巫永華，顧冉，滕迎弟，張建萍，張新平，陳尚龍，劉恩岐*，陳羅

(1.徐州工程學(xué)院 江蘇省食品資源開(kāi)發(fā)與質(zhì)量安全重點(diǎn)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 徐州 221018；2.山西省煤炭中心醫(yī)院 檢驗(yàn)科，太原 030006；3.徐州惠農(nóng)鴨業(yè)有限公司，江蘇 徐州 221200)

我國(guó)的許多發(fā)酵肉制品，如傳統(tǒng)廣式香腸、川式香腸、火腿、臘肉等，大多以豬肉為主要原料制成，但豬肉尤其是肥肉含有大量的油脂，不適合患有高血壓等心血管疾病的人群以及健身減脂人群食用[1]。而作為同類(lèi)型產(chǎn)品，雞肉制品具有原料產(chǎn)量大且便宜和“三高一低”的營(yíng)養(yǎng)優(yōu)勢(shì)[2]，符合當(dāng)代社會(huì)人們追求低脂攝入、營(yíng)養(yǎng)均衡的飲食理念。

膳食纖維被譽(yù)為“第七大營(yíng)養(yǎng)素”，能改善膳食結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)機(jī)體功能、提高人體健康水平，被廣泛用于食品加工中，特別是在肉制品的加工中起到改善產(chǎn)品品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的作用。孫軍濤等[3]研究表明，在香腸中添加5%的豆渣膳食纖維能夠改善香腸的質(zhì)構(gòu)特性。Eim等[4]采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型考察胡蘿卜膳食纖維在干發(fā)酵香腸中的最大添加量，發(fā)現(xiàn)胡蘿卜膳食纖維的最大添加量為4.9%時(shí)，依然能保持干發(fā)酵香腸的感官和質(zhì)量品質(zhì)。Leonard等[5]研究表明，添加羽扇豆粉可將牛肉香腸的蒸煮損失率從22.70%降至14.30%，并獲得更柔軟的質(zhì)地和更高的黏附性，且其外觀、香氣、風(fēng)味和總體可接受度等方面與對(duì)照組相比沒(méi)有顯著差異。宋玉等[6]研究發(fā)現(xiàn)，添加4.2%的竹筍膳食纖維所得的低脂香腸綜合品質(zhì)最佳，不僅能降低產(chǎn)品的脂肪含量，而且能改善其營(yíng)養(yǎng)和質(zhì)量品質(zhì)，表明竹筍膳食纖維可以開(kāi)發(fā)作為脂肪替代品和營(yíng)養(yǎng)添加劑。

黑豆在我國(guó)各地廣泛種植，黑豆皮大多作為飼料使用，其潛在價(jià)值沒(méi)有被挖掘出來(lái)。從黑豆皮中提取水溶性膳食纖維不僅有利于人們合理補(bǔ)充膳食纖維，改善生活質(zhì)量，而且能提高黑豆皮資源的附加值，對(duì)于黑豆制品加工行業(yè)的發(fā)展和資源的高效利用具有極其重要的意義。前期研究表明，黑豆皮水溶性膳食纖維具有良好的理化性質(zhì)，具有應(yīng)用于食品加工的潛質(zhì)[7]。本研究采用響應(yīng)面優(yōu)化食鹽、香辛料、黑豆皮膳食纖維添加量和肥瘦比對(duì)雞肉香腸亞硝酸鹽殘留量、感官評(píng)分和持水力的影響，以獲得黑豆皮膳食纖維雞肉發(fā)酵香腸的最佳工藝，并對(duì)其品質(zhì)進(jìn)行分析。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黑豆、雞肉、腸衣、豬脂肪、食鹽、香辛料：購(gòu)于農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)。

復(fù)合益生菌發(fā)酵劑(含植物乳桿菌、干酪乳桿菌、嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌，2000 CFU/g)：江蘇昊特食品科技有限公司；苯酚、甲醇、三氨基甲烷：天津市福晨化學(xué)試劑廠；3,5-二硝基水楊酸、三氯乙酸：天津市科密歐化學(xué)試劑開(kāi)發(fā)中心；考馬斯亮藍(lán)：上海源葉生物科技有限公司；濃硫酸：上海偉創(chuàng)化工有限公司，以上試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

