司；氯化钾（分析纯）、盐酸（分析纯）、铁氰化钾（分析纯）：天津市化学试剂一厂；异丁醇（分析纯）：天津博迪化工股份有限公司；氢氧化钠（分析纯）：博欧特（天津）化工贸易有限公司；无水乙酸钠（分析纯）：维科特（天津）化工产品贸易有限公司；高峰氏淀粉酶（生化级）：北京索莱宝科技有限公司；冰乙酸（分析纯）；维生素B1标准品：北京索莱宝科技有限公司。

1.3主要仪器

组织捣碎机（DS-1）：上海越磁电子科技有限公司；电子天平（AL204）：上海梅特勒集团；数显恒温水浴锅（HH-1）：上海浦东物理光学仪器厂；质构仪（TA.XT. Plus）：英国SMS（Stable Micro Systems）公司；高效液相色谱仪、液相色谱荧光检测器：安捷伦科技有限公司。

1.4样品制备

猪里脊肉片按照试验要求嫩化、炒制后，规范取样后去掉表面可见肌肉间脂肪及结缔组织，留取适量用于感官品质、剪切力的测定，其余用组织捣碎机捣碎置于冰箱冷冻备用。

1.5分析指标的检测方法

维生素B1含量测定方法按GB/T 9695.27—2008《肉与肉制品维生素B1含量测定》；感官评价方法参照GB/T 22210—2008《肉与肉制品感官评定规范》，一般食品感官品质主要从视觉、嗅觉、味觉几方面进行评价，针对肉的嫩化重点，以气味、嫩度、滋味为感官评价项，采用评分法进行评定，评分标准见表1。

1.6肉品嫩度

猪里脊炒制后选择大小和厚薄接近的肉片，用质构仪进行剪切力的测定。测定参数：参考标准NY/T 1180-2006《肉嫩度的测定剪切力测定方法》，选择HDP/ WBS探头，测前速度为2mm/s，测试速度为1mm/s，测后速度为10 mm/s，触发力为5 g，下压距离为30 mm。

表1　肉品嫩化感官品质评价标准Table 1　Meat tenderization sensory quality evaluation standard

1.7肉品综合品质指数的确定

综合品质指数CQI（Comprehensive quality index）是指由嫩度（剪切力）、感官品质、维生素B1含量3项肉片嫩化的品质指标拟合而成的一个综合指标，用于综合评价肉片的嫩化效果。综合品质指数权重的确定采用专家评分法，即请专家对3个指标的重要度进行评分，确定3项指标的权重系数β1、β2、β3，再按公式（1）计算得到综合品质指数。

综合品质指数=β1×嫩度（剪切力）+β2×感官评分+β3×维生素B1含量

（1）

专家评分标准：请每位专家就3个指标的重要性进行打分，3个指标评分总和为100。计算每个指标的得分均值，指标权重为指标得分均值与3个指标评分总和100的比。

1.8复配嫩化剂配方响应面优化

根据Plackett Burman筛选试验及最陡爬坡试验结果，确定食盐添加量为1.2%，木瓜蛋白酶添加量为25 U/g，对柠檬酸、生姜粉和淀粉3种组分进行响应面分析，按Box-Behnken设计因素水平，见表2。

表2　响应面优化设计因素水平表Table 2　Factor level by response surface optimization design

2　结果与讨论

2.1肉品品质综合指数的确定

嫩度（剪切力）、感官品质、维生素B1含量3项指标的专家权重评分结果见表3。

表3　3项指标的专家权重评分结果Table 3　Expert weight score results of the three indexes

将表3权重评分进行计算，得出指标嫩度、感官评分、维生素B1含量对应的权重集为0.188、0.520、0.292。

由于嫩度的测定指标为剪切力，剪切力越大说明肉片嫩度越小，剪切力越小说明肉片嫩度越大，故取剪切力值的倒数进行正向化处理，无量纲化后计算炒制肉片的综合品质指数CQI（Comprehensive quality index）。

将3项指标的权重系数代入后，炒制肉片的综合品质指数按照公式（2）计算：

CQI=0.188×嫩度+0.520×感官评分+0.292×维生素B1含量

（2）

2.2响应面优化试验结果

固定木瓜蛋白酶添加量为25 U/g，食盐添加量为1.2%，用Design-Expert软件安排试验组合，试验设计的因素组合表及结果见表4。响应面试验剪切力、感官评分值和维生素B1测定结果见图1。

