响应曲面法优化酱香啤酒鸭脖制作工艺

汤高奇，田洁，王娟，刘欣

（河南农业职业学院，河南郑州451450）

响应曲面法优化酱香啤酒鸭脖制作工艺

汤高奇，田洁，王娟，刘欣

（河南农业职业学院，河南郑州451450）

在单因素试验的基础上，对影响酱香鸭脖风味的4个主要因素——啤酒用量、啤酒放入时间、腌制时间以及卤煮条件进行SPSS因子分析。最后利用响应曲面法优化后的酱香啤酒鸭脖制作工艺参数为：在0℃～4℃腌制3.5 h，啤酒用量为总量26%，放入时间为卤煮开始后29min，以500W小火微沸卤煮55min。

酱香啤酒鸭脖；SPSS；响应曲面法

酱卤肉制品是中华饮食文化的精髓，酱卤鸭脖作为酱卤肉制品中的代表，营养丰富并具有独特的风味和口感[1]，其口味纯正、肉质细腻、香辣可口、久吃不腻[2]，深受消费者的青睐。近年来，武汉麻辣鸭脖以其麻、辣、鲜、咸诸味相映相携，醇和浓厚，香味浓郁，且味香入骨，颇有韧性和嚼劲，深受消费者喜欢[3]。但由于其口味偏辣，不适合大部分北方人或一些不喜食辣者的饮食习惯，需要加以适当改进和创新。啤酒鸭是将鸭肉与啤酒一同炖煮成菜，使滋补的鸭肉味道更加浓厚，鸭肉不仅入口鲜香，还带有一股啤酒清香，已成为市场上的一道风味独特的佳肴[4]，若将酱香鸭脖与啤酒风味结合起来，形成口味独特的酱香啤酒鸭脖新产品，必将受到消费者的青睐。本研究从影响酱香啤酒鸭脖质量的腌制、啤酒加入时间和加入量等因素出发，通过单因素和响应曲面试验优化了酱香啤酒鸭脖工艺参数，为酱香啤酒鸭脖工业化生产提供参考，为我国传统特色酱卤制品的发扬和规范化生产提供有利帮助。

1 材料与方法

1.1 试验材料

新鲜鸭脖：购于郑州市陈砦蔬菜批发市场，为新鲜冻品；腌制盐（食盐、亚硝酸钠、白砂糖、复合磷酸盐、维生素C-Na、味精、花椒粉适量）、香辛料（花椒、辣椒、八角、桂皮、小茴香、砂仁、肉豆蔻、草果、良姜、山奈、生姜适量）、卤料（复合香辛料、花椒渣、花椒油、食盐、白砂糖、特鲜味精、红曲色素、酱油、食醋、啤酒、水适量）：市售。

1.2 仪器与设备

c21-sk2101美的多功能电磁炉：广东美的生活电器制造有限公司；ACS-30电子计价秤：浙江霸王衡器有限制造公司；JA6102电子天平：上海精天电子仪器厂；BCD-235新飞电冰箱：河南新飞电器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

原料预处理→腌制→卤制→冷却→整理、切段→成品

1.3.2 单因素试验设计

选择影响酱香啤酒鸭脖品质的啤酒用量、啤酒放

入时间、腌制时间和卤煮条件4个因素，分别设置不同水平进行单因素试验，试验设计见表1。

表1 酱香啤酒鸭脖单因素试验设计Tab le1 Single factor experim ent design of beer sauced duck’s neck

选择10位人员按表2对各组单因素试验的成品从颜色、外观、滋味和杂质这4个方面进行感官评定并记录结果。

表2 酱香啤酒鸭脖感官评定表Table2 The standard of sensory app raisalof beer sauced duck’s neck

1.3.3 响应曲面试验设计

运用SPSS 13.0软件对单因素的试验结果进行分析，选出腌制时间（冷藏条件下0℃～4℃）、啤酒用量、啤酒放入时间以及卤煮时间这4个对产品性质影响较大的因素为主要影响因素，选取颜色、外观、滋味、杂质和总分5个指标为响应值，进行四因素三水平响应曲面试验设计（见表3）。

表3 酱香啤酒鸭脖响应曲面试验设计Tab le3 Response surfaceexperiment design of beer sauced duck’s neck

