蒸煮时间对肉粉肠品质特性的影响

徐敬欣，常婧瑶，孔保华，夏秀芳，刘 骞

（东北农业大学食品学院，黑龙江哈尔滨 150030）

肉粉肠是一种具有悠久历史的传统肉制品，在东北、华北地区十分流行，具有风味浓郁、爽口不腻、价格低廉等优点[1]，因此深受消费者青睐。产品中除主料肉糜外，绿豆淀粉在配方中也占有重要比例（通常在35%左右[2,3]），其在肉粉肠加工过程中，起到增稠和稳定的作用，同时赋予产品特殊的口感[4−6]。然而，在肉粉肠加工过程中，不同的蒸煮时间会直接影响热加工过程中绿豆淀粉糊化特性，从而影响最终产品的淀粉糊化度（Degree of Starch Gelatinization，DSG）。最终产品的DSG越高，淀粉颗粒对酶的敏感性越高，越易被消化吸收[7]。蒸煮是熏煮类香肠的重要热加工工艺环节[8]，是决定产品最终质量的关键步骤[9]。在该过程中蛋白质发生热变性，引起肌肉收缩失水，从而导致香肠重量的减少和水分含量的降低。在实际生产过程中，如果蒸煮工艺控制不当，会严重影响产品的质量和出品率，给生产企业带来经济损失[10]。由于淀粉颗粒的糊化温度要比肌肉内各种蛋白质变性凝固粘合温度要高，当淀粉糊化时，肉中蛋白质分子均已变性凝固并粘合形成三维网状结构，此时糊化后的淀粉颗粒胶体进入到网状结构的空隙中[11]。若蒸煮时间较短，则导致产品DSG较低，影响产品消化率；若蒸煮时间较长，虽最终产品中DSG较高，但易导致肠衣破裂，馅料溢出，影响产品观感。

综上，蒸煮时间对最终产品的DSG和品质特性有直接影响。基于此，本实验将改变肉粉肠加工工艺中的蒸煮时间，探讨不同蒸煮时间对于肉粉肠DSG以及品质特性和感官特性的影响，同时利用聚类分析（Hierarchical Cluster Analysis，HCA）分析探讨不同样品间各参数的相似性和差异性，以期为肉粉肠类制品的加工提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

干绿豆淀粉 哈尔滨市哈达淀粉有限公司；猪瘦肉、猪脂肪、大葱和鲜姜 市售；猪肠衣（7路，d=36～38 mm） 江苏南通宝丰肠衣有限公司；复合磷酸盐、亚硝酸钠、异抗坏血酸钠 厦门市顶为味兴业香料发展有限公司；山梨酸钾 宁波王龙科技股份有限公司；食盐 中盐东兴盐化股份有限公司；香辛料 江苏省泰州市香之源食品有限公司；淀粉葡萄糖苷酶（Amyloglucosidase，AGS）、K-GLUC试剂盒 爱尔兰威克洛Megazyme国际公司。

TU-1800紫外可见光分光光度计 北京普析通用仪器有限公司；IT-09A12加热磁力搅拌器上海一恒科学仪器有限公司；AQUALAB 4TE水分活度仪 美国Decagon Devices仪器公司； ZE-6000色差计 日本色电工业株式会社；TA-XT plus型质构分析仪 英国Stable Micro System公司；Mq-20低场核磁共振分析仪 德国布鲁克公司；CXJQ-100型绞肉机 合肥九美商贸有限公司；自动和面机 广东省广州市道升商用厨具有限公司；S2-A81绞肉机 九阳股份有限公司；垣悦-22绞切两用灌肠机 江苏镇江辛丰垣悦机械厂；BZZT-IV-150蒸煮桶 杭州艾博机械工程有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 肉粉肠的配方 肉粉肠的配方如表1所示。

表1 肉粉肠的配方Table 1 Formula of starch-meat sausages

1.2.2 肉粉肠的加工工艺流程 原料的选择→绞碎→冷藏→粗斩拌肉糜→预糊化淀粉→混合馅料→灌制→煮制→干燥→糖熏→冷却→成品

1.2.3 肉粉肠的操作要点 原料的选择：选择经卫生检疫合格的瘦猪腿肉和猪背肥膘为原料，剔除可见筋膜并清洗血污等杂质。

绞碎：用刀盘孔径为3 mm的绞肉机分别将瘦猪肉和脂肪搅碎。

冷藏：将搅碎的原料肉在4 ℃冰箱中冷藏过夜12 h左右。

粗斩拌肉糜：将瘦猪肉和猪背膘放入斩拌机中，高速斩拌3 min（肉糜呈粗颗粒）后取出，置于4 ℃冰箱冷藏备用。

预糊化淀粉：将300 g干绿豆淀粉溶于400 g冷水，置于自动和面机中，使体系呈均匀分散的悬浊液，然后，将剩余800 g的95 ℃热水缓慢加入上述悬浊液中，边加入边搅拌。

