恰玛古复合鸡肉烟熏香肠加工工艺优化

陈志奇 冯雨 邓梦琦 玛合巴勒·库望努西 巴吐尔·阿不力克木

摘  要：采用响应面法对恰玛古复合鸡肉烟熏香肠的加工工艺进行优化，以感官评分、亚硝酸盐残留量、持水力为指标，对食盐添加量、恰玛古添加量及烟熏时间进行单因素试验，在此基础上进行Box-Behnken响应曲面设计，并构建回归方程，得到最佳工艺参数。结果表明：食盐添加量、恰玛古添加量和烟熏时间对恰玛古复合鸡肉香肠的感官评分、亚硝酸盐残留量和持水力影响显著;确定出恰玛古复合鸡肉烟熏香肠的最佳工艺为食盐添加量2.98%、恰玛古添加量9.89%、烟熏时间2.4 h，此时产品中亚硝酸盐残留量最低，持水力较好，色泽、滋气味、口感、组织状态最佳。

关键词：恰玛古;鸡肉复合香肠;亚硝酸盐;响应面分析法;工艺优化

Abstract： The response surface methodology was used to optimize the processing of smoked chicken sausage with added turnip （Brassica rapa） roots. Sensory score， nitrite residue and water-holding capacity （WHC） as a function of the amounts of salt and turnip roots added and smoking time were studied by the one-factor-at-a-time method. On this basis， a Box-Behnken response surface design was used to develop a regression equation in order to obtain the optimal process parameters. The results showed that all three variables had a significant effect on sensory score， nitrite residue and WHC. Addition of 2.98% salt and 9.89% turnip roots and a smoking time of 2.4 h were found to be the optimal processing conditions to obtain the lowest nitrite residue， higher WHC， and best color， taste， odor， mouthfeel and tissue characteristics. 

Keywords： Brassica rapa; chicken sausage; nitrite; response surface methodology; process optimization

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20190826-201

中图分类号：TS251.6                文献标志码：A              文章编号：

随着经济的发展和生活水平的不断提高，人们对肉类产品的选择越来越广泛，关注点已经不再仅仅是对日常营养的需求，更在于肉类食品的营养均衡性和特色性[1-2]。传统香肠高脂肪、营养不均衡的特点在某种程度上不能够满足现代人对营养均衡、健康饮食的需求。改善肉类营养结构模式已经成为当今肉类行业的趋势[3-5]。

恰玛古是新疆当地人民喜爱的一种传统的块根类蔬菜[6]，是餐桌上比较常见的食物之一，同时具有延年益寿的功效。恰玛古的药学名称为芜菁[7]，是一种2 年生十字花科草本植物，富含有机活性碱等多种有机营养物质，据《名醫别录》记载，恰玛古有轻身益气、主利五脏、生湿生热、增强食欲、明目增视之功效。刘艳怀[8]、朱鸿全[9]等通过对恰玛古饮料的研制，使得恰玛古在食品方面得到应用，恰玛古在肉制品中的使用目前基本上仅存在于日常生活中，几乎没有科学研究。

鸡肉具有高蛋白、低脂肪、低热量、低胆固醇等优点[10-11]，食用鸡肉更符合当今健康饮食的趋势[12-13]。本研究以鸡肉和恰玛古为主要原料，研制鸡肉复合蔬菜香肠制品，采用响应面优化法结合亚硝酸盐残留量、持水力及感官评价确定最优配方[14-17]，为特色复合型香肠的开发提供新思路。

1   材料与方法

1.1   材料与试剂

去皮鸡胸肉、恰玛古、玉米淀粉、食盐、白糖、五香粉、孜然粉   新疆乌鲁木齐友好超市;胶原蛋白肠衣   广东德福隆生物技术有限公司。

盐酸奈乙二胺   天津渤化化学试剂有限公司;亚铁氰化钾（纯度99.5%）   天津市光复精细化工研究所;亚硝酸钠（纯度98.5%）   山东海化华龙硝铵有限公司;乙酸锌（99.9%）、硼酸钠   天津市致远化学试剂有限公司;冰乙酸（纯度99.5%）   天津市光复科技发展有限公司。

