杂色蛤真空低温油炸工艺优化及品质评价

步 营， 徐文婷， 祝伦伟，2， 朱文慧，*， 刘 贺，*，赵梦雨， 励建荣， 于志国

(1.渤海大学 食品科学与工程学院/生鲜农产品贮藏加工及安全控制技术国家地方联合工程研究中心， 辽宁 锦州 121013；2.大连工业大学 海洋食品精深加工关键技术省部共建协同创新中心， 辽宁 大连 116034；3.丹东泰丰食品有限公司， 辽宁 丹东 118300)

杂色蛤(Ruditapesphilippinarum)，又称花蛤、蚬子，是我国四大养殖经济贝类之一[1]。有研究表明，杂色蛤肉中富含优质蛋白质、多不饱和脂肪酸和多种人体必需的矿物质[2]，且脂肪含量较低[3]。由此可见，在水产品中，杂色蛤肉营养价值较高，是优良的天然食品，同时具有较高的开发利用价值。但是目前杂色蛤多以冻品或鲜销为主，深加工产品种类较少，主要以海鲜酱、调味料之类为主。

随着社会经济的快速发展及人们生活节奏的加快，油炸类休闲食品因具有独特的风味而受到人们青睐[4]。因此，将杂色蛤加工为一款油炸类的休闲食品具有很大的发展前景。常压油炸一般是在高温(180～250 ℃)条件下进行，油炸过程中油脂含量较高(部分超过总量的30%)[5]，这样会导致食品中的营养成分受到损害，同时长期食用会增加患病的几率(肥胖、肝脏损伤等)[6]，对身体健康非常不利[7]，限制了一些特殊人群的食用，目前已不能满足消费者对健康饮食的需求[8-9]。真空低温油炸是在负压条件下，降低水分的沸点，从而进行低温油炸和脱水的一种加工技术[10]，可以显著降低食品的含油量及油脂的劣变程度，极大限度地保留食品原有的色泽和风味，且产品膨化度高、口感酥脆，有害物质含量低[11-12]。目前，我国真空油炸技术主要应用在果蔬方面，诸如苹果[13]、山药[14]、胡萝卜[6]等，但其在水产和肉制品中的应用较少[15-17]。

本研究以杂色蛤肉为原料，采用响应面试验对油炸温度、油炸时间、脱油频率进行优化，以得到较优的真空低温油炸工艺参数，并通过含油量、含水量、脆度、色泽、失重率、收缩率、感官评价来比较真空低温油炸和传统高温油炸方式对杂色蛤品质的影响。研究旨在开发一款休闲贝类调理食品，实现贝类资源的充分利用，丰富其在水产品加工中的应用。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

杂色蛤肉，辽宁丹东泰丰食品有限公司，密封装袋，-20 ℃冷库冷藏。辣椒、孜然、味精、料酒、胡椒、马铃薯淀粉、生抽酱油，锦州万维超市；棕榈油，沈阳鑫广发商贸有限公司。

茶多酚、氯化钙(食品级)，河南欧格化工产品有限公司；石油醚、碘化钾、异丙醇、冰乙酸，福晨(天津)化学试剂有限公司；0.01 mmol/L硫代硫酸钠标准滴定液、0.1 mol/L氢氧化钠标准滴定液、无水硫酸钠，天津市光复精细化工研究所；乙醚、三氯甲烷，锦州药业集团器化玻有限公司；淀粉指示剂、酚酞、无水乙醇、三氯乙酸，天津市风船化学试剂科技有限公司。以上试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

PL602- L型电子天平，梅特勒- 托利多仪器(上海)有限公司；8801型冰箱，美国Thermo公司；JS- 05型真空油炸机，上海劲森轻工机械有限公司；小型多功能家用油炸锅，Aigoli公司；TA- XT- Plus型质构分析仪，英国Stable Micro Systems公司；SER148型索氏抽提器，北京盈盛恒泰科技有限责任公司；CR- 400型色彩色差计，日本Konica-Minol-ta公司； DZ- 500/2S型充气包装机，诸城市舜康包装机械有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1即食杂色蛤肉加工工艺