混合馅料：将鲜姜和大葱混合打浆备用，持续搅拌预糊化后的淀粉，至其温度降低至48 ℃左右加入备用的猪粗肉糜，加入食盐、葱、姜、香油等香辛料以及异抗坏血酸钠和防腐剂并持续搅拌10 min。

灌制：用灌肠机将肉馅灌入猪肠衣内。灌装时要求均匀，使灌装后的肠可呈扁平状铺于操作台上，联结到所需长度，然后再盘绕起来。

蒸煮：在恒温蒸煮桶中蒸煮，水温85 ℃，不同实验组分别蒸煮20、25、30、35和40 min，经测定，肠体中心温度均已达到74 ℃。

干燥：将肠体从恒温蒸煮锅中捞出，置于室温中风干30 min，至肠体表面无多余水分并且温度冷却至室温。

糖熏：将白砂糖与潮湿木屑以1:1（v/v）在锡纸盒中（长× 宽× 高 =12 cm×1 2 cm×3 cm）混合均匀，并将其置于烧红的铁锅底部，持续加热铁锅直至锡纸盒内白砂糖化开呈褐色且有烟产生，将干燥后的肉粉肠置于锅中铁架上，盖紧锅盖，熏制6 min，至肠衣呈金黄色。

冷却：将糖熏后的产品置于晾干架，冷却至室温后进行真空包装。

1.2.4 肉粉肠DSG测定 根据Liu等[12]的方法测量总淀粉含量。糊化淀粉含量的测量参考Liu等[12]的方法略作改动。主要测量步骤包括：a. 肉粉肠样品中总淀粉的机械再溶解，即将样品置于0.5 mol/L NaOH溶液中，并以400 r/min的转速磁力搅拌60 min，然后，用0.5 mol/L盐酸溶液中和；b.肉粉肠样品中糊化淀粉的机械再溶解，即将样品置于80 mmol/L NaOH溶液中，并以400 r/min的转速磁力搅拌60 min，然后，用80 mmol/L盐酸溶液中和；c. 调节酶适pH后，分别用淀粉葡萄糖苷酶（AGS酶）酶解机械再溶解后的样品；d. 利用比色法，使用紫外可见光分光光度计测量酶解产生的D-葡萄糖含量；e. 得出总淀粉含量和糊化淀粉含量，并利用以下公式计算肉粉肠的DSG。

1.2.5 水分含量与水分活度测定 根据GB 5009.3-2016[13]测定样品的水分含量，取无杂质的铝制扁形称量瓶，置于101～105 ℃干燥箱中，瓶盖斜支于瓶边，干燥1.0 h，取出盖好，于干燥器内冷却0.5 h，称量，并重复干燥至恒重。称取2 g试样（精确至0.0001 g），放入该称量瓶中，置于101～105 ℃干燥箱中，瓶盖斜支于瓶边，干燥2～4 h后，盖好取出，放入干燥器内冷却0.5 h后称量。然后再放入101～105 ℃干燥箱中干燥1 h左右，取出，放入干燥器内冷却0.5 h后再称量，并重复以上操作至恒重。

取适量肉糜平铺于水活杯底部，将水活杯放置于水活测定仪中进行水分活度测定，记录测定结束后的数值。

1.2.6 蒸煮损失测定 参考Álvarez等[14]方法略有改动，取35 g生肉糜于离心管中，以3500 r/min转速于4 ℃离心5 min，不同实验组置于85 ℃的恒温水浴锅中分别加热20、25、30、35和40 min，取出后在室温下倒置冷却45 min 1 h。蒸煮损失计算公式如下：

1.2.7 乳化稳定性测定 参考Colmenero等[15]的方法略有改动，分别将蒸煮20、25、30、35和40 min后所得液体全部倒入铝盒中，置于105 ℃烘箱加热至恒重，减少的重量即为水分损失，恒重后的铝盒总重减去空铝盒的重量即为脂肪损失。计算公式表达为：