1.2   仪器与设备

12台式绞肉机   上海赛璞电器有限公司;手动灌肠器   广东德福隆生物技术有限公司;烟熏炉   改造自制;GY-TS_3.5Kw-B商用电磁炉   佛山市国盈环保设备有限公司;JA2003电子天平   上海浦春计量仪器有限公司;HH-S4恒温水浴锅   江苏省金坛市医疗仪器厂;UV1800紫外-可见光分光光度计   上海菁华科技有限公司;DHG-9123A干燥箱、DHG-9123A电热恒温鼓风干燥箱   上海一恒科学仪器有限公司;SF-GL-16A高速冷冻离心机   上海菲恰尔分析仪器有限公司。

1.3   方法

1.3.1   恰玛古复合鸡肉烟熏香肠加工工艺流程

1.3.2   指标测定

1.3.2.1   感官评定

将香肠编号后，随机组织10 位专业人员进行感官评定，分别对香肠的口感、滋气味、组织状态和色泽指标进行感官评价[21-22]。每项指标满分为10 分，最低为0 分，加权系数分别为口感0.3、滋气味0.3、组织状态0.2、色泽0.2[23-25]，评分标准如表1所示。

1.3.2.2   亚硝酸盐残留量测定

标准曲线的绘制：分别准确量取0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5、2.0、2.5 mL 200 μg/mL亚硝酸钠标准溶液于50.0 mL容量瓶中，加入2.0 mL 4 g/L对氨基苯磺酸溶液，摇匀后加入1.0 mL 2 g/L盐酸奈乙二胺溶液，蒸馏水定容后混合均匀，静置15 min，测定溶液在538 nm波长处的吸光度;以吸光度为纵坐标（y），以亚硝酸盐含量（mg/kg）为横坐标（x），绘制标准曲线[26-27]。得到亚硝酸盐含量的标准曲线为y=0.017 3x-0.002 1（R2=0.999）。

样品亚硝酸盐残留量测定：精确称取5.0 g样品，加入少量蒸馏水充分研磨，然后倒入盛有12.5 mL饱和硼砂溶液的小烧杯中，搅拌均匀后用300 mL 70 ℃蒸馏水将烧杯中的样液冲洗进500 mL容量瓶中，然后将其置于95 ℃水浴锅中水浴15 min;冷却至室温后加入5 mL 106 g/L亚铁氰化钾溶液，搅拌均匀后加入5 mL 220 g/L乙酸锌溶液，用蒸馏水定容，静置30 min;过滤，取40 mL上清液按照标准曲线绘制的步骤进行检测，并测定吸光度。并按式（1）计算。

式中：X为亚硝酸盐含量/（mg/kg）;m1为样液中亚硝酸盐质量/μg;m为试样质量/g;V1为测定用样液体积/mL;V0为试样处理液总体积/mL。

1.3.2.3   持水性测定

将恰玛古复合鸡肉烟熏香肠切成3 mm×3 mm×3 mm的碎末，称取3 g，置于装有30%棉花的离心管内，2 000 r/min离心20 min，测定其失水量;另取3 g香肠碎末置于105 ℃烘箱中，测定其水分含量[28-29]。香肠持水性按式（2）计算。

式中：X1为香肠总水分含量/%;X2为香肠离心出的水分含量/%。

1.3.2.4   pH值测定

参照GB 5009.237—2016《食品安全国家标准 食品pH值的测定》[30]。

1.3.2.5   蒸煮损失率测定

将恰玛古复合鸡肉烟熏香肠切至碎末，取2 g加入蒸煮损失袋中密封，在80 ℃水浴锅中水浴加热至中心温度为75 ℃，取出样品，放入干燥器中，待样品冷却至室温后称质量。蒸煮损失率按式（3）计算。

