（江蘇農牧科技職業(yè)學院，江蘇泰州225300）

低溫乳化腸是通過腌制、斬拌、灌裝、熏制、蒸煮等工藝加工而成的一種常見的西式低溫肉制品，有良好的質構特性和方便的食用性，這類產品品種繁多，深得消費者青睞，但制品易出油、出水。為改善產品的保水性保油性，常采取一定的措施來避免這一現(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為基質的脂肪替代品，輔以各種膠體類和乳糖、檸檬酸等物料對乳化腸品質的影響；李君珂等[2]研究發(fā)現(xiàn)芋頭與卡拉膠進行復合使用，能夠發(fā)揮兩者間的協(xié)同互補作用，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；卡拉膠能與蛋白質聚集形成蛋白質膠束，具有良好的凝膠性；凝膠性是大豆蛋白的一種重要特性[3]；有報道異抗壞血酸鈉在肉制品-2℃有減緩脂肪氧化的效果，延長肉制品的保藏期[4-5]。目前國內關于芋頭的研究多側重在加工保鮮方面，很少涉及對肉糜產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熏煮香腸保水性保油性的影響，為芋頭在肉制品中的應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：大潤發(fā)超市；興化龍香芋：市購；食鹽（食品級）：蘇鹽集團；大豆分離蛋白（食品級）：谷神生物科技集團有限公司；卡拉膠（食品級）：山東谷碩生物科技有限公司；異抗壞血酸鈉：（食品級）：江西華豫源生物科技有限公司。

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

1.2 乳化腸生產工藝流程

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）→產品→冷卻冷藏（4℃）[6]

1.3 試驗設計

以保水性、保油性和感官評定為指標，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)，通過單因素試驗和中心組合試驗設計評價各因素對成品品質的影響。

1.3.1 基礎配方

肥瘦比1∶4、復合硝酸鈉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%、復合磷酸鹽0.3%。

1.3.2 單因素試驗設計

1.3.2.1 芋頭添加量對成品品質的影響

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%對成品品質的影響。

1.3.2.2 卡拉膠添加量對成品品質的影響

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%對成品品質的影響。

1.3.2.3 大豆分離蛋白添加量對成品品質的影響

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%對成品品質的影響。

1.3.2.4 異抗壞血酸鈉添加量對成品品質的影響

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%對成品品質的影響。

1.3.3 Box-Benhnken試驗設計

以芋頭、卡拉膠、大豆分離蛋白、異抗壞血酸鈉4個因素為自變量，以感官評分為指標，設計響應面試驗，試驗設計見表1[7]。

表1 Box-Benhnken試驗設計Table 1 Experimental design and variables levels for Box-Benhnken

1.4 乳化腸品質指標的測定

1.4.1 感官評定

感官評定小組由10位有經驗的教師和學生（男、女各5人）組成。評定員從組織形態(tài)、彈性、口感、風味和總體可接受性5個方面對乳化腸打分。采用盲評計分方式進行評定，評定人員禁止接觸交流，評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，隨機編碼，用于感官評價，評定標準見表2。

表2 感官評分評價標準Table 2 Standards for sensory evaluation

1.4.2 保水性的測定

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

1.4.3 保油性的測定

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，每個樣品重復測定3次，計算平均值。則：

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

1.5 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2010軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析并繪制圖表，用Design Expert8.0.6進行響應面分析。

2 結果與分析

2.1 保水性保油性配料的單因素試驗

2.1.1 芋頭粉添加量對乳化腸品質的影響

不同處理組乳化腸的水分保留率、脂肪保留率和感官評分如表3所示。

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

當芋頭添加量低于7%時，水分保留率和脂肪保留率隨著添加量的增加而增加，當芋頭添加量超過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，其化學結構中含有很多親水基團，從而具備較優(yōu)的保水性[2]。但是芋頭添加量超過7%時，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；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 卡拉膠添加量對乳化腸品質的影響

不同處理組乳化腸的水分保留率、脂肪保留率和感官評分如表4所示。

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

當卡拉膠添加量低于0.5%時，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陰離子硫酸酯基團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乳化腸品質的影響

不同大豆分離蛋白添加量對乳化腸的影響如表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，隨著添加濃度的提高反而導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乳化腸品質的影響

