响应面法优化蒲公英猪肉灌肠的研究工艺

韩玮钰，王梦凡，胡珊珊，魏月，马晶军

（河北农业大学理工学院，河北 沧州 061100）

猪肉灌肠在我国食品行业的发展历史悠久，广受欢迎。有研究表明，人体过多摄入肉食脂肪，会产生一种过氧化类脂，该物质能够伤害人体的基因，增大了患癌的可能性，但是在肉制品中加入蔬菜或肉制品与蔬菜共食，可以抑制不良影响的产生[1]，如朱建军研究的海带猪肉灌肠[2]、杜鹃等研究的花生蛋白粉灌肠[3]、周萍等研究的胡萝卜猪肉灌肠[4]等，均具有降低脂肪摄入量，提高猪肉灌肠营养价值的功能。

蒲公英是多年生菊科草本植物[5]，在食品行业、药品行业、日用品行业均有涉及，对生存条件要求极低。蒲公英种植成本低，但是药用价值高，在中西药领域发挥着重要作用。蒲公英可以清热解毒、抑菌消炎、抗氧化，与其他中药配伍以发挥更多的功效[6]。ABDELMAGIED等[7]研究发现蒲公英提取物能够降低辐射对人体产生的不良影响。蒲公英的主要成分有生物碱、黄酮、多酚[8]、色素等[9]，具有较强的抑制细菌生长、减缓氧化的作用[10]。随着科学水平的进步，蒲公英在食品加工与保鲜等领域发挥着举足轻重的作用。秦凤贤等[11]将蒲公英与银杏叶的提取液按比例混合，将其喷淋在鹿肉表面，再进行真空热缩包装，在低温下用来延长冰鲜鹿肉的保质期，效果良好。王轩等[12]将不同浓度的蒲公英绿原酸提取液喷洒在圣女果表面，在一定条件下放置不同的时间后，能够有效降低营养物质的损失，减少坏果率。张变玲等[13]将壳聚糖与蒲公英提取物结合对青椒进行涂膜保护，两者具有不同抗菌原理，结合后抑菌作用相叠加，使得其保鲜时间变长、保鲜效果提高。此外，蒲公英还被作为辅料添加到饼干、酸奶、饮料中，目前已经研制出抑菌效果良好的蒲公英酸奶[14]，以及美味又健康的蒲公英风味饼干[15]等日常方便食品。但是蒲公英在食品保鲜方面仍有很广阔的研究空间。例如在鹿肉的保鲜中未探究其在常温下的保鲜情况，以及在青椒的涂膜保鲜中，壳聚糖的提取工艺较复杂，所以壳聚糖与蒲公英的混合涂膜成本相对较高，以待探究更加经济的原料与蒲公英提取液混合，制作出更加经济实用、效果优良的保鲜剂。

本研究拟用蒲公英、猪肉为主要原料，将处于开花期前的新鲜蒲公英漂烫、切碎加入到猪肉灌肠中，利用响应面法优化灌肠的加工工艺，得到最佳配方，打造出一款新型的、美味的、健康的猪肉灌肠制品。

1 材料与方法

1.1 试验材料

蒲公英、猪肉、鸡蛋、生姜、盐、糖、胡椒粉、淀粉、料酒、棉线：市购。

1.2 试验用具

肠衣、普通款食品级塑钢灌肠器：宽泽电子商务有限公司；CX2000天平：无锡长协电子有限公司；xlj001绞肉机：喜莱家电器有限公司；C22-258T电磁炉：河南新宸电器有限公司。

1.3 制作工艺

1.3.1 工艺流程

肉馅、蒲公英（漂烫）、辅料→斩拌→腌制→灌装→排气→晾晒→蒸煮

1.3.2 操作要点

1）蒲公英的制备：取新鲜蒲公英100g洗净，在70℃水中漂烫80 s[16]，捞出后沥干、切碎。将蒲公英按试验要求分好备用。

2）肉馅的制备：将肥肉和瘦肉分开、搅碎，依据试验所要求的量进行添加，然后加入辅料，斩拌10 min，腌制2 h，等待备用。

3）肠衣的制备：提前半小时用30℃的温水将肠衣泡好，加入些许白醋去除异味、杀菌，泡好后在灌肠器上涂少量食用油润滑，将肠衣套在灌肠器下端。

4）灌肠：将腌制好的肉馅与切碎的蒲公英混合均匀，将混合好的肉馅灌入肠衣内，每12 cm～14 cm用棉线打一个结。装好后用牙签扎破肠衣排气。晾晒一周或者恒温干燥一定的时间。

