倪娜，王玉杰,2，李子晗，許靈媛，李華*

(1.內(nèi)蒙古民族大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，內(nèi)蒙古 通遼 028000；2.大連工業(yè)大學(xué) 食品學(xué)院，遼寧 大連 116034)

香腸是我國(guó)肉制品市場(chǎng)的主流產(chǎn)品之一，深受消費(fèi)者喜愛。在肉制品的生產(chǎn)加工過程中，脂肪不僅賦予食品潤(rùn)滑的口感、油脂香醇的風(fēng)味、特定的組織狀態(tài)和良好的穩(wěn)定性，也是人體獲得營(yíng)養(yǎng)與能量的重要來源之一[1]。然而，高脂肪膳食能引起肥胖、高血壓以及心腦血管疾病的發(fā)生，也與結(jié)腸癌風(fēng)險(xiǎn)直接相關(guān)[2-3]。因此，為降低香腸中脂肪含量同時(shí)又保持口感，使用植物脂肪或魚油取代動(dòng)物脂肪并添加脂肪替代物是有效手段之一[4]。研究表明，添加一些非脂肪成分，如各類淀粉、膳食纖維、膠原蛋白等[5-9]可有效改善產(chǎn)品的口感。王繼偉等報(bào)道橡子淀粉糊具有粘度高、老化速度慢及粘度穩(wěn)定等特點(diǎn)，作為肉糜制品的填充劑，可提高肉制品的緊密程度，改善其組織狀態(tài)，提高其持水性能。畜禽皮中含有豐富的膠原蛋白，且其含量約占總蛋白質(zhì)量的95%，可用于改善肉制品的彈性[10-11]。本研究通過單因素試驗(yàn)與Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)，分析橡子淀粉添加量、豬皮勻漿物添加量和動(dòng)植物脂肪比例對(duì)豬肉香腸感官品質(zhì)的影響，以降低傳統(tǒng)香腸中動(dòng)物脂肪含量為目的，獲得生產(chǎn)新型豬肉香腸的最優(yōu)配料方案。

1 材料與方法

1.1 材料

橡子淀粉：購自于撫順金宇食品有限公司；豬皮勻漿物：實(shí)驗(yàn)室自制，將新鮮豬皮解凍后去除污物、毛根，用清水洗凈后放入鍋中加熱，開鍋2～3 min后取出，趁熱刮除脂肪，切碎后加入4倍清水，使用組織搗碎機(jī)高速勻漿6次，每次30 s，用雙層紗布過濾后備用；豬后腿肉、豬背膘、大豆油、食鹽、白糖、味精、桂皮、白胡椒、十三香、膠原腸衣等：均為市售。

1.2 儀器與設(shè)備

JA5002電子天平 上海浦春計(jì)量?jī)x器有限公司；HHS-21-6型電熱恒溫水浴鍋、JJ-2型高速組織搗碎機(jī) 蘇州威爾實(shí)驗(yàn)用品有限公司；TJ112-H型絞肉機(jī) 廣東恒聯(lián)食品機(jī)械有限公司；TV-5型灌腸機(jī) 佛山美華機(jī)械有限公司；SZ-5型斬拌機(jī) 廣州旭眾食品機(jī)械有限公司；DZ-300A型真空封口機(jī) 濟(jì)南旭眾機(jī)械設(shè)備有限公司；CT3質(zhì)構(gòu)儀 美國(guó)Brookfield公司。

1.3 豬肉香腸的制備

1.3.1 豬肉香腸配方

以瘦肉100 g計(jì)，食鹽2.5 g、白砂糖0.625 g、碎冰12.5 g、味精1.25 g、桂皮0.025 g、十三香0.015 g、白胡椒0.625 g，橡子淀粉、豬皮勻漿物、豬背膘、大豆油按1.4試驗(yàn)設(shè)計(jì)中所示添加量進(jìn)行添加，其中動(dòng)植物脂肪的總添加量為20 g。

1.3.2 加工工藝流程

新鮮豬肉→清洗→修整→切塊→絞肉→腌制→斬拌→灌腸→真空包裝→蒸煮→冷卻→0～4 ℃低溫貯藏。

1.3.3 操作要點(diǎn)