不同異抗壞血酸鈉添加量對乳化腸的影響如表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提高產品的保水性和感官評分差異不顯著，可能其主要起到防止肉制品氧化變質，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%時達到最大值，可能是異抗壞血酸鈉為還原劑，通過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 響應曲面優(yōu)化試驗結果分析

2.2.1 響應面試驗結果

基于單因素試驗結果，根據(jù)Box-Benhnken中心組合設計四因子三水平的響應面試驗，試驗方案根據(jù)表1的因子與水平設計，試驗方案及結果見表7。

表7 Box-Benhnken試驗設計與結果Table 7 Results and experimental design of Box-Benhnken

續(xù)表7 Box-Benhnken試驗設計與結果Continue table 7 Results and experimental design of Box-Benhnken

使用Design-Expert8.0.6軟件對表7試驗數(shù)據(jù)進行多元回歸擬合，得到響應值Y（感官評分）對影響乳化腸保水性保油性的關鍵因素（A、B、C、D）的二次多項回歸模型為：

方差分析結果見表8。

表8 響應面試驗方差分析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F值為5.47，且P值為0.054 3＞0.05，即方程失擬項表現(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測乳化腸復合保水劑的感官評分。由F值大小可知，各因素對響應值的影響強弱順序為：芋頭添加量>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對指標值的影響極顯著（P<0.01），C2對指標值的影響顯著（P<0.05）。

2.2.2 響應面交互作用分析

各因素交互作用的響應面圖見圖1。

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

從圖1a可以看出，當異抗壞血酸鈉和大豆分離蛋白均為零點時，芋頭和卡拉膠添加量兩者之間交互作用有一定的顯著性。當卡拉膠添加量不變時，乳化腸的感官評分隨芋頭的增加呈現(xiàn)先上升后下降；同時，由等高線疏密程度可以判斷，芋頭添加量對乳化腸性感官評分的影響大于卡拉膠。

從圖1b、d可以看出，交互項AC、BD的交互作用對乳化腸性感官評分沒有顯著影響。

由圖1c可知，當大豆分離蛋白和卡拉膠添加量均為零點時，芋頭和異抗壞血酸鈉添加量兩者之間交互作用有一定的顯著性。當芋頭添加量不變時，乳化腸感官評分隨異抗壞血酸鈉增加呈現(xiàn)先升高后緩慢下降的趨勢；當其值一定時，感官評分隨芋頭添加量的增加呈現(xiàn)先增加后緩慢下降的趨勢。同時，由等高線疏密程度可以判斷，芋頭添加量對乳化腸感官評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，當芋頭和大豆分離蛋白添加量均為零點時，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。當大豆分離蛋白不變時，隨著卡拉膠的增加，乳化腸感官評分呈現(xiàn)先上升再緩慢下降的趨勢；當卡拉膠添加量不變時，感官評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。從感官評分的變化速率顯示，卡拉膠添加量對乳化腸感官評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，當芋頭和卡拉膠添加量均為零時，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。當異抗壞血酸鈉添加量不變時，乳化腸感官評分隨大豆分離蛋白的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，當其增加到一定值時，感官評分降低的幅度較小；當大豆分離蛋白添加量不變時，隨異抗壞血酸鈉添加量的增加，感官評分呈增加的趨勢，當異抗壞血酸鈉添加量增加到一定值時，感官評分的變化趨于下降。從感官評分的變化速率顯示，異抗壞血酸鈉添加量對乳化腸感官評分的影響較大豆分離蛋白添加量的影響大。

2.2.3 驗證試驗

經優(yōu)化，乳化腸復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分預測值為45.63。為驗證響應面法的可行性，采用上述優(yōu)化最佳條件進行乳化腸的驗證性試驗，并通過3組平行試驗，乳化腸的感官評分分別為 45.40、45.70、45.10，平均感官評分為45.40，其相對誤差不到1%，表明該模型擬合度好，用Box-Benhnken響應面法分析乳化腸保水性保油性的配方是可行的。

3 結論

采用Box-Behnken試驗設計，通過單因素試驗和中心組合試驗，以感官評分為響應值，研究各因素對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，驗證試驗結果與模型結果非常接近，該模型合理可靠。