微波熬制鳕鱼汤的加工工艺优化

赵洪雷 李鑫晰 徐永霞 李学鹏 励建荣 季广仁

摘要：以阿拉斯加狭鳕为原料，采用微波加热法熬制鱼汤，研究微波时间、微波功率和料液比对鱼汤感官品质、TCA-可溶性肽含量、氨基酸态氮含量和蒸汽损失率的影响，在单因素试验的基础上，通过响应面试验对微波熬制鳕鱼汤的加工工艺进行优化，得到的最佳工艺条件为微波时间60 min、微波功率500 W、料液比1∶3.5，在此工艺条件下熬制的鱼汤味道鲜美，香味浓郁，其感官评分为8.57，与预测值接近，模型的拟合度良好。

关键词：阿拉斯加狭鳕；鱼汤；微波熬制；工艺优化

中图分类号：TS254.4      文献标志码：A     文章编号：1000-9973（2023）12-0098-05

Optimization of Processing Technology of Cod Soup Cooked by Microwave

ZHAO Hong-lei1， LI Xin-xi1， XU Yong-xia1*， LI Xue-peng1， LI Jian-rong1， JI Guang-ren2

（1.Collaborative Innovation Center Co-constructed by Province and Ministry for Key Technology

of Seafood Deep Processing， National ＆ Local Joint Engineering Research Center of Storage，

Processing and Safety Control Technology for Fresh Agricultural and Aquatic Products，

Experimental and Equipment Management Center， College of Food Science and

Engineering， Bohai University， Jinzhou 121013， China; 2.Jinzhou Bijiashan

Food Co.， Ltd.， Jinzhou 121007， China）

Abstract： With Alaska pollack as the raw material， fish soup is cooked by microwave heating method. The effects of microwave time， microwave power and solid-liquid ratio on sensory quality， TCA-soluble peptide content， amino acid nitrogen content and steam loss rate of the fish soup are studied. On the basis of single factor test， response surface test is used to optimize the processing technology of cod soup cooked by microwave， and the optimal technology conditions are determined as follows： microwave time is 60 min， microwave power is 500 W and solid-liquid ratio is 1∶3.5. The fish soup cooked under such technology conditions has delicious taste and strong aroma， with the sensory score of 8.57， which is close to the predicted value， indicating that the fitting degree of the model is good.

Key words： Alaska pollack; fish soup; microwave cooking; technology optimization

阿拉斯加狹鳕又名狭鳕鱼、明太鱼，属鳕形目鳕鱼科狭鳕属类，主要分布在太平洋北部，是全球捕捞产量最高的鳕鱼品种之一。狭鳕鱼具有高蛋白、低脂肪、肉质白嫩、口感上乘、价格低廉等优点，具有较高的开发利用价值[1]。近年来，狭鳕鱼大多被加工成冷冻鱼片、鱼块、鱼糜和油炸鱼肉制品等，鳕鱼及其下脚料也被用来开发海鲜调味基料以提高产品的附加值，但研究还不够系统。

汤在各国的饮食文化中都占有重要的地位[2]。在我国，自古以来就有“无汤不成席”的说法，其中鱼汤味道鲜美、营养丰富，深受人们的喜爱[3-4]。汤的品质往往因原料、加工方式和工艺的不同而存在显著差异[5]。汤的熬制方式主要有常压熬制、高压熬制和酶解熬制[6]，其中，常压熬制与家庭式煲汤的品质最接近，但存在费时、耗能的缺点。高压熬制有助于汤中营养物质的释放，但汤的色泽、香气和滋味等感官品质往往低于常压熬制[7－8]。酶解熬制具有效率高和有效促进汤中营养物质溶出的优点，但蛋白质的酶解程度不易控制，且酶解过程中容易产生苦味肽，影响汤的感官品质[9]。

微波加热是一种常用的烹饪方式，主要是利用微波使食品中的水分子高速摆动，从而产生热能加热食品[10]。与其他烹饪方式相比，微波加热具有方便快捷、效率高、安全可控等特点，且可以较大限度地保留食品的营养成分和生物活性成分[11]。目前，微波技术主要用于加热和解冻食品，用于煲汤方面的研究较少。有研究表明，微波煲汤可以促进一些小分子呈味物质的溶出，且可以缩短煲制时间，是一种高效节能的煲汤方式[12]。韩忠等[13]研究了微波加热对天麻鱼头汤营养品质和安全性的影响，认为微波熬制的鱼头汤营养、风味和口感更佳。赵钜阳等[14]研究表明，微波加热有利于大马哈鱼汤中营养物质的溶出和鲜美风味的形成，且更加方便快捷。本研究以鳕鱼为原料，采用微波加热的方式熬制鱼汤，以感官评分、氨基酸态氮含量、TCA-可溶性肽含量和蒸汽损失率为评价指标，在单因素试验的基础上，结合响应面法优化鱼汤的加工工艺，为微波煲汤提供一定的理论依据，为进一步开发汤类海鲜调味基料提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