AMG31B-160多功能絞肉機(jī) 中山市歐博爾電器有限公司；BGZ-76電熱鼓風(fēng)干燥箱 上海博迅實(shí)業(yè)有限公司；DZ600/2L真空包裝機(jī) 青島艾訊包裝設(shè)備有限公司；HH.B11.500-S電熱恒溫培養(yǎng)箱 上海躍進(jìn)醫(yī)療器械有限公司；723C型可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海欣茂儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 制作流程

工藝流程：雞胸肉、豬脂肪預(yù)處理→絞肉機(jī)絞碎→混合拌料并腌制(加食鹽、香辛料、黑豆皮膳食纖維等混合后低溫腌制15 h)→添加0.1%的發(fā)酵劑→灌腸→恒溫發(fā)酵(32 ℃發(fā)酵48 h)→終止發(fā)酵→干燥(70 ℃干燥6 h)→真空包裝→殺菌→成品。

1.3.2 黑豆皮膳食纖維的制備

根據(jù)前期試驗(yàn)所得的方法制備黑豆皮膳食纖維。

1.3.3 黑豆皮膳食纖維雞肉發(fā)酵香腸的優(yōu)化

1.3.3.1 食鹽添加量對(duì)雞肉香腸的影響

在香辛料添加量4.0%、黑豆皮膳食纖維添加量4.0%、肥瘦比1∶5 (質(zhì)量比)的條件下，考察不同食鹽添加量(0%～4.0%)對(duì)發(fā)酵雞肉香腸亞硝酸鹽殘留量、感官評(píng)分、pH值、蒸煮損失率和持水力的影響。

1.3.3.2 香辛料添加量對(duì)雞肉香腸的影響

在食鹽添加量2.5%、黑豆皮膳食纖維添加量4.0%、肥瘦比1∶5 (質(zhì)量比)的條件下，考察不同香辛料添加量(1.0%～7.0%)對(duì)發(fā)酵雞肉香腸品質(zhì)的影響。

1.3.3.3 黑豆皮膳食纖維添加量對(duì)雞肉香腸的影響

在食鹽添加量2.5%、香辛料添加量3.0%、肥瘦比1∶5 (質(zhì)量比)的條件下，考察不同黑豆皮膳食纖維添加量(1.0%～7.0%)對(duì)發(fā)酵雞肉香腸品質(zhì)的影響。

1.3.3.4 肥瘦比對(duì)雞肉香腸的影響

在食鹽添加量2.5%、香辛料添加量3.0%、黑豆皮膳食纖維添加量4.0%的條件下，考察不同肥瘦比對(duì)發(fā)酵雞肉香腸品質(zhì)的影響。

1.3.3.5 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

響應(yīng)面設(shè)計(jì)因素編碼及水平見(jiàn)表1。

表1 響應(yīng)面設(shè)計(jì)因素及水平Table 1 The factors and levels of response surface design

1.3.4 指標(biāo)測(cè)定方法

1.3.4.1 感官評(píng)定

邀請(qǐng)10名已經(jīng)修完感官評(píng)價(jià)課程的學(xué)生從形態(tài)、色澤、組織、口感等方面對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)前先按表2中的評(píng)分依據(jù)進(jìn)行說(shuō)明。

表2 感官評(píng)分依據(jù)Table 2 The sensory scoring basis

1.3.4.2 亞硝酸鹽殘留量的測(cè)定

參考國(guó)標(biāo)中鹽酸萘乙二胺法測(cè)定亞硝酸鹽含量，標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=0.0173x-0.0021(R2=0.999)，計(jì)算樣品中的亞硝酸鹽含量。

