素食火腿肠制作工艺及其品质研究

张崟，李建，谢波，袁津，张曦，刘科成（成都大学肉类加工四川省重点实验室，四川成都610106）



素食火腿肠制作工艺及其品质研究

张崟，李建，谢波，袁津，张曦，刘科成
（成都大学肉类加工四川省重点实验室，四川成都610106）

摘要：以淀粉和大豆分离蛋白为原料，研究素食火腿肠的制作工艺，并对自制产品的品质与市售产品进行比较。结果发现，素食火腿肠的破断力及凝胶强度随淀粉添加量的增加而减小，但破断距离随淀粉添加量的增加呈先减少后增加趋势。对素食火腿肠制作工艺进行优化，所得拟合模型具有显著性（P<0.05）。将该拟合模型用于制作高凝胶性能的素食火腿肠的工艺优化，得出淀粉添加量1.38 %、大豆分离蛋白添加量31.70 %时所得火腿肠的凝胶性能最好。以该工艺制作素食火腿肠产品，所得产品与市售肉类火腿肠相比，自制产品的凝胶强度优于市售产品，但自制产品的色泽及风味、口感均较市售产品差。

关键词：素食；火腿肠；大豆分离蛋白；淀粉

火腿肠以其方便、美味、价廉、营养而深受消费者青睐，是我国销量最大的熟肉制品之一[1]。目前，我国共有火腿肠生产企业30～40家左右，火腿肠产量占整个肉制品产量的1/3，年销售额541.4亿元，出口创汇8.41亿元[2]。我国的火腿市场发展大致经历了入市、群雄竞起、诸侯争霸三大阶段[1]。如今火腿肠市场基本呈现4家（双汇、金锣、雨润、汇通）独大的态势[2]。随着人们生活水平及消费与健康意识的提高，加之过量食用红肉加工的火腿肠等制品会增加结肠癌风险[3]、进食肉类食品会增加Ⅱ型糖尿病风险等肉类消费与健康问题的科学现象的发现[4-5]，导致火腿肠市场面临巨大挑战。因此，火腿肠市场亟待开发适合当代消费趋势的新产品。

近年来，肉类替代产品走入消费者的视野，并逐渐进入市场[6]。从早期的模拟肉类产品到目前通过细胞培养制作的人造肉，传统肉类的替代品以其技术创新性和新颖性而备受关注。该类产品具有营养素含量可控，有利于以其为载体开发功能性食品，减少畜禽屠宰量和满足世界肉类需求等方面的优势。但是，由于长期的消费习惯和一些食品安全事件的曝光，导致消费者对这类肉制品的安全性存在担忧。为了在一定程度上消除消费者对该类制品安全性的担心，并开发更安全的模拟肉制品，本文以大宗熟肉制品火腿肠为对象，采用谷物原料淀粉和大豆分离蛋白为主料，开发素食火腿肠。这不仅有利于丰富肉类替代品种类，为消费者提供新的火腿肠产品，而且有利于以素食火腿肠为载体，开发减肥肉制品及适于糖尿病、癌症患者等特殊人群的模拟熟肉制品。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

大豆分离蛋白（水分含量7 %）：购于山东禹王生态食品有限公司；食用变性淀粉（水分含量12 %）：购于杭州普罗星淀粉有限公司；白糖、味精、食盐及香油：购于成都大学附近超市；肉用红曲红和肉味香精由成都伍田食品有限公司提供。市售火腿肠制品1（市售制品1）为120 g美好鸡肉火腿肠；市售火腿肠制品2（市售制品2）为120 g双汇猪肉火腿肠。

JA3103N分析天平：上海民桥精密学仪器有限公司；DZKW-4电子恒温水浴锅：北京中兴伟业仪器有限公司；CR-400色差仪：KONICA MINOLTA OPTICS，INC.；TA-XT plus质构仪：Stable Micro Systems。

1.2方法

1.2.1火腿肠制作

将大豆分离蛋白和淀粉按照一定比例混合，添加混合粉质量1 %的食盐。根据GB/T 20712-2006《火腿肠》，调节混合粉的水分含量至70 %。手动搅拌混合粉10 min使水和混合粉均匀混合。在制作与市售火腿肠对比样品（自制样品）时，添加红曲红、味精、白糖、肉味香精分别为混合粉重的0.020 %、0.196 %、0.978 %、0.001 mL/g，再搅拌5 min使辅料均匀混合。手工将混合糜充入聚氯乙烯塑料肠衣，扎紧肠衣两头。在（95± 2）℃下凝胶化60 min。然后在常温下（25±2）℃冷却至常温待用。

