黃原膠對黑豆豆腐牛肉丸的品質影響研究

劉樹萍，張佳美，李樂桐，陸家慧，蘇曉文

(哈爾濱商業(yè)大學 旅游烹飪學院，哈爾濱 150028)

牛肉丸具有低膽固醇、高蛋白質的優(yōu)良性狀，這使得牛肉丸類制品倍受青睞[1]。在探索牛肉丸的過程中，有很多研究人員對牛肉丸的品質改進提供了實驗理念和可行方案，李應蘭等[2]對添加了黃花菜粉的牛肉丸進行研究，發(fā)現(xiàn)當黃花菜粉添加量為20%時，牛肉丸的評分最高。

黑豆豆腐擁有黑豆獨特的豆香味，同時也兼具內(nèi)酯豆腐的口感和味道，比黃豆制作的豆腐更具營養(yǎng)價值，其中綠心的黑豆制作的黑豆豆腐營養(yǎng)價值更高。將黑豆豆腐添加至牛肉丸中可以使肉丸的口感和營養(yǎng)更加豐富，但可能會對肉丸的乳化性等品質產(chǎn)生不良影響。

黃原膠是一種多糖，添加在食品中能夠改善產(chǎn)品的質地、黏度、風味和外觀，除此之外，黃原膠還能用作乳化劑和增塑劑，提高產(chǎn)品的流變性和韌性[3]。李湘鑾等[4]通過探究食品添加劑對反復凍融豬肉的影響發(fā)現(xiàn)，黃原膠能夠極大地提高豬肉的保水性并且降低其蒸煮損失；孔曉雪等[5]通過探究乳化劑在香腸中的應用發(fā)現(xiàn)，黃原膠與其他蛋白復配能夠有效改善其乳化穩(wěn)定性。因此，本研究在黑豆豆腐牛肉丸中添加一定量黃原膠，探究在其不同添加量下各指標的變化情況，以期改良黑豆豆腐牛肉丸的品質，并為相關食品的開發(fā)提供一定的參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

黑豆(烏皮青仁豆)：北京金禾綠源商貿(mào)有限公司；牛肉：購于哈爾濱市世茂大道大潤發(fā)超市；淀粉：遼寧帝華味精食品有限公司；胡椒粉：江蘇吉得利食品有限公司；精制低鈉鹽：中國鹽業(yè)集團有限公司；黃原膠：河南萬邦化工科技有限公司。

1.2 試劑

硫酸銅、硫酸鉀、硫酸、鹽酸、氫氧化鈉、甲基紅指示劑、溴甲酚綠指示劑、亞甲基藍指示劑、硼酸、石油醚、乙醇：均為分析純，均購于哈爾濱市南崗區(qū)百大實驗室器具經(jīng)銷部。

1.3 主要儀器與設備

C22-WT2203電磁爐 美的電器有限公司；HX-PB1058料理機 佛山市海迅電器有限公司；JD200-3電子天平 沈陽天平儀器有限公司；BPG-9070A精密鼓風干燥箱 上海一恒科學儀器有限公司；SH220N石墨消解儀、K9860全自動凱氏定氮儀 山東海能科學儀器有限公司；SZF-06A索氏提取器 浙江托普儀器有限公司；TA-XT Plus物性測定儀 英國SMS公司；HH-4恒溫水浴鍋 上海力辰邦西儀器科技有限公司；H1850R醫(yī)用離心機 湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司；CM-700D色差儀 柯尼卡美能達辦公系統(tǒng)(中國)有限公司；Inose電子鼻 上海瑞玢國際貿(mào)易有限公司；FE28 pH計 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；NM120-Analyst核磁共振食品成像分析儀 上海紐邁電子科技有限公司。

1.4 試驗方法

1.4.1 黑豆豆腐牛肉丸制備

黑豆豆腐制作工藝流程：黑豆浸泡一夜→清洗→磨成豆?jié){→過濾→煮沸→添加氯化鎂點漿→凝固0.5 h→過濾→放入模具中壓制30 min→成型。

黑豆豆腐牛肉丸制作工藝流程：牛肉絞碎→加入鹽、胡椒粉、淀粉→加入豆腐→分成不同的份數(shù)→加入黃原膠→制成肉糜→擠成肉丸→沸水煮熟→冷藏保存。

1.4.2 試驗設計

將不同添加量(0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)的黃原膠添加至黑豆豆腐牛肉丸中，與空白對照組相比，探究不同添加量的黃原膠對黑豆豆腐牛肉丸品質的影響，并通過對感官評價、質構、色澤、出品率、水分含量、蛋白質含量、脂肪含量、蒸煮損失率及乳化穩(wěn)定性、水分遷移的測定，最終確定黑豆豆腐牛肉丸中黃原膠的最適添加量。

