响应面法优化羊肝复合香肠的工艺配方研究

摘要：采用响应面法对羊肝复合香肠工艺配方进行优化。以新鲜羊肝为原料，添加不同量的食盐、羊油、淀粉、胡萝卜、杏鲍菇，通过设计单因素试验和响应面试验，对其配方比例进行优化试验得到最佳参数，分析不同添加物对羊肝复合香肠的持水力、质构特性和感官评价指标的影响。结果表明，当添加食盐2%、淀粉7%、羊油15%、胡萝卜10%、杏鲍菇10%时，感官评分为79.30分，制作的羊肝复合香肠具有羊肝和羊油的独特风味，与预测值的吻合度较高，具有实际参考意义。

关键词：羊肝复合香肠；工艺优化；响应面法；质构特性；感官评分

中图分类号：TS251.65""""" 文献标志码：A"""" 文章编号：1000-9973（2024）10-0101-08

Study on Optimization of Process Formula of Sheep Liver Compound

Sausage by Response Surface Method

Zumulaiti·REXITI， Guliziya·TUERSIBIEKE， MA Jun， Maidilaiyan·MAIMAITIYIMING，

Batuer·ABULIKEMU*

（College of Food Science and Pharmacy， Xinjiang Agricultural University， Urumqi 830052， China）

Abstract： Response surface method is used to optimize the process formula of sheep liver compound sausage. With fresh sheep liver as the raw material， different amount of salt， sheep oil， starch， carrot and Pleurotus eryngii is added， the formula ratio is optimized by designing single factor test and response surface test， and the optimal parameters are obtained. The effects of different additives on water holding capacity， texture characteristics and sensory evaluation indexes of sheep liver compound sausage are analyzed. The results show that when 2% salt， 7% starch， 15% sheep oil，10% carrot and 10% Pleurotus eryngii are added， the sensory score is 79.30 points， and the obtained sheep liver compound sausage has the unique flavor of sheep liver and sheep oil， which is in good agreement with the predicted value and has practical reference significance.

Key words： sheep liver compound sausage; process optimization; response surface method; texture characteristics; sensory score

我国是羊肉生产大国，随着经济的迅速发展以及人民生活水平的显著提高，人们对各类羊产品的需求呈现上升趋势，羊肉产量在整体上呈增长态势[1]，肉羊副产物逐年增长，其中羊肝是肉羊屠宰产业的主要副产物之一，具有特殊的营养和健康功效。羊肝富含维生素A、维生素B12、维生素B6[2-3]、铁、锌、蛋白质等营养成分[4]，能够促进免疫系统的正常运行，维持眼睛、皮肤和黏膜的健康，并参与红细胞合成，有助于预防缺铁性贫血[5]。有研究表明，羊肝中所含的Fe、Cu等微量元素以及必需脂肪酸γ-亚麻酸都明显比其他动物肝脏高[6-7]。目前国内对羊肝资源的开发及深加工利用率低，多数被加工成饲料或被废弃，不仅附加值低，而且污染环境，资源未得到充分利用。因此，合理利用肉羊副产品、开发新的羊肉制品已迫在眉睫。

羊尾油也是肉羊屠宰的副产物，是球状油脂团，经过干法熬制出良好的可食性油脂，性温味甘，光泽度好，比其他部位的脂肪更肥厚，富含胶质，具有独特的风味，这是羊身上最珍贵的部分之一，它不仅具有改善食物风味的作用，而且有着极高的药用价值，深受人们的喜爱。羊油含有多种脂肪酸，在人体中的消化吸收率极高，是吸收维生素A和维生素D的良好介质，加入蔬菜和肉中一起烹调，能增加食品的风味和口感，同时可以促进多种营养物质的吸收[8]。因为羊尾油中的不饱和脂肪酸含量丰富，具有极高的热量，所以对于慢性疾病和虚劳症也有很好的治疗效果[9]。