1.2.8 颜色测定 根据Jia等[16]所述的方法，用色差 计来测定肉粉肠的亮度值（Lightness，L*值）、红度值（Redness，a*值）和黄度值（Yellowness，b*值）。将肉粉肠样品粉碎，并使用D65光源和10°观察仪（直径为8mm）进行测量，观察仪直径为8 mm，测量区域为50 mm。测量之前，使用白色参考板（L*值= 95.26，a*值= −0.89，b*值= 1.18）进行校准。每组样品测量3次平行，每次平行将样品旋转3次至不同位置进行测量。

1.2.9 质构特性测定 分别取长度、粗细均匀的样品进行质构测定。探头型号为P2，试验参数如下：测试前速度为1.5 mm/s，测试速度为1.5 mm/s，测试后速度为10.0 mm/s，触发力为15.0g，样品首次轴向压缩未刺破肠衣，且压缩至原始高度的15.0%，测定指标包括：硬度、弹性和回复性。第二次轴向压缩刺破肠衣，且压缩至样品的75.0%。测定指标包括：脆性、咀嚼性和致密性。

1.2.10 水分动态分布测定 参考Aursand等[17]方法略作改动，用圆柱形取样器（直径18 mm）取18 mm×18 mm（高×直径）肉粉肠样品置于核磁试管中，使用低场核磁共振分析仪在室温（25 ℃）下测定自旋-自旋弛豫时间T2。使用CONTIN软件分析弛豫数据，弛豫时间分量表示为T2b、T21和T22，相关面积比例分别表示为A2b、A21和A22。测试参数：质子共振频率为22 MHz，测量温度为32 ℃，重复扫描16次，重复间隔时间TR为3500 ms，采样间隔160 μs，回波个数为5000。每个样品平行测定6次，实验重复3次。

1.2.11 肉粉肠感官评价 感官评价由感官小组（共16名成员，包括8位女性和8位男性）在感官实验室（ISO 8589，2007）完成，评分细则如表2所示。肉类实验室的专家通过预备课程对所有小组成员进行了培训，以使他们了解样品。根据以下参数，通过感官描述分析对每个肉粉肠进行评估：肉粉肠的内部颜色，肉粉肠的切面均匀度，肉粉肠的弹性，肉粉肠的硬度，肉粉肠的风味强度。此外，小组成员还需要提供每个肉粉肠的总体可接受性。将室温的每组肉粉肠切成片（厚5～8 mm），并放在随机编码的3位数的白板上，然后将所有样品立即交予小组成员。此外，还需向小组成员提供饮用水，避免测试不同样品之间味觉的混淆[18]。

表2 肉粉肠感官评分细则Table 2 Sensorial evaluation scores of starch-meat sausages

1.3 数据处理

每个实验重复3次，结果以平均值±标准差表达。数据统计分析采用IBM SPSS 25（IBM SPSS 软件公司，Chicago，IL，USA）软件进行，差异显著性（P<0.05）分析使用Tukey HSD（Honestly Significant Difference）程序。利用Origin 2018（OriginLab 软件公司，Hampton，MA，USA）软件作图，R version 4.0.3（MathSoft，Inc. USA）软件进行聚类分析，讨论不同样品间参数的相似性。

2 结果与分析

2.1 蒸煮时间对肉粉肠DSG的影响

图1为不同煮制时间下肉粉肠的DSG变化情况。由图1可以看出肉粉肠的DSG随着蒸煮时间的增加而显著增加（P<0.05）。随着蒸煮时间的延长，更多的淀粉分子溶解在水中，淀粉颗粒逐渐瓦解，微晶束也相应解体，直至全部溶解[19]。蒸煮时间延长导致越来越多的水分子与淀粉结合，样品中糊化的淀粉含量增加，未糊化的生淀粉颗粒含量逐渐降低，因此肉粉肠样品的DSG逐渐升高。

图1 不同蒸煮时间对肉粉肠DSG的影响Fig.1 Effect of different cooking time on DSG of starch-meat sausages

2.2 蒸煮时间对肉粉肠水分含量和水分活度的影响

表3为不同蒸煮时间下肉粉肠的水分含量和水分活度的变化，由表3可以看出，随着蒸煮时间的延长，肉粉肠的水分含量呈现逐渐上升的趋势，但水分活度变化不显著（P>0.05）。这是因为肉粉肠的DSG随蒸煮时间的增加而显著增加（P<0.05），糊化后溶出的直链淀粉越来越多[20]，形成的凝胶网络体系能够承载更多水分子，使体系水分含量升高。

表3 不同蒸煮时间对肉粉肠水分含量和水分活度的影响Table 3 Effects of different cooking time on water capacity and water activity of starch-meat sausages

