素食火腿腸制作工藝及其品質研究

張崟，李建，謝波，袁津，張曦，劉科成（成都大學肉類加工四川省重點實驗室，四川成都610106）

?

素食火腿腸制作工藝及其品質研究

張崟，李建，謝波，袁津，張曦，劉科成
（成都大學肉類加工四川省重點實驗室，四川成都610106）

摘要：以淀粉和大豆分離蛋白為原料，研究素食火腿腸的制作工藝，并對自制產品的品質與市售產品進行比較。結果發(fā)現(xiàn)，素食火腿腸的破斷力及凝膠強度隨淀粉添加量的增加而減小，但破斷距離隨淀粉添加量的增加呈先減少后增加趨勢。對素食火腿腸制作工藝進行優(yōu)化，所得擬合模型具有顯著性（P<0.05）。將該擬合模型用于制作高凝膠性能的素食火腿腸的工藝優(yōu)化，得出淀粉添加量1.38 %、大豆分離蛋白添加量31.70 %時所得火腿腸的凝膠性能最好。以該工藝制作素食火腿腸產品，所得產品與市售肉類火腿腸相比，自制產品的凝膠強度優(yōu)于市售產品，但自制產品的色澤及風味、口感均較市售產品差。

關鍵詞：素食；火腿腸；大豆分離蛋白；淀粉

火腿腸以其方便、美味、價廉、營養(yǎng)而深受消費者青睞，是我國銷量最大的熟肉制品之一[1]。目前，我國共有火腿腸生產企業(yè)30～40家左右，火腿腸產量占整個肉制品產量的1/3，年銷售額541.4億元，出口創(chuàng)匯8.41億元[2]。我國的火腿市場發(fā)展大致經歷了入市、群雄競起、諸侯爭霸三大階段[1]。如今火腿腸市場基本呈現(xiàn)4家（雙匯、金鑼、雨潤、匯通）獨大的態(tài)勢[2]。隨著人們生活水平及消費與健康意識的提高，加之過量食用紅肉加工的火腿腸等制品會增加結腸癌風險[3]、進食肉類食品會增加Ⅱ型糖尿病風險等肉類消費與健康問題的科學現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)[4-5]，導致火腿腸市場面臨巨大挑戰(zhàn)。因此，火腿腸市場亟待開發(fā)適合當代消費趨勢的新產品。

近年來，肉類替代產品走入消費者的視野，并逐漸進入市場[6]。從早期的模擬肉類產品到目前通過細胞培養(yǎng)制作的人造肉，傳統(tǒng)肉類的替代品以其技術創(chuàng)新性和新穎性而備受關注。該類產品具有營養(yǎng)素含量可控，有利于以其為載體開發(fā)功能性食品，減少畜禽屠宰量和滿足世界肉類需求等方面的優(yōu)勢。但是，由于長期的消費習慣和一些食品安全事件的曝光，導致消費者對這類肉制品的安全性存在擔憂。為了在一定程度上消除消費者對該類制品安全性的擔心，并開發(fā)更安全的模擬肉制品，本文以大宗熟肉制品火腿腸為對象，采用谷物原料淀粉和大豆分離蛋白為主料，開發(fā)素食火腿腸。這不僅有利于豐富肉類替代品種類，為消費者提供新的火腿腸產品，而且有利于以素食火腿腸為載體，開發(fā)減肥肉制品及適于糖尿病、癌癥患者等特殊人群的模擬熟肉制品。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

大豆分離蛋白（水分含量7 %）：購于山東禹王生態(tài)食品有限公司；食用變性淀粉（水分含量12 %）：購于杭州普羅星淀粉有限公司；白糖、味精、食鹽及香油：購于成都大學附近超市；肉用紅曲紅和肉味香精由成都伍田食品有限公司提供。市售火腿腸制品1（市售制品1）為120 g美好雞肉火腿腸；市售火腿腸制品2（市售制品2）為120 g雙匯豬肉火腿腸。

