淀粉、亚麻籽胶与贮藏温度对火腿肠品质影响的析因试验分析

杨 雪，冯美琴，孙 健,*，徐幸莲，周光宏（.南京农业大学食品科技学院，国家肉品质量安全控制工程技术研究中心，江苏 南京 0095；.金陵科技学院动物科学与技术学院，江苏 南京 0038）

淀粉、亚麻籽胶与贮藏温度对火腿肠品质影响的析因试验分析

杨 雪1，冯美琴2，孙 健1,*，徐幸莲1，周光宏1
（1.南京农业大学食品科技学院，国家肉品质量安全控制工程技术研究中心，江苏 南京 210095；2.金陵科技学院动物科学与技术学院，江苏 南京 210038）

采用析因试验设计，探究淀粉、亚麻籽胶、贮藏温度和它们之间的交互作用对火腿肠保水性、质构特征以及感官品质的影响及其作用机制。结果表明，经过45 d贮藏后，火腿肠的保水性随着淀粉添加量的增大而显著下降（P＜0.05），随着亚麻籽胶添加量的增大和贮藏温度的升高保水性显著上升（P＜0.05），淀粉和贮藏温度间的交互作用对保水性影响显著（P＜0.05）。质构测定结果显示，淀粉和亚麻籽胶的比例不同对硬度和咀嚼性的影响不同，但都能使弹性增大；随着贮藏温度的升高，硬度和咀嚼性增大，弹性降低。淀粉和亚麻籽胶的交互作用能使硬度和咀嚼性显著降低，而淀粉和温度的交互作用则能使弹性显著降低。从感官评定结果可以看出，降低淀粉添加量、增加亚麻籽胶添加量、降低贮藏温度有利于改善火腿肠的感官品质，且火腿肠的感官品质与淀粉和亚麻籽胶之间的交互作用有着密切联系。

淀粉；亚麻籽胶；贮藏温度；火腿肠；析因试验

随着世界经济的发展，人民的生活水平不断提高，肉制品在日常饮食中所占的比例越来越大。火腿肠作为一类方便携带且保质期较长的肉制品，深受广大消费者青睐。火腿肠的品质往往受到很多因素的影响，比如淀粉含量、添加剂以及贮藏温度等。因此，了解各种因素对火腿肠的影响，掌握其作用机理，对火腿肠品质的改良具有重要意义。作为火腿肠中最为常见的一类辅料，淀粉添加到火腿肠等肉制品中有其独特的优越性，比如能够改善保水性、增加弹性等[1]。但是加热糊化后的淀粉在贮藏过程中会发生老化，对火腿肠的风味以及质构等品质产生不利影响[2]。亚麻籽胶能够改善火腿肠品质。它不仅能够改善肉制品的凝胶特性，减少蒸煮过程中脂肪和风味损失[3-4]，还能与淀粉产生协同作用，抑制老化[5]。此外，贮藏温度对火腿肠的凝胶特性以及其中的淀粉老化等也具有很大影响[6]。目前关于火腿肠的研究报道并不鲜见，但主要集中在脂肪、蛋白质、亲水胶体以及淀粉之间的相互作用方面[7-8]，鲜见有学者关注淀粉、胶体和贮藏温度之间的作用对火腿肠的影响。

析因试验是一种将各种因素的多个水平进行交叉分组，研究各种因素的多个水平间有无差异以及各种因素之间是否存在交互作用的试验方法[9]。目前，析因试验在很多研究领域都得到了应用。此外，孙健等[10]利用三因素析因试验研究了亚麻籽胶与肉制品中其他亲水胶体的相互作用，发现亚麻籽胶与黄原胶等亲水胶体具有协调增效作用，可以通过将各种胶体进行复配来得到对肉制品的各方面均能起到改善作用的食品添加剂。

本实验采用析因试验法，对火腿肠的质构和感官特性等品质进行评价，探究淀粉、亚麻籽胶和贮藏温度以及它们的交互作用对火腿肠品质的影响，以期优化火腿肠的配方，改善火腿肠的食用品质。

