恰瑪古復(fù)合雞肉煙熏香腸加工工藝優(yōu)化

陳志奇 馮雨 鄧夢琦 瑪合巴勒·庫望努西 巴吐爾·阿不力克木

摘 ?要：采用響應(yīng)面法對恰瑪古復(fù)合雞肉煙熏香腸的加工工藝進行優(yōu)化，以感官評分、亞硝酸鹽殘留量、持水力為指標，對食鹽添加量、恰瑪古添加量及煙熏時間進行單因素試驗，在此基礎(chǔ)上進行Box-Behnken響應(yīng)曲面設(shè)計，并構(gòu)建回歸方程，得到最佳工藝參數(shù)。結(jié)果表明：食鹽添加量、恰瑪古添加量和煙熏時間對恰瑪古復(fù)合雞肉香腸的感官評分、亞硝酸鹽殘留量和持水力影響顯著;確定出恰瑪古復(fù)合雞肉煙熏香腸的最佳工藝為食鹽添加量2.98%、恰瑪古添加量9.89%、煙熏時間2.4 h，此時產(chǎn)品中亞硝酸鹽殘留量最低，持水力較好，色澤、滋氣味、口感、組織狀態(tài)最佳。

關(guān)鍵詞：恰瑪古;雞肉復(fù)合香腸;亞硝酸鹽;響應(yīng)面分析法;工藝優(yōu)化

Abstract： The response surface methodology was used to optimize the processing of smoked chicken sausage with added turnip （Brassica rapa） roots. Sensory score， nitrite residue and water-holding capacity （WHC） as a function of the amounts of salt and turnip roots added and smoking time were studied by the one-factor-at-a-time method. On this basis， a Box-Behnken response surface design was used to develop a regression equation in order to obtain the optimal process parameters. The results showed that all three variables had a significant effect on sensory score， nitrite residue and WHC. Addition of 2.98% salt and 9.89% turnip roots and a smoking time of 2.4 h were found to be the optimal processing conditions to obtain the lowest nitrite residue， higher WHC， and best color， taste， odor， mouthfeel and tissue characteristics.?

Keywords： Brassica rapa; chicken sausage; nitrite; response surface methodology; process optimization

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20190826-201

中圖分類號：TS251.6 ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼：A ? ? ? ? ? ? ?文章編號：

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和生活水平的不斷提高，人們對肉類產(chǎn)品的選擇越來越廣泛，關(guān)注點已經(jīng)不再僅僅是對日常營養(yǎng)的需求，更在于肉類食品的營養(yǎng)均衡性和特色性[1-2]。傳統(tǒng)香腸高脂肪、營養(yǎng)不均衡的特點在某種程度上不能夠滿足現(xiàn)代人對營養(yǎng)均衡、健康飲食的需求。改善肉類營養(yǎng)結(jié)構(gòu)模式已經(jīng)成為當今肉類行業(yè)的趨勢[3-5]。

恰瑪古是新疆當?shù)厝嗣裣矏鄣囊环N傳統(tǒng)的塊根類蔬菜[6]，是餐桌上比較常見的食物之一，同時具有延年益壽的功效。恰瑪古的藥學(xué)名稱為蕪菁[7]，是一種2 年生十字花科草本植物，富含有機活性堿等多種有機營養(yǎng)物質(zhì)，據(jù)《名醫(yī)別錄》記載，恰瑪古有輕身益氣、主利五臟、生濕生熱、增強食欲、明目增視之功效。劉艷懷[8]、朱鴻全[9]等通過對恰瑪古飲料的研制，使得恰瑪古在食品方面得到應(yīng)用，恰瑪古在肉制品中的使用目前基本上僅存在于日常生活中，幾乎沒有科學(xué)研究。