1)预处理：取冰鲜的杂色蛤肉进行流水解冻，清洗沥干后备用。

2)脱腥：采用质量分数为0.8%茶多酚和质量分数1.5% CaCl2复合液在4 ℃条件下浸泡30 min脱腥。

3)腌制调味：以100.0 g的杂色蛤肉为例，加入0.5 g胡椒粉、0.3 g味精、1.2 g辣椒粉、1.5 g孜然粉、6.0 g料酒、4.0 g生抽酱油和10.0 g马铃薯淀粉糊，腌制1 h。

4)冷冻：将腌制好的杂色蛤肉在-18 ℃冷冻1 h，以改善油炸后样品的酥脆性和体积收缩率。

5)真空油炸及脱油：将杂色蛤肉在真空度0.092～0.095 MPa、低温(80±10) ℃条件下油炸5～15 min；油炸后的杂色蛤肉在真空度不变条件下，以60～80 Hz的脱油频率离心5 min；待杂色蛤肉冷却至室温后，进行包装。

1.3.2真空油炸单因素实验

为探究各因素对真空油炸杂色蛤肉品质的影响，在真空度为0.092～0.095 MPa、脱油时间为5 min的条件下，以油炸温度(70、80、90、100、110 ℃)、油炸时间(5、7、9、11、13 min)、脱油频率(60、65、70、75、80 Hz)为变量，以脆度、含水量、含油量为评价指标进行单因素实验，得到较佳的加工工艺，为响应面优化提供参考。

1.3.3综合评分的测定

在单因素基础上，参考周禹含等[18]方法，采用变异系数法确定3个指标(含油量、脆度、感官评分)的权重；参考黄弦等[19]方法对考察真空油炸杂色蛤肉品质的3个指标进行综合评分，变异系数和指标权重计算见式(1)、式(2)。

(1)

(2)

式(1)、式(2)中，Vi表示第i项指标的变异系数；σi表示第i项指标的标准差；Xi表示第i项指标的算术平均值；Wi表示第i项指标的权重。

考察指标的综合评分计算见式(3)。

(3)

式(3)中，Y为综合评分；D1为真空油炸杂色蛤肉的含油量，%；D1max为该组样品中含油量的最大值，%；D2为真空油炸杂色蛤肉样品的脆度，N；D2max为该组样品中脆度的最高值，N；D3为真空油炸杂色蛤肉样品的感官评分，分；D3max为该组样品感官评分的最大值，分；W1、W2、W3分别为含油量、脆度、感官评分权重的百分值。

1.3.4响应面试验设计

在单因素基础上，利用Box-Behnken试验设计，以油炸温度、油炸时间和脱油频率为影响因素，以含油量(Y1)、脆度(Y2)、感官评分(Y3)为评价指标，计算3个指标的综合评分，并以综合评分为响应值，利用响应面法确定真空油炸杂色蛤肉的优化工艺。响应面试验因素与水平见表1。

表1 响应面试验因素与水平

1.3.5品质评价指标测定

1.3.5.1 含油量和含水量的测定

含油量测定参照GB 5009.6—2016《食品中脂肪的测定》中索氏抽提法，由脂肪测定仪测定；含水量测定参照GB 5009.3—2016《食品中水分的测定》中直接干燥法进行测定。

1.3.5.2 脆度的测定

采用TPA(texture profile analysis)法对样品进行脆度测定，探头型号为P/5，测前、测试中、测后速率均为1 mm/s，压缩比为90%，触发力0.029 4 N，结果采用Stable Micro System软件分析，每组至少进行5组平行实验。

1.3.5.3 色泽的测定

用CR- 400型色彩色差计测定L*、a*、b*，其中L*表示亮度(L*为0指示黑色，L*为100指示白色)，a*表示颜色的红绿值(负值指示绿色，正值指示红色)，b*表示颜色的黄蓝值(负值指示蓝色，正值指示黄色)，经白板校正后测定样品，每个样品平行测定6次。

1.3.5.4 失重率和收缩率的测定

称取未油炸杂色蛤肉的质量记为m1，油炸冷却后的杂色蛤肉的质量记为m2，失重率计算见式(4)。

(4)

收缩率计算见式(5)，其中杂色蛤肉体积采用小米置换法测定[17]。

(5)

式(5)中，V0为未油炸杂色蛤的体积，mL；Vt为油炸杂色蛤的体积，mL。

1.3.5.5 感官评分的测定

由多名食品专业的人员(n≥10)在室温下对杂色蛤肉的色泽、外观、油腻感、酥脆度及总体接受度进行评分。小组成员单独品尝，相互之间不得讨论交流，每组样品品尝后用蒸馏水漱口，休息5 min，然后再对其他样品进行品尝并进行感官评分，评分标准如表2。

