正交试验优化阿根廷鱿鱼保水浸泡关键工艺参数

福建坤兴海洋股份有限公司 福建福州 353000

鱿鱼是软体动物门、头足纲、枪形目柔鱼科和闭眼亚目枪乌贼科软体动物的俗称。阿根廷鱿鱼为鱿鱼的一种，学名阿根廷滑柔鱼，属于软体动物门头足纲枪形目开眼亚目柔鱼科滑柔鱼亚科滑柔鱼属[1]。阿根廷鱿鱼主要分为三个种群：夏季产卵种群、冬季产卵种群和春季产卵种群，且以冬季产卵种群为主[2]。阿根廷鱿鱼营养丰富，富含人体所需的多种氨基酸、牛磺酸、核苷酸等风味物质，是一种营养保健且风味优良的水产品资源[3]。

当前，阿根廷鱿鱼主要的加工方法是干制和速冻，且速冻鱿鱼由于能够最大限度地保持其原有的新鲜程度、风味和营养成分而产量日增。采用冷冻保鲜可以有效防止阿根廷鱿鱼腐败变质，但长期的冻结贮藏，其质量品质会逐渐发生变化，这主要是与其肌肉蛋白质在冷藏过程中发生的变性有关。引起蛋白质冷冻变性主要是冰晶体的形成，因为冰晶的形成会与蛋白质的结合水作用造成结合水的脱离，使得水同蛋白质支链和支链之间的相互关系发生不可逆变化，从而导致蛋白质变性[4～6]。许多研究结果表明，保水抗冻剂可以较有效避免或减小鱿鱼肌肉蛋白在冷冻期间发生变性。磷酸盐作为一种较好的水分保持剂，它不仅能通过调节鱼肉pH值来防止蛋白质冷冻变性且能提高肌肉蛋白质的持水力，然而过量使用会使食品产生令人不愉快的金属涩味，导致产品风味恶化且组织结构变粗糙，而且长期过量摄入会影响机体的钙磷平衡，对人体健康带来不利影响[7]。因此，无磷保水剂的研究开发与应用成为了研究热点，国内外对无磷保水剂的应用已有报道，但对无磷保水剂应用的关键工艺参数尤其是无磷保水剂在阿根廷鱿鱼中的具体应用工艺参数鲜有报道。

本文以阿根廷鱿鱼为原料，研究无磷保水剂对其增重保水效果，采用正交试验优化其保水浸泡工艺参数，以期为同行业的生产加工厂家提供指导与借鉴。

1 材料与方法

1.1 材料

阿根廷鱿鱼：福建坤兴海洋股份有限公司提供。

无磷保水剂：江苏海之瑞食品科技有限公司。

食盐：福建省盐业有限责任公司福州分公司。

1.2 主要仪器设备

重量分级机：青岛爱克森机械有限公司。

BS-3000A电子天平：上海友声衡器有限公司。

I CS-150电子台称：大阳衡器有限公司。

IQF双螺旋速冻机：福建雪人股份有限公司。

1.3 研究内容与方法

1.3.1 阿根廷鱿鱼保水浸泡工艺流程与操作要点

1.3.1.1 工艺流程

原料验收→解冻→剖杀→清洗除杂→分级→浸泡保水→挑选、清洗→速冻→渡冰衣→品检→内包装→过金探→装箱→入库冻藏→出库。

1.3.1.2 操作要点

(1)原料验收。原料选用100～150g规格的阿根廷鱿鱼，原料验收严格按照公司《鱿鱼原料验收标准》进行验收，保证采购的原料符合标准要求。

(2)解冻。根据生产用量安排，提前取出阿根廷鱿鱼原料进行解冻，解冻时要控制好鱿鱼解冻时间和温度，避免过度解冻而影响鱿鱼的品质。解冻后的鱿鱼需要用冰水或碎冰保存，以免其温度升高且肉质发红。

(3)剖杀。采用人工或鱿鱼剖杀机对鱿鱼进行剖杀，去除鱿鱼内脏和脊骨，去除鱿鱼头部的眼珠、牙齿及吸盘角质环上的尖齿。

(4)清洗除杂。采用气泡清洗除杂装置对剖杀好的阿根廷鱿鱼进行清洗，去除依附其上的杂质及脏物。

(5)分级。采用重量自动分级设备对清洗除杂后的阿根廷鱿鱼进行大小规格分级。本文中试验对象选用重量规格为单片重量在50～70g之间的鱿鱼片和单个重量在30～45g之间的鱿鱼头。

(6)浸泡保水。根据无磷保水剂配方调配浸泡液，按照最佳的浸泡保水工艺参数对阿根廷鱿鱼进行浸泡保水，要求浸泡液的温度控制在3～8℃之间，浸泡时间为3.5～5h，每40min搅拌一次，鱿鱼与浸泡液的重量比为1∶1.5(W/W)。