1.2.2凝胶强度测定

去除火腿肠肠衣，用刻度尺标记，将火腿肠切成直径30 mm、厚30 mm的片段。用TA.XT-Plus型质构仪对其凝胶强度进行测定。测定条件为探头P0.25HS、检测速度1.0 mm/s。凝胶强度表示为破断力与破断距离（cm）的乘积，单位为g·cm。每样做6次平行。

1.2.3质构特性（Texture profile analysis，TPA）测定

将火腿肠切成直径30 mm、厚30 mm的片段。用TA.XT-Plus型质构仪对其质构特性进行测定。测定条件为探头P45，测前速度2.0 mm/s，检测速度1.0 mm/s，测后速度2.0 mm/s，下压30 %，两次压缩时间间隔1 s。所测TPA参数为硬度、胶粘性和咀嚼性。每样做6次平行试验。

1.2.4色差测定

将直径30 mm的火腿肠切成5 mm厚薄片用，CR-400色差计测定样品的L*、a*、b*值，每样做6次平行。根据L*、a*、b*值按照下式计算白度：

式中：L*表示明度；a*和b*表示色度。a*正值表示偏红，负值表示偏绿；b*正值表示偏黄，负值表示偏蓝。

1.2.5感官评价

邀请6位经过培训的感官检验员，根据评分标准（见表1）对产品的风味、弹性、咀嚼性和组织状态进行打分。

表1　火腿肠产品感官指标评定表Table 1 Sensory score sheet of the ham sausage

1.2.6优化试验设计

采用Hartley法，5中心9次试验设计法对素食火腿肠的制作工艺进行优化。试验方案的各因素水平及编码见表2。

表2　响应面因素编码及因素水平Table 2 Coded level of the experiment factors of response surface

1.2.7数据分析

采用Excel2010对试验数据进行统计分析，采用SAS9.0软件进行响应面优化实验方案设计及进行显著性分析。

2　结果与讨论

2.1淀粉添加量对火腿肠凝胶强度的影响

为了确定淀粉在淀粉与大豆分离蛋白混合粉中的比例对素食火腿肠凝胶性能的影响，测定了不同淀粉添加量下素食火腿肠的凝胶性能（见图1）。

图1　淀粉添加量对火腿肠凝胶强度的影响Fig.1 Effect of starch content on gelling strength of vegetarian ham sausage

图1中破断力、破断距离及凝胶强度随淀粉添加量的变化显示，火腿肠的破断距离随淀粉添加量的增加呈先下降再增加趋势；火腿肠的破断力及凝胶强度随淀粉添加量的增加主体呈下降趋势。火腿肠的破断力、破断距离及凝胶强度在淀粉添加量为0 %～20 %时变化最快。图中二次回归分析显示，淀粉添加量与破断力、破断距离及凝胶强度之间呈线性相关。这些关系式可用于计算预定的火腿肠凝胶强度时所需大豆分离蛋白及淀粉的添加量。

图中火腿肠的破断力及凝胶强度随淀粉添加量增加而变小的趋势表明，淀粉分子的出现阻碍了大豆分离蛋白分子间形成较强的作用力。大豆分离蛋白在热作用下，会通过分子间脱水形成共价键，这种强的作用力使蛋白质凝胶难以被破坏。而淀粉分子在大豆分离蛋白中添加，淀粉分子中的羟基会在一定程度上阻碍大豆分离蛋白分子之间形成共价键。这可能是淀粉的添加导致凝胶的强度下降的主要原因。图中的破断距离呈上抛物线的形式说明，纯淀粉和大豆分离蛋白凝胶的分子间作用力都强于两者的混合物的凝胶。这在一定程度上验证了上述推测。

2.2淀粉添加量对火腿肠质构特性的影响

淀粉添加量对火腿肠质构特性的影响见图2。

图2　淀粉添加量对火腿肠TPA的影响Fig.2 Effect of starch content on TPA of vegetarian ham sausage

图中数据显示，火腿肠的硬度、胶黏性及咀嚼性均随淀粉添加量的增加而减小。这一结果与代蕾等的研究结果相符[7]。

大豆分离蛋白在热的作用下凝胶化时，由于容易通过分子间脱水形成共价键，因而形成硬度较大的凝胶；但是淀粉的添加，由于淀粉分子阻碍大豆分离蛋白分子间形成共价键，导致形成凝胶的强度较差。这可能是图2中火腿肠凝胶的硬度、胶黏性及咀嚼性随淀粉添加量的增加而降低的主要原因。

