周 婷， 魏法山， 朱瑤迪， 趙莉君， 柳艷霞， 趙改名

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，河南省肉制品加工與質(zhì)量安全控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州450002； 2.河南省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院，河南 鄭州450002)

基于Tablecurve3D軟件預(yù)測(cè)不同煮制條件下鹵雞腿出品率的研究

周 婷1， 魏法山2， 朱瑤迪1， 趙莉君1， 柳艷霞1， 趙改名1

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，河南省肉制品加工與質(zhì)量安全控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州450002； 2.河南省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院，河南 鄭州450002)

以鹵雞腿為研究對(duì)象，為了獲得其在不同煮制條件下連續(xù)的出品率含量值，本研究采用Tablecurve3D軟件對(duì)溫度75、80、85、90、95、100 ℃、時(shí)間10、20、30、40、50、60、90、120 min以及出品率等重要參數(shù)進(jìn)行三維曲面擬合，得到擬合曲面方程，從而獲得鹵雞腿在不同煮制條件下出品率的連續(xù)預(yù)測(cè)模型。經(jīng)分析，最佳預(yù)測(cè)模型的相關(guān)系數(shù)r2為0.93，為驗(yàn)證模型的可靠性，將新一批次27個(gè)樣本數(shù)據(jù)帶入預(yù)測(cè)模型，結(jié)果表明，該實(shí)測(cè)值和預(yù)測(cè)值的相關(guān)系數(shù)r2為0.82，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差基本都在8%以內(nèi)，說明采用Tablecurve3D軟件實(shí)現(xiàn)鹵雞腿出品率的連續(xù)預(yù)測(cè)方法是可行的，該結(jié)果可為鹵雞腿出品率的工藝控制提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和技術(shù)手段。

鹵雞腿；Tablecurve3D軟件；出品率；連續(xù)預(yù)測(cè)；模型

醬鹵肉制品在中國(guó)有幾千年的發(fā)展史，以其獨(dú)有的口味和濃郁的風(fēng)味被越來越多的消費(fèi)者所喜愛，已經(jīng)逐漸發(fā)展成為中國(guó)傳統(tǒng)的一大肉類產(chǎn)品[1-2]。中國(guó)是雞肉生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，特別是以安徽符離集燒雞、山東德州扒雞、河南道口燒雞為代表的鹵禽類肉制品亦是中國(guó)傳統(tǒng)醬鹵肉制品中非常有特色的產(chǎn)品類型[3]，其中鹵雞腿是醬鹵制品中非常受消費(fèi)者歡迎的產(chǎn)品，消費(fèi)量逐年增加，為行業(yè)帶來了新一輪的高速發(fā)展期[4-5]。近幾年，隨著原輔料價(jià)格的上漲，以前不太突出的出品率問題日顯重要。目前，行業(yè)內(nèi)鹵雞腿的出品率普遍較低，出品率的高低直接關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，在競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈的市場(chǎng)環(huán)境下，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下如何調(diào)控產(chǎn)品出品率已經(jīng)成為該行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)，同時(shí)也成為企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)[6]。尋找出品率的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停瑢?shí)現(xiàn)產(chǎn)品出品率的連續(xù)預(yù)測(cè)是目前亟待解決的問題之一，在不同煮制條件下實(shí)現(xiàn)出品率的可控性對(duì)于企業(yè)節(jié)約成本，提高經(jīng)濟(jì)效益具有非常重要的作用。目前，出品率的測(cè)定均是根據(jù)產(chǎn)品鹵煮前后的質(zhì)量百分比進(jìn)行計(jì)算[7-8]，該檢測(cè)方法雖然精度高，但是基于試驗(yàn)情況，出品率的檢測(cè)只能實(shí)現(xiàn)“點(diǎn)檢測(cè)”，很難實(shí)現(xiàn)連續(xù)預(yù)測(cè)。

