芫根牦牛酸醡肉酱的研发

卢雪松，何琴，彭毅秦，丁捷，黄冰羽，肖猛，吴华昌，陈琳

(四川旅游学院，成都 610100)

芫根(BrassicarapaL.)，又名芜菁、蔓菁，青藏高原地区居多，可药食两用，具有味甘性温、清热、滋补增氧的功效[1]。近年来，国内外对芫根的研究表明芫根可用于发酵牦牛肉并增加其风味[2]，其水提取物可延长小鼠在常压缺氧状态下的存活时间[3]，其总皂苷具有减肥等作用[4,5]。目前芫根的研究主要集中在功能性成分方面[6]，将其进行产品开发的报道较少。

牦牛酸醡肉以青稞粉加工，辅以各种调味料发酵，不仅提高了牦牛肉的嫩度，且具有高营养价值的独特风味。目前国内外有关牦牛酸醡肉的报道多为发酵工艺、品质变化及菌株分离等[7，8]，尚未见牦牛酸醡肉深加工产品的报道。

近年来，肉酱类制品的研究主要集中在单一原料[9-12]及制品的配方稳定性方面[13]，对加工工艺关键因素如：炒制时间、熬制时间、搅拌频次等的研究较少。本次试验以牦牛酸醡肉和芫根为主要原料，以质构、色差、感官、理化为评价指标，以综合评分为目标参数，通过正交试验优化配方，响应面优化加工工艺，研究芫根牦牛酸醡肉酱。对芫根、牦牛肉等藏区特色食材进行精深加工，为肉酱类制品生产提供相关工艺参数，同时在脱贫攻坚大背景下推动藏区农牧产品的开发，以产业发展带动牧民增收。

1 材料与方法

1.1 原辅材料

1.1.1 主料

牦牛肉、芫根：购自四川省甘孜州白玉县综合农贸市场；青稞粉：由甘孜州农业科学研究所八美农场提供的康清8号自制。

1.1.2 辅料

姜、蒜、葱、辣椒、酱油、味精、白糖、料酒、花椒粉、郫县豆瓣、色拉油：均购自成都市龙泉驿区百伦新宸百货有限公司。

1.2 主要设备

7890A5975C气相色谱-质谱联用仪 美国安捷伦科技有限公司；DC-P3新型全自动色差计 北京市兴光测色仪器公司；TMS-Pro食品物性仪 美国F.T.C公司；ST2100实验室pH计 奥豪斯仪器(常州)有限公司；DHG-9140型电热恒温鼓风干燥箱 上海三发科学仪器有限公司。

1.3 操作方法

1.4 操作要点

1.4.1 牦牛酸醡肉的制备

参照发明专利201610348936．2制作[14]，将其制切成0.5 cm3的肉块，备用。

1.4.2 其他配料的制备

将新鲜芫根切片后放入10%盐水中腌制10 h，后再用清水脱盐10 h，置于烘箱烘干至水分为5%，备用。调味液按照糖5 g，酱油4 g，味精3 g，花椒粉2 g，料酒6 g混合调制成25 g，料酒作补充液，备用。姜、葱、蒜清理干净后，剁成0.5 mm3的粒，备用。

1.5 试验方法

1.5.1 芫根牦牛酸醡肉酱最佳配方筛选

基于多次预试验，对产品的主要原辅料进行研究及筛选，选取芫根、牦牛酸醡肉、调味液3个因素，采用L9(33)正交试验，以芫根牦牛酸醡肉酱品质综合评分作为目标参数，选择出最优的原辅料配方，因素水平见表1。

表1 芫根牦牛酸醡肉酱因素水平表Table 1 Factors and levels of sour yak meat sauce with Brassica rapa g

1.5.2 工艺单因素试验

在基础工艺的条件下，研究炒制时间(100，110，120，130，140 s)、熬制时间(3.0，3.5，4.0，4.5，5.0 min)、搅拌频次(30，60，90，120，150 s/次)对芫根牦牛酸醡肉酱质构、pH、水分、色差、总酸、感官评价及综合品质的影响。

1.5.3 关键工艺参数优化响应面试验

在单因素试验的基础上，根据Box-Behnken试验设计原理[15]，选取炒制时间、熬制时间、搅拌频次3个影响因素，以成品肉酱品质综合评分为考察指标，采用三因素三水平的响应曲面分析方法对芫根牦牛酸醡肉酱的研发关键工艺进行优化，试验因素与水平设计见表2。

表2 响应面试验因素水平表Table 2 Factors and levels of response surface experiment

1.6 检测指标

1.6.1 芫根牦牛酸醡肉酱感官评价

将制得的芫根牦牛酸醡肉酱充分搅拌,并邀请10名食品工作者进行项目内容，如肉酱的口感、组织状态、颜色、风味和评价指标等相关的培训，感官评分标准见表3。

表3 芫根牦牛酸醡肉酱的感官指标评分标准表Table 3 Sensory indexes scoring standard table of sour yak meat sauce with Brassica rapa

1.6.2 质构特性的测定[16]