2.3 蒸煮时间对肉粉肠蒸煮损失和乳化稳定性的影响

表4为不同蒸煮时间内肉粉肠的蒸煮损失和乳化稳定性变化，由表4可看出随着蒸煮时间的延长，肉粉肠的蒸煮损失、水分损失和脂肪损失均呈下降的趋势，且在较短的蒸煮时间内下降幅度较大。这是因为随着蒸煮时间的延长，肌原纤维蛋白逐渐溶解并形成蛋白-蛋白凝胶结构。随着温度进一步升高，结缔组织蛋白中的胶原蛋白开始变性，胶原纤维收缩，克服分子间的束缚力，逐渐溶解并凝胶化[21]。这种凝胶化的网络结构可承载大量水分子，因此肉粉肠的蒸煮损失、水分损失和脂肪损失均随蒸煮时间的上升而下降。此外，随着蒸煮时间的增加，肉粉肠的DSG显著增加（P<0.05），水分子进入淀粉颗粒中，晶体和非晶体态之间的氢键断裂，淀粉分子间的缔合状态被破坏，导致淀粉颗粒在水中分散，成为亲水胶体[22]，使肉糜体系持水性增强。然而，当蒸煮时间超过30 min时，肉粉肠的蒸煮损失和脂肪损失无明显变化（P>0.05）。这是因为蒸煮时间过长，虽然淀粉凝胶体系逐渐形成，但蛋白质已经充分变性，变性速率下降，从而聚集速率超过变性速率，因此持水性变化不明显。

表4 不同蒸煮时间对肉粉肠蒸煮损失和乳化稳定性的影响Table 4 Effects of different cooking time on cooking loss and emulsion stability of starch-meat sausages

2.4 蒸煮时间对肉粉肠水分动态分布的影响

表5为不同蒸煮时间的肉粉肠水分动态分布变化，由表5可以看出，随着蒸煮时间的延长，T2b向弛豫时间变短的方向移动，当蒸煮时间超过30 min时无显著变化（P>0.05）。同时，A2b随蒸煮时间的延长呈现先上升后平稳的趋势，表明与肉中蛋白质和淀粉颗粒结合的最紧密的结合水含量上升。此外，由表5和图2可以看出，T21和T22也均向弛豫时间变短的方向移动，而A21逐渐上升，A22逐渐下降，且均在蒸煮时间超过30 min后变化不明显（P>0.05）。表明当蒸煮时间低于30 min时，大量自由水向不易流动水转变，体系中水分子流动性降低。然而，随蒸煮时间持续增加，不易流动水含量仍维持在81%左右，表明蒸煮时间进一步增加对于肉粉肠中不易流动水的含量无显著影响（P>0.05）。

图2 不同蒸煮时间对肉粉肠中水分动态分布的影响Fig.2 Effect of different cooking time on water dynamic distribution of starch-meat sausages

表5 不同蒸煮时间对肉粉肠横向弛豫时间及相应峰面积比例的影响Table 5 Effect of different cooking time on relaxation time and the corresponding peak area proportions of starch-meat sausages

2.5 蒸煮时间对肉粉肠质构特性的影响

表6为不同蒸煮时间内肉粉肠的质构特性变化，由表6可以看出随着蒸煮时间的延长，肉粉肠的硬度、脆性、咀嚼性和回复性显著增加（P<0.05），而弹性和致密性则在较低蒸煮时间内呈现显著上升（P<0.05）的趋势，而后则无明显变化（P>0.05）。这是因为淀粉在一定的水分和温度下糊化后，直链淀粉分子从淀粉颗粒中逸出，淀粉分子链间通过氢键交联聚合，可溶性直链淀粉形成连续的三维网络凝胶结构，溶胀淀粉颗粒和碎片填充在直链淀粉网络中，形成具有一定黏弹性和强度的凝胶[23−25]。此外，热加工使得肌原纤维变性而聚集收缩[26]，同时肉粉肠中DSG逐渐升高，所形成的凝胶结构具有一定的填充作用，增强了产品的剪切力，使产品的脆性和咀嚼性提高。

表6 不同蒸煮时间对肉粉肠质构特性的影响Table 6 Effect of different cooking time on texture characteristics of starch-meat sausages

