复合保水剂对乳化肠保水性保油性的影响

（江苏农牧科技职业学院，江苏泰州225300）

低温乳化肠是通过腌制、斩拌、灌装、熏制、蒸煮等工艺加工而成的一种常见的西式低温肉制品，有良好的质构特性和方便的食用性，这类产品品种繁多，深得消费者青睐，但制品易出油、出水。为改善产品的保水性保油性，常采取一定的措施来避免这一现象的发生。例如，李亮[1]研究了乳清蛋白、大豆蛋白、胶原蛋白等以蛋白质为基质的脂肪替代品，辅以各种胶体类和乳糖、柠檬酸等物料对乳化肠品质的影响；李君珂等[2]研究发现芋头与卡拉胶进行复合使用，能够发挥两者间的协同互补作用，使猪肉饼保水率、保油率显著提高。富含膳食纤维和黏性多糖的芋头，糊化后有一定的凝胶性；卡拉胶能与蛋白质聚集形成蛋白质胶束，具有良好的凝胶性；凝胶性是大豆蛋白的一种重要特性[3]；有报道异抗坏血酸钠在肉制品-2℃有减缓脂肪氧化的效果，延长肉制品的保藏期[4-5]。目前国内关于芋头的研究多侧重在加工保鲜方面，很少涉及对肉糜产品保水性保油性的影响，为发挥芋头、卡拉胶、异抗坏血酸钠和大豆分离蛋白协同互补作用[3]，本研究以熏煮香肠为载体，研究芋头、卡拉胶、大豆分离蛋白和异抗坏血酸钠对熏煮香肠保水性保油性的影响，为芋头在肉制品中的应用提供重要的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜去皮猪后腿肉和肥膘：大润发超市；兴化龙香芋：市购；食盐（食品级）：苏盐集团；大豆分离蛋白（食品级）：谷神生物科技集团有限公司；卡拉胶（食品级）：山东谷硕生物科技有限公司；异抗坏血酸钠：（食品级）：江西华豫源生物科技有限公司。

JY60电子天平：上海精密科学仪器有限公司；A VANTIJ-15R高速冷冻离心机：美国贝克曼库尔特；CM-14型斩拌机、EC-12型灌肠机：美国MAIVCA；HWS24型电热恒温水浴锅：济南启科仪器设备有限公司。

1.2 乳化肠生产工艺流程

修整后猪肉→低速斩拌→加入芋头、卡拉胶和大豆分离蛋白等→绞碎→斩拌→灌肠→熏制（85℃，3 h）→产品→冷却冷藏（4℃）[6]

1.3 试验设计

以保水性、保油性和感官评定为指标，分别改变芋头、卡拉胶、大豆分离蛋白和异抗坏血酸钠添加比例等参数，通过单因素试验和中心组合试验设计评价各因素对成品品质的影响。

1.3.1 基础配方

肥瘦比1∶4、复合硝酸钠0.015%、食盐2.5%、生姜粉0.18%、白胡椒0.2%、蔗糖1%、八角粉0.1%、异抗坏血酸钠0.05%、小茴香粉0.1%、大蒜末0.1%、冰水30%、复合磷酸盐0.3%。

1.3.2 单因素试验设计

1.3.2.1 芋头添加量对成品品质的影响

固定卡拉胶0.5%、大豆分离蛋白5%、异抗坏血酸钠0.06%，考察芋头添加量分别为3%、5%、7%、9%、11%对成品品质的影响。

1.3.2.2 卡拉胶添加量对成品品质的影响

固定芋头7%、大豆分离蛋白5%、异抗坏血酸钠0.06%，考察卡拉胶添加量分别为0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%对成品品质的影响。

1.3.2.3 大豆分离蛋白添加量对成品品质的影响

固定芋头7%、卡拉胶0.5%、异抗坏血酸钠0.06%，考察大豆分离蛋白添加量分别为1%、3%、5%、7%、9%对成品品质的影响。

1.3.2.4 异抗坏血酸钠添加量对成品品质的影响

固定芋头7%、卡拉胶0.5%、大豆分离蛋白5%，考察异抗坏血酸钠添加量分别为0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%对成品品质的影响。

1.3.3 Box-Benhnken试验设计

以芋头、卡拉胶、大豆分离蛋白、异抗坏血酸钠4个因素为自变量，以感官评分为指标，设计响应面试验，试验设计见表1[7]。

表1 Box-Benhnken试验设计Table 1 Experimental design and variables levels for Box-Benhnken

1.4 乳化肠品质指标的测定

1.4.1 感官评定

感官评定小组由10位有经验的教师和学生（男、女各5人）组成。评定员从组织形态、弹性、口感、风味和总体可接受性5个方面对乳化肠打分。采用盲评计分方式进行评定，评定人员禁止接触交流，评定之前需用温水漱口。乳化肠去除肠衣，切成5 mm厚的均匀薄片，随机编码，用于感官评价，评定标准见表2。