胡萝卜中因富含天然类胡萝卜素和维生素A[10]，对人体有较强的抗癌、提高免疫力、润肠通便、抗氧化等功效[11]。杏鲍菇中蛋白质、碳水化合物、维生素的含量较高，具有很高的营养价值和药用价值。杏鲍菇高钾低钠，可帮助调节电解质平衡、降血压[12-13]、降血脂、抗肿瘤等[14-15]。香肠是现代社会流行的方便美食，在羊肝中加入胡萝卜和杏鲍菇与羊油一起制作成营养均衡的香肠，风味独特，口感鲜美[16-18]。

本文以羊肝为原材料，采用科学合理的方法添加食盐、淀粉、羊油，并以传统的香肠制作工艺为基础，旨在提高羊肝的利用率，开发富含营养的复合型香肠，既满足了对羊肝等低附加值副产物的合理应用，提高了肉羊副产品的利用价值，又提高了蔬菜的利用率，满足了人们对营养均衡的要求，丰富了国内香肠制品的种类。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

选用新鲜的羊肝；羊尾油、淀粉、胡萝卜、杏鲍菇、食盐、葱、姜、料酒、食用油、香辛料等：均购于乌鲁木齐市北园春农贸市场。

D-异抗坏血酸钠（食品级）：德兴市百勤异VC钠有限公司；亚硝酸钠（食品级）：杭州市龙山化工有限公司；复合磷酸盐（焦磷酸钠∶六偏磷酸钠∶三聚磷酸钠为2∶2∶1）：徐州市天溢源食用化工有限公司。

1.2 仪器与设备

12型台式电动绞肉机 上海赛璞电器有限公司；DZ-400/2真空包装机 浙江奔腾激光股份有限公司；ME204E电子天平 梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；TA-XT2i型质构仪 英国Stable Micro Systems公司；手动式灌肠器 广东德福隆生物科技有限公司；HH-S4恒温水浴锅 江苏省金坛市医疗仪器厂；LXJ-ⅡB离心机 上海安亭科学仪器厂；DL-5028料理机 广东新宝电器股份有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 羊肝的脱膻处理

将新鲜的羊肝去除血筋，撕去外层白色薄膜，切成小块用流动的清水漂洗5次，间隔5 min[19]，再放入盆中淋入料酒腌制10 min。锅中倒水烧开，葱、姜切片放入，与腌制好的羊肝同煮10 min，煮制过程中用筷子扎破羊肝，使葱姜水脱膻液充分进入羊肝内部，达到更好的去膻效果。

1.3.2 羊油的干法熬制

将新鲜羊尾油切去结蹄组织和血筋，清洗干净，控干水分。参考杜禹岐[20]的方法并加以调整，将清理后的羊尾油放入大烧杯中后在电热炉上加热熬制3 h，温度设置为120 ℃，之后将液体羊油过滤后盛入干净的容器中，晾凉后放入冰柜中冷冻备用。

1.3.3 羊肝复合香肠的制作

通过熬制处理的羊油"""" 香辛料和辅料"" 胡萝卜、鸡腿菇绞碎

↓"""""""""""" ↓""""" ↓

预处理的羊肝→绞碎→滚揉→搅拌→灌肠→干燥→蒸煮→冷却→真空包装→灭菌→成品。

将预处理后的羊肝绞碎，绞碎过程中添加冰水保持馅料温度在4 ℃以下，防止微生物繁殖。继续添加食盐、淀粉、炼制的羊油和香辛料混合均匀并在真空度0.05 MPa、10 r/min、20 min的条件下进行真空滚揉腌制。结束后添加胡萝卜、杏鲍菇、食品添加剂进行充分搅拌。再用胶原蛋白肠衣进行灌肠，将灌制好的香肠悬挂在通风处晾干表面水分，在80 ℃的水中蒸煮10 min；待冷却后装入包装袋中进行真空包装。

1.3.4 单因素试验设计

1.3.4.1 食盐添加量的确定

以100%的羊肝为基准，固定大豆蛋白4%、复合磷酸盐0.2%、D-异抗坏血酸钠0.3%、五香粉0.1%、淀粉7%、羊油15%、胡萝卜10%、杏鲍菇10%、卡拉胶0.5%、红曲红色素0.2%、冰水10%，再分别添加1%、1.5%、2%、2.5%、3%的食盐，制作出羊肝复合香肠，并测定其质构、持水力和感官评定，得出最佳食盐添加量。