1.3.3 评定方法

根据GB/T 22210—2008《肉与肉制品感官评定规范》[17]对蒲公英猪肉灌肠进行感官评定，选取10名感官评定人员，男女各5名，评分之前统一做好培训工作，明确评分准则。从灌肠的色泽、气味、整体状态以及切片状态4个方面进行评分。评分标准如表1。

表1 肉与肉制品感官评定规范Table 1 Specification for sensory evaluation of meat and meat products

1.3.4 理化指标与微生物指标检测

依据国家标准GB/T 20711—2006《熏煮火腿》[18]、GB 5009.227—2016《食品安全国家标准食品中过氧化值的测定》[19]对蒲公英猪肉灌肠的水分、脂肪、亚硝酸盐、过氧化值、菌落总数、大肠杆菌数、致病菌进行检测。

1.4 蒲公英猪肉灌肠试验设计

1.4.1 蒲公英猪肉灌肠预试验设计

取100 g肥瘦肉质量比为3∶7的猪肉馅，添加10%蒲公英、30%淀粉、3 g食盐、2 g糖、3 g胡椒粉、5 mL料酒、10 g姜末、一个蛋清。斩拌均匀，腌制2 h。灌装前半小时将肠衣洗净，用温水浸泡。经过灌装、排气、晾晒、蒸煮等过程得到最终产品，最后进行感官评定。

1.4.2 蒲公英猪肉灌肠单因素试验设计

1.4.2.1 蒲公英添加量

在肥瘦肉质量比3∶7，淀粉添加量为25%时，设置8组试验，蒲公英的添加量分别为5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%。通过感官评定选择最适蒲公英添加量。

1.4.2.2 肥瘦肉质量比

在蒲公英添加量为10%、淀粉添加量为25%，其他辅料添加量一定时，设置4组单因素试验，肥瘦肉质量比为 1∶9、2∶8、3∶7、4∶6。通过感官评定选择最适肥瘦肉质量比。

1.4.2.3 淀粉添加量

在蒲公英添加量为10%，肥瘦肉质量比3∶7时，设置8组试验，淀粉添加量分别为5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%。通过感官评定选择最适淀粉添加量。

1.5 响应面法优化设计

以A蒲公英添加量、B肥瘦肉质量比、C淀粉的添加量为自变量，感官评分（Y）为因变量，进行响应面设计[20]。响应面试验因素及水平见表2。

表2 响应面试验因素及水平Table 2 Experimental factors and levels of response surface

1.6 数据处理

将数据进行收集整理，用Design-Expert软件处理单因素试验的数据，得出回归方程、方差及多因素交互效应对蒲公英猪肉灌肠感官评分产生影响的响应曲面和等高线。根据预测值，调整各因素添加比例，得出最佳配比。

2 试验结果分析

2.1 单因素试验结果分析

2.1.1 蒲公英添加量

不同蒲公英添加量对蒲公英猪肉灌肠感官评分的影响见图1。

图1 蒲公英添加量对蒲公英猪肉灌肠感官评分的影响Fig.1 Effect of dandelion addition on sensory score of dandelion pork enema

蒲公英是除猪肉以外在本试验中最重要的材料，是主要研究因素。蒲公英的抑菌作用，能够延长猪肉灌肠的保质期，也能够改善灌肠的口味。由图1可知，在肥瘦肉质量比为3∶7、淀粉添加量为25%的情况下，感官评分随着蒲公英添加量的增加先升高后降低，表明添加适量的蒲公英可以改善猪肉灌肠的口感，在传统灌肠的风味上增加了蒲公英的清香。蒲公英添加量为10%时，感官评分最高。添加量超过10%后，蒲公英的气味浓郁，掩盖了猪肉灌肠的原本的香气，故选择蒲公英最适添加量为10%。在蒲公英饼干和蒲公英酸奶等一系列制品中，蒲公英的添加量也均未超过10%，添加量过少时对制品的影响甚微，无明显变化；添加量过高，酸奶和饼干等制品均会出现苦味过重的情况。