1.3.4.3 持水力的測(cè)定

參考秦躍奇等[8]的測(cè)定方法。先將發(fā)酵雞肉香腸切成小碎丁，直徑約1～2 mm，在離心管內(nèi)添加30%棉花，再稱取3 g雞肉香腸碎丁加入其中，以2000 r/min離心20 min，取出并計(jì)算樣品的失水量；另取3 g發(fā)酵雞肉香腸的碎丁置于烘箱中于105 ℃烘干至質(zhì)量不再減少，計(jì)算其水分含量。香腸持水力按式(1)計(jì)算：

持水力(%)=(C1-C2)/C1×100%。

(1)

式中：C1為香腸總水分含量，%；C2為香腸離心出的水分含量，%。

1.3.4.4 蒸煮損失率的測(cè)定

參考王林等[9]的方法。取2.0 g發(fā)酵雞肉香腸碎丁裝入蒸煮損失袋中，密封，在80 ℃水浴鍋中水浴加熱，加熱至蒸煮損失袋中樣品的中心溫度為75 ℃時(shí)，取出樣品，再把樣品放置于干燥器中，等樣品冷卻至室溫以后再使用電子分析天平對(duì)其稱重。蒸煮損失率按式(2)計(jì)算：

蒸煮損失率(%)=(m1-m2)/m1×100%。

(2)

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

1.3.4.5 其他指標(biāo)的測(cè)定

參考楊華等[10]的方法測(cè)定游離脂肪酸含量；參照相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分別測(cè)定樣品的pH值、蛋白質(zhì)、過(guò)氧化值和揮發(fā)性鹽基氮含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 黑豆皮膳食纖維雞肉發(fā)酵香腸工藝的確定

2.1.1 食鹽添加量的確定

表3 食鹽添加量對(duì)雞肉香腸的影響Table 3 Effect of salt additive amount on chicken sausage

由表3可知，香腸中亞硝酸鹽殘留量和pH值隨著食鹽添加量的增加呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)，當(dāng)食鹽添加量為2.5%時(shí)，二者最低，這可能是因?yàn)榘l(fā)酵菌降解亞硝酸鹽時(shí)，適量的食鹽會(huì)幫助發(fā)酵菌形成酸性pH值環(huán)境，有助于提高發(fā)酵菌的繁殖能力和活性，進(jìn)而加速亞硝酸鹽的降解。但是，食鹽添加量大于3%會(huì)使雞肉香腸內(nèi)的滲透壓過(guò)大，導(dǎo)致發(fā)酵菌細(xì)胞失水，影響其數(shù)量和活性，使得分解亞硝酸鹽的效率下降[11]。同時(shí)，食鹽添加量在0%～2.5%時(shí)，雞肉香腸的持水力和感官評(píng)分逐漸增大，但是，食鹽添加量過(guò)高或過(guò)低會(huì)造成雞肉香腸味道太咸或太淡，感官評(píng)分自然就會(huì)隨之下降。綜上，食鹽添加量為2.5%左右較為合適。

2.1.2 香辛料添加量的確定

表4 香辛料添加量對(duì)雞肉香腸的影響Table 4 Effect of spice additive amount on chicken sausage

由表4可知，隨著香辛料添加量的增加，亞硝酸鹽殘留量呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)，在香辛料添加量為3.0%時(shí)，亞硝酸鹽殘留量和pH最低，可能是由于適量添加香辛料有助于阻止亞硝酸鹽的形成，而過(guò)高的香辛料會(huì)抑制發(fā)酵菌的生長(zhǎng)繁殖和代謝，從而導(dǎo)致其降解亞硝酸鹽的速率降低[12]。另外，香辛料的添加量對(duì)產(chǎn)品的持水性影響不明顯。由于香辛料具有遮蓋腥味、提高風(fēng)味的作用，缺少香辛料的產(chǎn)品腥味較重，而過(guò)量的香辛料會(huì)遮蓋原有的雞肉自然風(fēng)味，導(dǎo)致感官評(píng)分降低。綜上，香辛料添加量為3.0%左右較為合適。