1.3.4.2 淀粉添加量的确定

以100%的羊肝为基准，固定大豆蛋白4%、复合磷酸盐0.2%、D-异抗坏血酸钠0.3%、五香粉0.1%、食盐2%、羊油15%、胡萝卜10%、杏鲍菇10%、卡拉胶0.5%、红曲红色素0.2%、冰水10%，再分别添加5%、6%、7%、8%、9%的淀粉，制作出羊肝复合香肠，并测定其质构、持水力和感官评定，得出最佳淀粉添加量。

1.3.4.3 羊油添加量的确定

以100%的羊肝为基准，固定大豆蛋白4%、复合磷酸盐0.2%、D-异抗坏血酸钠0.3%、五香粉0.1%、食盐2%、淀粉7%、胡萝卜10%、杏鲍菇10%、卡拉胶0.5%、红曲红色素0.2%、冰水10%，再分别添加5%、10%、15%、20%、25%的羊油，制作出羊肝复合香肠，并测定其质构、持水力和感官评定，得出最佳羊油添加量。

1.3.4.4 胡萝卜添加量的确定

以100%的羊肝为基准，固定大豆蛋白4%、复合磷酸盐0.2%、D-异抗坏血酸钠0.3%、五香粉0.1%、食盐2%、淀粉7%、羊油15%、杏鲍菇10%、卡拉胶0.5%、红曲红色素0.3%、冰水10%，再分别添加6%、8%、10%、12%、14%的胡萝卜，制作出羊肝复合香肠，并测定其质构、持水力和感官评定，得出最佳胡萝卜添加量。

1.3.4.5 杏鲍菇添加量的确定

以100%的羊肝为基准，固定大豆蛋白4%、复合磷酸盐0.2%、D-异抗坏血酸钠0.3%、五香粉0.1%、食盐2%、淀粉7%、羊油15%、胡萝卜10%、卡拉胶0.5%、红曲红色素0.3%、冰水10%，再分别添加6%、8%、10%、12%、14%的杏鲍菇，制作出羊肝复合香肠，并测定其质构、持水力和感官评定，得出最佳杏鲍菇添加量。

1.3.5 响应面试验设计

响应面试验需要在单因素试验的基础上进行，筛选出关键单因素食盐添加量（A）、淀粉添加量（B）、羊油添加量（C）3个因素作为自变量，以感官评分（Y1）作为响应值，运用Design-Expert 8.0.6软件中的Box-Behnken设计三因素三水平试验，对羊肝复合香肠进行响应面优化，因素水平见表1。

1.4 香肠指标的检测

1.4.1 感官评定

将制作完成的香肠分组后，随机组织10名（5名男生，5名女生）食品专业的学生从口感、外观、风味、组织状态4个方面对羊肝复合香肠进行感官评价，评分标准见表2。

1.4.2 持水力的测定

称取3 g羊肝复合香肠，将小刀和案板进行消毒后将香肠剁成碎末，在离心管内放置30%的棉花，将样品倒入后以2 000 r/min离心20 min，测定其失水量；之后称取3 g香肠，剁成碎末状，在105 ℃烘箱中烘干，测定其水分含量[21-22]。

持水力（%）=（M1-M2）/M1×100%。

式中：M1为水分含量（%）；M2为离心出的水分含量（%）。

1.4.3 质构的测定

参考苏雅拉[23]的方法并稍作修改，将冰箱冷藏室内贮藏的羊肝复合香肠取出，在室温下放置至与环境温度一致，将香肠肠衣剥下，用平面刀将香肠切成直径为2 cm的圆柱体，使切面平滑完整，每组香肠切成一样的3组作为平行组进行测定。利用质构仪对羊肝复合香肠的硬度、弹性、内聚力和咀嚼性进行测定。探头型号：P/36R；测量模式：TPA；触发类型：自动；测试前、测试中、测试后速度分别为5，1.5，1.5 mm/s；压缩比：50%。