表2 感官评价标准

1.4 数据处理

实验数据采用SPSS 19.0 软件进行ANOVA分析，结果以平均值±标准差表示，P<0.05为差异显著；采用 Origin 9.0 软件绘图。

2 结果与分析

2.1 单因素实验结果

2.1.1油炸温度对真空油炸杂色蛤肉品质的影响

油炸温度对杂色蛤肉含油量、含水量和脆度的影响如图1。从图1可以看出，油炸温度越高，杂色蛤肉的含油量越高，而水分损失量越大。杂色蛤肉的脆度随着油炸温度的升高呈先升高后下降的趋势，当油炸温度为70、80 ℃时，杂色蛤肉的含水量较高，酥脆性较差；随着温度的升高，杂色蛤肉逐渐酥脆，当油炸温度为90 ℃时酥脆性最高；温度继续升高后杂色蛤肉质地变硬。当油炸温度过低或过高时，脆度值都较低，这是由于油炸温度较低时，杂色蛤肉水分蒸发缓慢，致使油炸时水分含量很高，达不到酥脆的效果，并且香味不明显；而油炸温度过高，杂色蛤肉会吸入更多的油使油含量过高，杂色蛤肉迅速脱水，表面硬化严重，致使脆度下降，从而失去良好的口感[20-21]。从含油量、含水量和脆度3个方面综合考虑，选择油炸温度90 ℃为优化水平。

图1 油炸温度对真空油炸杂色蛤肉含油量、含水量和脆度的影响

2.1.2油炸时间对真空油炸杂色蛤肉品质的影响

油炸过程一般分为3个阶段：1)原料与高温油脂接触时存在较大的温度差，原料表面的温度变化最快，水分吸热后迅速蒸发。2)随着油炸时间的延长，原料内部和表面存在温度差，热量逐渐传入内部，水蒸气通过孔洞逸出原料，从而达到干燥的效果，表面也逐渐变得金黄、酥脆。3)油炸时间过长，产生表面硬化，颜色变得暗黑，甚至出现焦煳味。

油炸时间对杂色蛤肉含油量、含水量和脆度的影响如图2。从图2可以看出，含油量随着油炸时间的延长呈现缓慢上升趋势，含水量随着油炸时间延长呈现迅速下降趋势，杂色蛤肉的脆度随油炸时间的延长呈现逐渐上升趋势。当油炸5～7 min时，含水量随着油炸时间的延长显著下降，9 min后水分减少的速率略微减缓，这是由于油炸初期，水分含量较高的杂色蛤肉置于热油中，其表面的自由水蒸发和内部水迁移快速进行，含水量下降较快。当含水量较低时，杂色蛤肉中的水分主要为吸附水，水分蒸发和转移速度减慢，这与传统常压油炸的变化趋势一致[22]。含油量的增加趋势与水分的降低趋势一致，但整体变化不大。综合考虑，选择油炸时间11～13 min进行进一步实验。

图2 油炸时间对真空油炸杂色蛤肉含油量、含水量和脆度的影响

2.1.3脱油频率对真空油炸杂色蛤肉品质的影响

脱油频率对杂色蛤肉含油量、含水量和脆度的影响如图3。由图3可知，脱油频率对杂色蛤肉的含水量、含油量以及脆度的影响不明显，原因可能是设置脱油时间为5 min时，已经有较好的脱油效果，因此，即使较高的脱油频率也不会对含油量有显著性的影响。当食品油炸完成，从油炸锅中移出时，产品开始冷却，水蒸气凝结，此时内部压力减小，吸附在食品表面的油被吸入食品的空隙内[23]。离心只能脱除杂色蛤肉表面的油，而渗入组织结构内部的油并不会随着离心时间的延长而脱除。综合考虑，选择脱油频率70～80 Hz进行优化。