2.1.3 黑豆皮膳食纖維添加量的確定

表5 黑豆皮膳食纖維添加量對(duì)雞肉香腸的影響 Table 5 Effect of black soybean peel dietary fiber additive amount on chicken sausage

由表5可知，黑豆皮膳食纖維添加量對(duì)雞肉香腸的持水力和感官評(píng)分有一定的影響，對(duì)亞硝酸鹽殘留量和pH值的影響不明顯。感官評(píng)分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，超過(guò)4.0%的黑豆皮膳食纖維添加量會(huì)降低香腸的感官評(píng)分，結(jié)果與宋玉等報(bào)道的相似。綜上所述，黑豆皮膳食纖維添加量為4.0%左右較為合適。

2.1.4 肥瘦比的確定

表6 肥瘦比對(duì)雞肉香腸的影響Table 6 Effect of ratio of fat to lean on chicken sausage

由表6可知，肥瘦比對(duì)雞肉香腸感官評(píng)分的影響較大，對(duì)亞硝酸鹽殘留量、持水力和pH值無(wú)顯著影響。肥瘦比為1∶6時(shí)感官評(píng)分最高，過(guò)高或者過(guò)低的肥瘦比會(huì)導(dǎo)致感官評(píng)分不佳，可能是因?yàn)橹驹谙隳c發(fā)酵過(guò)程中被分解成了風(fēng)味物質(zhì)[13]。當(dāng)脂肪含量過(guò)低時(shí)，風(fēng)味物質(zhì)缺乏且口感寡淡粗糙；當(dāng)脂肪含量過(guò)高時(shí)，口感過(guò)于油膩且有悖于低脂香腸的初衷。綜上所述，肥瘦比為1∶6左右較為合適。

2.1.5 響應(yīng)面優(yōu)化黑豆皮膳食纖維雞肉發(fā)酵香腸制備工藝

根據(jù)BBD原理，以感官評(píng)分為響應(yīng)值，選取食鹽添加量、香辛料添加量和黑豆皮膳食纖維添加量3個(gè)因素進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 7 The response surface experimental design and results

以感官評(píng)分為響應(yīng)值，利用Design Expert 10.0.4 軟件，將表7中試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到二次多項(xiàng)式回歸方程：Y=9.21-0.029A-0.11B-0.39C+0.42AB+0.49AC-0.098BC-0.82A2-0.23B2-1.09C2。

表8 以感官評(píng)分為響應(yīng)值的二次響應(yīng)面回歸模型方差分析Table 8 Analysis of variance of quadratic response surface regression model with sensory score as response value

續(xù) 表

由表8可知，感官評(píng)分的P<0.0001，表明模型能準(zhǔn)確模擬響應(yīng)值與3個(gè)自變量之間的關(guān)系。失擬項(xiàng)的P=0.9521>0.05，說(shuō)明該模型的擬合程度較好，所得試驗(yàn)值與預(yù)測(cè)值較為接近，可以用該模型來(lái)分析和預(yù)測(cè)黑豆皮膳食纖維雞肉發(fā)酵香腸的制作工藝。一次項(xiàng)C極顯著，交互項(xiàng)AB、AC極顯著，二次項(xiàng)B2顯著，A2和C2極顯著。

圖1 食鹽和香辛料添加量的交互作用對(duì)感官評(píng)分的影響Fig.1 Effects of interaction of salt additive amount and spice additive amount on sensory score

圖2 食鹽和黑豆皮膳食纖維添加量的交互作用對(duì)感官評(píng)分的影響Fig.2 Effects of interaction of salt additive amount and BPDF additive amount on sensory score

各因素之間的相互作用和影響可以通過(guò)響應(yīng)面中曲線趨勢(shì)的陡峭程度以及等高線圖中等高線的密集程度被直觀地反映出來(lái)，由圖1和圖2可知，產(chǎn)品的感官評(píng)分隨著食鹽、香辛料和BPDF添加量的增大而增大，到達(dá)中心點(diǎn)最高后開(kāi)始回落。黑豆皮膳食纖維添加量的響應(yīng)面相對(duì)更陡峭，等高線更密集，其次是香辛料添加量，食鹽添加量的響應(yīng)面相對(duì)平滑，等高線最稀疏，說(shuō)明3個(gè)因素對(duì)產(chǎn)品感官評(píng)分影響大小的排序?yàn)镃>B>A。