雞肉具有高蛋白、低脂肪、低熱量、低膽固醇等優(yōu)點[10-11]，食用雞肉更符合當今健康飲食的趨勢[12-13]。本研究以雞肉和恰瑪古為主要原料，研制雞肉復(fù)合蔬菜香腸制品，采用響應(yīng)面優(yōu)化法結(jié)合亞硝酸鹽殘留量、持水力及感官評價確定最優(yōu)配方[14-17]，為特色復(fù)合型香腸的開發(fā)提供新思路。

1 ? 材料與方法

1.1 ? 材料與試劑

去皮雞胸肉、恰瑪古、玉米淀粉、食鹽、白糖、五香粉、孜然粉 ? 新疆烏魯木齊友好超市;膠原蛋白腸衣 ? 廣東德福隆生物技術(shù)有限公司。

鹽酸奈乙二胺 ? 天津渤化化學(xué)試劑有限公司;亞鐵氰化鉀（純度99.5%） ? 天津市光復(fù)精細化工研究所;亞硝酸鈉（純度98.5%） ? 山東?；A龍硝銨有限公司;乙酸鋅（99.9%）、硼酸鈉 ? 天津市致遠化學(xué)試劑有限公司;冰乙酸（純度99.5%） ? 天津市光復(fù)科技發(fā)展有限公司。

1.2 ? 儀器與設(shè)備

12臺式絞肉機 ? 上海賽璞電器有限公司;手動灌腸器 ? 廣東德福隆生物技術(shù)有限公司;煙熏爐 ? 改造自制;GY-TS_3.5Kw-B商用電磁爐 ? 佛山市國盈環(huán)保設(shè)備有限公司;JA2003電子天平 ? 上海浦春計量儀器有限公司;HH-S4恒溫水浴鍋 ? 江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠;UV1800紫外-可見光分光光度計 ? 上海菁華科技有限公司;DHG-9123A干燥箱、DHG-9123A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 ? 上海一恒科學(xué)儀器有限公司;SF-GL-16A高速冷凍離心機 ? 上海菲恰爾分析儀器有限公司。

1.3 ? 方法

1.3.1 ? 恰瑪古復(fù)合雞肉煙熏香腸加工工藝流程

1.3.2 ? 指標測定

1.3.2.1 ? 感官評定

將香腸編號后，隨機組織10 位專業(yè)人員進行感官評定，分別對香腸的口感、滋氣味、組織狀態(tài)和色澤指標進行感官評價[21-22]。每項指標滿分為10 分，最低為0 分，加權(quán)系數(shù)分別為口感0.3、滋氣味0.3、組織狀態(tài)0.2、色澤0.2[23-25]，評分標準如表1所示。

1.3.2.2 ? 亞硝酸鹽殘留量測定

標準曲線的繪制：分別準確量取0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5、2.0、2.5 mL 200 μg/mL亞硝酸鈉標準溶液于50.0 mL容量瓶中，加入2.0 mL 4 g/L對氨基苯磺酸溶液，搖勻后加入1.0 mL 2 g/L鹽酸奈乙二胺溶液，蒸餾水定容后混合均勻，靜置15 min，測定溶液在538 nm波長處的吸光度;以吸光度為縱坐標（y），以亞硝酸鹽含量（mg/kg）為橫坐標（x），繪制標準曲線[26-27]。得到亞硝酸鹽含量的標準曲線為y=0.017 3x-0.002 1（R2=0.999）。

樣品亞硝酸鹽殘留量測定：精確稱取5.0 g樣品，加入少量蒸餾水充分研磨，然后倒入盛有12.5 mL飽和硼砂溶液的小燒杯中，攪拌均勻后用300 mL 70 ℃蒸餾水將燒杯中的樣液沖洗進500 mL容量瓶中，然后將其置于95 ℃水浴鍋中水浴15 min;冷卻至室溫后加入5 mL 106 g/L亞鐵氰化鉀溶液，攪拌均勻后加入5 mL 220 g/L乙酸鋅溶液，用蒸餾水定容，靜置30 min;過濾，取40 mL上清液按照標準曲線繪制的步驟進行檢測，并測定吸光度。并按式（1）計算。