1 材料与方法

1.1 材料

新鲜猪后腿肉和肥膘 雨润集团；玉米淀粉 山东中谷淀粉糖有限公司；亚麻籽胶（纯度为99.8%） 新疆昌吉绿旗生物制品有限责任公司；辅料：大豆蛋白、复合磷酸盐、异抗坏血酸、调味料、香辛料 市售。

1.2 仪器与设备

TC 12E绞肉机 意大利Sirman公司；BZBI-15斩拌机 嘉兴艾博不锈钢机械工程有限公司；KF-280灌肠机 杭州凯利食品机械有限公司；SK-1型手动式鸡心扣封口机 石家庄博安不锈钢设备有限公司；TA-XT2i质构仪 英国Stable Micro Systems公司；AR64型高速冷冻离心机 美国Beckman-Coulter公司。

1.3 方法

1.3.1 析因试验设计

采用Design Expert 8.0软件进行23析因试验设计（表1）。每个处理至少3 个重复。

表1 析因试验设计Table 1 Factorial design scheme

1.3.2 猪肉火腿肠的制作工艺

1.3.2.1 基本配方

新鲜猪肉（精肉-膘质量比为4∶1）和淀粉总量记为100%，其他成分以此质量为基础，添加量分别为食盐2%、白砂糖1.5%、五香粉0.3%、花椒粉0.2%、复合磷酸盐0.3%、大豆蛋白2%、异抗坏血酸0.03%、亚硝酸钠0.01%。

1.3.2.2 工艺流程

原材料初加工→绞肉→腌制→斩拌→灌肠→煮制杀菌→冷却贮藏

1.3.2.3 工艺要点

将新鲜的猪后腿肉和肥膘进行预处理，切成1～2 cm见方的小块；用绞肉机分别将精肉和肥膘绞成肉馅，并按4∶1的比例混合备用；加入香辛料、调味料以及亚硝酸钠，搅拌均匀，置于4 ℃冷库腌制24 h；按照析因试验设计，将淀粉和亚麻籽胶按比例分别加入腌制好的肉馅中并斩拌均匀；用PVDC肠衣灌装完成后置于90 ℃水中煮制40 min，使火腿肠中心温度达到72 ℃，以达到杀菌熟制的目的；煮好的火腿肠用流水冷却后置于4 ℃和20 ℃条件下贮藏45 d待测。

1.3.3 保水性的测定

参照Perezmateos等[11]的方法并加以修改。用双面刀将火腿肠切成1 cm3见方的小块并称质量，精确到0.001 g。将称质量后的火腿肠小方块置于离心管中，在20 ℃条件下4 000×g离心15 min。取出离心后的火腿肠，用滤纸将其表面的水分吸干，称质量，计算离心前后的质量差。每个处理重复测定3 次，取平均值。保水性（water holding capacity，WHC）的计算见公式（1）。

式中：m1代表离心前样品的质量/g；m2表示离心后样品的质量/g。

1.3.4 质构测定

参照赵改名等[12]的方法并加以修改。将火腿肠用双面刀切成10 mm高的圆柱体进行质构测定。采用TA.XT2i质构仪在20 ℃条件下测定火腿肠的质构特性。测定方法采用质构仪剖面分析法，测定条件：测试前速率2.00 mm/s，测试速率1.00 mm/s，测试后速率1.00 mm/s，形变量为50%，两次下压间隔时间为5.0 s，负载力5 g，探头类型为P50。每个处理重复测定5 次。测定结果主要取硬度、弹性以及咀嚼性3 个指标。

1.3.5 感官评定

感官评定采用盲评积分方式，采用100 分制记分原则。评定小组由15 人组成，在评定前向评定小组说明了本次感官评定的目的、指标和注意事项。感官评定时的样品规格为厚度10 mm、直径15 mm的圆柱体。感官评定标准见表2。

