復(fù)合保水劑對(duì)乳化腸保水性保油性的影響

（江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院，江蘇泰州225300）

低溫乳化腸是通過(guò)腌制、斬拌、灌裝、熏制、蒸煮等工藝加工而成的一種常見(jiàn)的西式低溫肉制品，有良好的質(zhì)構(gòu)特性和方便的食用性，這類產(chǎn)品品種繁多，深得消費(fèi)者青睞，但制品易出油、出水。為改善產(chǎn)品的保水性保油性，常采取一定的措施來(lái)避免這一現(xiàn)象的發(fā)生。例如，李亮[1]研究了乳清蛋白、大豆蛋白、膠原蛋白等以蛋白質(zhì)為基質(zhì)的脂肪替代品，輔以各種膠體類和乳糖、檸檬酸等物料對(duì)乳化腸品質(zhì)的影響；李君珂等[2]研究發(fā)現(xiàn)芋頭與卡拉膠進(jìn)行復(fù)合使用，能夠發(fā)揮兩者間的協(xié)同互補(bǔ)作用，使豬肉餅保水率、保油率顯著提高。富含膳食纖維和黏性多糖的芋頭，糊化后有一定的凝膠性；卡拉膠能與蛋白質(zhì)聚集形成蛋白質(zhì)膠束，具有良好的凝膠性；凝膠性是大豆蛋白的一種重要特性[3]；有報(bào)道異抗壞血酸鈉在肉制品-2℃有減緩脂肪氧化的效果，延長(zhǎng)肉制品的保藏期[4-5]。目前國(guó)內(nèi)關(guān)于芋頭的研究多側(cè)重在加工保鮮方面，很少涉及對(duì)肉糜產(chǎn)品保水性保油性的影響，為發(fā)揮芋頭、卡拉膠、異抗壞血酸鈉和大豆分離蛋白協(xié)同互補(bǔ)作用[3]，本研究以熏煮香腸為載體，研究芋頭、卡拉膠、大豆分離蛋白和異抗壞血酸鈉對(duì)熏煮香腸保水性保油性的影響，為芋頭在肉制品中的應(yīng)用提供重要的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮去皮豬后腿肉和肥膘：大潤(rùn)發(fā)超市；興化龍香芋：市購(gòu)；食鹽（食品級(jí)）：蘇鹽集團(tuán)；大豆分離蛋白（食品級(jí)）：谷神生物科技集團(tuán)有限公司；卡拉膠（食品級(jí)）：山東谷碩生物科技有限公司；異抗壞血酸鈉：（食品級(jí)）：江西華豫源生物科技有限公司。

JY60電子天平：上海精密科學(xué)儀器有限公司；A VANTIJ-15R高速冷凍離心機(jī)：美國(guó)貝克曼庫(kù)爾特；CM-14型斬拌機(jī)、EC-12型灌腸機(jī)：美國(guó)MAIVCA；HWS24型電熱恒溫水浴鍋：濟(jì)南啟科儀器設(shè)備有限公司。

1.2 乳化腸生產(chǎn)工藝流程

修整后豬肉→低速斬拌→加入芋頭、卡拉膠和大豆分離蛋白等→絞碎→斬拌→灌腸→熏制（85℃，3 h）→產(chǎn)品→冷卻冷藏（4℃）[6]

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以保水性、保油性和感官評(píng)定為指標(biāo)，分別改變芋頭、卡拉膠、大豆分離蛋白和異抗壞血酸鈉添加比例等參數(shù)，通過(guò)單因素試驗(yàn)和中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)各因素對(duì)成品品質(zhì)的影響。

1.3.1 基礎(chǔ)配方

肥瘦比1∶4、復(fù)合硝酸鈉0.015%、食鹽2.5%、生姜粉0.18%、白胡椒0.2%、蔗糖1%、八角粉0.1%、異抗壞血酸鈉0.05%、小茴香粉0.1%、大蒜末0.1%、冰水30%、復(fù)合磷酸鹽0.3%。

1.3.2 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.2.1 芋頭添加量對(duì)成品品質(zhì)的影響

固定卡拉膠0.5%、大豆分離蛋白5%、異抗壞血酸鈉0.06%，考察芋頭添加量分別為3%、5%、7%、9%、11%對(duì)成品品質(zhì)的影響。

1.3.2.2 卡拉膠添加量對(duì)成品品質(zhì)的影響

固定芋頭7%、大豆分離蛋白5%、異抗壞血酸鈉0.06%，考察卡拉膠添加量分別為0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%對(duì)成品品質(zhì)的影響。