冷冻狭鳕鱼（体长60～70 cm）：购于锦州市林西街水产市场；三氯乙酸、硫酸铜、碳酸钠、酒石酸钾钠、40%甲醛溶液（均为分析纯）：天津市科密欧化学试剂有限公司；氢氧化钠标准滴定液（0.05 mol/L，分析纯）：国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

M1-L201B美的微波炉 美的厨卫电器（上海）有限公司；YC-22微波炉汤锅 广州美厨智能家居科技股份有限公司；UV2550紫外分光光度计 日本岛津公司。

1.3 试验方法

1.3.1 鱼汤的制备

将鳕鱼进行解冻、去头、去内脏处理，洗净后切成大小均匀的鱼块。称取鳕鱼块（270.0±2.0） g，先用适量料酒腌制20 min，然后用少许大豆油将鱼块煎至两面金黄，将鱼肉放入玻璃碗中，加入一定量的水，置于微波炉中进行微波熬制。

1.3.2 感官评定

参照朱琳芳[9]的方法并稍加修改。邀请6名经过感官培训的食品专业研究生对鱼汤的色泽、气味和滋味进行感官评分，感官評分标准见表1。

综合得分

总分=0.3a+0.3b+0.4c

1.3.3 TCA-可溶性肽含量和氨基酸态氮含量的测定

准确称量3.0 g鱼汤样品，加入27 mL 5%的三氯乙酸溶液，均质后在4 ℃下静置60 min，取上清液，采用Lowry法测定TCA-可溶性肽的含量。

参考GB 5009.235－2016《食品安全国家标准 食品中氨基酸态氮的测定》中的方法，采用甲醛滴定法测定氨基酸态氮的含量。

1.3.4 蒸汽损失率的测定

参照李湘銮等[15]的方法。准确称量初始鱼肉和水的质量，记为A1（g），熬制后鱼肉和水的质量记为A2（g），熬制过程中蒸汽损失率的计算公式如下：

蒸汽损失率（%）=（A1－A2）/A1。

1.3.5 单因素试验设计

以感官评分、氨基酸态氮含量、TCA-可溶性肽含量及蒸汽损失率为评价指标，研究不同微波时间（30，45，60，75，90 min）、不同微波功率（100，300，500，700，900 W）和不同料液比（1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5）对鱼汤的影响，确定最佳的因素水平。

1.3.6 响应面试验设计

根据单因素试验的结果，选择微波时间（A）、微波功率（B）和料液比（C）3个因素的水平范围，以感官评分为评价指标，采用Box-Behnken试验设计（BBD）进行优化，因素水平见表2。

1.4 数据分析

采用Origin 9.0软件绘图，利用SPSS Statistics 9.0进行显著性分析，P＜0.05表示差异显著，采用Design-Expert 8.0.6软件进行响应面试验设计和分析。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 微波时间对感官评分、TCA-可溶性肽含量、氨基酸态氮含量和蒸汽损失率的影响

由图1中a可知，随着微波时间的延长，鱼汤中氨基酸态氮和TCA-可溶性肽含量逐渐升高（P＜0.05），感官评分呈先升高后降低的趋势，60 min时鱼汤的感官评分达到最大值8.05。这是因为随着微波时间的延长，鱼肉的结构逐渐变得松散，肌肉纤维细胞破裂，蛋白质等大分子物质逐渐溶出和降解，生成小分子的肽和游离氨基酸，有利于鱼汤风味的形成[16-17]。然而，长时间的加热会使鱼汤中的主要呈鲜物质如肌苷酸二钠（IMP）水解为带有苦味的次黄嘌呤[18]，从而影响了鱼汤的整体滋味，导致感官评分下降。由图1中b可知，随着微波时间的延长，鱼汤的蒸汽损失率显著增加（P＜0.05），在75 min和90 min时蒸汽损失率分别达到41.4%和58.5%。因此，以感官评分为主要评价指标，结合氨基酸态氮含量、TCA-可溶性肽含量和蒸汽损失率的变化趋势，确定最佳的微波时间为60 min。

2.1.2 微波功率对感官评分、TCA-可溶性肽含量、氨基酸态氮含量和蒸汽损失率的影响

由图2中a可知，随着微波功率的增加，鱼汤中氨基酸态氮含量和TCA-可溶性肽含量显著增加（P＜0.05），感官评分呈先升高后降低的趋势，微波功率为500 W时感官评分达到最大值。当微波功率为100 W和300 W时，鱼汤的感官评分较低，可能是因为微波功率过低，鱼肉中呈味物质的溶出率较低，导致鱼汤的整体风味较差。当微波功率升至700 W和900 W时，由于微波功率过高，物料升温加快，导致水分蒸发过快，不利于鱼汤整体风味的形成[19]。蒸汽损失率也是影响鱼汤品质的一个重要因素，蒸汽损失率过大会导致鱼汤过于浓稠以及风味物质流失。由图2中b可知，当微波功率增加时，鱼汤的蒸汽损失率逐渐增加，微波功率为700 W和900 W时蒸汽损失率分别高达61.11%和64.16%，同时鱼汤的感官品质也随之下降。综合考虑，确定最佳的微波功率为500 W。