1.5 指標測定

1.5.1 感官評價

邀請10位經(jīng)過培訓的烹飪專業(yè)人員對試驗樣品進行感官評價，將需要對比的不同黑豆豆腐牛肉丸樣品進行隨機編號，請參加感官評價的人員從色澤、香氣、滋味、口感、多汁性和組織狀態(tài)6個方面進行全面綜合的評價，然后給出分數(shù)，計算黑豆豆腐牛肉丸的平均得分，感官評價標準見表1。

表1 黑豆豆腐牛肉丸感官評分標準Table 1 Sensory scoring standard of beef meatballs with black soybean tofu

1.5.2 質構特性

參考李興華等[6]的方法并稍作修改。將熟制后冷卻的待測黑豆豆腐牛肉丸切成1 cm3的立方體進行測量。參數(shù)設定： 探頭型號選擇P/50，壓縮形變30%，回升高度50 mm，測試前速率為5 mm/s，測試速率為60 mm/min，測試后速率為5 mm/s，起始力為0.5 N。

1.5.3 色澤測定

將黑豆豆腐牛肉丸切成厚度為1 cm的薄片，使用校準完畢的色差儀進行測量，選擇O/D測試頭測定。記錄其中的L*、a*、b*、△E的數(shù)值。

1.5.4 水分含量測定

水分含量采用直接干燥法測定[7]。將待測的黑豆豆腐牛肉丸切割成小塊，放入洗凈并干燥的稱量瓶中，將稱量瓶放入80 ℃的干燥箱中，加熱8 h后將稱量瓶取出，置于干燥器內(nèi)冷卻0.5 h，再進行稱量，重復上述步驟直至兩次稱量結果變化較小(2 mg)或者不再變化后，結束干燥，記錄試驗數(shù)據(jù)。計算公式如下：

X=(m1-m2)/(m1-m3)×100%。

式中：m1為干燥器和所稱取的黑豆豆腐牛肉丸的質量,g；m2為干燥器和所稱取的黑豆豆腐牛肉丸干燥后且干燥至恒重時的質量,g；m3為干燥器的質量,g；X為黑豆豆腐牛肉丸中水分含量。

1.5.5 蛋白質含量測定

蛋白質含量采用全自動凱氏定氮法測定[8]。準確稱取2 g肉丸樣品，置于消化管內(nèi)，加入0.4 g硫酸銅與6 g硫酸鉀，并加入20 mL濃硫酸。將稱取好的樣品于消化爐上進行消化。消化爐溫度達到420 ℃后，繼續(xù)消化1 h。取出冷卻后于自動凱氏定氮儀上實現(xiàn)自動加液、蒸餾、滴定和記錄滴定數(shù)據(jù)的過程。

1.5.6 脂肪含量測定

脂肪含量使用索氏提取儀測定[9]。準確稱取肉丸2 g，用濾紙包裹并用線纏好，放入抽提筒內(nèi)，杯底鋪好脫脂棉。在已烘干至恒重的接收瓶中加入適量石油醚，將接收瓶及抽提筒與儀器連接，水浴加熱并于90 ℃抽提6 h，最后取下接收瓶，將冷凝管中的石油醚回收，接收瓶在105 ℃下烘干1 h，于干燥皿中冷卻至常溫后，稱重。計算公式如下：

X=(m1-m0)/m2×100%。

式中：m0為接收瓶的質量,g；m1為恒重后接收瓶和脂肪的質量,g；m2為試樣的質量,g；X為黑豆豆腐牛肉丸中脂肪含量。

1.5.7 出品率測定

先記錄用料的總量(生制時黑豆豆腐、牛肉、鹽、淀粉和胡椒粉的實際用量)，再按照工藝步驟制作黑豆豆腐牛肉丸并煮熟，靜置放涼，之后稱重并記錄，進行出品率的計算。計算公式如下：

X=m2/m1×100%。

式中：m1為熟制后黑豆豆腐牛肉丸的質量,g；m2為黑豆豆腐牛肉丸的基礎用量,g；X為出品率。

1.5.8 蒸煮損失率和乳化穩(wěn)定性測定

參考姜帥等[10]的方法并稍作修改。在50 mL離心管(質量記為m0)中加入一定質量的肉糜，以4 000 r/min離心5 min，然后在70 ℃水浴條件下加熱30 min，取出冷卻，以6 000 r/min離心10 min，將游離出來的液體倒入燒杯中，最后將收集到的液體于105 ℃下加熱8 h。計算公式如下：