表2 感官评分评价标准Table 2 Standards for sensory evaluation

1.4.2 保水性的测定

将5.0g匀浆后的乳化肠肉糜在4℃下以3200r/min离心10 min。水分保留率为：

式中：M0为样品处理前质量，g；M1为离心前样品与离心管的质量，g；M2为离心后除去上清液后样品与离心管的质量，g[2]。

1.4.3 保油性的测定

参照孙健等[8]的方法，并略做修改。将样品切成2 mm厚切片，称重后放入蒸发皿中，倒入等量乙醚浸泡，设定温度为80℃，待乙醚挥发完全后称量皿重，增重即为肉样的粗脂肪量，每个样品重复测定3次，计算平均值。则：

式中：M0为蒸发皿质量，g；M1为样品浸提前质量，g；M2为样品浸提乙醚挥发后蒸发皿与脂肪的质量，g[8]。

1.5 数据处理

使用Excel 2010软件对数据进行统计分析并绘制图表，用Design Expert8.0.6进行响应面分析。

2 结果与分析

2.1 保水性保油性配料的单因素试验

2.1.1 芋头粉添加量对乳化肠品质的影响

不同处理组乳化肠的水分保留率、脂肪保留率和感官评分如表3所示。

表3 不同芋头粉添加量对乳化肠的影响Table 3 Effect of different amounts of taro on emulsified sausage quality

当芋头添加量低于7%时，水分保留率和脂肪保留率随着添加量的增加而增加，当芋头添加量超过7%，水分保留率和脂肪保留率下降。水分保留率上升可能是芋头中有可溶性膳食纤维，其化学结构中含有很多亲水基团，从而具备较优的保水性[2]。但是芋头添加量超过7%时，芋头淀粉热稳定性和凝沉性减弱，表现为保水性略微下降的趋势；脂肪保留率下降可能是芋头淀粉的热稳定性减弱。根据以上分析，芋头粉添加量以7%左右为最适添加量。

2.1.2 卡拉胶添加量对乳化肠品质的影响

不同处理组乳化肠的水分保留率、脂肪保留率和感官评分如表4所示。

表4 不同卡拉胶添加量对乳化肠的影响Table 4 Effect of different amounts of carrageenan on emulsified sausage quality

当卡拉胶添加量低于0.5%时，水分保留率和脂肪保留率随着添加量的增加而增加，水分保留率上升可能是含有强阴离子硫酸酯基团的卡拉胶分子能和游离水形成氢键[9]；脂肪保留率上升可能是卡拉胶可以增强肉制品乳化稳定性。但随着卡拉胶添加量增加至0.5%，水分保留率和脂肪保留率差异不显著。根据以上分析，卡拉胶添加量以0.5%左右为最适添加量。

2.1.3 大豆分离蛋白添加量对乳化肠品质的影响

不同大豆分离蛋白添加量对乳化肠的影响如表5所示。

表5 不同大豆分离蛋白添加量对乳化肠的影响Table 5 Effect of different amounts of soybean protein isolate on emulsified sausage quality

添加大豆分离蛋白能提高产品的水分和脂肪稳定性，具有较好的保水保油效果，可能是大豆分离蛋白属于典型的氨基酸型表面活性剂，降低油、水的界面张力，能使脂肪和水形成稳定的乳胶体系[10]。但大豆分离蛋白在7%～9%的添加浓度范围内，随着添加浓度的提高反而导致水分保留率和脂肪保留率降低。根据以上分析，大豆分离蛋白添加量以5%左右为最适添加量。

2.1.4 异抗坏血酸钠添加量对乳化肠品质的影响

不同异抗坏血酸钠添加量对乳化肠的影响如表6所示。

表6 不同异抗坏血酸钠添加量对乳化肠的影响Table 6 Effect of different amounts of sodium erythorbate on emulsified sausage quality

添加异抗坏血酸钠对提高产品的保水性和感官评分差异不显著，可能其主要起到防止肉制品氧化变质，在肉制品4℃保藏中有减缓脂肪氧化的效果。随着异抗坏血酸钠添加量的增加，保油性逐渐提高并在0.06%时达到最大值，可能是异抗坏血酸钠为还原剂，通过还原肉中的二硫键为巯基，从而提高蛋白的功能性[10]。根据以上分析，异抗坏血酸钠添加量以0.06%左右为最适添加量。

2.2 响应曲面优化试验结果分析

2.2.1 响应面试验结果

基于单因素试验结果，根据Box-Benhnken中心组合设计四因子三水平的响应面试验，试验方案根据表1的因子与水平设计，试验方案及结果见表7。

表7 Box-Benhnken试验设计与结果Table 7 Results and experimental design of Box-Benhnken

续表7 Box-Benhnken试验设计与结果Continue table 7 Results and experimental design of Box-Benhnken