2.1.2 肥瘦肉质量比

不同肥瘦肉质量比对蒲公英猪肉灌肠感官评分的影响见图2。

图2 肥瘦肉质量比对蒲公英猪肉灌肠感官评分的影响Fig.2 Effect of fat to lean meat quality ratio on sensory score of dandelion pork enema

猪肉的肥瘦比会影响猪肉灌肠的口感。如果瘦肉太多，晾制一段时间后，灌肠的口感会柴，灌肠整体弹性较差；如果肥肉太多，品尝时口感会太过油腻。所以瘦肉和肥肉的添加比例也是要考虑的因素之一。由图2可知，在蒲公英添加量10%、淀粉添加量为25%时，随着肥肉的增加，感官评分先增加后减少。在肥瘦肉质量比3∶7时得分最高。肥肉量再增加，感官评分出现下降，口感开始降低。与高倩倩[21]的研究结果一致，因此选择肥瘦肉质量比3∶7为最适条件。

2.1.3 淀粉添加量

不同淀粉添加量对蒲公英猪肉灌肠感官评分的影响见图3。

淀粉的添加会影响猪肉灌肠的弹性以及切片后的状态。添加淀粉较少时，晾制一段时间后，猪肉灌肠弹性差、质地较硬，且颜色较深。在过量添加淀粉的情况下，灌肠口感会发软，缺少紧实感，在切片后容易松散，且灌肠缺少香味，颜色泛白。由图3可知，适量的淀粉会让灌肠保持良好的弹性以及绵软的口感。由于配方中未添加大豆蛋白等辅料，所以淀粉的添加量与同类试验相比较高。在蒲公英添加量为10%、肥瘦肉质量比3∶7时，淀粉添加25%时，在该组试验中口感最好。因此选择淀粉添加25%时为最适条件。

图3 淀粉添加量对蒲公英猪肉灌肠感官评分的影响Fig.3 Effect of starch addition on sensory score of dandelion pork enema

2.2 响应面优化试验结果

2.2.1 响应面试验设计及结果

根据单因素试验结果，利用Design-Expert软件，进行响应面设计，结果见表3。

表3 响应面试验设计及结果Table 3 Experimental design and results of response surface

2.2.2 方差分析

利用Design-Expert对试验结果进行分析[22]，得到蒲公英猪肉灌肠模型的回归方程为：Y=90.80-4.25×A-2.87×B+2.38×C+0.25×A×B+0.25×A×C+1.00×B×C-6.90×A2-5.15×B2-5.15×C2。

响应面二次模型的方差分析见表4。

表4 方差分析Table 4 ANOVA table

由表 4 可知，R2=0.954 3，R2Adj=0.895 6，该模型能够清楚的反映响应值的变化。失拟项P=0.158 5（P>0.05）不显著，表示该模型预测结果良好，预测值与实际值接近，可以用来预测蒲公英猪肉灌肠的最佳配方。模型中的A蒲公英添加量、B肥瘦肉质量比影响极显著（P<0.01），C 淀粉添加量影响显著（P<0.05），表明蒲公英的添加量和肥瘦肉质量比对于蒲公英猪肉灌肠的影响高于淀粉添加量对猪肉灌肠的影响。交互项 AB、AC、BC（P>0.05）影响均不显著，表明单因素两两交互作用，对蒲公英猪肉灌肠的影响并不明显。模型中的二次项A2、B2、C2对猪肉灌肠的影响也均为极显著（P<0.01）。且由表4可知，F值表示各因素对试验的影响程度，FA=28.86、FB=13.21、FC=9.01，所以对蒲公英猪肉灌肠感官评分影响为A蒲公英添加量>B肥瘦肉质量比>C淀粉添加量。