參考Ni等[12]的方法略作修改。將新鮮原料肉去皮、去骨、去筋腱、切塊，將瘦肉與背膘分別過8 mm孔板，在瘦肉中添加食鹽和調(diào)味料，于4 ℃下過夜腌制后，放入斬拌機(jī)內(nèi)均勻鋪開，按1.4加入碎冰及其他配料，乳化斬拌10 min至混合完全；使用直徑為18 mm的膠原蛋白腸衣灌制香腸，打卡分節(jié)，每根腸的長(zhǎng)度為16 cm左右，使用聚乙烯袋真空包裝；采用水浴煮制，溫度設(shè)定為95 ℃，煮制45 min后取出；用流動(dòng)水將豬肉香腸冷卻后置于4 ℃冰箱內(nèi)保存待用。

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.4.1 單因素試驗(yàn)

在豬皮勻漿物添加量為4%、動(dòng)植物脂肪比例為1∶1的條件下，研究不同橡子淀粉添加量(0%、2%、4%、6%、8%、10%，占香腸總質(zhì)量的百分比，下同)對(duì)豬肉香腸感官品質(zhì)的影響。在橡子淀粉添加量為4%、動(dòng)植物脂肪比例為1∶1的條件下，研究不同豬皮勻漿物添加量(0%、2%、4%、6%、8%、10%)對(duì)豬肉香腸感官品質(zhì)的影響。在橡子淀粉添加量為4%、豬皮勻漿物添加量為6%的條件下，研究不同動(dòng)植物脂肪比例(1∶0、4∶1、3∶2、2∶3、1∶4、0∶1，對(duì)應(yīng)總脂肪中植物脂肪替代動(dòng)物脂肪的比例分別為0%、20%、40%、60%、80%、100%)對(duì)豬肉香腸感官品質(zhì)的影響。

1.4.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以橡子淀粉添加量、豬皮勻漿物添加量和植物脂肪的替代比例(以大豆油替代量表示)為自變量，以豬肉香腸的感官評(píng)分為響應(yīng)值，采用Design-Expert 8.0.6軟件中的Box-Behnken設(shè)計(jì)建立三因素三水平模型，中心點(diǎn)重復(fù)5次，通過多元二次回歸方程和響應(yīng)曲面圖描述橡子淀粉、豬皮勻漿物和脂肪對(duì)豬肉香腸感官品質(zhì)的影響，確定豬肉香腸的最優(yōu)配方。響應(yīng)面試驗(yàn)影響因素水平及編碼見表1。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)影響因素水平及編碼Table 1 The factors and levels of response surface design

1.4.3 與傳統(tǒng)香腸的比較試驗(yàn)

選用最優(yōu)配料方案制備豬肉香腸，按未優(yōu)化配方制備傳統(tǒng)豬肉香腸，即配料中的脂肪全部為豬背膘，使用馬鈴薯淀粉替代橡子淀粉，豬皮勻漿物用等重的冰水代替。將優(yōu)化香腸與傳統(tǒng)香腸的質(zhì)構(gòu)、出品率、保油保水性等品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比。

1.5 豬肉香腸的品質(zhì)測(cè)定

1.5.1 豬肉香腸的感官評(píng)定

選擇12位品評(píng)員(男女各半)組成感官評(píng)定小組，分別從色澤、組織狀態(tài)、風(fēng)味、口感、外觀等方面對(duì)豬肉香腸進(jìn)行感官評(píng)分。香腸樣品切制厚度為5 mm，使用三位隨機(jī)數(shù)字編碼，并隨機(jī)分發(fā)給品評(píng)員，品評(píng)員每品嘗一個(gè)樣品前需用溫水漱口。最終以12位品評(píng)員評(píng)分結(jié)果的平均值作為試驗(yàn)結(jié)果，感官檢測(cè)項(xiàng)目與感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 豬肉香腸的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 The sensory scoring criteria of pork sausage