表4　Box-Behnken试验设计方案及结果Table 4　Box-Behnken test design and results

图1　响应面测定结果图Fig.1　Response surface test results

2.3响应面优化试验结果分析

应用Design-Expert软件对上述试验结果进行响应面分析，可以得到该模型的二阶拟合方程：

综合指数=1.12+0.130×A-0.037×B-0.072×C-0.011×A×B-0.009×A×C-0.001×B×C-0.130A2－0.074× B2-0.062×C2（3）

该模型的方差分析结果见表5所示。

表5　响应面设计二阶回归模型方差分析Table 5　Variance analysis of two order regression model of response surface design

续表5　响应面设计二阶回归模型方差分析Continue table 5　Variance analysis of two order regression model of response surface design

该回归模型P值＜0.01，说明了该方程模型极显著，模型失拟项P值＞0.05，说明失拟不显著，可以利用该模型预测综合指数的最高值；方差分析结果显示，淀粉添加量、柠檬酸添加量、生姜粉添加量对综合指数影响极显著，生姜粉添加量、淀粉添加量、柠檬酸添加量的二次项对综合指数影响极显著。

应用Design-Expert软件对上述试验结果进行响应面分析，可以得到该模型的响应面图和等高线图，结果见图2所示。

通过Design Expert软件对试验模型进行优化，以综合指数最高为优化目标，得到的最优添加量为淀粉13.70%、生姜粉0.54%、柠檬酸0.03%，此时综合指数为1.188。

图2　响应面及等高线图Fig.2　Response surface results and contour maps

3　结论

以猪里脊为主要研究对象，在Plackett Burman筛选试验、最陡爬坡试验的基础上采用响应面优化试验，从淀粉、食盐、木瓜蛋白酶、柠檬酸、生姜粉中筛选出重要因子、确定因素水平。进行肉品复合嫩化剂配方的研制。用综合指数进行考核，综合品质指数CQI= 0.188×嫩度+0.520×感官评分+0.292×维生素B1含量。通过Design Expert软件对试验模型进行优化，以综合指数最高为优化目标，得到的复合嫩化剂配方为：淀粉13.70%、食盐1.2%、柠檬酸0.03%、生姜粉0.54%、木瓜蛋白酶25 U/g，此时综合指数为1.188。

参考文献：

[1] 孔保华,刁新平.动物宰后钙激活酶系统的作用机制[J].肉类研究,2002(2):14-16

[2]熊柳,刘砚,孙庆杰.蛋白质和淀粉对肉制品品质影响的研究,粮油食品科技,2011,19(2):26-28

[3]高福成.现代食品工程高新技术[M].北京:中国轻工业出版社, 1999:331-344

[4] 杨公明.食品超高压加工技术与设备研究 [D].法国:Bourgogne大学DSER论文,1996

[5]季宏飞,卢进峰,蔡克周,等.复合嫩化剂对猪肉嫩化效果的研究[J].肉类研究,2010(4):13-17

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.24.012

收稿日期：2015-12-02

作者简介：王绍顺（1979—），男（汉），经济师，本科，研究方向：海上石油营养配餐安全作业生产管理。

*通信作者

The Response Surface Method Optimization of Pork Composite Tenderizer

WANG Shao-shun1，ZHANG Ning2，LI Jing2，GUAN La-li1，ZHANG Dong-dong1，ZHONG Li1，RUAN Mei-juan2，LI Wen-zhao2，*

（1.Catering Services Branch，China National Offshore Oil Corporation（CNOOC）Energy Development Limited by Share Ltd，Tianjin 300452，China；2.School of Food Engineering and Biological Technology，Tianjin University of Science&Technology，Tianjin 300457，China）

Abstract：The comprehensive index affecting meat quality was acquired by weighting calculation based ontenderness，sensory score and vitamin B1content of frozen pork loin as the indexes.On the basis of the Burman Plackett and the steepest ascent experiment，the formulation of the pork composite tenderizer was optimized by response surface methods.Using design expert software to optimize the model，with the highest comprehensive index as the optimization goal，the composite tender agent formula was obtained：starch 13.70%，sodium chloride 1.2%，lemon acid 0.03%，ginger powder 0.54%and papain 25 U/g.

Key words：tenderness；pork；tenderizer；optimize