卤鸭腿中八角提取液添加工艺优化及品质影响

傅采琪，贺文杰，郭丹郡，胥伟，王宏勋，易阳

(武汉轻工大学 食品科学与工程学院，武汉 430023)

酱卤肉制品在我国已有几千年的发展历史，经卤制后，肉制品具有入口即化、风味浓郁、食用方便的特点，深受老百姓的喜爱，酱卤肉制品在我国休闲食品市场中占据了重要地位[1]。然而，目前酱卤肉制品的配方及卤制工艺主要依靠人工经验获得，属于卤汤过量式卤煮工艺，原辅料利用率低，卤制品的蒸煮损失高，香辛料的损耗无法科学定量，卤制品风味不稳定，不同批次的产品风味存在差异，出品率低，工艺参数难以量化[2]。为了解决酱卤制品不同批次的风味差异及标准化生产的问题，可以采用定量卤制技术，利用香辛料提取液替代固体香辛料进行卤制，即根据酱卤肉制品的产品品质要求，将原料与香辛料提取液精确配比，实现无固体香辛料卤制。该技术提高了香辛料的利用率，提升了酱卤制品的稳定性，减少了劳动力和水资源的投入，降低了CO2等废气的排放量，以绿色、高效、低能耗的方式进行酱卤肉制品的加工[3]，在酱卤肉制品行业有较好的应用前景。

八角是我国重要的“药食同源”植物，具有独特的浓郁香气和去腥防腐的能力，在酱卤肉制品的风味形成方面发挥重要作用，且八角中莽草酸含量相对较多[4]。目前对酱卤鸭制品的研究主要集中于工艺配方优化、质量稳定控制以及延长产品货架期等方面[5]，但八角主效成分在卤制加工中的作用尚不清楚，对于酱卤鸭制品的标准化生产缺乏系统的工艺条件，难以保证不同批次产品具有相同风味，制约了我国酱卤肉制品现代化工艺改造进程。

该研究以八角这种常用的卤制香辛料提取液替代固体香辛料，在优化酱卤鸭腿卤制工艺的基础上，对比采用液体与固体香辛料两种卤制方式对酱卤鸭腿理化品质的影响，初步阐释八角主效成分对酱卤鸭腿水分的影响机理，为基于八角主效成分的卤液配方和实现酱卤产品的标准化生产提供研究基础。对于实现传统酱卤肉制品的风味稳定控制和标准化生产具有重要的理论意义和实用价值。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

冻鸭腿；金龙鱼大豆油：益海嘉里粮油工业有限公司；八角：武汉舵落口香辛料批发市场；浓硫酸、硼酸、甲基红、食用酒精、浓盐酸、氨水、乙醇、乙酸乙酯、氯化镁、乙二胺四乙酸、氯化钠、氯化钾、β-巯基乙醇(均为国产分析纯)：购于国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

RE-2000A 旋转蒸发器 上海亚荣生化仪器厂；HYC-326A冷藏箱 青岛海尔股份有限公司；NMI20-040V-1 核磁共振成像分析仪 苏州纽迈分析仪器股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 香辛料提取液制备

将八角样品置于鼓风干燥箱干燥后冷却，使用高速粉碎机粉碎，过筛置于密封袋中备用。称取适量八角样品，加入60%的食用酒精，60 ℃下超声提取 2 h 后，静置分层，减压过滤，于50 ℃旋转蒸发，浓缩定容至容量瓶中备用。

1.3.2 卤鸭腿制备

冻鸭腿在室温下自然解冻，备用。按照基础配方中香料和辅料的配比，称取酱油8.79%、大豆油17.50%、盐26.30%、白砂糖17.50%、小茴香5.27%、香叶6.16%、草果7.92%、甘草4.40%、白芷0.87%、砂仁0.62%、白寇0.88%、草寇0.88%、干姜2.64%，得混合调味料，按料水比1∶6加蒸馏水进行煮制，保持微沸2 h，用纱布过滤得到腌制液，在4 ℃下，按1∶10的料液比腌制鸭腿8 h，取一定量自来水在锅中煮沸，加入鸭腿，换小火慢煮，其中，提取液与卤水质量比、提取液与鸭肉比例以及添加时间点按照中心点试验设计方法进行添加，添加完毕后继续卤制 25 min，结束卤制。

1.3.3 卤鸭腿感官评价

选取5位感官评价人员评价不同卤制条件下制得的鸭腿，评分标准设置为百分制，见表1。

表1 卤味鸭腿感官评分标准

1.3.4 单因素试验

1.3.4.1 八角提取液与鸭肉比例对卤鸭腿感官评分的影响

以鸭腿为研究对象，八角提取液与卤水质量比为 7∶200，鸭腿卤制 15 min 后添加八角提取液且提取液与鸭肉比例分别为 0∶100，1.4∶100，2.8∶100，4.0∶100，5.0∶100 (mL/g) 条件下，分别测定卤鸭腿的感官评分。