式中：X為亞硝酸鹽含量/（mg/kg）;m1為樣液中亞硝酸鹽質(zhì)量/μg;m為試樣質(zhì)量/g;V1為測定用樣液體積/mL;V0為試樣處理液總體積/mL。

1.3.2.3 ? 持水性測定

將恰瑪古復(fù)合雞肉煙熏香腸切成3 mm×3 mm×3 mm的碎末，稱取3 g，置于裝有30%棉花的離心管內(nèi)，2 000 r/min離心20 min，測定其失水量;另取3 g香腸碎末置于105 ℃烘箱中，測定其水分含量[28-29]。香腸持水性按式（2）計算。

式中：X1為香腸總水分含量/%;X2為香腸離心出的水分含量/%。

1.3.2.4 ? pH值測定

參照GB 5009.237—2016《食品安全國家標準 食品pH值的測定》[30]。

1.3.2.5 ? 蒸煮損失率測定

將恰瑪古復(fù)合雞肉煙熏香腸切至碎末，取2 g加入蒸煮損失袋中密封，在80 ℃水浴鍋中水浴加熱至中心溫度為75 ℃，取出樣品，放入干燥器中，待樣品冷卻至室溫后稱質(zhì)量。蒸煮損失率按式（3）計算。

式中：m1為蒸煮前香腸質(zhì)量/g;m2為蒸煮后香腸質(zhì)量/g。

1.3.3 ? 單因素試驗設(shè)計

1.3.3.1 ? 食鹽添加量的確定

選擇食鹽添加量分別為雞肉質(zhì)量的0.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%，然后加入0.4%孜然粉、0.3%五香粉、3%白砂糖、15%冰水，攪拌均勻，覆蓋保鮮膜放入冰箱中冷藏腌制20 h;再加入8%恰瑪古、8%玉米淀粉，在（80±3） ℃水中煮制20 min，取出晾干后煙熏2 h，進行3 組平行實驗。通過對香腸亞硝酸鹽殘留量、感官評分、pH值、蒸煮損失率和持水性的分析確定最佳食鹽添加量。

1.3.3.2 ? 恰瑪古添加量的確定

選擇上述最優(yōu)食鹽添加量，然后加入0.4%孜然粉、0.3%五香粉、3%白砂糖、15%冰水，攪拌均勻，覆蓋保鮮膜放入冰箱中冷藏腌制20 h;選擇恰瑪古添加量分別為0%、2%、4%、6%、8%、10%、12%，再加入8%玉米淀粉，在（80±3） ℃水中煮制20 min，取出晾干后煙熏2 h，進行3 組平行實驗。通過對香腸亞硝酸鹽殘留量、感官評分、pH值、蒸煮損失率和持水性的分析確定最佳恰瑪古添加量。

1.3.3.3 ? 煙熏時間的確定

選擇上述最優(yōu)食鹽添加量，加入0.4%孜然粉、0.3%五香粉、3%白砂糖、15%冰水，攪拌均勻，覆蓋保鮮膜放入冰箱中冷藏腌制20 h;再加入8%恰瑪古、8%玉米淀粉，在（80±3） ℃水中煮制20 min，控制煙熏時間分別為0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 h，進行3 組平行實驗。通過對香腸亞硝酸鹽殘留量、感官評分、pH值、蒸煮損失率和持水性的分析確定最佳煙熏時間。

1.3.4 ? 響應(yīng)面試驗設(shè)計

響應(yīng)面設(shè)計因素編碼及水平如表2所示。

1.4 ? 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS軟件對數(shù)據(jù)進行顯著性分析，顯著性水平均為P<0.05;采用Design-Expert 11軟件進行響應(yīng)面設(shè)計及結(jié)果數(shù)據(jù)分析。