式中：m1为蒸煮前香肠质量/g;m2为蒸煮后香肠质量/g。

1.3.3   单因素试验设计

1.3.3.1   食盐添加量的确定

选择食盐添加量分别为鸡肉质量的0.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%，然后加入0.4%孜然粉、0.3%五香粉、3%白砂糖、15%冰水，搅拌均匀，覆盖保鲜膜放入冰箱中冷藏腌制20 h;再加入8%恰玛古、8%玉米淀粉，在（80±3） ℃水中煮制20 min，取出晾干后烟熏2 h，进行3 组平行实验。通过对香肠亚硝酸盐残留量、感官评分、pH值、蒸煮损失率和持水性的分析确定最佳食盐添加量。

1.3.3.2   恰玛古添加量的确定

选择上述最优食盐添加量，然后加入0.4%孜然粉、0.3%五香粉、3%白砂糖、15%冰水，搅拌均匀，覆盖保鲜膜放入冰箱中冷藏腌制20 h;选择恰玛古添加量分别为0%、2%、4%、6%、8%、10%、12%，再加入8%玉米淀粉，在（80±3） ℃水中煮制20 min，取出晾干后烟熏2 h，进行3 组平行实验。通过对香肠亚硝酸盐残留量、感官评分、pH值、蒸煮损失率和持水性的分析确定最佳恰玛古添加量。

1.3.3.3   煙熏时间的确定

选择上述最优食盐添加量，加入0.4%孜然粉、0.3%五香粉、3%白砂糖、15%冰水，搅拌均匀，覆盖保鲜膜放入冰箱中冷藏腌制20 h;再加入8%恰玛古、8%玉米淀粉，在（80±3） ℃水中煮制20 min，控制烟熏时间分别为0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 h，进行3 组平行实验。通过对香肠亚硝酸盐残留量、感官评分、pH值、蒸煮损失率和持水性的分析确定最佳烟熏时间。

1.3.4   响应面试验设计

响应面设计因素编码及水平如表2所示。

1.4   数据处理

采用SPSS软件对数据进行显著性分析，显著性水平均为P<0.05;采用Design-Expert 11软件进行响应面设计及结果数据分析。

2   结果与分析

2.1   单因素试验结果

2.1.1   食盐添加量对恰玛古复合鸡肉烟熏香肠的影响

由表3可知：食盐添加量对恰玛古复合鸡肉烟熏香肠的亚硝酸盐残留量、持水力及感官评分影响显著（P<0.05），而对香肠的蒸煮损失率、pH值影响不显著（P>0.05）;当食盐添加量为0.0%时，由于烟熏过程的发生，肉类也会产生一定量的亚硝酸盐，随着食盐添加量的增加，亚硝酸盐残留量呈现先下降后上升的趋势，在食盐添加量为3.0%时，恰玛古复合鸡肉烟熏香肠的亚硝酸盐残留量最低，这可能是由于随着食盐添加量的增加，有助于形成低pH值环境，对亚硝酸盐的分解有一定的促进作用，但是高盐含量会造成细胞脱水，降低HNO2的复分解反应[31];恰玛古复合鸡肉烟熏香肠持水力和感官评分呈现先上升后下降的趋势，在食盐添加量为3.0%时，持水力和感官评分均达到最大值，这主要是由于随着食盐添加量的增加，香肠中的水分在制作过程中越来越多地析出，当达到一定程度之后，由于香肠过度失水，造成香肠结构紧致，失水也相对较少，因此持水力呈现下降趋势;过高的食盐添加量会造成香肠过咸，感官评分也会下降。综合以上因素，食盐添加量为3.0%较为合适。

2.1.2   恰玛古添加量对恰玛古复合鸡肉烟熏香肠的影响

由表4可知：恰瑪古添加量对恰玛古复合鸡肉烟熏香肠亚硝酸盐残留量、持水力、感官评分影响显著（P<0.05），而对香肠的蒸煮损失率、pH值影响不显著（P>0.05）;恰玛古添加量的变化对香肠的亚硝酸盐残留量影响显著，主要是由于恰玛古是一种碱性食物，会与食盐所产生的低pH值环境形成一定的中和，当恰玛古添加量为0%时，由于加入了适当的食盐及烟熏过程的发生，亚硝酸盐残留仍存在，但随着恰玛古添加量的逐渐增加，低pH值环境会使亚硝酸盐的分解逐渐变缓慢，并逐渐趋于平稳[32-33];恰玛古复合鸡肉烟熏香肠持水力随着恰玛古添加量的增加呈现持续下降的趋势，这主要是由于恰玛古中含有大量水分，因此离心出的水分含量过高，造成大量失水;恰玛古复合鸡肉烟熏香肠感官评分呈现先上升后下降的趋势，开始时，随着恰玛古的添加，其独特风味使香肠滋味相对较好，感官评分逐步升高，但是添加量超过10%后开始出现较为浓厚的恰玛古味道，让人难以接受，并且过多的颗粒状恰玛古会对香肠的结构造成一定损害。综合以上因素，恰玛古添加量10%较为合适。