1.5 数据处理

使用Excel 2013进行数据分析，SPSS 22、Origin 2021软件和Design-Expert 8.0.6进行作图和方差分析，计算结果以平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 食盐添加量对羊肝复合香肠品质的影响

食盐是肉制品腌制中不可或缺的调味品，由表3可知，食盐添加量对羊肝复合香肠的质构影响显著（P＜0.05）；香肠的硬度和咀嚼度呈现先上升后下降的趋势，对弹性的影响不显著（P＞0.05）。持水力是肉制品行业中的一项重要指标，一定浓度的食盐能够增加肉制品的保水性，且与香肠的出品率和生产成本有直接的关系。

由图1可知，食盐对香肠的持水力和感官评分有显著影响（P＜0.05）。随着食盐添加量的增加，大量氯离子被束缚在肌原纤维间，增加了负电荷引起的静电斥力，导致肌原纤维膨胀，增强了持水力。

本试验中食盐添加量为2.0%时感官评分最高，说明食盐的添加可以掩盖腥味，赋予羊肝复合香肠更好的口感；当食盐添加量为2.5%时，持水力达到最高值，说明适宜的食盐添加量保持了羊肝的水分，对口感有正向作用；但在高盐环境中，细胞膜的通透性改变，渗透压增强，当食盐添加量为2.5%时出现拐点，超过2.5%时，食盐起脱水作用，使系水力下降，这是因为NaCl中的Cl-降低了静电斥力，使蛋白质网状结构紧致，持水力下降；当食盐添加量超过2.0%时，感官评分开始降低，说明过多的食盐使羊肝复合香肠的咸味加重，风味受到影响。综上，食盐添加量为2.0%时羊肝复合香肠的口味最佳。

2.1.2 淀粉添加量对羊肝复合香肠品质的影响

在肉制品加工中，淀粉的添加能够在一定程度上改良其质构和持水力[24]，因肉羊副产物羊肝的质地特殊，质地较其他肉类松散，所以加入淀粉来改善羊肝复合香肠的肉质，使其更加紧实和鲜嫩多汁。

由表4可知，随着淀粉添加量的增加，香肠的硬度和咀嚼度先上升后下降，说明适量的淀粉可以明显改良香肠的质构特性，使香肠的成型度高，肉质有韧劲，并能与香肠中的羊油结合，使香肠内部产生致密的凝胶结构，提高内聚性，使香肠结构紧实、口感鲜美的同时产生独特的风味。

由图2可知，因为淀粉的吸水膨胀作用，能够和香肠中的羊肝水分以及杏鲍菇和胡萝卜中的水分子结合形成凝胶结构，这种网状凝胶结构具有锁住水分的能力，使得羊肝复合香肠中的自由水被阻隔而难以流出，从而导致失水率降低[25]。但是当淀粉添加量超过7%时，持水力和感官评分都下降，可能是由于过量的淀粉不断地吸水膨胀，之前稳定的网状结构遭到破坏而导致水分流失[26]。

2.1.3 羊油添加量对羊肝复合香肠品质的影响

在羊肝复合香肠中加入羊油，可以使香肠光泽亮丽，更加鲜嫩多汁，蒸煮过程中不会因收缩而流失过多水分，提高其持水力的同时又能使组织结构柔软，更加有弹性。由表5可知，羊油对羊肝复合香肠质构的影响显著（P＜0.05），随着羊油添加量的增加，羊肝复合香肠的硬度和咀嚼度逐渐减小，弹性呈现先增大后减小的趋势。

羊油具有独特的香味，提供的能量是糖和蛋白质的2倍，羊尾脂不仅含有较低的胆固醇[27]，而且具有很高的营养价值。由图3可知，羊油添加量对香肠的持水力和感官评分均有显著影响（P＜0.05），羊油的添加可以改善羊肝的内聚性和香肠的风味，从而使香肠更加美味，但是当羊油添加量增至15%以上时，感官评分出现下降，因为过多的羊油使香肠产生膻味，且影响了其质地，肠体较软，影响了香肠的口感，所以综合考虑，选择15%的羊油添加量最合适。