目前大部分的數(shù)據(jù)處理軟件均有輸出三維圖形的功能，但很少能提供自動(dòng)曲面擬合及統(tǒng)計(jì)分析的功能[9]。二維、三維曲線擬合與經(jīng)驗(yàn)公式自動(dòng)查找軟件(Tablecurve 2D/3D)為復(fù)雜數(shù)據(jù)的模型化提供了強(qiáng)有力的解決方案，其內(nèi)建方程式為各種應(yīng)用提供了線性和非線性模型，處理過程中通過選擇不同的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)找到擬合較好的曲線，最后輸出曲線圖形及數(shù)學(xué)表達(dá)式。該軟件可自動(dòng)顯示數(shù)學(xué)表達(dá)式及其他相關(guān)的統(tǒng)計(jì)參數(shù)，可快速計(jì)算任意點(diǎn)處的擬合值[10]，以其無需編程及強(qiáng)大的曲面擬合功能已經(jīng)被越來越廣泛地用于數(shù)據(jù)處理中，如機(jī)械設(shè)計(jì)[11-13]、計(jì)算機(jī)工藝設(shè)計(jì)[14]及大型機(jī)械特性研究及參數(shù)優(yōu)化[15-17]，但目前在食品數(shù)據(jù)處理方面Tablecurve 3D軟件的應(yīng)用較少。因此本研究選取鹵雞腿為研究對(duì)象，通過設(shè)置不同煮制溫度和煮制時(shí)間，使用小火(90 ℃)對(duì)雞腿進(jìn)行煮制，得到其出品率。利用Tablecurve 3D軟件對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行三維曲面擬合，得到出品率模型進(jìn)而實(shí)現(xiàn)雞腿出品率的連續(xù)預(yù)測(cè)，以期實(shí)現(xiàn)出品率的可控性，為企業(yè)節(jié)約成本、提高經(jīng)濟(jì)效益提供一種潛在的解決方案。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮雞腿(200～250 g·只-1)購(gòu)于河南大用實(shí)業(yè)有限公司，品種為羅斯308肉雞(42日齡，公司自養(yǎng))。香辛料及食鹽購(gòu)自河南鄭州某超市。磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀、硝酸鉀購(gòu)自天津市瑞金特化學(xué)品有限公司，均為分析純。FA2004A電子天平(上海精天電子儀器有限公司)，MJ-250PP01B絞肉機(jī)(廣東美的生活電器制造有限公司)，T10高速分散器(廣東儀科實(shí)驗(yàn)室技術(shù)有限公司)，THZ-82恒溫水浴鍋(金壇市杰瑞爾電器有限公司)。

1.2 試驗(yàn)方法

選大小一致的新鮮雞腿(200～250 g·只-1)洗凈瀝干、稱重，加入香辛料(香辛料配比：100 kg雞腿中添加肉桂、良姜、白芷各180 g，陳皮、草果各60 g，砂仁、豆蔻各30 g，丁香6 g，食鹽2.5 kg)。冷水下鍋后小火迅速升溫至試驗(yàn)設(shè)定的水溫后維持試驗(yàn)設(shè)定的時(shí)間段，具體溫度及與時(shí)間設(shè)定見表1。表1所示，試驗(yàn)設(shè)定的溫度從75 ℃開始以5 ℃的溫度梯度進(jìn)行遞增至100 ℃，在每個(gè)溫度點(diǎn)下，分別進(jìn)行10、20、30、40、50、60、90和120 min的鹵煮試驗(yàn)，然后測(cè)定每個(gè)溫度及時(shí)間組合下鹵雞腿的出品率。

表1 試驗(yàn)設(shè)定的煮制條件Table 1 Cooking conditions of the experimental process

1.3 出品率的計(jì)算

將雞腿煮好撈出，瀝干冷卻至室溫后稱重，出品率為雞腿煮制前后的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

(1)

式中：A1為雞腿煮制前質(zhì)量(g)，A2為雞腿煮制后質(zhì)量(g)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同煮制條件下雞腿出品率

在不同設(shè)定條件下，對(duì)雞腿出品率進(jìn)行測(cè)定，其結(jié)果如表2所示。

表2 不同煮制條件下雞腿出品率Table 2 Yield rate of cooked chicken legs under different conditions %

注：表中測(cè)定結(jié)果為雞腿在各鹵制條件下出品率的平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

Note: The results in the table are mean ± standard deviation of chicken legs under different cooking conditions.

由表2可知，鹵雞腿出品率隨著鹵煮時(shí)間的延長(zhǎng)和鹵煮溫度的升高均呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，且隨時(shí)間的延長(zhǎng)出品率降低速率較快，說明時(shí)間對(duì)出品率影響作用較大。

2.2 利用Tablecurve 3D軟件進(jìn)行出品率建模

將表2中的數(shù)據(jù)輸入Tablecurve 3D軟件中，選擇三維曲面擬合，得到擬合曲面方程列表。Tablecurve 3D軟件根據(jù)4種不同的曲面擬合評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生了與之相對(duì)應(yīng)的曲面方程列表。4種曲面擬合評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)分別是：1)r2(相關(guān)系數(shù))；2)DF adjr2(調(diào)整相關(guān)系數(shù))；3)FSE(fit the standard error，擬合標(biāo)準(zhǔn)誤差)； 4)F-statistic(F值)。其中F-statistic是目前比較常用的一種曲面擬合評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)榕c其他幾種標(biāo)準(zhǔn)相比，F(xiàn)-statistic會(huì)產(chǎn)生相對(duì)簡(jiǎn)單的模型方程，避免了表達(dá)式的過于復(fù)雜和隨之而導(dǎo)致的使用不便、不易于進(jìn)行計(jì)算與理論分析等問題的出現(xiàn)。因此，本研究中以F-statistic為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)得到出品率最優(yōu)模型，如圖1所示。

利用上述數(shù)據(jù)根據(jù)圖1得到擬合曲面方程如下：

z=a-b×lnx-c×y3

(2)