JA3103N分析天平：上海民橋精密學儀器有限公司；DZKW-4電子恒溫水浴鍋：北京中興偉業(yè)儀器有限公司；CR-400色差儀：KONICA MINOLTA OPTICS，INC.；TA-XT plus質構儀：Stable Micro Systems。

1.2方法

1.2.1火腿腸制作

將大豆分離蛋白和淀粉按照一定比例混合，添加混合粉質量1 %的食鹽。根據(jù)GB/T 20712-2006《火腿腸》，調節(jié)混合粉的水分含量至70 %。手動攪拌混合粉10 min使水和混合粉均勻混合。在制作與市售火腿腸對比樣品（自制樣品）時，添加紅曲紅、味精、白糖、肉味香精分別為混合粉重的0.020 %、0.196 %、0.978 %、0.001 mL/g，再攪拌5 min使輔料均勻混合。手工將混合糜充入聚氯乙烯塑料腸衣，扎緊腸衣兩頭。在（95± 2）℃下凝膠化60 min。然后在常溫下（25±2）℃冷卻至常溫待用。

1.2.2凝膠強度測定

去除火腿腸腸衣，用刻度尺標記，將火腿腸切成直徑30 mm、厚30 mm的片段。用TA.XT-Plus型質構儀對其凝膠強度進行測定。測定條件為探頭P0.25HS、檢測速度1.0 mm/s。凝膠強度表示為破斷力與破斷距離（cm）的乘積，單位為g·cm。每樣做6次平行。

1.2.3質構特性（Texture profile analysis，TPA）測定

將火腿腸切成直徑30 mm、厚30 mm的片段。用TA.XT-Plus型質構儀對其質構特性進行測定。測定條件為探頭P45，測前速度2.0 mm/s，檢測速度1.0 mm/s，測后速度2.0 mm/s，下壓30 %，兩次壓縮時間間隔1 s。所測TPA參數(shù)為硬度、膠粘性和咀嚼性。每樣做6次平行試驗。

1.2.4色差測定

將直徑30 mm的火腿腸切成5 mm厚薄片用，CR-400色差計測定樣品的L*、a*、b*值，每樣做6次平行。根據(jù)L*、a*、b*值按照下式計算白度：

式中：L*表示明度；a*和b*表示色度。a*正值表示偏紅，負值表示偏綠；b*正值表示偏黃，負值表示偏藍。

1.2.5感官評價

邀請6位經過培訓的感官檢驗員，根據(jù)評分標準（見表1）對產品的風味、彈性、咀嚼性和組織狀態(tài)進行打分。

表1　火腿腸產品感官指標評定表Table 1 Sensory score sheet of the ham sausage

1.2.6優(yōu)化試驗設計

采用Hartley法，5中心9次試驗設計法對素食火腿腸的制作工藝進行優(yōu)化。試驗方案的各因素水平及編碼見表2。

表2　響應面因素編碼及因素水平Table 2 Coded level of the experiment factors of response surface

1.2.7數(shù)據(jù)分析

采用Excel2010對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，采用SAS9.0軟件進行響應面優(yōu)化實驗方案設計及進行顯著性分析。

2　結果與討論

2.1淀粉添加量對火腿腸凝膠強度的影響

為了確定淀粉在淀粉與大豆分離蛋白混合粉中的比例對素食火腿腸凝膠性能的影響，測定了不同淀粉添加量下素食火腿腸的凝膠性能（見圖1）。

圖1　淀粉添加量對火腿腸凝膠強度的影響Fig.1 Effect of starch content on gelling strength of vegetarian ham sausage

圖1中破斷力、破斷距離及凝膠強度隨淀粉添加量的變化顯示，火腿腸的破斷距離隨淀粉添加量的增加呈先下降再增加趨勢；火腿腸的破斷力及凝膠強度隨淀粉添加量的增加主體呈下降趨勢?；鹜饶c的破斷力、破斷距離及凝膠強度在淀粉添加量為0 %～20 %時變化最快。圖中二次回歸分析顯示，淀粉添加量與破斷力、破斷距離及凝膠強度之間呈線性相關。這些關系式可用于計算預定的火腿腸凝膠強度時所需大豆分離蛋白及淀粉的添加量。