(7)挑选、清洗。浸泡保水后的阿根廷鱿鱼进行挑选，去除个体不完整或鲜度不佳阿根廷鱿鱼后，对阿根廷鱿鱼用冰水再次进行漂洗，确保阿根廷鱿鱼干净清洁。

(8)速冻。二次清洗后的阿根廷鱿鱼及时送入IQF双螺旋单体速冻机进行速冻或摆盘后放入平板速冻库进行急冻，速冻机的温度在-30℃及以下，冻结后产品的中心温度在-18℃及以下。

(9)渡冰衣。速冻后的冻阿根廷鱿鱼根据客户需求选择是否进行渡冰衣和渡冰衣量。渡冰衣时，将阿根廷鱿鱼浸入冰水中渡上一层冰衣，冰水的温度控制在3～5℃之间。

(10)品检、内包装。渡冰衣的阿根廷鱿鱼通过品检去除不良品，然后按产品包装规格计量包装，封口要平整、严实，生产日期要打印清晰、正确。

(11)金属探测。每一袋产品逐袋过金属探测器。

(12)装箱入库冷藏与出库。按照规格装箱，箱子信息需明确，装好后整板入库冻藏。根据客户订单量出货，要求出库及时，数据准确无误。

1.3.2 单因素试验

以剖杀清洗后单片重量在50～70g之间的鱿鱼片和单个重量在30～45g之间的鱿鱼头为对象，研究无磷保水剂用量、浸泡保水时间、食用盐用量及料液质量比对阿根廷鱿鱼保水性能的影响，优化阿根廷鱿鱼保水浸泡工艺参数，以达到提高阿根廷鱿鱼保水抗冻性能和出品率的目的。

1.3.3 阿根廷鱿鱼浸泡保水生产工艺参数优化试验

在单因素试验的基础上，以无磷保水剂用量、保水浸泡时间、食用盐用量及料液质量比为影响因子，以阿根廷鱿鱼浸泡增重率和解冻失重率为指标，并结合阿根廷鱿鱼的感官品质，采用L9(34)表进行四因素双指标正交试验设计，优化阿根廷鱿鱼浸泡保水生产的关键工艺参数。正交试验因素与水平设计见表1。

表1 鱿鱼浸泡保水正交试验L9(34)因素水平表

1.4 测定指标与方法

1.4.1 浸泡增重率的测定

准确称重样品，分别按照不同浸泡条件进行保水浸泡，将浸泡好的阿根廷鱿鱼取出沥干，15min后准确称重[8]。计算出样品的浸泡增重率，每次取样设10个平行，结果取平均值。

浸泡增重率的计算公式：

浸泡增重率(%)=[(浸泡后重量-浸泡前重量)/浸泡前重量]×100%

1.4.2 解冻失重率的测定

将浸泡保水后的阿根廷鱿鱼样品，用IQF双螺旋速冻机速冻后，入冷库且冻藏10～20h取出。将冷冻阿根廷鱿鱼置于低温10℃以下的100目纱网下，自然解冻至中心温度为0℃，用滤纸轻轻拭去样品表面的液体，准确称重。每次取样设10个平行，结果取平均值。

计算公式如下：

解冻失重率(%)=[(解冻前重量—解冻后重量)/解冻前重量]×100%

1.4.3 感官评价标准

阿根廷鱿鱼感官评价详见表2。

表2 阿根廷鱿鱼感官评价表

1.5 统计分析

试验数据采用DPS数据处理系统和Microsoft Excel 2007软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 阿根廷鱿鱼浸泡保水处理方法

阿根廷鱿鱼清洗干净后，按照不同的料液质量比例(1∶1、1∶1.5、1∶2、1∶2.5、1∶3)，向浸泡槽中添加不同浓度的无磷保水剂(0%、1%、2%、3%、4%)和不同用量的食用盐(0%、0.5%、1%、1.5%、2%)，搅拌混合均匀后置于冷藏库(0～4℃)中(始终保证浸泡液水温在4℃左右)浸泡不同的时间(1、2、3、4、5h)，并且每隔30min轻轻搅拌一次。

2.2 单因素试验

采取单因子变动，其他因子设定在数值中间值进行平行试验，经过多次反复的试验得出各影响因子的最佳比例值，并且在此比例范围内，阿根廷鱿鱼的浸泡增重率最大、解冻失重率最小。

阿根廷鱿鱼浸泡保水工艺参数条件见表3。试验以阿根廷鱿鱼浸泡增重率、解冻失重率及感官品质作为评价指标，最终确定阿根廷鱿鱼无磷保水剂保温浸泡工艺最佳的工艺参数。

表3 鱿鱼浸泡保水工艺参数

2.2.1 无磷保水剂用量对阿根廷鱿鱼增重保水和品质的影响

无磷保水剂用量对阿根廷鱿鱼增重和保水品质的影响见图1。

从图1中可以看出：随着无磷保水剂用量的增加，阿根廷鱿鱼浸泡增重率逐渐增大，当无磷保水剂用量为2%时，浸泡增重率变化不显著，且添加量的增大，产品外观色泽变浅；随着无磷保水剂用量的增加，阿根廷鱿鱼解冻失重率逐渐降低，说明保水效果增加。综合考虑感官品质和成本因素，选择无磷保水剂用量为2%左右为宜，其浸泡增重率为18.7%，而解冻失重率仅为1.6%。