式中：a=130.13,b=-8.84,c=3.011 0-4，z為出品率(%)，x為時(shí)間(min)，y為溫度(℃)。經(jīng)分析，該模型的相關(guān)系數(shù)r2為0.93。由圖1結(jié)合曲面方程可知，出品率受煮制時(shí)間和溫度的共同影響，鹵雞腿出品率均隨著煮制時(shí)間的延長(zhǎng)和煮制溫度的升高而降低，且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)出品率的降低速率遠(yuǎn)大于隨著溫度的升高出品率的降低速率，說明時(shí)間對(duì)鹵煮雞腿出品率的影響更大。該模型不僅能直觀反應(yīng)煮制時(shí)間和溫度對(duì)雞腿出品率的影響情況，而且根據(jù)模型方程可以實(shí)現(xiàn)出品率的連續(xù)預(yù)測(cè)，提高出品率的預(yù)測(cè)速度，實(shí)現(xiàn)出品率的可控性。

圖1 出品率模型三維圖Fig.1 Three-dimension graph of yield rate model

2.3 擬合方程的驗(yàn)證

為驗(yàn)證所得方程的可靠性，采用新批次出品率的試驗(yàn)數(shù)據(jù)代入方程(2)計(jì)算方程預(yù)測(cè)值，判定預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值的相關(guān)系數(shù)并比較兩者的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，從而驗(yàn)證模型的可靠性。2種數(shù)據(jù)對(duì)比結(jié)果見表3。

表3 模型預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值均值相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差比較Table 3 Comparison of standard deviation between predictive values and the mean value of measured values

經(jīng)分析，該實(shí)測(cè)值和預(yù)測(cè)值的相關(guān)系數(shù)r2為0.82，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在8%左右，說明采用Tablecurve 3D軟件對(duì)鹵雞腿出品率的連續(xù)預(yù)測(cè)方法是可行的，其結(jié)果能為企業(yè)節(jié)約成本、提高經(jīng)濟(jì)效益提供1種解決思路。

3 結(jié)論

本研究通過對(duì)雞腿進(jìn)行不同條件下的煮制試驗(yàn)，測(cè)得其出品率，為得到出品率連續(xù)預(yù)測(cè)模型從而實(shí)現(xiàn)出品率可控性的目的，本研究采用Tablecurve 3D軟件對(duì)所得到的出品率數(shù)據(jù)進(jìn)行三維曲面擬合得到出品率模型，模型結(jié)果表明：1)出品率模型能快速預(yù)測(cè)非觀測(cè)點(diǎn)處鹵雞腿的出品率，實(shí)現(xiàn)鹵雞腿出品率的連續(xù)預(yù)測(cè)；2)鹵雞腿出品率隨著煮制時(shí)間的延長(zhǎng)和煮制溫度的升高而降低，且時(shí)間對(duì)其影響最大；3)通過對(duì)出品率模型進(jìn)行驗(yàn)證，表明試驗(yàn)數(shù)據(jù)的實(shí)測(cè)值和預(yù)測(cè)值相關(guān)系數(shù)r2為0.82，且相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差基本都在8%以內(nèi)，說明模型具有一定的可靠性。此種數(shù)據(jù)處理方法可能也適用于其他指標(biāo)建模分析，能為企業(yè)控制其他品質(zhì)指標(biāo)提供一種潛在的解決方案。

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StudyontheyieldrateofthestewedchickenlegsunderdifferentcookingconditionsbasedonTablecurve3Dsoftware

ZHOU Ting1, WEI Fashan2, ZHU Yaodi1, ZHAO Lijun1, LIU Yanxia1, ZHAO Gaiming1

(1.College of Food Science and Technology, Henan Agricultural University, Henan Key Laboratory of Meat Processing and Quality Safety Control, Zhengzhou 450002, China, 2.Henan Province Product Quality Supervision and Inspection Center, Zhengzhou 450002, China)

In this study, stewed chicken legs were cooked under different temperature over various periods. In order to achieve continuous prediction of their product yield rate, using the Tablecurve 3D software, the three-dimensional surface fitting function was adopted to evaluate the correlation between different cooking temperatures 75, 80, 85, 90, 95, 100 ℃, cooking time 10, 20, 30, 40, 50, 60, 90, 120 min, and product yield rate, and the fitting surface equation was finally obtained, which can be used to predicate the unknown product yield rate at any operation condition. The results showed that the correlation coefficient of the best prediction model was 0.93. In order to verify the reliability of the established model equation, a fresh batch of 27 experimental data samples were analysed by this model, and the results showed that the correlation coefficient of measured values and the predicted values was 0.82 and the standard deviations between them were within 8%, indicating that the use of the Tablecurve3D software is reliable for assuming the product yields of the stewed chicken legs, and this method could provide basic data and technique strategy for controlling the quality of the stewed chicken legs.

stewed chicken legs; Tablecurve 3D; product yield rate; continuous prediction; model

2017-05-24

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31271895)

周 婷(1990-)，女，河南駐馬店人，碩士研究生，主要從事畜產(chǎn)品加工及安全控制方面的研究。

趙改名(1965-)，男，河南駐馬店人，教授，博士。

1000-2340(2017)04-0561-05

TS251.6

A

(責(zé)任編輯：朱秀英)