即食真空油炸带鱼调理食品的工艺研究

傅宝尚，林子宸，姜鹏飞，祁立波，尚珊

（大连工业大学 食品学院，国家海洋食品工程技术研究中心，辽宁 大连 116034）

随着时代的发展和经济水平的提高，人们对健康、营养、优质、便捷的调理水产品的需求与日俱增。开发新型带鱼即食调理食品，既能提高水产品的附加值，又能满足人们对水产品的需求，丰富人们的膳食结构。带鱼俗称刀鱼，是我国重要经济鱼类之一，广泛分布于我国黄海、渤海、南海和东海等区域。带鱼富含脂肪、蛋白质和多种矿物质等营养物质，带鱼的脂肪含量高于一般的鱼类，且大多为不饱和脂肪酸。带鱼表皮银白色油脂层中还含有一种抗癌成分6-硫代鸟嘌呤，经常食用带鱼具有降低胆固醇和补益五脏的效果[1]。目前市场上的带鱼产品主要包括腌制品[2]、干制品[3]、罐头制品[4]、鱼糜及其制品[5]等。油炸是带鱼加工中最常见且最受欢迎的烹饪方式之一，但传统的常压高温油炸温度一般在160℃以上，存在营养物质损耗较大，增加有害物质（丙烯酰胺和呋喃等）产生等问题[6-8]。低温真空油炸是在密闭的环境中，通过提高环境真空度，降低油和水的沸点，使产品中水分在较低的温度下蒸发溢出，完成脱水干燥和熟化的一种加工方式[9]。低温真空油炸能极大地保持原料原有的色香味和营养成分[10]，利用此技术加工的产品具有含水量低、口感酥脆、膨化度高[10]等特性。低温真空油炸温度一般控制在120℃以下，因此不仅可以降低产品的含油率，同时能延缓油脂的氧化和酸败，从而延长产品货架期[11]。预干燥是食品加工中一道重要的工序，近年来，随着科学技术的发展，干燥已不仅仅是对产品实施单元操作的一项技术，它已被作为一种探索新产品、提高产品质量的新方法。目前食品加工过程中常用干燥方法包括微波干燥、热风干燥、真空干燥等[12-14]，对油炸前的原料进行适当的预干燥可以降低产品的含油率，以提高产品品质。此外，一些研究认为产品的含油量与原料的初始水分含量相关，一般认为初始含水量越高，产品的含油量越高[15-16]。

目前，有关真空油炸带鱼的研究鲜见报道。因此，本试验以带鱼为原料，对带鱼预干燥及真空油炸工艺的最优条件进行探索与优化。旨在研发出一款新型油炸带鱼调理水产品，以期为真空油炸带鱼的工业化生产提供基础性参考，丰富及扩大即食水产品种类和市场。

1 材料与仪器

1.1 原料与试剂

冷冻带鱼：市售；棕榈油：聚龙集团；石油醚（沸程30℃～60℃）、浓硫酸、浓盐酸、氢氧化钠：天津科密欧试剂有限公司；硫酸铜、硫酸钾、硼酸：天津市大茂化学试剂厂；甲基红：天津市化学试剂一厂；溴甲酚绿：上海麦克林生化科技有限公司。所有试剂均为分析纯。

JS-5真空油炸设备：上海劲森轻工机械有限公司；BPG-9140A电热恒温鼓风干燥箱：上海一恒科学仪器有限公司；ME204电子天平：梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；TA XT Plus质构分析仪：英国Stable Micro System公司；SZF-06索氏抽提器：上海精密仪器仪表公司；UltraScan Pro测色仪：美国Hunter Lab公司；SKD-1000全自动凯氏定氮仪：上海沛欧分析仪器有限公司；Aqualab TDL水分活度仪：美国Decagon Devices公司。