1.5.2 豬肉香腸的質(zhì)構(gòu)分析

參考趙茉楠等[13]的方法略作修改，準(zhǔn)確切取15.0 mm高的腸體，使用質(zhì)構(gòu)分析儀對(duì)樣品進(jìn)行TPA分析，測(cè)定樣品的硬度、彈性和咀嚼性。測(cè)量參數(shù)設(shè)定：TA39型探頭，測(cè)中速率2.00 mm/s，兩次壓縮測(cè)定的時(shí)間間隔為20.00 s，下壓距離10.0 mm，觸發(fā)力5 g。

1.5.3 豬肉香腸的蒸煮損失率(CL)

參考Choe等[14]的方法略作修改。精確稱量煮制前香腸的凈質(zhì)量(W1)和煮制后香腸的凈質(zhì)量(W2)，按下式計(jì)算香腸的蒸煮損失率。

1.5.4 豬肉香腸的出油率和出水率

參考Faria等[15]的方法測(cè)定。

1.6 數(shù)據(jù)分析

使用Design-Expert 8.0.6軟件中的Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)程序分析響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果，采用SPSS 21.0軟件對(duì)比較試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行獨(dú)立樣本T-檢驗(yàn)，采用Origin Pro 9.1軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1.1 橡子淀粉添加量對(duì)豬肉香腸感官品質(zhì)的影響

橡子淀粉添加量對(duì)豬肉香腸感官評(píng)分的影響見圖1。

由圖1可知，隨著橡子淀粉添加量的增加，豬肉香腸的感官評(píng)分呈先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)橡子淀粉添加量在2%～4%的范圍內(nèi)時(shí)，產(chǎn)品的彈性較好，口感軟硬適中，香味濃厚。當(dāng)橡子淀粉添加量達(dá)到4%時(shí)，感官評(píng)分最佳。當(dāng)橡子淀粉添加量超過4%后，產(chǎn)品的彈性變差，黏性增加，腸體組織松散，感官評(píng)分呈下降趨勢(shì)。

圖1 橡子淀粉添加量對(duì)豬肉香腸感官評(píng)分的影響Fig.1 Effect of additive amount of acorn starch on the sensory score of pork sausage

2.1.2 豬皮勻漿物添加量對(duì)豬肉香腸感官品質(zhì)的影響

豬皮勻漿物添加量對(duì)豬肉香腸感官評(píng)分的影響見圖2。

圖2 豬皮勻漿物添加量對(duì)豬肉香腸感官評(píng)分的影響Fig.2 Effect of additive amount of pigskin homogenate on the sensory score of pork sausage

由圖2可知，當(dāng)豬皮勻漿物的添加量低于6%時(shí)，豬肉香腸的感官評(píng)分隨豬皮勻漿物添加量的增加而升高。當(dāng)豬皮勻漿物的添加量在6%左右時(shí)，產(chǎn)品具有良好的彈性和緊密的組織狀態(tài)。當(dāng)豬皮勻漿物的添加量繼續(xù)增加時(shí)，則產(chǎn)品的感官評(píng)分呈下降趨勢(shì)，風(fēng)味、組織狀態(tài)不佳，香腸特有的風(fēng)味有所散失，甚至產(chǎn)生輕微異味。這與袁玉超[16]的研究相似，在乳化豬皮應(yīng)用于鹽水火腿的正交試驗(yàn)中，乳化豬皮添加量對(duì)產(chǎn)品的感官評(píng)分影響最大，且添加量在中間值時(shí)感官評(píng)分最佳。

2.1.3 動(dòng)植物脂肪比例對(duì)豬肉香腸感官品質(zhì)的影響

動(dòng)植物脂肪比例對(duì)豬肉香腸感官評(píng)分的影響見圖3。

圖3 動(dòng)植物脂肪比例對(duì)豬肉香腸感官品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of the ratio of animal fat and vegetable fat on the sensory score of pork sausage