探头R25，测试程序TPA，测试速度60 mm/min，形变量30%，最小感应力0.375 N，停顿2 s。

1.6.3 色差的测定[17]

将制作好的肉酱用色差仪在室温环境条件下进行测定，仪器用标准白瓷板校正，测定a*、b*、L*值，与直接烹饪的成品总色差ΔEab采用下列公式计算：

ΔEab=[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2。

1.6.4 理化指标的测定

水分:按照GB 5009.3—2016的方法测定。

总酸：按照GB/T 12456—2008的方法测定。

pH：按照GB 5009.237—2016的方法测定。

1.6.5 挥发性成分分析

样品处理：取2 g样品于萃取瓶中，60 ℃萃取30 min。

GC条件：进样口温度250 ℃，载气流速1.5 mL/min。

MS条件：离子源温度220 ℃，四级杆温度150 ℃，电子轰击电离70 eV,50～550 m/z全扫描。

1.6.6 芫根牦牛酸醡肉酱的品质综合评分

评价项目：水分H1、感官评价H2、色差H3、硬度H4、弹性H5、咀嚼性H6、pH H7、总酸H8。根据参考文献[18,19]确定指标范围：H1=14.2～26.42，H2=29.1～33，H3=76.05～81.13，H4=4.68～10.22，H5=6.28～12.17，H6=13.46～36.67，H7=4.34～5.44，H8=0.17～0.36，根据线性模型计算以下隶属[20]：

品质综合评分为：Y=p(H1)×a1+p(H2)×a2+p(H3)×a3-p(H4)×a4+p(H5)×a5-p(H6)×a6+p(H7)×a7+p(H8)×a8。

式中：Y为品质综合评分，ai为各评价指标在评价体系中所占的权重,由加工经验确定，其数值分别为0.1,0.2,0.1,0.1,0.1,0.1,0.1,0.1,0.1。

1.7 数据处理

采用SPSS 23.0、Design-Expert 8.0.6数据处理软件进行数据分析。使用的数据均为6次平行试验的平均值。

2 结果与分析

2.1 芫根牦牛酸醡肉酱最佳配方筛选

L9(33)正交试验方案及试验结果见表4。

表4 L9(33) 正交试验结果分析表Table 4 Result analysis of L9(33) orthogonal test

由表4可知，各因素对试验结果的影响大小顺序为B>A>C，即牦牛酸醡肉对成品的影响最为显著，芫根次之，调味液影响最小。正交试验直观分析结果表明：最佳水平组合为A2B1C2，即芫根30 g，牦牛酸醡肉10 g，调味液25 g，可以得到色、香、味均佳的产品。

2.2 关键工艺参数单因素试验

2.2.1 炒制时间对芫根牦牛酸醡肉酱品质的影响

表5 炒制时间对芫根牦牛酸醡肉酱综合评分的影响Table 5 Effects of frying time on comprehensive score of sour yak meat sauce with Brassica rapa

由表5可知，随着炒制时间的延长，芫根牦牛酸醡肉酱的品质指标变化显著。硬度、弹性和咀嚼性先显著增加后显著降低，均在110 s时达到峰值，分别为10.22 N、10.19 mm和36.67 mJ；ΔEab、pH均呈逐渐增高趋势，均在140 s时出现峰值，相较于100 s显著提高4.12%、25.35%；综合评分随炒制时间的增加呈现先增加后减小的趋势，在120 s时达到峰值，为0.37分。综上所述，芫根牦牛酸醡肉酱的适宜炒制时间为110～130 s。

2.2.2 熬制时间对芫根牦牛酸醡肉酱品质的影响

表6 熬制时间对芫根牦牛酸醡肉酱综合评分的影响Table 6 Effects of boiling time on comprehensive score of sour yak meat sauce with Brassica rapa

由表6可知，随着熬制时间的延长，咀嚼性呈显著增高趋势，从13.46 mJ增至29.19 mJ显著提高116.86%；水分和pH呈现下降趋势，在5 min和4 min时达到最小。综合评分随熬制时间的增加呈现先增加后减小的趋势，4 min时达最大值0.43分。综上所述，芫根牦牛酸醡肉酱的适宜熬制时间为4～5 min。

2.2.3 搅拌频次对芫根牦牛酸醡肉酱品质的影响

表7 搅拌频次对芫根牦牛酸醡肉酱综合评分的影响Table 7 Effects of stirring frequency on comprehensive score of sour yak meat sauce with Brassica rapa

由表7可知，随着搅拌频次的增加，硬度从5.65 N增至7.36 N，弹性从8.65 mm增至12.17 mm，咀嚼性从17.72 mJ增至39.11 mJ，分别显著增高30.27%、40.69%、78.42%。ΔEab呈现先增加后减小的趋势，在搅拌频次为60 s/次时达到最大值80.98。总酸、感官评分及综合评分均呈现先显著增加后显著减小的趋势， 90 s/次时达到峰值，分别为0.26 g/kg、31.00分、0.39分。综上所述，芫根牦牛酸醡肉酱的适宜搅拌频次为90～150 s/次。