1.2 工艺流程及操作要点

冷冻带鱼→解冻→原料预处理→腌制脱腥→预干燥→回软→速冻→低温真空油炸→真空离心脱油→包装→成品

1.2.1 解冻

冷冻带鱼在25℃室温下解冻至用刀能进行分割切块即可。

1.2.2 原料预处理

去除鱼头、鳍、内脏，用冰水冲洗带鱼腹中血水，将带鱼切成约为3 cm×4 cm×1.5 cm的带鱼块，并在带鱼块两面沿对角线各剖一刀，以增大水分蒸发面积。

1.2.3 腌制脱腥处理

采用湿法腌制的方法对带鱼进行腌制脱腥处理。

1.2.4 预干燥

将腌制处理的带鱼均匀铺在铁丝网上，放置于精密鼓风干燥箱中进行预干燥处理，每隔25 min～30 min将带鱼翻面，对预干燥后带鱼进行表面形态感官评定。

1.2.5 回软

将预干燥的带鱼装入自封袋中并在25℃室温条件下静置1 h。

1.2.6 速冻

将回软的带鱼放入速冻机速冻1.5 h左右。

1.2.7 低温真空油炸

将冷冻状态下的带鱼置于真空油炸锅中进行低温真空油炸。

1.2.8 真空离心脱油

油炸结束后，真空状态下对产品进行离心脱油。

1.2.9 包装

采用充氮包装的方式对产品进行包装。

1.3 预干燥工艺的研究

1.3.1 预干燥程度对油炸带鱼产品品质的影响

将处理好的带鱼块随机分为5组放置于50℃精密鼓风干燥箱中，其中4组预干燥至带鱼初始含水量约为73%、70%、67%、64%。以未干燥的带鱼块作为空白对照组，经真空油炸后，检测真空油炸带鱼的含油量和脆性，并对真空油炸带鱼进行描述性感官评定。

1.3.2 干燥曲线的绘制

将处理好的带鱼块放置于精密鼓风干燥箱中，分别于40、50、60、70℃下干燥，每隔0.5 h取出带鱼块并称重，将带鱼质量换算成水分质量分数（湿基），绘制不同干燥温度下带鱼水分含量随干燥时间的变化曲线[17]。

1.3.3 不同预干燥温度对带鱼色泽的影响

将处理好的带鱼块放置于精密鼓风干燥箱中，分别于40、50、60、70℃下干燥，回软后检测带鱼的色泽，并对带鱼进行描述性感官评价。

1.4 真空油炸工艺的研究

1.4.1 真空脱油时间的确定

以含油量为指标，设置脱油频率为80 Hz，脱油时间分别为 0、150、300、450、600 s对产品进行脱油，检测产品的含油量，确定产品脱油时间。

1.4.2 油炸温度对油炸带鱼产品品质的影响

将带鱼预干燥至相同水分含量（约67%），考察不同油炸温度（80、90、100、110、120 ℃）对真空油炸带鱼产品脆性的影响，并对产品进行感官评定。

1.4.3 油炸时间对油炸带鱼产品品质的影响

将带鱼预干燥至相同水分含量（约67%），考察不同油炸时间（50、55、60、65、70 min）对真空油炸带鱼产品脆性的影响，并对产品进行感官评定。

1.5 响应面优化试验

在前期单因素的试验基础上，选取影响产品质量品质的预干燥程度、油炸温度和油炸时间3个主要因素，以感官评分和脆性为响应指标，进行三因素三水平Box-Behnken优化试验，试验设计见表1。

表1 响应面因素水平Table 1 The factors and levels of response surface methodology

1.6 指标的测定

1.6.1 预干燥后带鱼色泽的测定

采用UltraScan Pro测色仪，参照张晨芳等[18]的方法对预干燥的带鱼的色泽进行测定，记录L*、a*、b*。L*表示亮度，a*表示红绿程度，b*表示黄蓝程度。

1.6.2 真空油炸带鱼脆性的测定

采用TA-XT plus质构分析仪，参照陈集元[19]的方法对真空油炸带鱼的脆性进行测定，测试条件：测试模式为全质构测试（texture profile analysis，TPA），探头为P50、测前速率2.00 mm/s、测试速率1.00 mm/s、测后速率1.00 mm/s、压缩程度为30%、停留间隔5 s、触发力20.0 g。