2.1.4 胡萝卜添加量对羊肝复合香肠品质的影响

在香肠中加入胡萝卜，为羊肝复合香肠注入了胡萝卜的甜香气，使羊肝复合香肠的营养价值得到进一步提升。由表6可知，随着胡萝卜添加量的增加，羊肝复合香肠的硬度和咀嚼度随之上升，因为胡萝卜中含有大量的纤维素，形成高级的网格结构，能够吸收更多水分，从而提高了香肠的硬度和咀嚼度[28]，使香肠变脆，口感更佳；但过量的胡萝卜会影响香肠的内聚性，使其松散不紧实，导致切片性不佳。

胡萝卜对羊肝复合香肠的持水力影响显著（P＜0.05），由图4可知，随着胡萝卜添加量的增加，持水力呈现先上升后较平稳的趋势，这是由于胡萝卜中丰富的膳食纤维有很强的保水性，会吸收水分并膨胀呈现凝胶状，在人体肠道中起到润滑作用从而预防便秘。当胡萝卜添加量为10%时感官评分最高，说明胡萝卜中的胡萝卜素与羊油结合，为羊肝复合香肠增加了胡萝卜的香气，同时有助于提高脂溶性胡萝卜素在羊肝复合香肠中的利用率。胡萝卜添加量高于10%后，持水力基本趋于平稳，这可能是由于纤维的保水性已达到饱和，过多的胡萝卜会掩盖香肠原本的风味，甜味太重，使羊肝复合香肠的感官评分下降[29]，故胡萝卜添加量为10%最佳。

2.1.5 杏鲍菇添加量对羊肝复合香肠品质的影响

在羊肝复合香肠中添加适量的杏鲍菇可以有效地增加香肠中膳食纤维的含量，从而提高香肠的综合营养价值。由表7可知，随着杏鲍菇添加量的增加，羊肝复合香肠的硬度和咀嚼度下降，这是因为杏鲍菇中水分含量大、组织结构松软，导致硬度和咀嚼度减小；而弹性和内聚性先增大，当杏鲍菇添加量达到10%后逐渐减小，过多的杏鲍菇使香肠松散，菜肉的结合状态欠佳，影响外观和口味。

杏鲍菇在香肠中的持水力较高，与其膳食纤维含量有着密切的关系。由图5可知，羊肝复合香肠的持水力和感官评分都呈上升趋势，当杏鲍菇添加量为10%时达到最高，之后逐渐下降。说明适量的杏鲍菇可以改善香肠的风味和口感，但是超过10%时，香肠出现气孔，导致切片性差，过量的杏鲍菇遮盖了羊肝复合香肠原本独特的风味，导致感官评分下降，故选择杏鲍菇添加量为10%最佳。

2.2 响应面优化试验结果分析

在单因素试验的基础上，使用Design-Expert 8.0.6软件，以对羊肝复合香肠影响最显著的食盐添加量、淀粉添加量、羊油添加量为自变量，以感官评分为响应值进行配方优化，结果见表8。对感官评分进行拟合分析得出二次多项方程为Y1=77.86-0.59A+1.84B-0.60C+1.72AB-1.60AC+0.45BC-5.32A2-4.87B2-5.44C2。

由表9可知，以感官评分为响应值时，回归模型的P＜0.000 1，表明该模型极显著，失拟项不显著（P=0.063 3＞0.05），说明其他因素对试验结果的影响较小，拟合方程的准确率高；模型中回归系数和校正系数分别为R2=0.992 5，RAdj2=0.982 8，说明该试验与回归模型的拟合性高，误差较小[30]，此模型对羊肝复合香肠中食盐添加量、淀粉添加量和羊油添加量各因素间的影响关系是有效的，感官评分的预测值较准确，能够很好地预测各因素的实际值。模型一次项B（淀粉添加量）对感官评分的影响极显著（P＜0.01）；A（食盐添加量）、C（羊油添加量）对感官评分的影响显著（P＜0.05）；二次项A2、B2、C2对感官评分的影响均极显著（P＜0.01）；交互项AB、AC对感官评分的影响极显著（P＜0.01）；BC对感官评分的影响不显著（P＞0.05）。由F值可知，各因素对羊肝复合香肠感官评分的影响程度为淀粉添加量（B）＞羊油添加量（C）＞食盐添加量（A）。