2.1.3   烟熏时间对恰玛古复合鸡肉烟熏香肠的影响

由表5可知：烟熏时间对恰玛古复合鸡肉烟熏香肠亚硝酸盐残留量、持水力、pH值及感官评分影响显著（P<0.05），而对香肠的蒸煮损失率影响不显著（P>0.05）;当烟熏时间为0 h时，香肠中的盐分在制作过程中产生少量亚硝酸盐，随着烟熏时间的增加，亚硝酸盐残留量从开始的平稳到逐步上升，上升速率一直趋于相对平稳的状态，这主要是由于随着烟熏时间的增加，香肠水分含量逐渐降低，香肠会发生发色反应，消耗部分亚硝酸盐，因此亚硝酸盐残留量增加缓慢，烟熏时间增加的同时，香肠失水量也逐步上升，亚硝酸盐残留量逐渐上升[34];恰玛古复合鸡肉烟熏香肠持水力随烟熏时间的增加逐渐呈上升趋势，这主要是由于随着烟熏时间的增加，香肠自由水含量越来越少，因此离心出的水分也逐渐变少，其持水力逐渐增强;恰玛古复合鸡肉烟熏香肠感官评分随烟熏时间的增加呈先上升后下降的趋势，这主要是由于过长时间的烟熏会造成香肠味道变质，并且色泽也会变黑。因此，选择烟熏时间2 h较为合适。

2.2   响应面优化试验结果及分析

为获得更高品质的恰玛古复合鸡肉烟熏香肠，对香肠的亚硝酸盐残留量、持水力及感官评分进行加权，分配权重系数分别为0.6、0.2、0.2，然后计算加权指标，得到的响应面优化试验结果如表6所示。

由表7可知，模型的P值为0.005 2，呈极其显著水平，并且所得出的失拟项不显著，表明所选用的二次模型是有效的，方法有效，根据决定系数为94.06%，校正决定系数为90.63%可以看出，模型的拟合度较好，对结果的预测有效。模型中一次项X1、X3影响显著，X2影响不显著，交互项X1X2、X1X3、X2X3影响均不显著，二次项X12、X22、X32均影响显著。回归方程为加权指标=0.235 0+0.004 5X1+0.000 5X2+0.002 2X3+0.000 5X1X2-0.002 0X1X3+0.000 5X2X3+10.004 2X12+0.005 2X22+0.003 8X32。

对各变量的交互作用对恰玛古复合鸡肉烟熏香肠加权指标的影响进行响应面分析。由图1～3所示，综合来看，任意2 个因素之间都存在明显的交互作用，并且最优值落点均在试验考察的区域范围之内。

2.3   工艺参数优化及模型的验证

运用Design-Expert分析软件可知，恰玛古复合鸡肉烟熏香肠的最佳工艺条件为食盐添加量2.98%、恰玛古添加量9.89%、烟熏时间2.43 h，此时香肠的亚硝酸盐残留量为11.33 mg/kg，持水力为93.43%、感官评分为9.16 分，符合国标肉灌肠类食品的工艺要求。结合实际条件，调整烟熏时间为2.4 h进行3 次平行验证实验，得出香肠的亚硝酸盐残留量为11.18 mg/kg、持水力为93.83%、感官评分为8.99 分，接近模型预测值。因此，本研究的模型具有实际意义。