2.6 蒸煮时间对肉粉肠颜色的影响

表7为不同蒸煮时间的肉粉肠颜色变化，由表7可以看出随着蒸煮时间的延长，肉粉肠的b*值无明显变化（P>0.05），而L*值和a*值呈现上升的趋势，且当蒸煮时间达到30 min及以上时数值趋于平稳。这是因为随蒸煮时间的延长，糊化的淀粉颗粒逐渐增多，且与馅料中的蛋白质抢夺水分子，而水分对于红光的吸收能力比蓝光强，肉糜表面水分减少可能会导致肉糜a*值增大[27]。此外，由图3可以看出蒸煮20和25 min的样品颜色较差，这可能是因为蒸煮时间短导致样品内淀粉颗粒糊化不完全，没有与肉中的蛋白质分子充分结合，形成网格结构，所以呈现自身的灰白色[28]，而蒸煮充分后，淀粉颗粒糊化程度增大，变性蛋白质分子与糊化淀粉颗粒均匀融合，表现出良好、均一的颜色。

表7 不同蒸煮时间对肉粉肠颜色的影响Table 7 Effect of different cooking time on colors of starchmeat sausages

2.7 蒸煮时间对肉粉肠感官评价的影响

表8为不同蒸煮时间下肉粉肠的感官评价结果，由表8可以看出，肉粉肠的内部色泽、切面致密性、弹性、硬度和风味均随蒸煮时间的增加而呈上升的趋势，且当蒸煮时间较长（30、35和40 min）时，上述指标变化不显著（P>0.05）。表明蒸煮时间为30 min就已达到了品质良好的状态。同时，过长时间蒸煮的肉粉肠样品得到较低的总体可接受性评分。这是因为大量淀粉发生糊化，吸水膨胀，肉粉肠样品的硬度升高。且长时间的蒸煮还导致脂肪颗粒溶解，凝胶网络体系遭到破坏，产品出现析油现象。而淀粉颗粒中充盈大量水分子，对油脂吸收能力减弱。此外，过长的蒸煮时间超过了猪肠衣的弹性极限，易产生肠衣破裂的现象，导致外观上的不美观（如图3），且从肉制品工业加工的角度出发，较长的蒸煮时间代表更多的能源消耗，因此30 min的蒸煮时间为肉粉肠工业生产的最佳时间。

图3 不同蒸煮时间对肉粉肠切面的影响Fig.3 Effect of different cooking time on sections of starchmeat sausages

表8 不同蒸煮时间对肉粉肠感官评价的影响Table 8 Effect of different cooking time on sensorial evaluation of starch-meat sausages

2.8 聚类分析

聚类分析是观察和处理复杂数据矩阵的正确工具。其在数学上将每个变量视为样本描述的多维空间中的一个点[29]。当一个给定的样本作为变量中的一个点时，可以计算该点与所有其他点之间的距离，从而建立一个矩阵来描述所有被调查样本之间的接近度[30]。该分析是根据样品间相似性对样品进行分组的一种简单方法，可以清晰地描述分类实验中不同样品之间的多元性相关程度。聚类分析的结果通常表示为热图，可以明确展示不同样本之间的接近度和关系。图4为不同蒸煮时间的肉粉肠的各参数的聚类分析，由图4可以看出，在聚类1组中，较短的蒸煮时间（20和25 min）对于肉粉肠的颜色（b*值、a*值和L*值）、DSG、感官特性（弹性、硬度、风味、内部色泽、切面致密性和总体可接受性）、质构特性（回复性、致密性、硬度、脆性、咀嚼性、弹性）、水分含量、水分活度、A2b和A21均有明显的下调的影响。而较长的蒸煮时间（35和40 min）对于上述指标均有上调的影响。同时，除咀嚼性、脆性和水分含量外，30 min的蒸煮时间对于上述其他指标也有上调的影响。在聚类2组中，较短的蒸煮时间（20 和25 min）对于肉粉肠的蒸煮损失，水分损失，脂肪损失T2b、T21、T22和A22均有明显的上调影响。同时，由图4可以看出较长的蒸煮时间（30、35和40 min）对所有指标的影响结果类似，且30 min的时间能够提高肉粉肠的工厂加工效率，因此是最适宜的加工参数。

图4 不同蒸煮时间的DSG与对肉粉肠品质特性指标的聚类分析Fig.4 HCA analysis on DSG and quality characteristic index of starch-meat sausages processed for different cooking time

3 结论

本实验主要探究了20、25、30、35和40 min的蒸煮时间对肉粉肠DSG和品质特性的影响。研究结果表明，肉粉肠DSG与蒸煮时间呈正相关关系，同时，蒸煮时间的增加提高了肉粉肠的硬度和弹性，但蒸煮时间达到30 min后样品的品质特性无明显提升，且过久的蒸煮时间易导致肠衣破裂，因此30 min是肉粉肠加工工艺的最佳蒸煮时间。