2.2.2 食用盐用量对阿根廷鱿鱼增重保水性和品质的影响

根据图2可以得知：随着食用盐用量的增大，阿根廷鱿鱼浸泡增重率呈现上升趋势，当添加量在1%时，其浓度再增加，阿根廷鱿鱼浸泡增重率变化不明显；随着食用盐用量的增加，阿根廷鱿鱼的解冻失重率也略有降低。阿根廷鱿鱼的浸泡增重率随着食用盐用量的增加，其最大值为19.4%，解冻失重率最小值为1.39%。由于食用盐用量过大，阿根廷鱿鱼咸度会增加。

综合感官风味品质考虑，选择食用盐用量在1%～1.5%之间较为合适，此时阿根廷鱿鱼浸泡增重率在17.9%～18.5%之间，解冻失重率在1.65%～1.45%之间。

2.2.3 保温浸泡时间对阿根廷鱿鱼增重保水性和品质的影响

阿根廷鱿鱼浸泡恒温在4℃左右，随着浸泡时间的延长，阿根廷鱿鱼可以吸收更多的水分。从图3可以看出，随着保温浸泡时间的增加，阿根廷鱿鱼浸泡增重率逐渐增大，而解冻失重率逐渐减小，原因可能是由于浸泡时间的增加让鱿鱼内部吸收的溶质含量增加，使得溶质扩散更加均匀，也间接地提高了鱿鱼肉质的持水能力，同时可以让产品解冻时汁液流失减少[9]。

当浸泡时间为4h时，阿根廷鱿鱼浸泡增重率和解冻失重率分别为19.8%和1.45%。考虑生产成本因素及生产效率问题，选择阿根廷鱿鱼保温浸泡时间在3～4h较为合适。

2.2.4 料液质量比对阿根廷鱿鱼增重保水性和品质的影响

不同的料液质量比例，对阿根廷鱿鱼的保水性能及感官品质有差异。由图4可以看出，随着料液质量比例的变化，阿根廷鱿鱼的浸泡增重率和解冻失重率存在差异，这是因为同样的阿根廷鱿鱼，浸泡液用量不同时，阿根廷鱿鱼接触浸泡液的体表面积存在差异。

当料液质量比例为1∶2时，阿根廷鱿鱼浸泡增重率达到20.1%，解冻失重率为1.49%，随后浸泡液用量再增加，对阿根廷鱿鱼浸泡增重率和解冻失重率的影响不显著。结合阿根廷鱿鱼感官情况及成本考虑，选定料液质量比为1∶2较合适。

2.3 阿根廷鱿鱼保温浸泡工艺参数正交试验结果分析

2.3.1 正交试验结果极差分析

从表4的R值可知，影响阿根廷鱿鱼保温保水浸泡增重率和解冻失重率的因素主次顺序分别为C>A>B>D和C>A>D>B。从阿根廷鱿鱼浸泡增重率看，最佳工艺参数组合为A3B2C3D3，而从阿根廷鱿鱼解冻失重率来看，最佳工艺参数组合为A2B2C3D3。综合产品生产成本和市场需求因素考虑，选择阿根廷鱿鱼保温浸泡工艺参数的优化组合为A2B2C3D3，即保温浸泡时间为4h，无磷保水剂用量为2%，食用盐用量为1.5%，料液质量比为1∶2.5。

表4 阿根廷鱿鱼保温浸泡工艺参数最优组合正交试验方案与结果

2.3.2 正交试验结果方差分析

通过方差分析可知，因素A(即无磷保水剂用量)和因素C(即保温浸泡时间)对阿根廷鱿鱼浸泡增重率的影响差异显著(p<0.05)，因素A(即无磷保水剂用量)对阿根廷鱿鱼解冻失重率的影响也达到显著性水平(p<0.05)。

2.3.3 验证试验

在试验得到的最佳工艺参数组合条件下，分别进行放大5倍试验，重复3次，结果取平均值，得到阿根廷鱿鱼的浸泡增重率、解冻失重率均优于正交试验九组试验组合，其中浸泡增重率可达到22.8%，解冻失重率可降低至1.23%，证明正交试验得到的优化工艺参数组合是可靠的，具有一定的实用价值。

3 结论

(1)单因素试验结果表明，在阿根廷鱿鱼保温浸泡加工工艺参数中，无磷保水剂用量为2%左右较为合适，食用盐用量较佳范围在1%～1.5%之间，保温浸泡时间在3～4h较为合适，且选定料液质量比为1∶2较合适。

(2)正交试验优化得到阿根廷鱿鱼保水浸泡关键生产工艺参数的最佳组合为：保温浸泡时间为4h，无磷保水剂用量为2%，食用盐用量为1.5%，料液质量比为1∶2.5。以此最佳工艺参数组合为条件，阿根廷鱿鱼浸泡增重率可达到22.8%，而解冻失重率可降低至1.23%。