表2 感官评定标准Table 2 Criteria for sensory evaluation of sausage

1.4 数据处理与分析

采用Design Expert 8.0软件对数据的相关性进行分析，并根据相关性建立淀粉、亚麻籽胶、贮藏温度及其交互作用对火腿肠影响的数学模型。

式中：Y为火腿肠评价指标；X为影响因素自变量；b为常数。设A（淀粉添加量）、B（亚麻籽胶添加量）、C（贮藏温度）为自变量，以火腿肠的保水性、硬度、弹性、咀嚼性以及感官品质为响应值建立回归方程。P＜0.05为显著性差异。

2 结果与分析

2.1 淀粉添加量、亚麻籽胶添加量、贮藏温度对火腿肠保水性的影响

淀粉、亚麻籽胶添加量和贮藏温度对火腿肠保水性的影响如表3和图1所示。通过分析可以发现3 种因素对火腿肠的保水性都有显著性影响：长时间贮藏后火腿肠的保水性随着淀粉添加量的增大而显著下降（P＜0.05），而随着亚麻籽胶添加量的增加和贮藏温度的升高而呈现出显著增大的趋势（P＜0.05）。对3 种因素之间的交互作用进行分析，可以发现只有淀粉添加量和贮藏温度间的交互作用对保水性有显著影响（P＜0.05），表明亚麻籽胶虽然能够抑制淀粉老化，但是抑制作用还不足以对火腿肠的保水性产生明显的影响。对试验结果进行回归分析，得到如下方程：

表3 淀粉添加量、亚麻籽胶添加量、贮藏温度对火腿肠保水性影响方差分析Table 3 Analysis of variance (ANOVA) for WHC of sausages with starch, flaxseed gum and storage temperature

图1 淀粉添加量、贮藏温度对火腿肠保水性的影响Fig. 1 Effect of starch and storage temperature on WHC of sausages

3 种因素对火腿肠的保水性产生影响的机理不全相同。当加热温度达到淀粉糊化温度时，肉糜中的蛋白质已经变性凝固并形成了网状结构，糊化的淀粉胶填充在网状结构内，以改善火腿肠的质构并起到增稠的作用[13]。但是随着贮藏时间延长，淀粉的老化程度越来越高，淀粉含量高的火腿肠老化出水现象更严重，保水性更差。这种变化趋势与文献[14]报道相似。亚麻籽胶能够使火腿肠的保水性增加，这与汪岩等[15]将亚麻籽胶应用在高温火腿肠中得到的结果一致。亚麻籽胶对保水性的影响可能是由以下几个因素引起的。1）亚麻籽胶作为一种亲水胶体，不仅具有良好吸水和持水能力，还具有独特的增稠乳化特性[16]，能使火腿肠的结构更加致密，保水能力增强；2）Sun Jian等[17]研究发现亚麻籽胶等能使肌原纤维蛋白凝胶的保水能力增大；3）亚麻籽胶与淀粉具有协同作用，能够增强淀粉的亲水特性；4）亚麻籽胶具有抑制淀粉老化的作用，可以减少由老化所带来的水分损失[18]。而贮藏温度对火腿肠老化的影响主要表现在一定温度范围内，贮藏温度越高，淀粉的老化速率越低，提高贮藏温度能抑制淀粉老化[19]，故也可以减少水分损失。

2.2 淀粉添加量、亚麻籽胶添加量、贮藏温度对火腿肠硬度的影响

表4 淀粉添加量、亚麻籽胶添加量、贮藏温度对火腿肠硬度影响方差分析Table 4 ANOVA for hardness of sausages with starch, flaxseed gum and storage temperature

图2 淀粉和亚麻籽胶添加量对火腿肠硬度的影响Fig. 2 Effect of starch and flaxseed gum on hardness of sausages

淀粉、亚麻籽胶添加量以及贮藏温度对火腿肠硬度的影响如表4和图2所示。随着贮藏温度升高，硬度呈显著上升趋势（P＜0.05）。在低淀粉添加量条件下，火腿肠的硬度随着亚麻籽胶添加量的增加而增大；高淀粉添加量条件下则相反。淀粉和亚麻籽胶添加量之间的交互作用对硬度影响显著（P＜0.05）。但是贮藏温度与其他两个因素之间的交互作用对硬度的影响都不显著（P＞0.05）。对试验结果进行回归分析，可以得到如下方程：