2.3 响应面各因素间交互作用分析结果

为探究食盐添加量、淀粉添加量、羊油添加量两两之间的交互作用对羊肝复合香肠感官评分的影响，绘制响应面图和等高线图，通过响应曲面和等高线可以更直观地反映出各因素对响应值的影响[31]。响应面图的颜色从浅到深的变化表示添加量从少到多的变化，变化越快表示坡度越大，即对试验结果的影响越显著；坡度越陡[32]，等高线排列越紧密、越接近椭圆形，说明两者交互作用越显著，随着变化趋势的剧烈增加，其颜色也呈加深趋势[33]。

由图6～图8可知，羊肝复合香肠各因素之间交互作用具有显著性，随着各因素添加量的增加，感官评分出现增加的趋势，达到最高点后降低。食盐添加量与淀粉添加量的响应面图曲面最陡峭，等高线紧密，颜色变化快，说明它们之间的交互作用最强烈；其次是食盐添加量和羊油添加量，其响应面图曲面坡度较小，等高线排列较紧密，说明它们之间的交互作用较强；淀粉添加量和羊油添加量的交互作用最弱，响应面图较平缓，等高线较疏松，颜色变化较慢，说明它们之间的交互作用对感官评分的影响较弱。图6和图7中等高线图为椭圆形，图8中等高线图接近圆形，说明食盐添加量和淀粉添加量对感官评分的影响极显著（P＜0.01）；食盐添加量和羊油添加量对感官评分的影响极显著（P＜0.01）；淀粉添加量和羊油添加量对感官评分的影响不显著（P＞0.05），这与表9中方差分析结果相吻合。

2.4 羊肝复合香肠的最佳配方与验证试验

采用Design-Expert 8.0.6软件以最高的感官评分为条件进行工艺优化，得到最佳配方参数为食盐添加量1.99%、淀粉添加量7.18%、羊油添加量14.78%，预测出感官评分为78.05分。考虑到实际可操作性，调整参数为食盐添加量2%、淀粉添加量7%、羊油添加量15%，进行3组平行试验（试验条件保持相同）。制作出的羊肝复合香肠结构紧实有弹性，味道清香，有蔬菜和羊油的香味，口感非常鲜美，感官评分为（79.30±0.59）分，与模型预测值相近，可以看出响应面优化的配方具有可信度，有指导实践生产的意义。

3 结论

本试验以羊肝为原料，通过单因素试验确定食盐、淀粉、羊油、胡萝卜、杏鲍菇的添加量对羊肝复合香肠质构和持水力的影响，结合感官评分使用响应面优化试验确定其最佳工艺配方。结果表明，3个因素对感官评分的影响程度为淀粉添加量＞羊油添加量＞食盐添加量。软件得出的最佳配方为食盐添加量1.99%、淀粉添加量7.18%、羊油添加量14.78%，此条件下进行3组验证试验，得到的结论与模型预测值相差甚小，制作出的羊肝复合香肠的咀嚼度和持水力较好，具有羊油和羊肝的独特风味，不仅满足了人们对不同风味香肠制品的需求，而且为肉羊副产品的加工利用提供了新的思路。

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收稿日期：2024-04-27

基金项目：新疆维吾尔自治区农业农村厅2021自治区畜牧业生产发展专项（xjnqry-g-2008）；新疆福润德农业投资有限公司牛羊肉及副产物精深加工关键技术研究与产品开发（2023年横向项目）

作者简介：祖木来提·热西提（1989—），女，维吾尔族，硕士，研究方向：肉品加工。

*通信作者：巴吐尔·阿不力克木（1968—），男，维吾尔族，教授，博士，研究方向：肉品加工与质量控制。