2.3 关键工艺参数响应面优化试验

根据响应面设计原理，在炒制时间、熬制时间和搅拌频次单因素试验基础上，以综合评分为响应值，Design-Expert响应面试验设计结果见表8。

表8 响应面试验设计结果Table 8 Design and results of response surface experiment

应用Design-Expert 8.0.6响应面进行回归拟合分析，得到单因素与综合得分之间的二次多项式模型：

Y=+0.41+1.893E-003A+8.269E-004B+3.434E-003C-3.523E-003AB-8.179E-004AC-3.335E-003BC-3.221E-003A2-8.927E-003B2-6.552E-003C2。

式中Y为综合得分。

表9 响应面结果方差分析Table 9 Variance analysis of response surface results

续 表

由表9可知，回归方程显著(P<0.05)，失拟项不显著(P=0.1173),R2=0.9314, RAdj2=0.9431,说明该模型能解释94.31%响应值的变化，该模型可用于预测因子响应值。模型中C、AB、BC影响显著，B2、C2影响极显著，各因子对综合评分的影响排序为B>A>C。因子AC对综合评分影响不显著(P>0.05)，模型中AB、BC交互作用显著。综上所述，各因素对综合评分的影响不是简单的线性关系。

为研究芫根牦牛酸醡肉酱的最佳工艺，可以通过响应面分析实现。通过Design-Expert 8.0.6软件分析，所得响应图见图 1～图2。

图1 熬制时间与炒制时间的交互作用对综合评分的影响Fig.1 The influence of the interaction between boiling time and frying time on the comprehensive score

图2 熬制时间与搅拌频次的交互作用对综合评分的影响Fig.2 The influence of the interaction between boiling time and stirring frequency on the comprehensive score

通过观察各因素两两相互作用的响应面图形，各因素之间的交互作用较为强烈。其中B对A，C两个因素影响的坡面较陡，说明B对芫根牦牛酸醡肉酱综合评分的影响较大。A在110～130 s，B在4～5 min，C在90～150 s/次的范围内存在极值。使用Design-Expert 8.0.6软件优化，可得到芫根牦牛酸醡肉酱的最佳工艺参数为炒制时间130 s、熬制时间4 min、搅拌频次90 s/次。在此最佳工艺条件下，综合评分为0.48分。

2.4 挥发性风味成分分析

利用顶空固相微萃取GC-MS技术检测最佳芫根牦牛酸醡肉酱成品的挥发性成分，其总离子流图见图3。

图3 成品芫根牦牛酸醡肉酱的挥发性成分总离子流图Fig.3 Total ion current chromatogram of volatile components of sour yak meat sauce with Brassica rapa

表10 成品芫根牦牛酸醡肉酱挥发性风味成分分析Table 10 Analysis of volatile components in finished product sour yak meat sauce with Brassica rapa

续 表

续 表

由表10 可知，主要有90种挥发性成分，烯类27种，相对含量30.00%；醛类14种，相对含量15.56%；醇类11种，相对含量12.22%；烃类10种，相对含量11.11%；酮类6种，相对含量6.67%；酯类4种，相对含量4.44%；醚类3种，相对含量3.33%；酚类1种，相对含量1.11%。其中相对含量较高的是烯类30.00%、醛类15.56%、醇类12.22%。

烯类化合物中，β-蒎烯含量为100%，具有树脂和松脂香气；萜品烯和异松油烯含量分别为3.33%、1.63%，具有柑橘和柠檬香气；醛类化合物中，庚醛含量为10.55%，可提供果子香味；柠檬醛含量为3%，带有柠檬香味；醇类化合物中，芳樟醇和4-萜烯醇含量最高，分别为8.58%、1.73%，可提供木青气息及果香味。酮类化合物中，甲基庚烯酮含量为0.58%，可提供水果香气和新鲜清香香气。烯类、醛类、醇类和酮类占挥发性物质的64.44%，不仅能够提供柠檬香、果香、柑橘香等香味物质，还可以掩盖游离脂肪酸带来的哈喇味[21]。

因此芫根牦牛酸醡肉酱的香味复杂，主要由β-蒎烯、萜品烯、异松油烯、柠檬醛、芳樟醇、4-萜烯醇及甲基庚烯酮提供。

3 结论

本试验采用综合评分法评价芫根牦牛酸醡肉酱的品质，采用正交试验确定芫根牦牛酸醡肉酱的最优配方：芫根30 g，牦牛酸醡肉10 g，调味液25 g。由工艺单因素和响应面设计确定出最佳加工工艺参数为炒制时间130 s、熬制时间4 min、搅拌频次90 s/次，在此最佳工艺条件下，综合评分为0.48。成品芫根牦牛酸醡肉酱中共检出90种挥发性物质，主要有烯类27种、醛类14种、醇类11种、烃类10种、酮类6种、酯类4种、醚类3种、酚类1种，芫根牦牛酸醡肉酱的主体香味可能由醇类、酯类及醛类提供。本试验将芫根、牦牛肉等藏区特色食材进行精深加工，为肉酱类制品生产提供相关工艺参数，不仅在脱贫攻坚大背景下推动藏区农牧产品的开发，同时以产业发展带动牧民增收。