根据试验设计进行酱香啤酒鸭脖的制作，并对产品的响应值进行测定。对响应面试验结果进行分析，进行变量最佳设定，进行验证试验，最终得到最佳条件。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果分析

2.1.1 啤酒用量对产品感官品质的影响

针对啤酒用量的单因素试验得到的感官评定分数应用SPSS 13.0进行分析，分析结果见表4。

由表4可知，啤酒用量对产品滋味影响较大，效果也较显著，随着啤酒用量依次增大，产品滋味分值先增大，在用量比例为25%时达到最大值之后开始下降。对其他感官品质如颜色、外观、杂质则影响不显著。风味成分是啤酒中非常重要的成分[5]，啤酒的加入主要影响产品的滋味，啤酒量过大时，酒味过于浓重，则入口给人以不太协调的口感；过少则不能显示出啤酒特有的与鸭肉香味相携的清香味感。从总体来说，啤酒用量对滋味和总分的影响较为显著，对颜色、外观、杂质的影响不甚显著。

表4 啤酒用量对酱香啤酒鸭脖各项感官指标的影响Table4 Effectof beer consum ption on beer sauced duck’sneck

2.1.2 啤酒放入时间对产品感官品质的影响

针对啤酒放入时间的单因素试验得到的感官评定分数应用SPSS13.0进行分析，分析结果见表5。

由表5可知，啤酒放入时间也对产品滋味影响较大，效果较显著。随着啤酒放入时间从早到晚变化，产品滋味分值亦是先增大后下降，在放入时间为卤煮后15min时达到最大。对其他感官品质如颜色、外观、杂质则影响不显著。啤酒中含有种类繁多的挥发性和非挥发性成分，这些成分是啤酒具有特殊风味的主要原因，而啤酒中的某些挥发性组分的含量更是与啤酒风味有密切关系[6]。啤酒的加入时间不同，则挥发性组分的挥发程度不同，很大的影响了产品的风味。加入时间过早，在锅内卤煮时间过久，一些风味因子减少或消失，使得产品中啤酒清香风味过低或消失，得分较低；放入时间过晚，则酒味太重，入口给人以不太协调的口感。总体上来说，啤酒放入时间对产品滋味影响较显著，对颜色、外观、杂质与总分的影响不甚显著。

表5 啤酒放入时间对酱香啤酒鸭脖各项感官指标的影响Table5 Effectof the time to put in beer on beer sauced duck’sneck

2.1.3 腌制时间对产品感官品质的影响

针对冷藏下腌制时间的单因素试验得到的感官评定分数应用SPSS13.0进行分析，分析结果见表6。

由表6可知，当温度处于0℃～4℃时，随着腌制时间的延长，颜色、外观、滋味与总分的分值均呈先增大后又略微下降趋势，杂质则不形成明显趋势。在生产工艺中，原料腌制的目的主要是为了提高肉的发色和保水性，施加咸味促进成熟风味形成，加强保存性等[7]。一般肉腌制时，环境温度应在0℃～4℃[8]。总体来说，冷藏条件下腌制时间对产品的颜色、外观、滋味与总分的影响均显著，对杂质的影响不显著。

表6 冷藏下腌制时间对酱香啤酒鸭脖感官品质的影响Table6 Effectof the salting tim eon beer sauced duck’sneck

2.1.4 卤煮条件对产品感官品质的影响

原发灶直径大小是反映乳腺癌特性及其预后的重要参考指标之一。既往研究表明，随着肿瘤病灶直径的增大，非前哨淋巴结转移的比率随之增大[11-15]。 一项包含56项研究的荟萃分析[3]显示， 肿块最大径>2 cm 病人NSLN 转移的风险是肿块最大径≤2 cm病人的2.41倍。本研究中病灶大小>2 cm时，nSLN阳性率为65%(11/17)，病灶大小≤2 cm时，nSLN阳性率为36%(17/47)，前者为后者的1.8倍，与既往研究结果相近。可见原发病灶较大的乳腺癌患者，其非前哨淋巴结发生转移的几率更大。

针对卤煮条件的单因素试验得到的感官评定分数应用SPSS13.0进行分析，分析结果见表7。

表7 卤煮条件对酱香啤酒鸭脖各项感官指标的影响Table 7 Effectof pot-stewed conditionson beer sauced duck’sneck