1.3.4.2 八角提取液添加时间点对卤鸭腿感官评分的影响

以鸭腿为研究对象，八角提取液与卤水质量比为 7∶200，提取液与鸭肉比例为 4.0∶100 (mL/g)，且分别在卤制 0，5，10，15，20 min 时进行添加，测定卤鸭腿的感官评分。

1.3.4.3 八角提取液与卤水质量比对卤鸭腿感官评分的影响

以鸭腿为研究对象，鸭腿卤制 15 min 后添加八角提取液，提取液与鸭肉比例为 4.0∶100 (mL/g)，八角提取液与卤水质量比为 1∶100、1∶50、7∶200、13∶250、13∶200条件下测定卤鸭腿的感官评分。

1.3.5 中心点试验结果

八角提取液添加工艺优化：分别以提取液与鸭肉比例、八角提取液添加时间点以及八角提取液与卤水质量比为影响因素，根据单因素试验结果，确定因素的取值范围，采用 Design Expert 软件中的 Box-Behnken 组合设计进行三因素三水平试验。试验因素水平及编码见表2。

表2 基于八角提取液添加工艺的卤鸭腿感官评分试验因素水平及编码

根据优化的工艺参数和传统的卤制工艺参数，对鸭腿进行卤制，测定感官评分，进行验证试验，以验证响应面法优化结果的可行性。

1.3.6 卤鸭腿理化品质指标测定

1.3.6.1 总蛋白含量测定

参考国标GB 5009.5—2016 《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》测定肉样总蛋白含量。

1.3.6.2 卤鸭腿水分含量测定

鸭腿每卤制10 min 进行取样，采用国标中直接干燥法，称取2 g 鸭肉磨碎放入玻璃皿，打开，置于 105 ℃恒温干燥柜中，烘干1.5 h 至恒重，记录肉样干燥前后质量，并通过计算肉样干燥前后质量变化进而计算肉样水分含量。

1.3.6.3 卤鸭腿蒸煮损失测定

先将分割好的肉样进行称重(b0)，蒸煮后控水，冷却至室温，取样称重(b1)，按下式计算蒸煮损失率：

式中：w为蒸煮损失率，%；b0为卤制前肉样质量，g；b1为卤制后肉样质量，g。

1.3.7 低场核磁共振光谱分析

根据香辛料主效成分与蛋白质不同质量比卤制鸭腿，并称取各组肉样 5 g 在核磁共振成像分析仪上进行分析。校准时仪器选择 FID 序列，SW=100 kHz，质子共振频率 SF=23 MHz，RFD=0.12 ms，偏移频率 O1=285414.1 Hz，Tw=1000 ms，P1=17 μs，RG1=20，采样点数 TD=1024， DRG1=20，DR=1，累加次数 NS=4，PRG=0。测定时仪器参数的设定选择 CPMG 序列，测量温度 32 ℃，质子共振频率 SF=23 MHz，偏移频率 O1=286.1954 kHz， 累加次数 NS=6，采样点数 TD=384996，PRG=1，模拟增益 RG1=20，半回波时间 DL1=0.12 ms，回波数 NECH=14000，P1=17 μs，P2=35 μs，Tw=3500 ms。

2 结果与分析

2.1 八角提取液添加方式对卤鸭腿感官评分的影响

由图1中(a)可知，随着八角添加量的增加，卤鸭腿的感官评分呈现先升高后降低的趋势，当八角提取液与鸭肉比例为4∶100 (mL/g)时，卤鸭腿的感官评分最高(87.80分)，感官品质最佳。继续增加八角添加量，导致卤鸭腿中八角的味道过重，影响产品的感官评分，使其呈下降趋势。由此可知，添加适量的八角提取液对卤鸭腿风味有明显的改善作用[6]。

图1 八角提取液与鸭肉比例对卤鸭腿感官评分的影响(a)、八角提取液添加时间点对卤鸭腿感官评分的影响(b)、八角提取液与卤水质量比对卤鸭腿感官评分的影响(c)

续 表

由图1中(b)可知，随着卤制时间的延长，卤鸭腿的整体感官评分逐渐升高，且升高的趋势较快。当鸭腿卤制 15 min 时添加八角提取液，卤鸭腿的感官评分最高(85.80分)，此时肌纤维束较疏松，有利于茴香脑与鸭腿内部肌原纤维蛋白结合，使得卤鸭腿香味显著提升。然而随着鸭腿卤制时间的延长，卤鸭腿整体组织松散，失去原有固定形状且肉质的咀嚼感降低，导致口感和鸭腿嫩度显著降低，卤鸭腿的感官评分明显下降[7]。