2.1.3 料液比对感官评分、TCA-可溶性肽含量、氨基酸态氮含量和蒸汽损失率的影响

由图3中a可知，随着料液比的增加，鱼汤中氨基酸态氮含量和TCA-可溶性肽含量逐渐降低（P＜0.05），感官评分呈现先升高后降低的趋势，在料液比为1∶3时，鱼汤的感官评分达到最大值8.70。鱼汤的熬制过程实质上是通过加热使原料中的可溶性物质和呈味物质逐渐溶解到汤汁中并达到相对平衡的过程[20]。随着加水量的增加，鱼肉中可溶性蛋白质和脂肪等呈味物质的溶出逐渐增多，从而提高了鱼汤的感官品质；但当加水量继续增加，达到1∶4和1∶5时，水分含量过多会对鱼汤有一定的稀释作用，降低呈味物质的浓度，导致其感官品质下降。由图3中b可知，随着加水量的增加，蒸汽损失率逐渐降低，当料液比为1∶1和1∶2时，蒸汽损失率过高，鱼汤过于浓稠；当料液比为1∶4和1∶5时，蒸汽损失率较低，鱼汤的滋味较淡。综合考虑，确定最佳的料液比为1∶3。

2.2 响应面试验结果

2.2.1 响应面试验设计及结果

为确定鱼汤熬制的最佳工艺，在单因素试验的基础上确定各因素的水平范围，以微波时间（A）、微波功率（B）、料液比（C）为自变量，感官评分为因变量，根据Box-Behnken设计进行试验，结果见表3。

2.2.2 响应面设计模型及回归分析

利用Design-Expert 8.0.6软件对感官评分结果进行拟合，所得二次多元回归方程为Y=8.60－0.085A+0.27B+0.29C－0.25AB+0.025AC－2.50×10-3BC－1.51A2－1.09B2－0.30C2。

对上述回归方程进行方差分析，结果见表4。

由表4可知，该模型的P<0.000 1，达到极显著水平，失拟项的P=0.837 7（>0.05），不显著，说明模型拟合良好，试验结果真实可靠[21－22]，该模型可用于预测微波熬制鳕鱼汤的最佳加工工艺。

此外，一次项中B（微波功率）和C（料液比）对模型的影响极显著（P<0.01），二次项中A2、B2对模型的影响极显著（P<0.000 1），交互项AB和二次项C2对模型有显著影响（P<0.05），其余各项的影响均不显著（P>0.05）。根据F值可以判断各因素对感官评分影响的顺序为C（料液比）>B（微波功率）>A（微波时间）。

2.2.3 各因素交互作用对鱼汤感官评分的影响

由图4可知，当料液比一定时，感官评分随着微波时间的延长或微波功率的增大呈先升高后降低的趋势，曲面陡峭，等高线图近似椭圆形，说明微波时间和微波功率的交互作用对感官评分的影响显著[23]。由图5可知，当微波功率一定时，感官评分随着微波时间或料液比的增加呈先升高后降低的趋势。由图6可知，当微波时间一定时，感官评分随着微波功率或料液比的增加呈先升高后降低的趋势。图5和图6中等高线也近似椭圆形，但曲面较平缓，表明微波时间与料液比以及微波功率与料液比的交互作用不显著。

2.2.4 最佳工艺条件的确定及验证

通过响应面分析得出微波熬制鳕鱼汤的最佳工艺条件为微波时间59.48 min、微波功率525.89 W、料液比1∶3.47。结合实际操作的可行性，将最佳工艺条件修正为微波时间60 min、微波功率500 W、料液比1∶3.5。对最佳工艺条件进行验证，在此条件下熬制的鱼汤感官评分为8.57，模型预测值为8.68，相对误差为1.27%（<5%），因此，通过响应面试验优化得到的鱼汤加工工艺具有可靠性。

3 结论

以狭鳕鱼为原料，利用微波加热的方式熬制鳕鱼汤，通过单因素试验和响应面法优化微波熬制鳕鱼汤的工艺，结合实际可操作性得到最佳工艺条件为微波时间60 min、微波功率500 W、料液比1∶3.5。在此工艺条件下熬制的鳕鱼汤感官评分为8.57，模型预测值为8.68，相对误差为1.27%，说明通过响应面试验优化得出的最佳工艺参数可靠，可用于实际生产中。

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收稿日期：2023-07-02

基金項目：国家重点研发计划项目（2019YFD0901702）；辽宁省自然科学基金面上项目（2021-MS-315）

作者简介：赵洪雷（1982—），男，讲师，硕士，研究方向：水产品贮藏加工。

*通信作者：徐永霞（1983—），女，教授，博士，研究方向：水产品贮藏加工及风味化学。