由圖3可知，隨著總脂肪中動(dòng)物脂肪比例的降低和植物脂肪比例的增加，豬肉香腸的感官評(píng)分呈先上升后下降的趨勢(shì)，當(dāng)動(dòng)植物脂肪比例在3∶2與2∶3之間，即對(duì)應(yīng)大豆油替代動(dòng)物脂肪的比例為40%～60%的范圍內(nèi)時(shí)，產(chǎn)品具有良好的彈性，軟硬適中，且腸體緊實(shí)，口感較好。當(dāng)動(dòng)植物脂肪比例超過2∶3后，產(chǎn)品的風(fēng)味、口感和組織狀態(tài)呈下降趨勢(shì)，失去了原有的彈性，腸體松垮，香味較差，甚至出現(xiàn)汁液滲出現(xiàn)象。

2.2 響應(yīng)面法試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.2.1 響應(yīng)曲面試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果

依據(jù)單因素試驗(yàn)的結(jié)果，采用Box-Behnken設(shè)計(jì)，選取橡子淀粉添加量(A)、豬皮勻漿物添加量(B)、大豆油替代量(C)為影響因素，以表2為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及結(jié)果見表3。

表3 豬肉香腸的響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及結(jié)果Table 3 Response surface test design scheme and results of pork sausage

根據(jù)實(shí)際測(cè)得數(shù)據(jù)，使用Design-Expert 8.0.6物件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行二次多元回歸擬合，得到的感官評(píng)分值(R)對(duì)橡子淀粉添加量(A)、豬皮勻漿物添加量(B)、大豆油替代量(C)的回歸模型：R=83.66+2.82A+1.59B+2.14C+1.53AB+2.02AC-2.15BC-3.13A2-1.80B2- 1.51C2。

表4 回歸模型的方差分析Table 4 Analysis of variance of regression model

由表4可知，該模型方程的P值為0.0043，表明該模型回歸極顯著(P<0.01)，失擬項(xiàng)不顯著(P>0.05)，表明該模型可以很好地反映試驗(yàn)設(shè)計(jì)中各因素對(duì)豬肉香腸感官評(píng)分的影響。判定系數(shù)R2=0.9200，調(diào)整R2=0.8171，表明響應(yīng)值感官評(píng)分的實(shí)際值與預(yù)測(cè)值之間具有較好的擬合度，可以用此模型來分析和預(yù)測(cè)結(jié)果。由F值可知，所選各因素對(duì)響應(yīng)值感官評(píng)分的影響程序依次為：C大豆油替代量>A橡子淀粉添加量>B豬皮勻漿物添加量?；诨貧w方程的因素顯著性分析(P<0.05)，該模型中所有的一次項(xiàng)A，B，C對(duì)豬肉香腸的感官評(píng)分均具有顯著影響(P<0.05)，其中A橡子淀粉添加量和C大豆油替代量對(duì)感官評(píng)分的影響極顯著(P<0.01)；交互項(xiàng)中AC、BC表現(xiàn)為顯著(P<0.05)，表明橡子淀粉添加量與大豆油替代量之間，以及豬皮勻漿物添加量與大豆油替代量之間的交互作用對(duì)香腸的感官評(píng)分具有顯著影響(P<0.05)；二次項(xiàng)A2對(duì)香腸的感官評(píng)分具有極顯著影響(P<0.01)；其他因素表現(xiàn)為不顯著(P>0.05)。

2.2.2 響應(yīng)曲面分析及優(yōu)化

響應(yīng)曲面圖可直觀地反映各因素間的相互作用，見圖4～圖6。響應(yīng)曲面考察了橡子淀粉添加量、豬皮勻漿物添加量和大豆油替代量3個(gè)因素兩兩之間交互作用對(duì)豬肉香腸感官評(píng)分的影響。

圖4 橡子淀粉添加量和豬皮勻漿物添加量對(duì)豬肉香腸感官評(píng)分的影響Fig.4 Effects of additive amount of acorn starch and pigskin homogenate on sensory scores of pork sausage

圖5 橡子淀粉添加量和大豆油替代量對(duì)豬肉香腸感官評(píng)分的影響Fig.5 Effects of acorn starch additive amount and soybean oil substitution amount on sensory scores of pork sausage

圖6 豬皮勻漿物添加量和大豆油替代量對(duì)豬肉香腸感官評(píng)分的影響Fig.6 Effects of pigskin homogenate additive amount and soybean oil substitution amount on sensory scores of pork sausage