1.6.3 感官评价

参照邓敏[20]的感官方法设计真空油炸带鱼的感官评价标准，从食品专业的研究生中筛选出10人（5位男性，5位女性）组成感官评价小组，并对小组成员进行统一培训。在品评的过程中，成员之间不能互相交流，所有参评的样品采用3位数随机编码的方式进行编码。感官评价满分以百分计，各指标评价标准及分数见表2。

表2 真空油炸带鱼的感官评价标准Table 2 Sensory evaluation criteria for vacuum fried hairtail

1.6.4 最终产品基本营养成分及水分活度的测定

蛋白质的测定：参照GB 5009.5—2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》[21]中凯氏定氮法。脂肪的测定：参照GB 5009.6—2016《食品安全国家标准食品中脂肪的测定》[22]中索氏抽提法。水分的测定：参照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》[23]中直接干燥法。水分活度的测定：参照GB 5009.238—2016《食品安全国家标准食品水分活度的测定》[24]中水分活度仪扩散法。

1.7 数据处理及统计分析

采用SPSS 20.0软件对数据进行显著性分析（P＜0.05差异性显著），采用Origin 2018软件进行绘图。

2 结果与分析

2.1 预干燥工艺参数的确定

2.1.1 预干燥程度对产品品质的影响

预干燥程度对真空油炸带鱼品质的影响见表3。

表3 预干燥程度对真空油炸带鱼品质的影响Table 3 Effect of pre-drying degree on quality of vacuum fried hairtail

由表3可知，与未干燥（空白对照组）相比，预干燥能够显著提高产品的脆性，降低产品的含油率。随着预干燥程度的增加，产品的脆性先升高后降低，这是因为带鱼油炸前水分含量高导致油炸后的产品水分含量也偏高，产品过于酥而不脆。从产品感官品质上来看，带鱼初始含水量越高，产品的黏口性越大，产品油腻感也越强。产品含油量随着预干燥程度的增大呈下降趋势，这是因为真空油炸会将水分冰晶直接从固态升华，留下很多孔隙使带鱼积存更多的油，而预干燥处理会降低带鱼的初始水分含量，并会使带鱼肌肉结构收缩，不易积存油，这与李玉龙[25]的研究结果一致。综合考虑选择预干燥程度为67%为优化水平。

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2.1.2 预干燥曲线的绘制

不同预干燥温度下带鱼脱水曲线见图1。

食品的热风干燥分为3个阶段：增速干燥阶段、恒速干燥阶段和降速干燥阶段。由图1可知，带鱼在不同温度下干燥过程均处于恒速干燥阶段，没有明显升速干燥和降速干燥。这说明在研究范围内，带鱼含水量和干燥时间具有较好的线性关系，能较准确地预测所需要的干燥条件。

图1 不同预干燥温度下带鱼脱水曲线Fig.1 Dehydration curve of hairtail at different pre-drying temperatures

不同干燥温度下带鱼脱水拟合方程见表4。

表4 不同干燥温度下带鱼脱水拟合方程Table 4 Fitting curve of hairtail dehydration at different drying temperatures

由表4可知，带鱼的含水量和干燥温度具有较好的线性关系，随着温度的升高，拟合方程斜率的绝对值也越大，代表带鱼脱水速率也越大。

2.1.3 预干燥温度对带鱼色泽的影响

预干燥温度对带鱼色泽的影响见表5。

表5 预干燥温度对带鱼品质的影响Table 5 Influence of pre-drying temperature on quality of hairtail

由表5可知，预干燥温度的升高导致带鱼的L*先降低后升高，a*先降低后升高，b*逐渐升高。这是因为加热会导致肌原纤维收缩和降解，使组织中的水分、可溶性蛋白质和脂肪等流出，预干燥温度较高时，肌肉中的蛋白质与糖会发生美拉德反应，蛋白质与脂肪发生褐变反应，这与骆红玲等[26]的研究结果一致。从感官品质上来看，当预干燥温度超过50℃时，感官品质下降，这是因为预干燥温度超过50℃后，带鱼的蛋白质开始变性，带鱼会在低温下发生熟化，回软后其结构组织会变松软，易破碎。结合干燥时间来看，为提高工作效率将预干燥温度确定为50℃。