2 ? 結(jié)果與分析

2.1 ? 單因素試驗結(jié)果

2.1.1 ? 食鹽添加量對恰瑪古復(fù)合雞肉煙熏香腸的影響

由表3可知：食鹽添加量對恰瑪古復(fù)合雞肉煙熏香腸的亞硝酸鹽殘留量、持水力及感官評分影響顯著（P<0.05），而對香腸的蒸煮損失率、pH值影響不顯著（P>0.05）;當食鹽添加量為0.0%時，由于煙熏過程的發(fā)生，肉類也會產(chǎn)生一定量的亞硝酸鹽，隨著食鹽添加量的增加，亞硝酸鹽殘留量呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，在食鹽添加量為3.0%時，恰瑪古復(fù)合雞肉煙熏香腸的亞硝酸鹽殘留量最低，這可能是由于隨著食鹽添加量的增加，有助于形成低pH值環(huán)境，對亞硝酸鹽的分解有一定的促進作用，但是高鹽含量會造成細胞脫水，降低HNO2的復(fù)分解反應(yīng)[31];恰瑪古復(fù)合雞肉煙熏香腸持水力和感官評分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，在食鹽添加量為3.0%時，持水力和感官評分均達到最大值，這主要是由于隨著食鹽添加量的增加，香腸中的水分在制作過程中越來越多地析出，當達到一定程度之后，由于香腸過度失水，造成香腸結(jié)構(gòu)緊致，失水也相對較少，因此持水力呈現(xiàn)下降趨勢;過高的食鹽添加量會造成香腸過咸，感官評分也會下降。綜合以上因素，食鹽添加量為3.0%較為合適。

2.1.2 ? 恰瑪古添加量對恰瑪古復(fù)合雞肉煙熏香腸的影響

由表4可知：恰瑪古添加量對恰瑪古復(fù)合雞肉煙熏香腸亞硝酸鹽殘留量、持水力、感官評分影響顯著（P<0.05），而對香腸的蒸煮損失率、pH值影響不顯著（P>0.05）;恰瑪古添加量的變化對香腸的亞硝酸鹽殘留量影響顯著，主要是由于恰瑪古是一種堿性食物，會與食鹽所產(chǎn)生的低pH值環(huán)境形成一定的中和，當恰瑪古添加量為0%時，由于加入了適當?shù)氖雏}及煙熏過程的發(fā)生，亞硝酸鹽殘留仍存在，但隨著恰瑪古添加量的逐漸增加，低pH值環(huán)境會使亞硝酸鹽的分解逐漸變緩慢，并逐漸趨于平穩(wěn)[32-33];恰瑪古復(fù)合雞肉煙熏香腸持水力隨著恰瑪古添加量的增加呈現(xiàn)持續(xù)下降的趨勢，這主要是由于恰瑪古中含有大量水分，因此離心出的水分含量過高，造成大量失水;恰瑪古復(fù)合雞肉煙熏香腸感官評分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，開始時，隨著恰瑪古的添加，其獨特風(fēng)味使香腸滋味相對較好，感官評分逐步升高，但是添加量超過10%后開始出現(xiàn)較為濃厚的恰瑪古味道，讓人難以接受，并且過多的顆粒狀恰瑪古會對香腸的結(jié)構(gòu)造成一定損害。綜合以上因素，恰瑪古添加量10%較為合適。