由表7可知，采用较大火力的产品所得效果普遍上不如较小火力得到的产品品质令人愉悦；采用小火力时，随着卤煮时间延长，产品的滋味与总分均先升高后下降。火候控制是加工酱卤肉制品的重要环节，旺火煮制会使外层肌肉快速强烈收缩，难以使配料逐步渗入产品内部，不能使肉酥润、产品易干硬无味、内外咸淡不均；文火煮制时肌肉内外物质和能量交换容易，产品里外酥烂透味[9]。因而大火使得肉质松散，不似小火那般使肉质软嫩的同时还拥有韧性与粘弹性，筋道较好，入口更感弹力，风味更好些。但是需要注意

一点，时间过短则会使产品未能熟透，又极大影响了产品品质。总体来说，卤煮条件对产品的外观、滋味和总分影响较为显著，对颜色与杂质则不甚显著。

2.2 响应曲面优化试验

基于单因素试验结果，选取啤酒用量、啤酒放入时间、冷藏条件下的腌制时间、卤煮时间4个因素，设定颜色、外观、滋味、杂质和总分5个响应值，每个因素取3个水平，进行响应面分析设计和试验，进一步优化各因素的参数值[10]。针对5个响应值的结果，对响应面试验结果进行分析，选取二次多项式为模拟方程，分别对不同响应值优化后的动态参数方程与方差进行分析。2.2.1 以颜色为响应值的结果分析

由Design Expert方差分析表可得，以颜色为响应值的该模型F值为46.76，P<0.000 1，是高度显著的，各因素中一次项A、D是显著的，二次项A2、B2都是显著的，交互项中CD是显著的。由统计学计算得出的R2为93.97%，调整后的R2为91.96%，说明模型具有很好的精密度。失拟项P值为0.1712，失拟不显著，说明模型可以在一定范围内用来预测。所得模型方程为：颜色=9.328 30-0.110 66×A-0.073 088×B+0.227 78×C+ 3.100 00×D+0.001 560 37×A2+0.001 994 55×B2-0.053 333×C×D。

2.2.2 以外观为响应值的结果分析

由Design Expert方差分析表可得，以外观为响应值的该模型F值为34.89，P<0.000 1，是高度显著的，各因素中一次项A、B、D是显著的，二次项D2是显著的，交互项都是不显著的。由统计学计算得出的R2为92.08%，调整后的R2为89.44%，虽然稍不及上一个因素颜色，但仍然可以说明模型具有很好的精密度。失拟项P值为0.627 1，稍显失拟，但失拟不显著，说明模型同样可以在一定范围内用来预测。所得以模型方程为：外观=2.065 76-0.035455×A+0.022667×B+ 0.191 11×C+6.165 15×D+0.000 693 182×A2-0.422 73× D2-0.046 667×C×D。

2.2.3 以滋味为响应值的结果分析

由Design Expert方差分析表可得，以滋味为响应值的该模型F值为23.16，P<0.000 1，是高度显著的，各因素中一次项A、C是显著的，二次项C2、D2是显著的，交互项是不显著的。由统计学计算得出的R2为88.53%，调整后的R2为84.71%，与响应值外观类似，虽然稍不及响应值颜色，但也可以说明模型具有很好的精密度。失拟项P值为0.165 8，稍显失拟，但失拟不显著，说明模型同样可以在一定范围内用来预测。所得模型方程为：滋味=34.569 98+0.071 500×A-0.103 33× B-0.616 59×C-6.324 24×D+0.015 480×C2+0.808 24×D2+ 0.002 6×A×B。

2.2.4 以杂质为响应值的结果分析

由Design Expert方差分析表可得，以杂质为响应值的该模型F值为3.72，P>0.005，是显著的，但是显著性较差。各因素中一次项A是显著的，二次项和交互项都是不显著的。由统计学计算得出的R2为82.46%，调整后的R2为81.11%，可以说明模型具有较好的精密度。失拟项P值为0.007，失拟显著，说明该模型用来预测实验结果符合性较差。所得模型方程为：杂质= 0.67-0.020×A-0.000 408 3×B-0.004 733×C+0.004 267× D-0.016×C2+0.019×A×B-0.022×A×D。