图3 脱油频率对真空油炸杂色蛤肉含油量、含水量和脆度的影响

2.2 含油量、脆度、感官评分指标权重分析

在单因素实验的基础上，以评价油炸杂色蛤肉品质的因素含油量、脆度、感官评分为指标，通过响应面设计了17组实验。不同处理条件真空油炸后的杂色蛤肉品质特性存在一定的差异，各个指标评价结果不一致，较难评判出哪个指标对其品质影响较大，变异系数权重法能客观反映真空油炸杂色蛤肉品质。因此，采用变异系数权重法对真空油炸杂色蛤肉的品质进行综合评价，计算结果见表3。由表3可知，3个指标权重由大到小依次为脆度、含油量、感官评分，用权重值大小可以判断脆度、含油量为重要项，脆度所占权重最大为0.41，其次是含油量，说明产品脆度、含油量较大地影响了真空油炸杂色蛤肉品质。

表3 各项指标的变异系数与权重值

2.3 响应面试验分析

2.3.1响应面回归模型的建立

在单因素实验基础上，利用响应面设计对真空油炸参数进行优化，以油炸温度、油炸时间和脱油频率为自变量，以含油量、脆度、感官评分为考察指标进行综合评分，并以综合评分为响应值，选取N=17进行响应面优化分析，结果见表4。综合评分的多元回归拟合方程为：Y=89.93+2.59A+2.42B+0.85C-2.39AB-0.27AC-1.34BC-9.29A2-0.79B2-1.41C2。

表4 响应面试验设计与结果

表5 响应面试验方差分析

2.3.2交互作用分析

油炸温度、油炸时间和脱油频率三者交互作用对真空油炸杂色蛤肉综合评分的影响见图4，曲面越陡峭表明其影响越显著[26]。由图4可知，当固定脱油频率时，随着油炸温度的升高，真空油炸杂色蛤肉的综合评分呈先升高后降低的趋势，响应面呈凸性，表明油炸时间和油炸温度交互作用较强。当固定油炸时间时，随着脱油频率的增加，综合评分变化不明显；随着油炸温度的增加，综合评分呈先升高和降低的趋势，响应面呈凸性，表明脱油频率和油炸时间交互作用不强但有最大值。当固定油炸温度时，随着脱油频率和油炸时间的增加，真空油炸杂色蛤肉的综合评分变化不明显，曲面较平缓，表明脱油频率和油炸时间的交互作用对其影响较小，分析结果与回归系数得出的结果一致。

图4 交互作用对真空油炸杂色蛤肉综合评分的影响

2.3.3验证实验结果

通过Design Expert 软件对实验数据进行分析，结合含油量、脆度、感官评分3个考察指标，选出综合评分最高的为优化工艺。油炸温度90.13 ℃、油炸时间13 min、脱油频率74.13 Hz时，该方案模型预测的综合评分为91.06。根据实际情况进行修正后设定油炸温度90 ℃、油炸时间13 min、脱油频率75 Hz，在此条件下，综合评分为90.92。指标数据与模型预测值相近，表明本研究得到的优化工艺具有可行性。

2.4 传统油炸与真空低温油炸杂色蛤肉对比分析

传统油炸工艺条件为油炸温度160 ℃，油炸时间4 min。将真空油炸优化工艺炸制而成的杂色蛤肉与传统油炸杂色蛤肉进行对比，分别从含水量、含油量、质构、感官评价、色泽、失重率、收缩率方面来进行评价。

2.4.1杂色蛤肉的色泽分析

色泽作为食品感官的一个重要因素，可以影响人们的食欲，同时色泽的变化可以较直观地反映出产品品质的变化。杂色蛤肉的色泽测定结果见表6、图5。由表6可知，真空油炸杂色蛤肉的L*(亮度)显著高于传统油炸(P<0.05)，两者在a*(红绿值)方面差异显著；两种油炸方式的b*呈现正值，表明主要呈现黄色，且真空油炸杂色蛤肉的b*显著高于传统油炸，这可能是真空油炸过程中促使美拉德反应快速进行，导致与传统油炸方式相比a*、b*较大[27]。沈艳奇等[28]以小黄鱼为研究对象，比较了低温真空油炸和常压油炸产品的品质差异，发现真空油炸小黄鱼的亮度显著高于常压油炸(P<0.05)，这可能是因为温度促使美拉德反应的发生，且温度越高褐变程度越严重，最终导致常压油炸的亮度偏低[29]，这与朱由珍[16]研究结果一致。综合说明真空油炸的杂色蛤肉的亮度较高，同时颜色呈黄色；而传统油炸的蛤肉颜色暗黑无光泽。同时由图5可知，色差仪测定结果与直接观察结果一致。