2.1.6 最優(yōu)工藝的確定及驗(yàn)證

運(yùn)用Design Expert分析軟件可知，最佳工藝條件為食鹽添加量2.45%、香辛料添加量2.90%、黑豆皮膳食纖維添加量3.90%、肥瘦比1∶6，此模型預(yù)測(cè)的產(chǎn)品感官評(píng)分為9.27分。以響應(yīng)面優(yōu)化條件進(jìn)行3次平行試驗(yàn)，試驗(yàn)所得的產(chǎn)品外形整潔，組織緊密，呈淺紅色，口感良好，無(wú)異味，感官評(píng)分為9.42±0.21，與模型預(yù)測(cè)結(jié)果誤差為1.59%，說(shuō)明該模型能較好地預(yù)測(cè)產(chǎn)品的感官評(píng)分，進(jìn)一步說(shuō)明優(yōu)化的條件可靠。

2.2 黑豆皮膳食纖維雞肉發(fā)酵香腸的理化分析結(jié)果

表9 產(chǎn)品的理化分析結(jié)果Table 9 The physical and chemical analysis results of products

由表9可知，所得產(chǎn)品中亞硝酸鹽殘留量為9.77 mg/kg，蛋白質(zhì)含量為21.20%，過(guò)氧化值為0.23 g/100 g，游離脂肪酸為1.30%，揮發(fā)性鹽基氮TVB為4.36 mg/100 g，pH值為5.18，整體達(dá)到了國(guó)家對(duì)發(fā)酵肉制品的品質(zhì)要求。另外，產(chǎn)品的持水力為94.23%，蒸煮損失率為4.31%，有研究報(bào)道認(rèn)為在肉制品中添加適量的膳食纖維能提高產(chǎn)品的持水力和降低蒸煮損失率[14]。

3 結(jié)論

在肉制品中添加一定量的膳食纖維，既能豐富其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，也可以改善肉制品中水分和脂肪與膳食纖維的結(jié)合能力，增強(qiáng)了蛋白質(zhì)的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得產(chǎn)品的蒸煮損失率降低，乳化穩(wěn)定性和質(zhì)構(gòu)特性得以提高[15]。但是，這與所添加的膳食纖維的來(lái)源、種類(lèi)和添加量有關(guān)，特別是添加量過(guò)高可能會(huì)使得產(chǎn)品的整體可接受水平下降。本研究以感官評(píng)分為指標(biāo)，采用響應(yīng)面法確定了最佳食鹽添加量、香辛料添加量、黑豆皮膳食纖維添加量以及肥瘦比。結(jié)果表明，黑豆皮膳食纖維發(fā)酵雞肉香腸的最優(yōu)方案為食鹽添加量2.45%、香辛料添加量2.90%、黑豆皮膳食纖維添加量3.90%、肥瘦比1∶6 (質(zhì)量比)。此條件下所得產(chǎn)品外形整潔，呈淺紅色，組織緊密，口感良好，無(wú)異味，感官綜合評(píng)分為9.42分；亞硝酸鹽殘留量為9.77 mg/kg，pH值為5.18，蛋白質(zhì)含量為21.20%，游離脂肪酸為1.30%，過(guò)氧化值為0.23 g/100 g，揮發(fā)性鹽基氮TVB為4.36 mg/100 g，持水力為94.23%，蒸煮損失率為4.31%，達(dá)到了GB/T 23493-2009《中式香腸》中優(yōu)級(jí)的水平。試驗(yàn)結(jié)果為黑豆皮膳食纖維在肉制品中的應(yīng)用提供了一定的依據(jù)，后續(xù)將針對(duì)纖維對(duì)發(fā)酵肉制品的乳化性、微觀結(jié)構(gòu)和質(zhì)構(gòu)特性進(jìn)行深入研究。