2.3淀粉和大豆分离蛋白混合比例优化

图1和图2中对火腿肠的凝胶性能分析表明，淀粉与大豆分离蛋白混合制作火腿肠时，淀粉添加量在0 %～20 %变化对火腿肠的凝胶性能影响最大。这一范围不仅涉及淀粉添加量，而且还与大豆分离蛋白的添加量有密切关系。因此，为了探讨最适的淀粉和大豆分离蛋白混合比例，以制作优质的素食火腿肠，采用响应面法对淀粉和大豆分离蛋白的添加量进行优化。设计的试验方案及试验结果见表3。对表3的试验结果进行拟合分析，所得显著性分析结果见表4。

表3　响应面实验方案及试验结果Table 3 Response surface program and experiment results

表4　各相应值的拟合模型的显著性分析Table 4 Significant analysis of relativity model for all responses

2.3.1拟合显著性分析

由表3中STAR、ISP、STAR×STAR的Pr破断力和Pr凝胶强度均小于0.05的数据显示，淀粉添加量、大豆分离蛋白添加量及淀粉添加量的平方对火腿肠的凝胶性能影响最大。由Pr破断力和Pr凝胶强度的大小可以判断，淀粉的添加量对火腿肠的凝胶性能影响大于大豆分离蛋白对火腿肠凝胶性能影响。这一结果与图1中的结果相符合。

表4中主模型的Pr破断力=0.013 757<0.05、Pr破断距离= 0.158 103>0.05、Pr凝胶强度=0.032 23<0.05的结果显示，所得火腿肠的破断力及凝胶强度与淀粉和大豆分离蛋白含量间的拟合模型具有显著相关性。结合破断力及凝胶强度的失拟项分别为0.088 809>0.05和0.056 725> 0.05；破断力及凝胶强度的R2分别为0.974和0.954的结果可知，火腿肠的破断力及凝胶强度与淀粉和大豆分离蛋白含量间的拟合模型能较好的反映火腿肠的凝胶强度与淀粉和大豆分离蛋白含量之间的关系。因此，建立淀粉和大豆分离蛋白添加量与火腿肠的破断力、凝胶强度间的拟合模型[式（1）、式（2）]，以便对最优的淀粉和大豆分离蛋白用量进行优化。

注：式中F为破断力；G为凝胶强度；STAR为淀粉含量；ISP为大豆分离蛋白含量。

2.3.2拟合可靠性验证

为了进一步验证所得模型的可靠性，对试验值和计算值的相对误差进行分析见表5。

表5　各拟合模型在预测值的有效性验证Table 5 Effectiveness confirmation of the obtained models

表中相对误差值显示，测定的破断力F与计算的F值比较接近，相对误差均小于15 %；测定的凝胶强度G值与计算的G之间的相对误差均小于25 %。由此可知，所得拟合方程能较好地反映火腿肠的凝胶性能与淀粉和大豆分离蛋白之间的相关性。

2.3.3拟合结果优化

根据所得的拟合模型，对最适合制作高凝胶强度的火腿肠的淀粉和大豆分离蛋白添加进行优化，得出，淀粉添加量为1.38 %、大豆分离蛋白添加量为31.70 %时，所得火腿肠的凝胶性能最好。对应的火腿肠的破断力、凝胶强度分别为1929.8 g、2735.87 g·cm。

大豆分离蛋白及淀粉添加量对火腿肠破断力和凝胶强度的影响，也可以通过响应面（图3）看出。

图3　火腿肠凝胶性能的响应面图Fig.3 Response Surfaces of texture property of vegetarian ham sausage

图3中火腿肠的破断力及凝胶强度，随淀粉添加量的变化程度较大豆分离蛋白添加量的变化程度大。这一结果与表3中的显著性分析结果一致。

2.4产品品质比较

2.4.1凝胶性能比较

为了分析添加辅料对火腿肠凝胶性能的影响，对自制产品与市场上销售的两种火腿肠制品的品质进行比较。素食火腿肠与市售产品凝胶性能的比较见图4。

图4　素食火腿肠与市售产品凝胶性能的比较Fig.4 Gel property comparison of the vegetarian ham sausage and the commercial ham sausages

图4中凝胶强度数据显示，自制火腿肠的凝胶强度显著（P<0.05）高于市售产品1和2。

2.4.2 TPA比较

对市售产品1和2及自制产品的TPA进行测定，所得结果见图5。

图5　素食火腿肠与市售产品质构特能的比较Fig.5 Texture property comparison of the vegetarian ham sausage and the commercial ham sausages