X1=(m1-m3)/(m1-m0)×100%，

X2=(m1+m2+m3+m4)/(m1-m0)×100%，

X3=(m4-m2)/(m1-m0)×100%。

式中：m1為肉糜的質量,g；m2為燒杯的質量,g；m3為離心管和肉糜的質量,g；m4為加熱后的總質量,g；X1為蒸煮損失率；X2為水分損失率；X3為脂肪損失率。

1.5.9 低場核磁共振(LF-NMR)水分遷移測定

參考馬瑩等[11]的方法并稍作修改。將樣品切成0.5 cm3的立方體放入玻璃管中，操作參數(shù)：TW=3 000 ms，TE=0.5 ms，NECH=6 000，NS=1，TE=0.22，SW=100 kHz,RG1=20.0，DRG1=3。

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用Origin 8.0軟件繪圖，運用IBM SPSS Statistics 23軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計及顯著性分析，不同小寫字母表示差異達到P<0.05水平，每組試驗平行測定3次，結果以“平均值±標準差”表示。

2 結果與分析

2.1 黃原膠對黑豆豆腐牛肉丸感官品質的影響

表2 黃原膠對黑豆豆腐牛肉丸感官評分的影響Table 2 Effect of xanthan gum on sensory scores of beef meatballs with black soybean tofu

由表2可知，黃原膠添加量為0.3%時，各指標的評分都高于其他試驗組，隨著黃原膠添加量的增加，色澤、香氣、滋味、口感、多汁性和組織狀態(tài)的感官評分均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，在黃原膠添加量為0.3%時達到最高。由于黃原膠和水及調味料結合，隨著其添加量的增加，肉丸的膠黏性也增加，但是過多的黃原膠可能會導致肉糜與水和調味料不能較好融合，反而會破壞其原有的結構，使得肉質變差、表面暗淡，最終導致感官評分下降[12]。因此結合數(shù)據(jù)來看，黃原膠的最適添加量為0.3%。

2.2 黃原膠對黑豆豆腐牛肉丸質構特性的影響

表3 黃原膠對黑豆豆腐牛肉丸質構特性的影響Table 3 Effect of xanthan gum on texture characteristics of beef meatballs with black soybean tofu

由表3可知，咀嚼性、硬度和膠黏性均有顯著性差異，黏附性、內(nèi)聚性、彈性顯著性差異較小。因此，咀嚼性、硬度和膠黏性是黃原膠影響黑豆豆腐牛肉丸的重要指標，黏附性、內(nèi)聚性、彈性為次要指標。隨著黃原膠添加量的增加，咀嚼性、硬度和膠黏性呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，內(nèi)聚性和彈性呈現(xiàn)先上升后下降之后趨于平穩(wěn)的趨勢。在黃原膠添加量為0.3%時咀嚼性、彈性、硬度和膠黏性達到峰值。在膠黏性達到峰值的同時，牛肉丸的硬度、彈性和咀嚼性也最高，可能是由于黃原膠的添加使肉蛋白的膠體結構更加緊密[13]。膠黏性是自身的膠合力，黏附性是對其他物品的附著力[14]。因此黃原膠添加量為0.3%時，膠黏性最大，黏附性反而小。

2.3 黃原膠對黑豆豆腐牛肉丸色澤的影響

表4 黃原膠對黑豆豆腐牛肉丸色澤的影響Table 4 Effect of xanthan gum on color of beef meatballs with black soybean tofu

由表4可知，△E有顯著性的差異，a*和L*顯著性差異較小，b*沒有呈現(xiàn)出顯著性差異，其中△E為重要指標。隨著黃原膠添加量的增加，紅綠色和明亮度差異較小，藍黃色無顯著性差異，色差呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢。黃原膠的膠黏性使肉糜相互膠黏在一起，所以色差值下降，但是黃原膠過量會破壞結構，無法讓其成為一個整體，反而容易分散，肉糜重疊和分散產(chǎn)生的空隙導致了色差的產(chǎn)生，因此數(shù)值增大[15]。在黃原膠添加量為0.3%時色差值最小，肉丸最均勻，呈現(xiàn)的效果最好。

2.4 黃原膠對黑豆豆腐牛肉丸基本成分的影響

表5 黃原膠對黑豆豆腐牛肉丸基本成分的影響Table 5 Effect of xanthan gum on the basic constituents of beef meatballs with black soybean tofu %