圖中火腿腸的破斷力及凝膠強度隨淀粉添加量增加而變小的趨勢表明，淀粉分子的出現(xiàn)阻礙了大豆分離蛋白分子間形成較強的作用力。大豆分離蛋白在熱作用下，會通過分子間脫水形成共價鍵，這種強的作用力使蛋白質凝膠難以被破壞。而淀粉分子在大豆分離蛋白中添加，淀粉分子中的羥基會在一定程度上阻礙大豆分離蛋白分子之間形成共價鍵。這可能是淀粉的添加導致凝膠的強度下降的主要原因。圖中的破斷距離呈上拋物線的形式說明，純淀粉和大豆分離蛋白凝膠的分子間作用力都強于兩者的混合物的凝膠。這在一定程度上驗證了上述推測。

2.2淀粉添加量對火腿腸質構特性的影響

淀粉添加量對火腿腸質構特性的影響見圖2。

圖2　淀粉添加量對火腿腸TPA的影響Fig.2 Effect of starch content on TPA of vegetarian ham sausage

圖中數(shù)據(jù)顯示，火腿腸的硬度、膠黏性及咀嚼性均隨淀粉添加量的增加而減小。這一結果與代蕾等的研究結果相符[7]。

大豆分離蛋白在熱的作用下凝膠化時，由于容易通過分子間脫水形成共價鍵，因而形成硬度較大的凝膠；但是淀粉的添加，由于淀粉分子阻礙大豆分離蛋白分子間形成共價鍵，導致形成凝膠的強度較差。這可能是圖2中火腿腸凝膠的硬度、膠黏性及咀嚼性隨淀粉添加量的增加而降低的主要原因。

2.3淀粉和大豆分離蛋白混合比例優(yōu)化

圖1和圖2中對火腿腸的凝膠性能分析表明，淀粉與大豆分離蛋白混合制作火腿腸時，淀粉添加量在0 %～20 %變化對火腿腸的凝膠性能影響最大。這一范圍不僅涉及淀粉添加量，而且還與大豆分離蛋白的添加量有密切關系。因此，為了探討最適的淀粉和大豆分離蛋白混合比例，以制作優(yōu)質的素食火腿腸，采用響應面法對淀粉和大豆分離蛋白的添加量進行優(yōu)化。設計的試驗方案及試驗結果見表3。對表3的試驗結果進行擬合分析，所得顯著性分析結果見表4。

表3　響應面實驗方案及試驗結果Table 3 Response surface program and experiment results

表4　各相應值的擬合模型的顯著性分析Table 4 Significant analysis of relativity model for all responses

2.3.1擬合顯著性分析

由表3中STAR、ISP、STAR×STAR的Pr破斷力和Pr凝膠強度均小于0.05的數(shù)據(jù)顯示，淀粉添加量、大豆分離蛋白添加量及淀粉添加量的平方對火腿腸的凝膠性能影響最大。由Pr破斷力和Pr凝膠強度的大小可以判斷，淀粉的添加量對火腿腸的凝膠性能影響大于大豆分離蛋白對火腿腸凝膠性能影響。這一結果與圖1中的結果相符合。

表4中主模型的Pr破斷力=0.013 757<0.05、Pr破斷距離= 0.158 103>0.05、Pr凝膠強度=0.032 23<0.05的結果顯示，所得火腿腸的破斷力及凝膠強度與淀粉和大豆分離蛋白含量間的擬合模型具有顯著相關性。結合破斷力及凝膠強度的失擬項分別為0.088 809>0.05和0.056 725> 0.05；破斷力及凝膠強度的R2分別為0.974和0.954的結果可知，火腿腸的破斷力及凝膠強度與淀粉和大豆分離蛋白含量間的擬合模型能較好的反映火腿腸的凝膠強度與淀粉和大豆分離蛋白含量之間的關系。因此，建立淀粉和大豆分離蛋白添加量與火腿腸的破斷力、凝膠強度間的擬合模型[式（1）、式（2）]，以便對最優(yōu)的淀粉和大豆分離蛋白用量進行優(yōu)化。