使用Design-Expert8.0.6软件对表7试验数据进行多元回归拟合，得到响应值Y（感官评分）对影响乳化肠保水性保油性的关键因素（A、B、C、D）的二次多项回归模型为：

方差分析结果见表8。

表8 响应面试验方差分析Table 8 Analysis results of ANOVA of response surface experiment

如表8所示，F值为28.84，P值<0.000 1，表示该模型具有极显著性差异。失拟项F值为5.47，且P值为0.054 3＞0.05，即方程失拟项表现不显著，该模型回归拟合良好。该模型R2=0.929 6，R2Adj=0.898 4，表明该模型可用于分析和预测乳化肠复合保水剂的感官评分。由F值大小可知，各因素对响应值的影响强弱顺序为：芋头添加量>卡拉胶添加量>异抗坏血酸钠添加量>大豆分离蛋白添加量。A、B、C、D、AB、AD、BD、A2、B2、D2对指标值的影响极显著（P<0.01），C2对指标值的影响显著（P<0.05）。

2.2.2 响应面交互作用分析

各因素交互作用的响应面图见图1。

图1 各因素交互作用的响应面图Fig.1 Response surface map of interaction of various factors

从图1a可以看出，当异抗坏血酸钠和大豆分离蛋白均为零点时，芋头和卡拉胶添加量两者之间交互作用有一定的显著性。当卡拉胶添加量不变时，乳化肠的感官评分随芋头的增加呈现先上升后下降；同时，由等高线疏密程度可以判断，芋头添加量对乳化肠性感官评分的影响大于卡拉胶。

从图1b、d可以看出，交互项AC、BD的交互作用对乳化肠性感官评分没有显著影响。

由图1c可知，当大豆分离蛋白和卡拉胶添加量均为零点时，芋头和异抗坏血酸钠添加量两者之间交互作用有一定的显著性。当芋头添加量不变时，乳化肠感官评分随异抗坏血酸钠增加呈现先升高后缓慢下降的趋势；当其值一定时，感官评分随芋头添加量的增加呈现先增加后缓慢下降的趋势。同时，由等高线疏密程度可以判断，芋头添加量对乳化肠感官评分的影响较异抗坏血酸钠添加比例的影响大。

从图1e可以看出，当芋头和大豆分离蛋白添加量均为零点时，大豆分离蛋白和卡拉胶两者之间交互作用有一定的显著性。当大豆分离蛋白不变时，随着卡拉胶的增加，乳化肠感官评分呈现先上升再缓慢下降的趋势；当卡拉胶添加量不变时，感官评分随着大豆分离蛋白添加量的增加先上升后趋于稳定的趋势。从感官评分的变化速率显示，卡拉胶添加量对乳化肠感官评分的影响大于大豆分离蛋白添加量的影响。

从图1f可以看出，当芋头和卡拉胶添加量均为零时，异抗坏血酸钠和大豆分离蛋白添加量之间交互作用有一定的显著性。当异抗坏血酸钠添加量不变时，乳化肠感官评分随大豆分离蛋白的增加呈现先上升后下降的趋势，当其增加到一定值时，感官评分降低的幅度较小；当大豆分离蛋白添加量不变时，随异抗坏血酸钠添加量的增加，感官评分呈增加的趋势，当异抗坏血酸钠添加量增加到一定值时，感官评分的变化趋于下降。从感官评分的变化速率显示，异抗坏血酸钠添加量对乳化肠感官评分的影响较大豆分离蛋白添加量的影响大。

2.2.3 验证试验

经优化，乳化肠复合保水性保油性最优配方：芋头添加量7.03%、卡拉胶添加量0.54%、大豆分离蛋白添加量5.12%、异抗坏血酸钠添加量0.06%，在此条件下得到乳化肠的感官评分预测值为45.63。为验证响应面法的可行性，采用上述优化最佳条件进行乳化肠的验证性试验，并通过3组平行试验，乳化肠的感官评分分别为 45.40、45.70、45.10，平均感官评分为45.40，其相对误差不到1%，表明该模型拟合度好，用Box-Benhnken响应面法分析乳化肠保水性保油性的配方是可行的。

3 结论

采用Box-Behnken试验设计，通过单因素试验和中心组合试验，以感官评分为响应值，研究各因素对乳化肠保水性保油性的影响，得到乳化肠保水性保油性最佳的工艺条件：芋头添加量7.03%、卡拉胶添加量0.54%、大豆分离蛋白添加量5.12%、异抗坏血酸钠添加量0.06%时，验证试验结果与模型结果非常接近，该模型合理可靠。