2.1.3 ? 煙熏時間對恰瑪古復(fù)合雞肉煙熏香腸的影響

由表5可知：煙熏時間對恰瑪古復(fù)合雞肉煙熏香腸亞硝酸鹽殘留量、持水力、pH值及感官評分影響顯著（P<0.05），而對香腸的蒸煮損失率影響不顯著（P>0.05）;當煙熏時間為0 h時，香腸中的鹽分在制作過程中產(chǎn)生少量亞硝酸鹽，隨著煙熏時間的增加，亞硝酸鹽殘留量從開始的平穩(wěn)到逐步上升，上升速率一直趨于相對平穩(wěn)的狀態(tài)，這主要是由于隨著煙熏時間的增加，香腸水分含量逐漸降低，香腸會發(fā)生發(fā)色反應(yīng)，消耗部分亞硝酸鹽，因此亞硝酸鹽殘留量增加緩慢，煙熏時間增加的同時，香腸失水量也逐步上升，亞硝酸鹽殘留量逐漸上升[34];恰瑪古復(fù)合雞肉煙熏香腸持水力隨煙熏時間的增加逐漸呈上升趨勢，這主要是由于隨著煙熏時間的增加，香腸自由水含量越來越少，因此離心出的水分也逐漸變少，其持水力逐漸增強;恰瑪古復(fù)合雞肉煙熏香腸感官評分隨煙熏時間的增加呈先上升后下降的趨勢，這主要是由于過長時間的煙熏會造成香腸味道變質(zhì)，并且色澤也會變黑。因此，選擇煙熏時間2 h較為合適。

2.2 ? 響應(yīng)面優(yōu)化試驗結(jié)果及分析

為獲得更高品質(zhì)的恰瑪古復(fù)合雞肉煙熏香腸，對香腸的亞硝酸鹽殘留量、持水力及感官評分進行加權(quán)，分配權(quán)重系數(shù)分別為0.6、0.2、0.2，然后計算加權(quán)指標，得到的響應(yīng)面優(yōu)化試驗結(jié)果如表6所示。

由表7可知，模型的P值為0.005 2，呈極其顯著水平，并且所得出的失擬項不顯著，表明所選用的二次模型是有效的，方法有效，根據(jù)決定系數(shù)為94.06%，校正決定系數(shù)為90.63%可以看出，模型的擬合度較好，對結(jié)果的預(yù)測有效。模型中一次項X1、X3影響顯著，X2影響不顯著，交互項X1X2、X1X3、X2X3影響均不顯著，二次項X12、X22、X32均影響顯著?；貧w方程為加權(quán)指標=0.235 0+0.004 5X1+0.000 5X2+0.002 2X3+0.000 5X1X2-0.002 0X1X3+0.000 5X2X3+10.004 2X12+0.005 2X22+0.003 8X32。

對各變量的交互作用對恰瑪古復(fù)合雞肉煙熏香腸加權(quán)指標的影響進行響應(yīng)面分析。由圖1～3所示，綜合來看，任意2 個因素之間都存在明顯的交互作用，并且最優(yōu)值落點均在試驗考察的區(qū)域范圍之內(nèi)。

2.3 ? 工藝參數(shù)優(yōu)化及模型的驗證

運用Design-Expert分析軟件可知，恰瑪古復(fù)合雞肉煙熏香腸的最佳工藝條件為食鹽添加量2.98%、恰瑪古添加量9.89%、煙熏時間2.43 h，此時香腸的亞硝酸鹽殘留量為11.33 mg/kg，持水力為93.43%、感官評分為9.16 分，符合國標肉灌腸類食品的工藝要求。結(jié)合實際條件，調(diào)整煙熏時間為2.4 h進行3 次平行驗證實驗，得出香腸的亞硝酸鹽殘留量為11.18 mg/kg、持水力為93.83%、感官評分為8.99 分，接近模型預(yù)測值。因此，本研究的模型具有實際意義。

3 ? 結(jié) ?論

通過Box-Behnken響應(yīng)曲面設(shè)計，對恰瑪古復(fù)合雞肉煙熏香腸的最佳工藝配方進行優(yōu)化，以食鹽添加量、恰瑪古添加量和煙熏時間為自變量，亞硝酸鹽殘留量、持水力、感官評分及加權(quán)指標為因變量建立回歸模型，且通過驗證實驗確保了模型的可靠性。由模型確定恰瑪古復(fù)合雞肉煙熏香腸的食鹽添加量為2.98%、恰瑪古添加量為9.89%、煙熏時間調(diào)整后為2.4 h，此時香腸的亞硝酸鹽殘留量最低、持水力較好、感官評分較高。

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