3   结  论

通过Box-Behnken响应曲面设计，对恰玛古复合鸡肉烟熏香肠的最佳工艺配方进行优化，以食盐添加量、恰玛古添加量和烟熏时间为自变量，亚硝酸盐残留量、持水力、感官评分及加权指标为因变量建立回归模型，且通过验证实验确保了模型的可靠性。由模型确定恰玛古复合鸡肉烟熏香肠的食盐添加量为2.98%、恰玛古添加量为9.89%、烟熏时间调整后为2.4 h，此时香肠的亚硝酸盐残留量最低、持水力较好、感官评分较高。

参考文献：

[1] 孙建青， 徐宝才， 周辉， 等. 低温肉制品关键工艺及装备技术应用研究进展[J]. 食品科学， 2010， 31（23）： 454-459.

[2] 杨琴， 胡国华. 海藻酸钠的复配及在低温肉制品中应用研究[J]. 中国食品添加剂， 2013（4）： 145-148.

[3] 龙强， 聂乾忠， 刘成国. 发酵香肠研究进展及展望[J]. 食品科学， 2017， 38（13）： 291-298. DOI：10.7506/spkx1002-6630-201713047.

[4] SIEGFRIED H E， ANDERSON D E， FISHER E I， et al. A review of the interaction among dietary antioxidants and reactive oxygen species[J]. The Journal of Nutritional Biochemistry， 2007， 18（9）： 567-579. DOI：10.1016/j.jnutbio.2006.10.007.

[5] MARTI-QUIJAL F J， ZAMUZ S， TOMA?EVI?C I， et al. Influence of different sources of vegetable， whey and microalgae proteins on the physicochemical properties and amino acid profile of fresh pork sausages[J]. LWT-Food Science and Technology， 2019， 110： 316-323. DOI：10.1016/j.lwt.2019.04.097.

[6] 蘇丹， 赖雪雷， 康建波， 等. 肉制品加工研究进展与新技术应用[J]. 农产品加工， 2011（3）： 52-58.

[7] 陈文彬， 史毅， 张博文， 等. 恰玛古黄酮类化学成分及其药理活性研究进展[J]. 江西中医药大学学报， 2019， 31（3）： 115-118.

[8] 刘艳怀， 代绍娟， 张雪梅， 等. 恰玛古蟠桃复合果蔬汁饮料的研制[J]. 饮料工业， 2017， 20（3）： 62-65. DOI：10.3969/j.issn.1007-7871.2017.03.021.

[9] 朱鸿全， 李曌， 王艺洁， 等. 恰玛古浊汁饮料加工工艺研究[J]. 农产品加工（学刊）， 2014（9）： 32-35. DOI：10.3969/jissn.1671-9646（X）.2014.05.012.

[10] FRANCISCO M， MORENO D A， CARTEA M E， et al. Simultaneous identification of glucosinolates and phenolic compounds in a representative collection of vegetable Brassica rapa[J]. Journal of Chromatography A， 2009， 1216（38）： 6611-6619. DOI：10.1016/j.chroma.2009.07.055.

[11] NINOMIYA M， EFDI M， INUZUKA T， et al. Chalcone glycosides from aerial parts of Brassica rapa L. ‘hidabeni， turnip[J]. Phytochemistry Letters， 2010， 3（2）： 96-99. DOI：10.1016/j.phytol.2010.02.004.

[12] WILLIAMS J R， ROSELAND J M， HOWE J C， et al. Nutrient comparison for enhanced and non-enhanced dark meat chicken[J]. Meat Science， 2014， 96（1）： 469-470. DOI：10.1016/j.meatsci.2013.07.101.

[13] 齐梦圆， 周媛媛， 纪宗妍， 等. 鸡肉产品加工研究进展[J]. 农产品加工， 2017（11）： 61-65. DOI：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.11.019.

[14] 徐幸莲， 王虎虎. 我国肉鸡加工业科技现状及发展趋势分析[J]. 食品科学， 2010， 31（7）： 1-5.

[15] 巨晓军， 刘一帆， 章明， 等. 鸡肉品质性状评价指标与方法研究进展[J]. 中国家禽， 2019， 41（2）： 44-48. DOI：10.16372/j.issn.1004-6364.2019.02.010.