1.3.2.3 大豆分離蛋白添加量對(duì)成品品質(zhì)的影響

固定芋頭7%、卡拉膠0.5%、異抗壞血酸鈉0.06%，考察大豆分離蛋白添加量分別為1%、3%、5%、7%、9%對(duì)成品品質(zhì)的影響。

1.3.2.4 異抗壞血酸鈉添加量對(duì)成品品質(zhì)的影響

固定芋頭7%、卡拉膠0.5%、大豆分離蛋白5%，考察異抗壞血酸鈉添加量分別為0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%對(duì)成品品質(zhì)的影響。

1.3.3 Box-Benhnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以芋頭、卡拉膠、大豆分離蛋白、異抗壞血酸鈉4個(gè)因素為自變量，以感官評(píng)分為指標(biāo)，設(shè)計(jì)響應(yīng)面試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)見(jiàn)表1[7]。

表1 Box-Benhnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 1 Experimental design and variables levels for Box-Benhnken

1.4 乳化腸品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定

1.4.1 感官評(píng)定

感官評(píng)定小組由10位有經(jīng)驗(yàn)的教師和學(xué)生（男、女各5人）組成。評(píng)定員從組織形態(tài)、彈性、口感、風(fēng)味和總體可接受性5個(gè)方面對(duì)乳化腸打分。采用盲評(píng)計(jì)分方式進(jìn)行評(píng)定，評(píng)定人員禁止接觸交流，評(píng)定之前需用溫水漱口。乳化腸去除腸衣，切成5 mm厚的均勻薄片，隨機(jī)編碼，用于感官評(píng)價(jià)，評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 感官評(píng)分評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Standards for sensory evaluation

1.4.2 保水性的測(cè)定

將5.0g勻漿后的乳化腸肉糜在4℃下以3200r/min離心10 min。水分保留率為：

式中：M0為樣品處理前質(zhì)量，g；M1為離心前樣品與離心管的質(zhì)量，g；M2為離心后除去上清液后樣品與離心管的質(zhì)量，g[2]。

1.4.3 保油性的測(cè)定

參照孫健等[8]的方法，并略做修改。將樣品切成2 mm厚切片，稱重后放入蒸發(fā)皿中，倒入等量乙醚浸泡，設(shè)定溫度為80℃，待乙醚揮發(fā)完全后稱量皿重，增重即為肉樣的粗脂肪量，每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3次，計(jì)算平均值。則：

式中：M0為蒸發(fā)皿質(zhì)量，g；M1為樣品浸提前質(zhì)量，g；M2為樣品浸提乙醚揮發(fā)后蒸發(fā)皿與脂肪的質(zhì)量，g[8]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2010軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并繪制圖表，用Design Expert8.0.6進(jìn)行響應(yīng)面分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 保水性保油性配料的單因素試驗(yàn)

2.1.1 芋頭粉添加量對(duì)乳化腸品質(zhì)的影響

不同處理組乳化腸的水分保留率、脂肪保留率和感官評(píng)分如表3所示。

表3 不同芋頭粉添加量對(duì)乳化腸的影響Table 3 Effect of different amounts of taro on emulsified sausage quality

當(dāng)芋頭添加量低于7%時(shí)，水分保留率和脂肪保留率隨著添加量的增加而增加，當(dāng)芋頭添加量超過(guò)7%，水分保留率和脂肪保留率下降。水分保留率上升可能是芋頭中有可溶性膳食纖維，其化學(xué)結(jié)構(gòu)中含有很多親水基團(tuán)，從而具備較優(yōu)的保水性[2]。但是芋頭添加量超過(guò)7%時(shí)，芋頭淀粉熱穩(wěn)定性和凝沉性減弱，表現(xiàn)為保水性略微下降的趨勢(shì)；脂肪保留率下降可能是芋頭淀粉的熱穩(wěn)定性減弱。根據(jù)以上分析，芋頭粉添加量以7%左右為最適添加量。

2.1.2 卡拉膠添加量對(duì)乳化腸品質(zhì)的影響

不同處理組乳化腸的水分保留率、脂肪保留率和感官評(píng)分如表4所示。

表4 不同卡拉膠添加量對(duì)乳化腸的影響Table 4 Effect of different amounts of carrageenan on emulsified sausage quality