2.2 真空油炸工艺的确定

脱油时间对真空油炸带鱼含油量的影响见图2。

图2 脱油时间对真空油炸带鱼含油量的影响Fig.2 Influence of deoiling time on oil content of vacuum fried hairtail fish

由图2可知，随着脱油时间的延长，产品含油量呈下降趋势，当脱油时间超过300 s时，下降趋势趋于平稳。这是因为离心脱油会降低产品表面积存的油脂，产品内部含油量并不会随脱油时间延长无限降低。当脱油时间超过300 s后，产品含油量差异性不显著，因此离心脱油时间确定为300 s。

2.2.2 油炸温度对产品感官评分及脆性的影响

油炸温度对产品感官评分及脆性的影响见图3。

图3 油炸温度对真空油炸带鱼品质的影响Fig.3 Influence of frying temperature on quality of vacuum fried hairtail

由图3可知，产品的感官评分与脆性的趋势基本一致，二者均呈现先升高后降低的趋势。这是因为油炸温度过低时，油炸不彻底，产品内部水分不能完全蒸发，不利于产品形成酥脆的口感。当油炸温度为100℃时，产品感官评分最高，脆性也最大。但随着温度的继续升高，带鱼中蛋白质与糖会发生美拉德反应，从而导致产品颜色变深，较高的油炸温度也促使表面脱水迅速，硬化严重，导致感官评分和脆性的降低。因此，综上考虑选择油炸温度100℃为优化水平。

2.2.3 油炸时间对产品感官评分及脆性的影响

油炸时间对产品感官评分及脆性的影响见图4。

由图4可知，产品的感官评分与脆性的趋势基本一致，二者均呈现先升高后降低的趋势。这是因为当油炸时间过短时，油炸后的产品含水量较高，产品酥脆度低。当油炸时间为60 min时，产品感官评分最高，脆性也最大。但随着油炸时间的继续延长，产品表面颜色开始焦黄，质地也开始变得坚硬，导致感官评分和脆性的降低。因此，综上考虑选择油炸时间60 min为优化水平。

2.3 响应面优化试验结果

2.3.1 响应面优化设计与结果

响应面优化结果见表6。

表6 响应面优化结果Table 6 Response surface optimization results

续表6 响应面优化结果Continue table 6 Response surface optimization results

2.3.2 回归方程与方差分析

响应面试验结果方差分析见表7。

表7 响应面试验结果方差分析Table 7 Variance analysis of response surface experiments results

采用响应面软件对试验结果进行多元拟合，得到感官评分（Y1）、脆性（Y2）分别与预干燥程度（A）、油炸温度（B）和油炸时间（C）的回归方程。

Y1=92.22-0.17A-1.76B+2.42C+9.35AB-0.99AC-3.85BC-8.38A2-10.14B2-8.82C2

决定系数R12=0.987 4，调整决定系数R12Adj=0.9712，预测决定系数R12pred=0.843 3。

Y2=14 139.88-100.44A-313.89B+396.10C+2 089.03AB-147.30AC-663.39BC-1 926.32A2-1 980.30B2-1 119.49C2

决定系数R22=0.9845，调整决定系数R22Adj=0.964 7，预测决定系数R22pred=0.935 3。

在感官评分Y1和脆性Y2模型中，两个模型项均极显著（P＜0.000 1），失拟项均不显著，可以说明两个模型的适应性均良好[27]。由回归方程中各项系数的正负及绝对值大小可以看出该系数所在的因素对响应值的影响方向及影响程度[28]，影响真空油炸带鱼感官评分和脆性的主次因素均为C＞B＞A，即油炸时间＞油炸温度＞预干燥程度。各模型中决定系数R2均在0.95以上，说明该试验工艺下产品感官评分与脆性的实际值与预测值拟合度较好，可用来对试验结果进行预测[29]。