注：式中F為破斷力；G為凝膠強度；STAR為淀粉含量；ISP為大豆分離蛋白含量。

2.3.2擬合可靠性驗證

為了進一步驗證所得模型的可靠性，對試驗值和計算值的相對誤差進行分析見表5。

表5　各擬合模型在預測值的有效性驗證Table 5 Effectiveness confirmation of the obtained models

表中相對誤差值顯示，測定的破斷力F與計算的F值比較接近，相對誤差均小于15 %；測定的凝膠強度G值與計算的G之間的相對誤差均小于25 %。由此可知，所得擬合方程能較好地反映火腿腸的凝膠性能與淀粉和大豆分離蛋白之間的相關性。

2.3.3擬合結果優(yōu)化

根據(jù)所得的擬合模型，對最適合制作高凝膠強度的火腿腸的淀粉和大豆分離蛋白添加進行優(yōu)化，得出，淀粉添加量為1.38 %、大豆分離蛋白添加量為31.70 %時，所得火腿腸的凝膠性能最好。對應的火腿腸的破斷力、凝膠強度分別為1929.8 g、2735.87 g·cm。

大豆分離蛋白及淀粉添加量對火腿腸破斷力和凝膠強度的影響，也可以通過響應面（圖3）看出。

圖3　火腿腸凝膠性能的響應面圖Fig.3 Response Surfaces of texture property of vegetarian ham sausage

圖3中火腿腸的破斷力及凝膠強度，隨淀粉添加量的變化程度較大豆分離蛋白添加量的變化程度大。這一結果與表3中的顯著性分析結果一致。

2.4產品品質比較

2.4.1凝膠性能比較

為了分析添加輔料對火腿腸凝膠性能的影響，對自制產品與市場上銷售的兩種火腿腸制品的品質進行比較。素食火腿腸與市售產品凝膠性能的比較見圖4。

圖4　素食火腿腸與市售產品凝膠性能的比較Fig.4 Gel property comparison of the vegetarian ham sausage and the commercial ham sausages

圖4中凝膠強度數(shù)據(jù)顯示，自制火腿腸的凝膠強度顯著（P<0.05）高于市售產品1和2。

2.4.2 TPA比較

對市售產品1和2及自制產品的TPA進行測定，所得結果見圖5。

圖5　素食火腿腸與市售產品質構特能的比較Fig.5 Texture property comparison of the vegetarian ham sausage and the commercial ham sausages

圖5中數(shù)據(jù)顯示，自制產品的硬度、膠黏性及咀嚼性值均顯著（P<0.05）高于市售產品1和2。由此可知，添加輔料后素食火腿腸的質構特性也優(yōu)于市售產品。

2.4.3色澤比較

自制產品與市售產品的色澤比較見圖6。

圖6中數(shù)據(jù)顯示，自制產品的亮度（L*）、a*、b*均顯著（P<0.05）低于市售產品，但自制產品的白度W顯著（P<0.05）高于對照樣品。由此可知，自制產品的色澤還與市售產品有較大差別，需在后續(xù)的產品開發(fā)中進一步改進。

2.4.4感官評價

圖7為自制產品的感官分析結果。

圖7中數(shù)據(jù)顯示，自制產品的風味、口感均較市售產品差；自制產品的彈性和組織結構較市售產品優(yōu)。自制產品的凝膠性能較市售產品好，這可能是自制產品的彈性和組織結構較市售產品優(yōu)的主要原因。自制產品的風味和口感較市售產品差的結果表明，自制產品的調味配方有待改進。

圖6　素食火腿腸與市售產品的色澤比較Fig.6 Comparison of the color of the vegetarian ham sausage and the commercial ham sausages