图5中数据显示，自制产品的硬度、胶黏性及咀嚼性值均显著（P<0.05）高于市售产品1和2。由此可知，添加辅料后素食火腿肠的质构特性也优于市售产品。

2.4.3色泽比较

自制产品与市售产品的色泽比较见图6。

图6中数据显示，自制产品的亮度（L*）、a*、b*均显著（P<0.05）低于市售产品，但自制产品的白度W显著（P<0.05）高于对照样品。由此可知，自制产品的色泽还与市售产品有较大差别，需在后续的产品开发中进一步改进。

2.4.4感官评价

图7为自制产品的感官分析结果。

图7中数据显示，自制产品的风味、口感均较市售产品差；自制产品的弹性和组织结构较市售产品优。自制产品的凝胶性能较市售产品好，这可能是自制产品的弹性和组织结构较市售产品优的主要原因。自制产品的风味和口感较市售产品差的结果表明，自制产品的调味配方有待改进。

图6　素食火腿肠与市售产品的色泽比较Fig.6 Comparison of the color of the vegetarian ham sausage and the commercial ham sausages

图7　素食火腿肠与市售产品的感官比较Fig.7 Sensory property comparison of the vegetarian ham sausage and the commercial ham sausages

3　结论

素食火腿肠的破断力及凝胶强度随淀粉添加量的增加而减小，但破断距离随淀粉添加量的增加呈先减少后增加趋势。对淀粉和大豆分离蛋白的添加量进行优化，所得淀粉和大豆分离蛋白添加量与火腿肠的破断力及凝胶强度间的拟合模型具有一定可靠。将所得拟合模型用于制作高凝胶性能的素食火腿肠的最适淀粉和大豆分离蛋白添加量优化，得出淀粉添加量1.38 %、大豆分离蛋白添加量31.70 %时，所得火腿肠的凝胶性能最好。将该优化配比用于制作素食火腿肠产品，所得产品与市售同类产品相比，添加辅料对自制产品的凝胶强度有一定减弱，但是产品的凝胶强度仍然优于市售同类产品。自制产品的色泽及风味、口感均较市售产品差。因此，后续的产品开发中将进一步优化产品的辅料配方。

参考文献：

[1]杨艳敏,张福,王继鹏,等.火腿肠发展历史与分类[J].肉类工业, 2007(1):47-48

[2]中国报告网.2014年中国火腿肠品牌现状分析及最具影响力品牌C-BPI排名.[EB/OL][2014-04-04]http:// http://jingzheng.chinabaogao.com/shipin/0441O0362014.html

[3] Glade M J. World Cancer Research Fund and American Institute for Cancer Research:“Food, Nutrition, Physical Activity, and the Prevention of Cancer: A Global Perspective[J]. Nutrition, 1999, 15(6): 523-526

[4] Aune D, Ursin G, Veier覬d M B. Meat consumption and the risk of type 2 diabetes: a systematic review and meta-analysis of cohort studies[J]. Diabetologia, 2009, 52(11), 2277-2287

[5] McMichael AJ, Bambrick HJ. Meat consumption trends and health: casting a wider risk assessment net[J]. Public Health Nutr, 2005, 8 (4):341-343

[6] Michele J Sadler. Meat alternatives -market developments and health benefits[J]. Trends in Food Science & Technology, 2004, 15 (5): 250-260

[7]代蕾,姬娜,熊柳,等.大豆分离蛋白对玉米磷酸酯双淀粉性质影响[J].粮食与油脂,2013,26(8):29-31

Study on Process and Quality of Vegetarian Ham Sausage

ZHANG Yin，LI Jian，XIE Bo，YUAN Jin，ZHANG Xi，LIU Ke-cheng
（Chengdu University，Key Laboratory of Meat Processing of Sichuan，Chengdu 610106，Sichuan，China）

Abstract：Starch and soybean protein isolate（SPI）were taken as raw materials，the process of producing vegetarian ham sausage and its quality comparison were investigated. Results showed that the breaking force and gel strength of the vegetarian ham sausage decreased with the increasing of starch content，but the breaking distance of it decreased first and then increased with the increase of the starch content. The fitting result of the gel properties and the contents of the starch and SPI showed that the obtained fitting model was reliable to be used for process optimization（P<0.05）. The optimization results indicated that the gel properties of the vegetarian ham sausage were the best as the starch and SPI contents were 1.38 % and 31.70 %，respectively. With the process，the vegetarian ham sausage was produced，and its quality was compared with the commercially available ham sausages. The results showed that the gel strength of the produced vegetarian ham sausage was better than that of the commercially available ham sausages，but the color，flavor and taste of the produced products were not good than the commercially available products.

Key words：vegetarian food；ham sausage；soybean protein isolate；starch

收稿日期：2015-02-11

作者简介：张崟（1981—），男（汉），副教授，研究生，研究方向：肉类加工。

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.08.023