由圖4可知，橡子淀粉添加量和豬皮勻漿物添加量的交互作用對(duì)香腸感官評(píng)分影響不顯著，當(dāng)橡子淀粉添加量和豬皮勻漿物添加量增加時(shí)，其感官評(píng)分均呈先升高后降低的趨勢(shì)，但橡子淀粉添加量方向較豬皮勻漿物添加量方向的響應(yīng)面略陡。隨著橡子淀粉添加量的增多，香腸的黏性增加，從而導(dǎo)致了感官評(píng)分的下降[17]。由圖5可知，橡子淀粉添加量和大豆油替代量的交互作用對(duì)香腸感官評(píng)分的影響顯著，當(dāng)橡子淀粉添加量逐漸增加時(shí)，豬肉香腸的感官評(píng)分呈先升高后降低的趨勢(shì)，當(dāng)橡子淀粉添加量較高時(shí)，大豆油替代量可使感官評(píng)分響應(yīng)曲面變陡，這可能是由于同時(shí)添加淀粉和脂肪可有效改善香腸產(chǎn)品的硬度和彈性[18]。由圖6可知，豬皮勻漿物添加量和大豆油替代量之間的交互作用對(duì)香腸感官評(píng)分的影響顯著，隨著豬皮勻漿物添加量的增加，香腸的感官評(píng)分有所增加，而隨著大豆油替代量增加，感官評(píng)分呈先增加后降低的趨勢(shì)。

根據(jù)模型的回歸分析可確定豬肉香腸產(chǎn)品的最優(yōu)配方為：橡子淀粉的添加量為5%，豬皮勻漿物的添加量為7%，大豆油替代量為75%(即動(dòng)物油與大豆油的比例為1∶3)，在此添加條件下感官評(píng)分的預(yù)測(cè)值為86.02分。為進(jìn)一步驗(yàn)證試驗(yàn)，按照此條件重復(fù)進(jìn)行3次試驗(yàn)，取平均得分為(85.03±0.73)分，此結(jié)果基本與模型預(yù)測(cè)得分吻合，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.15%，說明所建模型擬合良好可靠。

2.3 傳統(tǒng)豬肉香腸與新型豬肉香腸的比較

由表5可知，與傳統(tǒng)香腸相比，新型豬肉香腸的蒸煮損失率、出油率、出水率均降低，可降低加工香腸肉制品的成本，這與唐善虎等[19]的研究結(jié)果一致，由于淀粉具有持油性、保水性，可起到增稠和乳化效果，使得新型香腸的出油率、出水率顯著降低(P<0.05)。橡子淀粉和豬皮勻漿物可能在豬肉香腸中形成了黏合物，與水油結(jié)合并降低了蒸煮損失。膠原蛋白的引入提高了香腸的嫩度，并改善了香腸的多汁性和保水性，使香腸的口感更為脆嫩，這與劉蒙佳的研究結(jié)果相似。與傳統(tǒng)香腸相比，添加橡子淀粉、豬皮勻漿物，并替代大部分動(dòng)物性脂肪的新型香腸硬度略有下降，彈性顯著增加(P<0.05)，咀嚼性較好。豬皮中高含量的膠原蛋白提高了香腸的彈性和咀嚼性。

表5 傳統(tǒng)豬肉香腸與新型豬肉香腸各項(xiàng)指標(biāo)的比較Table 5 Comparison between traditional pork sausage and new-type pork sausage

3 結(jié)論

添加橡子淀粉、豬皮勻漿物、動(dòng)植物脂肪比例對(duì)豬肉香腸的感官特性具有顯著影響。當(dāng)橡子淀粉添加量為5%、豬皮勻漿物添加量為7%、動(dòng)植物脂肪比例為1∶3時(shí)，可得到加工豬肉香腸的最優(yōu)配方。與傳統(tǒng)香腸相比，上述添加物的引入可有效改善香腸的口感，提高香腸的彈性和持水性能。橡子淀粉、豬皮勻漿物具有降低香腸肉制品中脂肪的潛力。