2.2.5 以总分为响应值的结果分析

由Design Expert方差分析表可得，以总分为响应值的该模型F值为61.13，P<0.000 1，是高度显著的，各因素中一次项A、D是显著的，二次项和交互项都是不显著的。由统计学计算得出的R2为82.46%，调整后的R2为81.11%，可以说明模型具有较好的精密度。失拟项P值为0.331 1，略显失拟，但失拟不显著，说明模型可以在一定范围内用来预测。所得模型方程为：总分=59.112 64+0.170 00×A+3.866 67×D。

2.3 验证试验

通过对响应面趋势及等高线分析，Design Expert软件在试验的因素水平范围内给出的最佳组合与最差组合如表8，通过两组验证试验，得到的实际结果与预期结果如表9。

表8 验证试验设计Table8 Design of theverification test

表9 验证试验结果Table9 The resultof the verification test

由表9计算可知，两组总分的预期值和实际值的相对误差分别为0.077和0.029，数据表明第8组对试验预期的吻合性较好，能够正确验证试验预期；第5组误差稍大，推断认为可能由以下两个原因造成：一是试验预期的确不够准确，所得模型不能用于实际预测；二是软件对响应值数据预期达到四位有效数字，而实际感官评分只能得到整数分值，因而产生的误差积累导致较大误差。故此得出结果虽然比预期值略高少许，但基本能够验证Design Expert软件预期，具有参考意义与使用价值。

3 结论

单因素试验表明产品在冷藏条件下腌制4 h，卤煮15min时加入啤酒，啤酒用量比例为30%，在500W下卤煮50min时产品分别具有最好感官品质。在SPSS软件的分析基础上，应用响应曲面法设计优化后的酱香啤酒鸭脖制作工艺参数为：在冷藏条件下腌制3.5 h，在500W火力下卤煮55min，当卤煮进行29min时加入比例为26%的啤酒。经软件预期应该能够达到的总分为82分。验证试验结果（第5组89分）同样表明了此优化的正确性。

[1] 朱连胜,陈蒙.低温酱卤鸭脖生产过程质量安全控制分析[J].肉类工业,2015(8):52-54

[2]陶兴无.卤鸭脖综合保险技术研究[J].肉类工业,2006(8):23-26

[3] 石勇,吴正奇,洪斌.软包装风味鸭脖制品的工艺研究[J].科技创业月刊,2007(7):187-188

[4]薄灰.啤酒鸭-夏季里降火的大肉菜[EB].[2016-1-16]http://home. meishichina.com/recipe-30737.html

[5] 刘名茗,曾昭睿,谭有金,等.新型固相微萃取探头用于啤酒中风味组分的测定:第十五次全国色谱学术报告会文集(上册)[C].郑州:第十五次全国色谱学术报告会,2005

[6] 李铁纯,回瑞华,侯东岩.啤酒挥发性风味成分的分析:中国化学会第十三届有机分析与生物分析学术会议论文集[C].鞍山:中国化学会第十三届有机分析与生物分析学术研讨会,2005

[7]刘伯钧.肉的腌制概述[J].肉类工业,2001(11):17-20

[8]刘伯钧.浅谈肉的腌制[J].肉类研究,2002(1):28-29

[9]赵改名.酱卤肉制品加工中的常见问题[J].农产品加工·综合刊, 2011(12):24-25

[10]杨士章,张焕新,施帅,等.响应曲面法优化发酵鸭的工艺[J].食品研究与开发,2010,31(2):107-113

Optim ization of Processing Technology of Sauced Beer Duck Neck by Response Surface M ethodology

TANGGao-qi，TIAN Jie，WANG Juan，LIUXin
（Henan VocationalCollegeofAgriculture，Zhengzhou 451450，Henan，China）

On the basisofsingle factorexperiment，the SPSS factoranalysesweremade to the fourmain factors（the beer consumption，the time of the introduction ofbeer，the salting time and cooking conditions）which influenced the taste of thebeer sauced duck neck.After the RSM optimization，the following parameterswereoptimal-the dosage proportion of the beer was 26%，the time to put duck neck in begins after 29minutes of the pot-stewed process，the salted time was 3.5 hours under 0℃-4℃，the bittern time was 55 minutes under 500W in asmall fireboil.

sauced beerduck neck；SPSS；response surfacemethodology

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.23.025

2016-03-14

汤高奇（1976—），男（汉），副教授，硕士研究生，研究方向：畜产品加工和食品安全。