當(dāng)卡拉膠添加量低于0.5%時(shí)，水分保留率和脂肪保留率隨著添加量的增加而增加，水分保留率上升可能是含有強(qiáng)陰離子硫酸酯基團(tuán)的卡拉膠分子能和游離水形成氫鍵[9]；脂肪保留率上升可能是卡拉膠可以增強(qiáng)肉制品乳化穩(wěn)定性。但隨著卡拉膠添加量增加至0.5%，水分保留率和脂肪保留率差異不顯著。根據(jù)以上分析，卡拉膠添加量以0.5%左右為最適添加量。

2.1.3 大豆分離蛋白添加量對(duì)乳化腸品質(zhì)的影響

不同大豆分離蛋白添加量對(duì)乳化腸的影響如表5所示。

表5 不同大豆分離蛋白添加量對(duì)乳化腸的影響Table 5 Effect of different amounts of soybean protein isolate on emulsified sausage quality

添加大豆分離蛋白能提高產(chǎn)品的水分和脂肪穩(wěn)定性，具有較好的保水保油效果，可能是大豆分離蛋白屬于典型的氨基酸型表面活性劑，降低油、水的界面張力，能使脂肪和水形成穩(wěn)定的乳膠體系[10]。但大豆分離蛋白在7%～9%的添加濃度范圍內(nèi)，隨著添加濃度的提高反而導(dǎo)致水分保留率和脂肪保留率降低。根據(jù)以上分析，大豆分離蛋白添加量以5%左右為最適添加量。

2.1.4 異抗壞血酸鈉添加量對(duì)乳化腸品質(zhì)的影響

不同異抗壞血酸鈉添加量對(duì)乳化腸的影響如表6所示。

表6 不同異抗壞血酸鈉添加量對(duì)乳化腸的影響Table 6 Effect of different amounts of sodium erythorbate on emulsified sausage quality

添加異抗壞血酸鈉對(duì)提高產(chǎn)品的保水性和感官評(píng)分差異不顯著，可能其主要起到防止肉制品氧化變質(zhì)，在肉制品4℃保藏中有減緩脂肪氧化的效果。隨著異抗壞血酸鈉添加量的增加，保油性逐漸提高并在0.06%時(shí)達(dá)到最大值，可能是異抗壞血酸鈉為還原劑，通過(guò)還原肉中的二硫鍵為巰基，從而提高蛋白的功能性[10]。根據(jù)以上分析，異抗壞血酸鈉添加量以0.06%左右為最適添加量。

2.2 響應(yīng)曲面優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果分析

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

基于單因素試驗(yàn)結(jié)果，根據(jù)Box-Benhnken中心組合設(shè)計(jì)四因子三水平的響應(yīng)面試驗(yàn)，試驗(yàn)方案根據(jù)表1的因子與水平設(shè)計(jì)，試驗(yàn)方案及結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 Box-Benhnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Table 7 Results and experimental design of Box-Benhnken

續(xù)表7 Box-Benhnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Continue table 7 Results and experimental design of Box-Benhnken

使用Design-Expert8.0.6軟件對(duì)表7試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合，得到響應(yīng)值Y（感官評(píng)分）對(duì)影響乳化腸保水性保油性的關(guān)鍵因素（A、B、C、D）的二次多項(xiàng)回歸模型為：

方差分析結(jié)果見(jiàn)表8。

表8 響應(yīng)面試驗(yàn)方差分析Table 8 Analysis results of ANOVA of response surface experiment

如表8所示，F(xiàn)值為28.84，P值<0.000 1，表示該模型具有極顯著性差異。失擬項(xiàng)F值為5.47，且P值為0.054 3＞0.05，即方程失擬項(xiàng)表現(xiàn)不顯著，該模型回歸擬合良好。該模型R2=0.929 6，R2Adj=0.898 4，表明該模型可用于分析和預(yù)測(cè)乳化腸復(fù)合保水劑的感官評(píng)分。由F值大小可知，各因素對(duì)響應(yīng)值的影響強(qiáng)弱順序?yàn)椋河箢^添加量>卡拉膠添加量>異抗壞血酸鈉添加量>大豆分離蛋白添加量。A、B、C、D、AB、AD、BD、A2、B2、D2對(duì)指標(biāo)值的影響極顯著（P<0.01），C2對(duì)指標(biāo)值的影響顯著（P<0.05）。

2.2.2 響應(yīng)面交互作用分析

各因素交互作用的響應(yīng)面圖見(jiàn)圖1。

圖1 各因素交互作用的響應(yīng)面圖Fig.1 Response surface map of interaction of various factors