由图1中(c)可知，八角提取液与卤水质量比小于7∶200时，卤鸭腿中的八角主效成分含量较低，风味不足且有淡淡的腥味，影响感官评分。随着质量比的增加，卤鸭腿的感官评分逐渐上升，当质量比为 7∶200 时，卤鸭腿的感官评分最高(87.50分)，这与张洁[8]发现不同质量比对卤鸭脖感官评分的影响结果相似。主要原因可能是质量比为 7∶200 时，八角主效成分在卤水中迁移速率较快，此时卤鸭腿中八角香味较好。当质量比高于 7∶200 时，肉中涩味物质占比会因为八角主效成分过度迁移而升高，卤鸭腿风味也会随之明显变差。

2.2 添加八角提取液的鸭腿卤制工艺优化

2.2.1 模型的建立与检验

以八角提取液与鸭肉比例(A)、八角提取液添加时间点(B)、八角提取液与卤水质量比(C)为变量，卤鸭腿的感官评分(Y)为考察指标，利用 Design Expert V8.0.6.1 软件中 Box-Behnken 组合设计方法进行三因素三水平的响应面优化试验，结果见表3。

表3 响应面试验设计及结果

2.2.2 卤鸭腿感官评分响应面回归模型的建立及显著性分析

利用 Design Expert V8.0.6.1 软件进行拟合，得到拟合模型公式Y=90.92+1.00A-1.35B-1.22C-4.20AB-0.84AC+0.05BC-9.26A2-5.74B2-10.14C2。卤鸭腿感官评分响应面方差分析结果见表4。模型的F=164.56，P<0.0001，达到极显著水平，方差分析模型失拟项的P=0.6531>0.05，表明模型失拟性不显著，建立的二次模型可用于分析和预测，可信度较高。相关系数 R2=0.9953，拟合模型的调整 RAdj2=0.9892，两者较接近，说明该模型预测情况与实际情况接近，拟合度良好。

表4 卤鸭腿感官评分回归与方差分析结果

2.2.3 卤鸭腿感官评分等高线图以及三维响应面图分析

由图2可知，AB、AC、BC的交互作用等高线均呈椭圆形，且AB的椭圆形趋势更为明显，说明其交互作用更强，与方差分析结果一致。响应面坡度与随条件改变的响应值成正比。逐渐降低卤鸭腿八角提取液与鸭肉比例和八角提取液提取时间点，卤鸭腿的感官评分呈现先缓慢升高后急剧下降的趋势，形成较陡的坡度，说明八角提取液与鸭肉比例和八角提取液添加时间点对卤鸭腿感官评分的影响较大。

图2 交互作用对卤鸭腿感官评分影响

2.2.4 验证试验

根据以上试验模型结果预测八角提取液的最佳添加条件为：八角提取液添加时间点14.50 min、八角提取液与鸭肉比例3.95∶100 (mL/g)、八角提取液与卤水质量比9∶250，在此条件下卤鸭腿的感官评分预测值为90.92分。为验证所建立模型的可靠性，根据操作的可行性对工艺条件稍作调整：八角提取液添加时间点为15 min，八角提取液与鸭肉比例为4∶100 (mL/g)、八角提取液与卤水质量比为9∶250。采用调整后的工艺条件进行提取试验，平行提取3次，测得的卤鸭腿感官评分为(91.14±0.03) 分，与模型预测值较为接近，说明优化方法及建立的模型可靠，预测性良好。

2.3 卤制过程中卤鸭腿理化品质检测

由图3可知，液体组、固体组以及空白组卤鸭腿水分含量随卤制时间延长均呈显著下降趋势(P<0.05)，其原因可能是卤制时间延长，卤制温度较高，引起肉中肌纤维急剧收缩甚至断裂，导致大量水分流失。当卤制44 min 时，相较于空白组的卤鸭腿，液体组和固体组的卤鸭腿水分含量分别增加了15.3%和10.5%。说明八角主效成分能有效抑制肉中肌纤维的断裂，防止鸭腿的组织被破坏，且能抑制脂肪氧化和蛋白质羰基生成，从而避免肉中自由水及不易流动水的流失[9]。液体组的卤鸭腿水分含量高于固体组，原因可能是液体组中的八角主效成分渗透到鸭腿内部的速度较快，对于维持鸭腿肌原纤维蛋白持水性的效果较好，所以液体组卤鸭腿水分含量较高。