淀粉添加到肉制品中能够改善火腿肠的质构，但是经过长时间的贮藏过后，火腿肠中的淀粉会发生老化，研究表明随着老化时间的延长，淀粉质食品的硬度会有所增大[20]。由图2可以看出，当淀粉添加量较低时，随着亚麻籽胶添加量增加，火腿肠的硬度增大，这可能是由亚麻籽胶和盐溶性肉蛋白之间的相互作用引起的。Chen Haihua等[21]研究发现亚麻籽胶能够增强盐溶性肉蛋白的

凝胶强度。而当淀粉含量较大时，亚麻籽胶与老化淀粉之间的相互作用成为了影响硬度的主要因素。随着亚麻籽胶添加量的增大，淀粉老化受到的抑制越来越大，火腿肠硬度减小。而贮藏温度与其他两个因素的交互作用对硬度的影响不明显，表明贮藏温度虽然能够对淀粉老化以及亚麻籽胶的作用产生影响，但是并不足以改变随着贮藏温度升高，火腿肠中微生物活动加剧所带来的硬度增大的趋势[22-23]。

2.3 淀粉添加量、亚麻籽胶添加量、贮藏温度对火腿肠弹性的影响

表5 淀粉添加量、亚麻籽胶添加量、贮藏温度对火腿肠弹性影响方差分析Table 5 ANOVA for springiness of sausages with starch, flaxseed gum and storage temperature

图3 淀粉添加量和贮藏温度对火腿肠弹性的影响Fig. 3 Effect of starch and storage temperature on springiness of sausages

淀粉、亚麻籽胶添加量以及贮藏温度对火腿肠弹性的影响如表5和图3所示。淀粉和亚麻籽胶添加量对火腿肠弹性的影响都不显著（P＞0.05）。只有贮藏温度对弹性有显著影响，表现为随着贮藏温度的升高，火腿肠的弹性呈现出显著降低的趋势（P＜0.05）。对各因素间的交互作用进行分析，可以发现只有淀粉添加量和贮藏温度之间的交互作用对火腿肠的弹性有显著影响（P＜0.05）。对试验结果进行回归分析，可以得到如下方程：

由回归方程可以看出：淀粉和亚麻籽胶添加量与火腿肠弹性呈正相关，表明增大淀粉和亚麻籽胶添加量都能够使火腿肠的弹性增强。Pietrasik[24]研究发现火腿肠的弹性随淀粉含量的增加而有所增大。这可能是由于淀粉糊化后呈凝胶状，填充在蛋白质网络结构内，使火腿肠在受到外力作用后能够有较强的复原能力。亚麻籽胶具有改善肉制品凝胶特性以及抑制淀粉老化的作用[25]，而且作为一种亲水胶体，亚麻籽胶能够增加混合体系的黏度，改善火腿肠的弹性。一些亲水胶体（瓜尔豆胶、黄原胶等）也曾被报道对火腿肠的弹性影响不显著[26]。贮藏温度对弹性的影响与蒋丽施等[22]的研究结果相似。随着贮藏温升高，微生物活动加剧对火腿肠的弹性产生不利影响，而在较低温度条件下则有利于保持弹性的稳定性。另外，从图3可以发现随着淀粉添加量的增加，贮藏温度火腿肠弹性的影响越来越大。这表明随着火腿肠中淀粉含量增大，经过长时间贮藏后微生物的活动越剧烈，对火腿肠的弹性产生的影响越大。

2.4 淀粉添加量、亚麻籽胶添加量、贮藏温度对火腿肠咀嚼性的影响

表6 淀粉添加量、亚麻籽胶添加量、贮藏温度对火腿肠咀嚼性影响方差分析Table 6 ANOVA for chewiness of sausages with starch, flaxseed gum and storage temperature