2.2.3 多因素交互效应响应面分析

蒲公英添加量和肥瘦肉质量比双因素交互作用对蒲公英猪肉灌肠感官评分的影响见图4。

由图4可知，蒲公英添加量与肥瘦肉质量比的交互作用对感官评分的影响是感官评分先上升后下降，整体图像呈弧形。当蒲公英添加量为10%，肥瘦肉质量比3∶7时，感官评分为89分，等高线接近圆形。A、B两种因素交互作用对蒲公英猪肉灌肠的影响不明显。蒲公英添加过多时，蔬菜的气味浓郁，掩盖了灌肠的香味。蒲公英添加过少则在灌肠制品中无明显体现。肥肉添加过多时，脂肪含量过高对身体产生不良影响，同时也会降低食用时的口感，颗粒感较重，食用起来会感到油腻。肥肉占比较少时，灌肠整体颜色较深，晾制一段时间后，整体口感会很柴。

图4 蒲公英添加量和肥瘦肉质量比对灌肠感官影响的响应曲面及等高线Fig.4 Response surface and contour lines of the effect of dandelion addition and fat-lean meat ratio on sensory organs of enema

蒲公英添加量和淀粉添加量双因素交互作用对蒲公英猪肉灌肠感官评分的影响见图5。

图5 蒲公英添加量和淀粉添加量对灌肠感官影响的响应曲面及等高线图Fig.5 Response surface and contour plot of the effect of dandelion addition and starch addition on sensory effects of enema

由图5可知，蒲公英添加量和淀粉添加量交互作用产生的3D图像呈一个弧面，感官评分随着两者的增加先升高后降低。在肥瘦肉质量比一定的情况下，蒲公英添加10%，淀粉添加25%时，在该组试验中口感最佳。加入的淀粉较少时，会造成猪肉灌肠质地较硬、弹性较差，达不到最佳口感；加入的淀粉过多，又会造成猪肉灌肠的切片性能较差，切片后易松散、不成形且整体灌肠特有的香味降低。两者相结合产生的等高线图接近圆形，表明两者交互作用对灌肠产生的影响不显著。

肥瘦肉质量比与淀粉添加量双因素交互作用对蒲公英猪肉灌肠感官评分的影响见图6。

由图6可知，肥瘦肉质量比与淀粉添加量两者交互作用产生的3D模型图呈弧形。感官评分先升高后降低，表明随着两者添加量的增加，口感由好变差。等高线图趋向椭圆形，表明交互作用产生的结果好于前两组，但效果仍不显著。当淀粉添加量为25%，肥瘦肉质量比为3∶7，蒲公英猪肉灌肠的感官评分最高。肉馅的肥瘦比经响应面优化后所得试验结果与刘忠义等[20]的响应面优化人工发酵剂发酵香肠的结果相似，表明该试验结果合理。

图6 肥瘦肉质量比和淀粉添加量对蒲公英猪肉灌肠感官影响的响应曲面及等高线图Fig.6 Response surface and contour map of the effect of fat-lean meat mass ratio and starch addition on the sensory effect of dandelion pork enema

2.3 蒲公英猪肉灌肠最佳添加量及感官评分的预测及验证

依据响应面图和等高线图，清楚的表明了3种因素不同的添加量对蒲公英猪肉灌肠整体产生的影响。模型预测在蒲公英猪肉灌肠中蒲公英添加8.5%，肥瘦肉质量比2.73∶7.27，淀粉添加26.0%为最佳预测结果，感官评分为92分。依据最佳添加量再次进行试验[23]，设置3组平行试验，得出感官评分的平均得分为92分。结果表明预测值与实际值相符，响应面对最佳添加量的预测满足试验目的。

2.4 理化指标检测

根据国家检测标准规定的检测方法测得，各种原辅料不同添加量的蒲公英猪肉灌肠的理化指标均符合国家要求，水分≤30%、脂肪≤30%、亚硝酸盐≤0.001%、过氧化值≤0.3%。

2.5 微生物指标检测

根据肉制品的微生物检测标准，对蒲公英猪肉灌肠进行检测，测得各个添加量的蒲公英猪肉灌肠菌落总数≤150 cfu/g，大肠杆菌个数≤20 MPN/100 g，未检出致病菌。

3 结论

通过单因素试验，确定3个因素的最适量，再结合响应面设计，得出三因素结合在一起对蒲公英猪肉灌肠的影响。确定蒲公英猪肉灌肠的最佳配方：蒲公英添加量为8.5%，肥瘦肉质量比为2.73∶7.27，淀粉添加量为26%。在此工艺条件下，可以制出带有蒲公英清香、口感清爽、营养丰厚的新型猪肉灌肠。