图3 卤制过程中添加八角提取液对卤鸭腿水分相对含量的影响

由图4可知，液体组、固体组以及空白组卤鸭腿的总蛋白含量随卤制时间延长均呈显著下降趋势(P<0.05)，原因可能是在鸭腿卤煮过程中，鸭肉中的肌原纤维蛋白剧烈变性，胶原蛋白剧烈收缩，肌原纤维积聚短缩，导致可溶性蛋白不断溶出[10]。当卤制 11～44 min时，相较于空白组，液体组和固体组的卤鸭腿总蛋白含量分别增加了3.3%和1.2%，这与刘欢等[11]的研究结果相似，说明八角主效成分在一定程度上抑制活性氧化自由基的生成以及蛋白质热吸收，从而延缓蛋白质的氧化溶出。而在加热初期，液体组中的八角主效成分的浓度、含量比固体组高，主效成分向鸭腿中迁移的比例和速率也随之增加，能较好地维持肌原纤维蛋白的结构并减缓其溶出速度，所以液体组鸭腿的总蛋白含量高于固体组。

图4 卤制过程中添加八角提取液对卤鸭腿总蛋白含量的影响

由图5可知，液体组、固体组以及空白组卤鸭腿的蒸煮损失率随卤制时间延长均呈显著上升趋势(P<0.05)，其原因可能是高温卤煮带走了肉中的自有水分，还有从肌纤维细胞中溶出的少量脂肪、肌浆蛋白汁液，以及由热溶性胶原蛋白形成的“明胶”溶出物[12]。在卤制44 min时，液体组和固体组卤鸭腿的蒸煮损失率相较于空白组分别降低了12.0%和5.0%，说明八角主效成分可一定程度上保护鸭腿内部结构不被破坏，保留肉中水分、蛋白质、脂肪等主要营养组分，这与魏心如等[13]在卤制鸡胸肉过程中得到的蒸煮损失率变化趋势相似。固体组中的八角主效成分发挥作用，需从香辛料转移到卤汤再向鸭腿中迁移，而液体组中的八角主效成分可直接作用于鸭腿，所以液体组卤鸭腿延缓蛋白变性、收缩和降解的效果比固体组更明显，鸭腿肌原纤维蛋白与八角主效成分结合效果更好。

图5 卤制过程中添加八角提取液对卤鸭腿蒸煮损失率的影响

2.4 八角主效成分对鸭腿中水分分布的影响

肉与肉制品水分含量、持水性及水的状态直接关系到肉与肉制品的组织状态、品质，甚至风味[14]，并影响着肉与肉制品的加工特性、产品质量及货架期。因此，在卤制过程中，高效准确地掌握鸭肉的水分信息至关重要。热处理中莽草酸对卤鸭腿中水分状态变化的弛豫图谱见图6。

图6 热处理中莽草酸对卤鸭腿水分分布影响

由图6可知，在1～1000 ms的弛豫时间内有3个峰，其横向弛豫时间分别为T200.1～1.5 ms，T2110～100 ms，T22100～1000 ms，分别代表结合水、不易流动水和自由水，由表 5和表6 可知，当莽草酸与鸭腿质量比为1∶227000，热处理30 min时，鸭腿中T20、T21、T22会略微增加，鸭腿中A21增加了6.418%，可能是莽草酸能有效抑制鸭腿内部肌纤维断裂，增强结合水和不易流动水与肌原纤维蛋白的结合能力，增强鸭腿肌肉的保水性，从而降低水分自由度及不易流动水含量[15]，这与Sun等[16]采用热风干燥降低生姜中自由水含量而提升风味的结果相似。

卤制过程中添加不同质量比莽草酸后的鸭肉中各状态水分弛豫时间见表5，卤制过程中添加不同质量比莽草酸后的鸭肉中各状态水分占比见表6。

表5 卤制过程中添加不同质量比莽草酸后的鸭肉中各状态水分弛豫时间

表6 卤制过程中添加不同质量比莽草酸后的鸭肉中各状态水分占比

3 结论

本文以卤鸭腿为研究对象，感官评分为指标，采用单因素和响应面分析法对八角提取液添加参数进行优化，得到最优添加方案为：八角提取液添加时间点为15 min、八角提取液与鸭肉比例4∶100 (mL/g)、提取液与卤水质量比9∶250，在此添加工艺下，卤鸭腿的感官评分最佳。采用最优添加方案卤制的鸭腿理化品质有明显提升，八角提取液中主效成分向鸭腿中迁移较快，能有效减缓鸭腿内部结构的破坏，使得卤鸭腿总蛋白以及水分相对含量均有明显提升(P<0.05)，蒸煮损失率有所下降，鸭腿品质得到明显改善。此外，八角主效成分通过增强鸭腿中结合水和不易流动水与蛋白质的结合能力，降低水分自由度及不易流动水含量，当八角主效成分与卤鸭腿质量比为1∶227000时，鸭腿持水效果最强。本研究为后续研究香辛料对卤鸭腿品质的影响提供了基础，对传统酱卤肉制品工业化过程中的工艺控制和机理剖析亦可提供一定的参考。