预干燥程度、油炸温度和油炸时间之间交互作用对响应值的影响见图5～图7。

图5 预干燥程度与油炸温度交互作用对真空油炸带鱼感官评分和脆性的影响Fig.5 Influence of the interaction between the degree of predrying and the frying temperature on the sensory score and brittleness of vacuum fried hairtail

图6 油炸温度、油炸时间之间交互作用对真空油炸带鱼感官评分和脆性影响Fig.6 Influence of the interaction between the degree of frying temperature and frying time on the sensory score and brittleness of vacuum fried hairtail

图7 预干燥程度、油炸时间之间交互作用对真空油炸带鱼感官评分和脆性影响Fig.7 Influence of the interaction between the degree of predrying and frying time on the sensory score and brittleness of vacuum fried hairtail

由图5～图7可知，预干燥程度（A）和油炸温度（B）的交互作用对真空油炸带鱼感官评分与脆性的影响均显著，油炸温度（B）和油炸时间（C）的交互作用对真空油炸带鱼感官评分与脆性的影响也均显著，预干燥程度（A）和油炸时间（C）的交互作用对真空油炸带鱼感官评分与脆性的影响不显著。因此用响应面软件绘制相应的响应面图。响应面的坡度越陡峭，说明响应值对两个因素交互作用的条件较为敏感[30]。

2.4 最优条件及其验证

以感官评分和脆性作为响应值，选择感官评分与脆性均为最大的作为最终结果，利用响应面软件对试验数据进行处理。通过软件分析可以得到优化后的条件为预干燥程度66.61%、油炸温度98.17℃，油炸时间61.03 min。在此条件下，理论上产品感官评分为92.6，脆性为14 224.2 g。通过验证试验对上述结果进行验证，考虑到实际操作的便利性，将工艺参数调整为预干燥程度为67%、油炸温度为98℃，油炸时间61 min，在此条件下加工制作的产品的感官评分为92.4，脆性为14 373.81 g，实际结果与理论反应基本一致，表明研究得到的模型准确，能够指导真空油炸带鱼的生产。

2.5 最终产品质量品质检验

2.5.1 感官品质

最终产品软硬适中，口感酥脆，黏口性小，颜色金黄有光泽，具有浓郁的油炸带鱼风味。

2.5.2 基本营养成分及水分活度

使用优化后的条件制作真空油炸带鱼产品并对产品的基本营养成分及水分活度进行测定。测定结果显示蛋白质含量为（64.55±0.54）%、脂肪含量为（24.2±0.4）%、水分含量为（3.01±0.05）%、水分活度为 0.315±0.010。真空油炸带鱼产品具有低脂肪、高蛋白的营养特性，可以满足人们对营养健康的即食调理水产品需求，同时真空油炸带鱼的水分活度较低，可以抑制微生物的生长繁殖，使其具有良好的保藏性。

3 结论

本试验探究了真空油炸带鱼生产加工中预干燥和真空油炸等关键工艺参数，并采用响应面优化试验的方法对影响产品质量品质的主要因素：预干燥程度、真空油炸温度和真空油炸时间进行优化，通过验证试验得到最佳工艺条件：热风干燥温度为50℃，预干燥程度为67%、真空油炸温度为98℃、真空油炸时间为61 min、离心脱油时间为300 s。由此工艺加工的产品蛋白质含量为（64.55±0.54）%、脂肪含量为（24.2±0.4）%、水分含量为（3.01±0.05）%、水分活度为0.315±0.010。产品感官上口感酥脆不滑腻、色泽金黄、具有浓郁的油炸带鱼风味，同时由于水分活度较低，可以抑制微生物的生长繁殖，具有良好的保藏性。

本试验未对真空油炸带鱼调理食品货架期进行研究，后续将开展进一步的试验，建立产品的货架期模型，并对其货架期进行预测，使其能更好地应用于实际生产。