由表5可知，水分含量具有顯著性差異。隨著黃原膠添加量的增加，水分含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。添加黃原膠能夠增強整個體系的持水能力[16]，黃原膠和水可以結合成凝膠的狀態(tài)，鎖住水分，但會達到峰值；由于黃原膠的側鏈結構，加入過量的黃原膠反而會破壞膠黏的網(wǎng)絡結構[17]。在黃原膠添加量為0.3%時水分含量最多；蛋白質含量也呈現(xiàn)先升后降的趨勢，可能是由于添加黃原膠能夠使肉丸蛋白質結構較穩(wěn)定，但當添加過量的黃原膠時，肉糜不能與其充分融合，在加工過程中可能造成蛋白質損失；脂肪含量隨著黃原膠添加量的增加而增多，可能是由于添加黃原膠能更好地形成三維網(wǎng)狀結構，因此一定程度上提高了肉糜的保油性[18]。

2.5 黃原膠對黑豆豆腐牛肉丸出品率的影響

圖1 黃原膠對黑豆豆腐牛肉丸出品率的影響Fig.1 Effect of xanthan gum on the yield of beef meatballs with black soybean tofu注：小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)。

由圖1可知，隨著黃原膠添加量的增加，黑豆豆腐牛肉丸的出品率呈現(xiàn)先升后降的趨勢，并且在黃原膠添加量為0.3%時出品率最高。添加黃原膠能夠改善從肉糜到肉丸過程中的一體性，但添加量過少或過多都不利于出品率的提高。黃原膠的溶脹能力高，吸附能力強[19]。牛肉糜在制作過程中需要使用較多的容器，牛肉糜的膠黏性大、黏附性小是較好的狀態(tài)，能夠讓牛肉糜不容易因掛壁和蒸煮產(chǎn)生較大的損失，試驗結果與質構測定的結果相吻合。

2.6 黃原膠對黑豆豆腐牛肉丸蒸煮損失率和乳化穩(wěn)定性的影響

表6 黃原膠對肉糜蒸煮損失率和乳化穩(wěn)定性的影響Table 6 Effect of xanthan gum on cooking loss rate and emulsion stability of beef meatballs with black soybean tofu %

由表6可知，隨著黃原膠添加量的增加，蒸煮損失率呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，在黃原膠添加量為0.3%時，蒸煮損失率最低，可能是由于黃原膠形成的膠黏結構隨著含量的上升先升后降，膠黏結構有助于鎖住牛肉丸中的肉糜，使其不易分散，所以損失率下降，但是加入的黃原膠過多或過少，肉糜之間彼此會變得黏滑或各自成塊，導致無法更好地粘連在一起，從而造成了損失。孫健等[20]研究表明添加黃原膠能夠使產(chǎn)品有較好的保水、保油性質，因此水分和脂肪損失率均隨著黃原膠添加量的增加而降低。

2.7 黃原膠對黑豆豆腐牛肉丸水分遷移的影響

表7 黃原膠對黑豆豆腐牛肉丸水分分布的影響Table 7 Effect of xanthan gum on moisture distribution of beef meatballs with black soybean tofu

續(xù) 表

圖2 不同黃原膠添加量的黑豆豆腐牛肉丸核磁共振波譜Fig.2 NMR spectra of beef meatballs with black soybean tofu with different addition amounts of xanthan gum

由表7和圖2可知，隨著黃原膠添加量的增加，T21、T22位置左移，當黃原膠添加量為0.5%時出現(xiàn)右移，并且由峰面積可知，添加黃原膠能使肉丸中的水分自由度變低，結合水增多，使肉丸不易失去水分，但是添加更多的黃原膠并不會使結合水持續(xù)增加[21]。T23的位置先左移后右移，峰面積先增大后減小，轉折點為0.3%，當添加過量黃原膠時，自由水的峰面積和不易流動水的峰面積呈現(xiàn)相同的趨勢，表明肉丸的不易流動水和自由水隨著黃原膠添加量的增加先增多后減少[22]。整體來看，對照組與試驗組差距較大，可見黃原膠對黑豆豆腐牛肉丸的內(nèi)部水分變化有明顯的影響。

3 結論

本文主要探究了添加不同量黃原膠對黑豆豆腐牛肉丸品質的影響。研究結果表明，添加黃原膠可以提高肉丸的咀嚼性與彈性，在一定程度上提高出品率、水分含量、蛋白質含量及脂肪含量，并且能有效改善肉丸的蒸煮損失率和色差，使黑豆豆腐牛肉丸的綜合品質得到較好的提升。與空白對照組相比，當黃原膠添加量為 0.3%時，肉丸的各方面感官評分都最高，水分含量和蛋白質含量分別達到峰值，蒸煮損失最低，T2圖譜峰面積達到最大值。因此綜合考慮，黃原膠添加量為0.3%時能較好地改善黑豆豆腐牛肉丸的品質。