图4 淀粉添加量和亚麻籽胶添加量对火腿肠咀嚼性的影响Fig. 4 Effect of starch and flaxseed gum on chewiness of sausages

淀粉、亚麻籽胶添加量以及贮藏温度对火腿肠咀嚼性的影响如表6和图4所示。在淀粉添加量较低时，火腿肠的咀嚼性随着亚麻籽胶添加量的增大而增大；而当淀粉添加量较高时，咀嚼性随着亚麻籽胶添加量的增加而降低。贮藏温度对咀嚼性没有显著性影响（P＞0.05）。交互作用的研究结果表明淀粉添加量与亚麻籽胶添加量之间的交互作用对咀嚼性有显著影响（P＜0.05），且为负相关关系；贮藏温度和其他两个因素之间的交互作用对咀嚼性并无显著影响。对试验数据进行回归分析，得到如下方程：

火腿肠的咀嚼性是指将火腿肠咀嚼到可以吞咽时所做的功，与火腿肠的硬度、弹性以及黏度等有关[26]。结合前面的研究结果，可以发现火腿肠咀嚼性的变化趋势与硬度相似。当淀粉添加量较低时，随着亚麻籽胶添加量增加，火腿肠的硬度增加，亚麻籽胶能够与肌肉蛋白分子互相交联，形成致密的凝胶三维网络结构[27]，使火腿肠的咀嚼性增大。当淀粉添加量较高时，结合交互作用分析结果可知，亚麻籽胶能够通过抑制淀粉老化来使火腿肠的咀嚼性降低。但是随着贮藏温度升高，火腿肠中的微生物活动加剧，硬度增加，咀嚼性升高。

2.5 淀粉添加量、亚麻籽胶添加量、贮藏温度对火腿肠感官评分的影响

表7 淀粉添加量、亚麻籽胶添加量、贮藏温度对火腿肠感官评分影响方差分析Table 7 ANOVA for sensory quality of sausages with starch, flaxseed gum and storage temperatures

图5 淀粉添加量和亚麻籽胶添加量对火腿肠感官评分的影响Fig. 5 Effect of starch and flaxseed gum on sensory quality of sausages

淀粉、亚麻籽胶添加量以及贮藏温度对火腿肠感官评分的影响如表7和图5所示。随着淀粉添加量增加和贮藏温度升高，感官评分显著下降（P＜0.05）；亚麻籽胶添加量对感官评分的影响不显著（P＞0.05）。对各因素间的交互作用进行分析，可以发现淀粉和亚麻籽胶添加量之间的交互作用对感官评分有着显著的提高作用（P＜0.05），贮藏温度和其他两种因素之间的交互作用对感官评分的影响不显著（P＞0.05）。对试验结果进行回归分析，得到的方程如下：

淀粉在火腿肠肉制品加工过程中常被用作增调剂来改善肉制品的组织结构，但是感官评定结果显示淀粉含量过高也会造成火腿肠品质的下降。造成这种现象的因素可能有以下几点：1）随着淀粉含量的增加，火腿肠的粉感越来越严重，肉香味降低；2）长期贮藏后，淀粉发生严重老化，火腿肠的水分损失严重，导致风味和口感变差[28]。亚麻籽胶对感官品质没有显著的改善作用，但是结合前面的试验结果可以发现，添加亚麻籽胶能够改善火腿肠的保水性和质构，且不会对感官和食用品质产生显著影响，具有良好的应用前景。此外，在一定温度范围内适当降低贮藏温度有助于提高火腿肠的感官品质。低温条件下贮藏火腿肠有利于控制微生物，降低由微生物所带来的品质劣变[29]，不仅能够改善火腿肠的感官品质，还能够延长货架期。