從圖1a可以看出，當(dāng)異抗壞血酸鈉和大豆分離蛋白均為零點(diǎn)時(shí)，芋頭和卡拉膠添加量?jī)烧咧g交互作用有一定的顯著性。當(dāng)卡拉膠添加量不變時(shí)，乳化腸的感官評(píng)分隨芋頭的增加呈現(xiàn)先上升后下降；同時(shí)，由等高線疏密程度可以判斷，芋頭添加量對(duì)乳化腸性感官評(píng)分的影響大于卡拉膠。

從圖1b、d可以看出，交互項(xiàng)AC、BD的交互作用對(duì)乳化腸性感官評(píng)分沒(méi)有顯著影響。

由圖1c可知，當(dāng)大豆分離蛋白和卡拉膠添加量均為零點(diǎn)時(shí)，芋頭和異抗壞血酸鈉添加量?jī)烧咧g交互作用有一定的顯著性。當(dāng)芋頭添加量不變時(shí)，乳化腸感官評(píng)分隨異抗壞血酸鈉增加呈現(xiàn)先升高后緩慢下降的趨勢(shì)；當(dāng)其值一定時(shí)，感官評(píng)分隨芋頭添加量的增加呈現(xiàn)先增加后緩慢下降的趨勢(shì)。同時(shí)，由等高線疏密程度可以判斷，芋頭添加量對(duì)乳化腸感官評(píng)分的影響較異抗壞血酸鈉添加比例的影響大。

從圖1e可以看出，當(dāng)芋頭和大豆分離蛋白添加量均為零點(diǎn)時(shí)，大豆分離蛋白和卡拉膠兩者之間交互作用有一定的顯著性。當(dāng)大豆分離蛋白不變時(shí)，隨著卡拉膠的增加，乳化腸感官評(píng)分呈現(xiàn)先上升再緩慢下降的趨勢(shì)；當(dāng)卡拉膠添加量不變時(shí)，感官評(píng)分隨著大豆分離蛋白添加量的增加先上升后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)。從感官評(píng)分的變化速率顯示，卡拉膠添加量對(duì)乳化腸感官評(píng)分的影響大于大豆分離蛋白添加量的影響。

從圖1f可以看出，當(dāng)芋頭和卡拉膠添加量均為零時(shí)，異抗壞血酸鈉和大豆分離蛋白添加量之間交互作用有一定的顯著性。當(dāng)異抗壞血酸鈉添加量不變時(shí)，乳化腸感官評(píng)分隨大豆分離蛋白的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，當(dāng)其增加到一定值時(shí)，感官評(píng)分降低的幅度較小；當(dāng)大豆分離蛋白添加量不變時(shí)，隨異抗壞血酸鈉添加量的增加，感官評(píng)分呈增加的趨勢(shì)，當(dāng)異抗壞血酸鈉添加量增加到一定值時(shí)，感官評(píng)分的變化趨于下降。從感官評(píng)分的變化速率顯示，異抗壞血酸鈉添加量對(duì)乳化腸感官評(píng)分的影響較大豆分離蛋白添加量的影響大。

2.2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

經(jīng)優(yōu)化，乳化腸復(fù)合保水性保油性最優(yōu)配方：芋頭添加量7.03%、卡拉膠添加量0.54%、大豆分離蛋白添加量5.12%、異抗壞血酸鈉添加量0.06%，在此條件下得到乳化腸的感官評(píng)分預(yù)測(cè)值為45.63。為驗(yàn)證響應(yīng)面法的可行性，采用上述優(yōu)化最佳條件進(jìn)行乳化腸的驗(yàn)證性試驗(yàn)，并通過(guò)3組平行試驗(yàn)，乳化腸的感官評(píng)分分別為 45.40、45.70、45.10，平均感官評(píng)分為45.40，其相對(duì)誤差不到1%，表明該模型擬合度好，用Box-Benhnken響應(yīng)面法分析乳化腸保水性保油性的配方是可行的。

3 結(jié)論

采用Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)，通過(guò)單因素試驗(yàn)和中心組合試驗(yàn)，以感官評(píng)分為響應(yīng)值，研究各因素對(duì)乳化腸保水性保油性的影響，得到乳化腸保水性保油性最佳的工藝條件：芋頭添加量7.03%、卡拉膠添加量0.54%、大豆分離蛋白添加量5.12%、異抗壞血酸鈉添加量0.06%時(shí)，驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果與模型結(jié)果非常接近，該模型合理可靠。