[16] 蓝海军， 刘成梅， 罗香生， 等. 米糠膳食纤维对熏煮香肠质构的影响[J]. 农产品加工（学刊）， 2009（8）： 15-17. DOI：10.3969/j.issn.1671-9646（X）.2009.08.004.

[17] GROSSI A， JENESEN J， KNUDSEN J C， et al. Synergistic cooperation of high pressure and carrot dietary fibre on textue and colour of pork sausages[J]. Meat Science， 2011， 89（2）： 195-201. DOI：10.1016/j.meatsci.2011.04.017.

[18] 李思凡， 梁梦帆， 孙晓鹏. 香肠加工制作工艺探析[J]. 现代食品， 2019（9）： 114-116. DOI：10.16736/j.cnki.cn41-1434/ts.2019.09.033.

[19] 怀丽华， 李海平， 王冰. 蔬菜香肠生产工艺的研究[J]. 食品工业科技， 2004， 25（7）： 88-90. DOI：10.13386/j.issn1002-0306.2004.07.02.

[20] 陈云， 欧杨虹， 华海霞. 胡萝卜营养香肠的研制[J]. 食品研究与开发， 2013， 34（13）： 50-53.

[21] SHAND P J. Textural， water holding and sensory properties of low-fat pork bologna with normal or waxy starch hull-less barley[J]. Journal of Food Science， 2000， 65： 101-107. DOI：10.1111/j.1365-2621.2000.tb15963.x.

[22] 刘方菁， 刘辉， 宁娜， 等. 感官评价原理在肉质评价中的应用[J]. 肉類工业， 2011（2）： 12-15.

[23] SOMBOONPANYAKUL P， BARBUT S， JANTAWAT P， et al. Textural and sensory quality of poultry meat batter containing malva nut gum， salt and phosphate[J]. LWT-Food Science and Technology， 2007， 40（3）： 498-504. DOI：10.1016/j.lwt.2005.12.008.

[24] 宋大巍， 刘篱雯， 张丽萍. 麻辣蒸煮香肠品质和感官特性研究[J]. 中国调味品， 2017， 42（2）： 28-32. DOI：10.3969/j.issn.1000-9973.2017.02.007.

[25] 尚永彪， 夏杨毅， 吴金凤. 传统腊肉低温熏烤过程中脂质氧化及物理化学、感官品质指标的变化[J]. 食品科学， 2010， 31（7）： 33-36.

[26] 李健， 黎晨晨， 刘宁， 等. 化学发光法测定风干肠中的亚硝酸盐[J]. 食品科学， 2009， 30（20）： 383-386.

[27] 中华人民共和国卫生部. 食品安全国家标准 食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定： GB 5009.33—2016[S]. 北京： 中国标准出版社， 2016.

[28] 黄艳玲， 曙阿克·库尔曼巴依， 王英男. 真空搅拌对添加不同植物蛋白香肠品质特性的影响[J]. 肉类研究， 2019， 33（5）： 50-54. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20190210-024.

[29] 陆红佳， 陶媛媛， 黄威. 不同粒度姜渣及添加量对川味香肠品质的影响[J]. 食品科技， 2019， 44（4）： 122-127. DOI：10.13684/j.cnki.spkj.2019.04.023.

[30] 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会. 食品安全国家标准 食品pH值的测定： GB 5009.237—2016[S]. 北京： 中国标准出版社： 2016.

[31] 鞠斌， 巴吐尔·阿不力克木， 刘雅娜. 响应面法优化青豆复合鸡肉香肠的工艺条件[J]. 肉类研究， 2015， 29（4）： 26-30. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201504006.

[32] 孟伊娜， 过利敏， 张谦. 恰玛古脆片不同干燥方式工艺初探[J]. 中国农学通报， 2016， 32（29）： 41-52.

[33] 张谦筱， 安熙强， 白利平， 等. 恰玛古多糖的抗氧化功能及其片剂的制备工艺[J]. 食品安全质量检测学报， 2017， 8（6）： 2079-2085.

[34] 钟昳茹. 烟熏工艺对湘西腊肉品质的影响研究[D]. 长沙： 湖南农业大学， 2015： 3-4.