3 结 论

淀粉添加量、亚麻籽胶添加量、贮藏温度以及它们之间的交互作用对火腿肠品质的影响不尽相同。淀粉和亚麻籽胶的混合比例对火腿肠质构有显著影响：淀粉添加量较低时，随亚麻籽胶添加量增加火腿肠的硬度和咀嚼性增大，淀粉添加量较高时则相反。但是，增大淀粉添加量能够使保水性和感官品质下降，弹性增大；增大亚麻籽胶添加量则会使保水性、弹性以及感官品质均得到改善。而贮藏温度在一定范围内升高能够增加火腿肠的保水性、硬度、咀嚼性，但是弹性和感官品质受到一定影响。交互作用分析结果表示，淀粉和亚麻籽胶之间的交互作用能够使得火腿肠硬度和咀嚼性下降，感官品质上升；淀粉和贮藏温度之间的交互作用则能使保水性显著增加，弹性显著下降。由此可以得出结论：火腿肠的品质受到很多因素影响，这些因素之间的交互作用也会对火腿肠的品质产生很大影响。在一定范围内降低淀粉含量、增加亚麻籽胶添加量以及降低贮藏温度能够改善火腿肠等肉制品的品质。这是由于长期贮藏过后，淀粉老化会对火腿肠的食用品质产生不良影响，加入亚麻籽胶既能够抑制淀粉老化，还能与肉中的蛋白质和脂肪产生乳化增稠作用，而降低贮藏温度则会对微生物生长产生显著抑制作用。实验结果还表明亚麻籽胶是一种优良的食品添加剂，在火腿肠等肉制品的加工工业中有很大应用前景。

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Effects of Starch, Flaxseed Gum and Storage Temperature on Sausage Quality Evaluated by Factorial Design

YANG Xue1, FENG Meiqin2, SUN Jian1,*, XU Xinglian1, ZHOU Guanghong1
(1. National Center of Meat Quality and Safety Control, College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China; 2. College of Animal Science and Technology, Jinling Institute of Technology, Nanjing 210038, China)

The objective of the study was to investigate the effects of starch, flaxseed gum (FG), storage temperature and their interaction on the water-holding capacity (WHC), texture profile and sensory quality of sausage and to explore the underlying mechanism using factorial design. The results revealed that, the WHC measured after 45 days of storage was significantly decreased with increasing amount of starch (P ＜ 0.05), while it was significantly increased with increasing amount of starch and temperature (P ＜ 0.05). The interaction between starch and storage temperature had a significant influence on the WHC (P ＜ 0.05). Texture profile analysis (TPA) indicated that different mixing ratios of starch and FG had different effects on the hardness and chewiness, but resulted in increased springiness. The rise in storage temperature led to an increase in the hardness and chewiness and a decrease in the springiness. The interaction between starch and FG could significantly decrease the hardness and chewiness while springiness decreased significantly due to the interaction between starch and storage temperature. From the results of sensory evaluation, the sensory quality of sausage, which was closely related to the interaction between starch and FG, could be improved by adding less starch and more FG, and lowering storage temperature.

starch; flaxseed gum (FG); storage temperature; sausage; factorial design

10.7506/spkx1002-6630-201713001

TS251.5

A

1002-6630（2017）13-0001-06

杨雪, 冯美琴, 孙健, 等. 淀粉、亚麻籽胶与贮藏温度对火腿肠品质影响的析因试验分析[J]. 食品科学, 2017, 38(13): 1-6. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201713001. http://www.spkx.net.cn

YANG Xue, FENG Meiqin, SUN Jian, et al. Effects of starch, flaxseed gum and storage temperature on sausage quality evaluated by factorial design[J]. Food Science, 2017, 38(13): 1-6. (in Chinese with English abstract)

10.7506/spkx1002-6630-201713001. http://www.spkx.net.cn

2017-03-05

国家自然科学基金青年科学基金项目（31401516）；中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目（Y0201400114）

杨雪（1992—），女，硕士研究生，研究方向为畜产品加工与质量控制。E-mail：2015808102@njau.edu.cn

*通信作者：孙健（1973—），男，副教授，博士，研究方向为畜产品加工与质量控制。E-mail：sunjian01@njau.edu.cn