圖7　素食火腿腸與市售產品的感官比較Fig.7 Sensory property comparison of the vegetarian ham sausage and the commercial ham sausages

3　結論

素食火腿腸的破斷力及凝膠強度隨淀粉添加量的增加而減小，但破斷距離隨淀粉添加量的增加呈先減少后增加趨勢。對淀粉和大豆分離蛋白的添加量進行優(yōu)化，所得淀粉和大豆分離蛋白添加量與火腿腸的破斷力及凝膠強度間的擬合模型具有一定可靠。將所得擬合模型用于制作高凝膠性能的素食火腿腸的最適淀粉和大豆分離蛋白添加量優(yōu)化，得出淀粉添加量1.38 %、大豆分離蛋白添加量31.70 %時，所得火腿腸的凝膠性能最好。將該優(yōu)化配比用于制作素食火腿腸產品，所得產品與市售同類產品相比，添加輔料對自制產品的凝膠強度有一定減弱，但是產品的凝膠強度仍然優(yōu)于市售同類產品。自制產品的色澤及風味、口感均較市售產品差。因此，后續(xù)的產品開發(fā)中將進一步優(yōu)化產品的輔料配方。

參考文獻：

[1]楊艷敏,張福,王繼鵬,等.火腿腸發(fā)展歷史與分類[J].肉類工業(yè), 2007(1):47-48

[2]中國報告網(wǎng).2014年中國火腿腸品牌現(xiàn)狀分析及最具影響力品牌C-BPI排名.[EB/OL][2014-04-04]http:// http://jingzheng.chinabaogao.com/shipin/0441O0362014.html

[3] Glade M J. World Cancer Research Fund and American Institute for Cancer Research:“Food, Nutrition, Physical Activity, and the Prevention of Cancer: A Global Perspective[J]. Nutrition, 1999, 15(6): 523-526

[4] Aune D, Ursin G, Veier覬d M B. Meat consumption and the risk of type 2 diabetes: a systematic review and meta-analysis of cohort studies[J]. Diabetologia, 2009, 52(11), 2277-2287

[5] McMichael AJ, Bambrick HJ. Meat consumption trends and health: casting a wider risk assessment net[J]. Public Health Nutr, 2005, 8 (4):341-343

[6] Michele J Sadler. Meat alternatives -market developments and health benefits[J]. Trends in Food Science & Technology, 2004, 15 (5): 250-260

[7]代蕾,姬娜,熊柳,等.大豆分離蛋白對玉米磷酸酯雙淀粉性質影響[J].糧食與油脂,2013,26(8):29-31

Study on Process and Quality of Vegetarian Ham Sausage

ZHANG Yin，LI Jian，XIE Bo，YUAN Jin，ZHANG Xi，LIU Ke-cheng
（Chengdu University，Key Laboratory of Meat Processing of Sichuan，Chengdu 610106，Sichuan，China）

Abstract：Starch and soybean protein isolate（SPI）were taken as raw materials，the process of producing vegetarian ham sausage and its quality comparison were investigated. Results showed that the breaking force and gel strength of the vegetarian ham sausage decreased with the increasing of starch content，but the breaking distance of it decreased first and then increased with the increase of the starch content. The fitting result of the gel properties and the contents of the starch and SPI showed that the obtained fitting model was reliable to be used for process optimization（P<0.05）. The optimization results indicated that the gel properties of the vegetarian ham sausage were the best as the starch and SPI contents were 1.38 % and 31.70 %，respectively. With the process，the vegetarian ham sausage was produced，and its quality was compared with the commercially available ham sausages. The results showed that the gel strength of the produced vegetarian ham sausage was better than that of the commercially available ham sausages，but the color，flavor and taste of the produced products were not good than the commercially available products.

Key words：vegetarian food；ham sausage；soybean protein isolate；starch

收稿日期：2015-02-11

作者簡介：張崟（1981—），男（漢），副教授，研究生，研究方向：肉類加工。

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.08.023