表6 传统油炸与真空油炸杂色蛤肉的色泽测定

图5 传统油炸与真空油炸杂色蛤肉的色泽对比

2.4.2杂色蛤肉的失重率、收缩率及脆度分析

油炸杂色蛤肉的个体体积的大小直接影响着消费者的品质评价，个头越大往往越容易受到人们的青睐，因此如何尽可能减少杂色蛤肉在油炸阶段体积的缩小极为重要。不同处理后杂色蛤肉的失重率、收缩率和脆度见表7。真空油炸杂色蛤肉的失重率明显高于传统油炸。这可能是由于真空油炸在负压条件下进行，控制较低的油温即可让样品中的水分蒸发，达到干燥的目的，且可稳定细胞结构，减少细胞的破碎，油脂仅渗入到细胞间隙，导致其水分含量低于传统油炸。由此可知，真空油炸可以较好地降低杂色蛤肉的水分含量，使其口感酥脆，同时较大地保留了杂色蛤肉的形态，使其具有更好的品质优势[30-31]。同时真空油炸杂色蛤肉的收缩率显著低于传统油炸(P<0.05)，而传统油炸杂色蛤肉的失重率较低，这是由于其具有较高的水分含量，最终导致产品组织硬化严重，无脆性。从表7还可以看出，真空油炸杂色蛤肉的脆度(18.23)高于传统油炸(未检出)，这可能是在负压条件下，水分在较低温度时表能达到沸点，油炸温度不会导致杂色蛤肉出现表面硬化现象，水分变成水蒸气从杂色蛤肉内部逸出时形成许多微小孔洞，使其发生膨胀并最终形成酥脆性好和收缩率小的杂色蛤肉，该结果与张高静等[32]研究结果相同。

表7 传统油炸和真空油炸杂色蛤肉的失重率、收缩率和脆度结果

2.4.3杂色蛤肉的含水量、含油量及感官评价分析

油炸后杂色蛤肉的含水量、含油量及感官评分见表8。真空油炸蛤肉的含水量(13.78%±2.33%)、含油量(26.87%±1.25%)显著低于传统油炸方式(P>0.05)，而感官评分显著高于传统油炸(P<0.05)。真空油炸杂色蛤肉的含油量较低可能是常压油炸在高温状态下保持较长时间，会使油脂快速进入蛤肉内部，油炸完成后油脂残留在内部及表面；而真空油炸设备配有离心脱油功能，能够将油炸后的杂色蛤肉在真空状态进行离心脱油，从而极大地降低了产品的含油量[33]。因此，真空油炸能显著降低杂色蛤肉的含油量，使产品酥脆性好，而传统油炸由于较高的含油量，导致其组织硬化严重，无脆性。沈艳奇等[28]以小黄鱼为研究对象，发现低温真空油炸使小黄鱼口感酥脆，颜色较好，而常压油炸小黄鱼无脆性，同时真空油炸小黄鱼的感官评分显著高于常压油炸小黄鱼感官评分(P<0.05)，这与Ram等[34]研究结果一致。结果表明，真空油炸能很好地降低杂色蛤肉的含水量和含油量，真空油炸产品更能满足消费者对食品低脂的要求。

表8 传统油炸和真空油炸杂色蛤肉的含水量、含油量及感官评价结果

3 结 论

本研究在单因素实验的基础上，通过计算考察真空油炸杂色蛤肉品质3个指标的综合评分，将几个指标转化为单个指标，利用响应面分析法对真空油炸杂色蛤工艺进行优化，得到较佳工艺为真空油炸温度90 ℃、油炸时间13 min、脱油频率75 Hz。并通过重复实验对其进行验证，得到在此条件下的杂色蛤肉含油量为25.94%，脆度为19.30 N，感官评分为9分，成品综合评分为90.92，与预期值的杂色蛤肉综合评分91.60相近，表明该数学模型具有较高的可靠性，可用于真空油炸杂色蛤肉实际生产中。同时油炸温度、油炸时间均能影响杂色蛤肉的含油量、含水量和脆度，脱油频率对杂色蛤肉品质没有太大影响。真空油炸杂色蛤肉色泽均匀、呈金黄色，形态饱满完整，含油量适中，无油腻感、口感酥脆，各项指标评分都明显高于传统油炸方式。