基于TG酶介导的莲藕鸭肉复合乳化肠配方及工艺优化研究

摘要：以莲藕全粉和鸭肉为原料，开发营养均衡的复合乳化肠。以感官评分为主要响应指标，结合持水性、色泽和质构等品质特性，在单因素试验的基础上利用Box-Behnken响应面试验优化莲藕鸭肉复合乳化肠的配方和工艺条件。结果表明，在0.4% TG酶介导下，莲藕全粉添加量、食盐添加量及其交互作用对莲藕鸭肉复合乳化肠的感官评分有显著影响（P＜0.05），获得优化后最佳配方及工艺条件为莲藕全粉添加量5.5%、食盐添加量1.6%、大豆分离蛋白添加量3.1%、斩拌时间106 s，此配方工艺条件下制备的乳化肠色泽鲜红、切面光滑紧密、鸭肉气味浓郁、口感良好，感官评分为84.8分，与模型理论值接近。该研究可为莲藕全粉及鸭肉的精加工和开发提供参考依据。

关键词：莲藕；鸭肉；乳化肠；TG酶；响应面分析

中图分类号：TS251.65""""" 文献标志码：A"""" 文章编号：1000-9973（2024）09-0130-08

Study on Formula and Process Optimization of TGase-Mediated Compound

Emulsified Sausage with Lotus Root and Duck Meat

SHU Xiong-hui1， ZHANG Chen-xi1， DU Juan1， HAN Ya-hong1，2，3，4，

YI Yang1，2，3，4， HOU Wen-fu1，2，3，4*

（1.School of Food Science and Engineering， Wuhan Polytechnic University， Wuhan 430023， China;

2.Hubei Industrial Technology Research Institute of Jingchu Special Foods， Jingzhou 434000，

China; 3.Key Laboratory for Deep Processing of Major Grain and Oil， Ministry of Education，

Wuhan 430023， China; 4.Hubei Key Laboratory for Processing and Transformation

of Agricultural Products， Wuhan 430023， China）

Abstract： With lotus root whole powder and duck meat as the raw materials， compound emulsified sausage with balanced nutrition is developed. With sensory score as the main response index， combined with the quality characteristics such as water holding capacity， color and texture， based on single factor test， Box-Behnken response surface test is used to optimize the formula and process conditions of compound emulsified sausage with lotus root and duck meat. The results show that under the mediation of 0.4% TGase， lotus root whole powder addition amount， salt addition amount and their interaction have significant effect on the sensory score of compound emulsified sausage with lotus root and duck meat （Plt;0.05）. After optimization， the optimal formula and process conditions are as" follows： lotus root whole powder addition amount is" 5.5%， salt addition content is 1.6%， soybean protein isolate addition amount is 3.1%， chopping time is 106 s.The emulsified sausage prepared under such formula process conditions is bright red in color， smooth"" and compact in section， rich in duck meat odor and good in taste， with the sensory score of 84.8 points， which is close to the theoretical value of the model. This study can provide references for the intensive processing

and development of lotus root whole powder and duck meat.

Key words： lotus root; duck meat; emulsified sausage; TGase; response surface analysis

收稿日期：2024-02-24

基金项目：湖北省科技项目（2021BED006）；产学研合作项目（whpu-2022-kj-144，whpu-2022-kj-341）

作者简介：舒雄辉（1997—），男，硕士，研究方向：畜禽产品质量与安全控制。

*通信作者：侯温甫（1979—），女，教授，博士，研究方向：畜禽水产质量控制。

莲藕富含膳食纤维、多糖、酚类等功能性营养物质，具有祛瘀清热、生津止呕、止渴、健脾益气和养血生肌等功效，是湖北省最重要的水生蔬菜之一[1]。莲藕经干法加工成莲藕全粉后可较好保留莲藕的营养物质，莲藕多酚、多糖、膳食纤维含量远高于传统莲藕淀粉。但大量膳食纤维的存在导致其作为辅料加工时产品口感粗糙、加工性能差，其开发利用有待深入研究[2]。

鸭肉作为一种高蛋白、低脂肪、低胆固醇的优质肉制品，富含微量元素、B族维生素、必需氨基酸等，具有滋阴养胃、清肺补血、利水消肿的功效，故鸭肉作为药膳食疗佳品[3]，满足当代消费者对健康食品的需求。目前，我国鸭肉生产规模位于世界前列[4]，但由于鸭肉加工性能差和腥味重，导致其开发力度不足，产品种类仅限于传统的酱卤制品、干制品以及分割加工制品[5-6]。

乳化肠因口感好和风味独特受到广大消费者的青睐，但因其含有较高的脂肪和胆固醇可能增加人们患慢性疾病的风险，因此向肉制品中添加健康的生物活性成分如膳食纤维、多酚、多糖等成为一种趋势[7]。然而，目前将莲藕全粉加入鸭肉乳化肠中的研究尚未见报道。但由于鸭肉肉糜的凝胶性能差，添加莲藕全粉可能引起乳化肠质构松散、咀嚼软烂等问题，需要选择合适的添加剂提高复合香肠的品质。谷氨酰胺转氨酶（TG酶）作为健康、天然的食品添加剂，可催化蛋白质分子之间形成ε-（γ-谷氨酰胺）赖氨酸交联键，增强肉糜的凝胶网络结构，进而达到改善香肠品质的目的。因此，本研究将莲藕全粉和鸭肉的营养特性相结合，研制基于TG酶介导的莲藕鸭肉复合乳化肠，强化其营养和健康属性，丰富乳化肠的品种，以期为莲藕和鸭肉的深加工开辟新途径。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试剂

鸭胸肉：河南华英农业发展股份有限公司；食盐、白糖、十三香：武汉市中百仓储超市有限公司庭瑞新汉口店；大豆粉卵磷脂：河南万邦化工科技有限公司；红曲粉：上海佳杰天然食品色素有限公司；谷朊粉：玥轩食品原料商城；大豆分离蛋白、β-环状糊精、卡拉胶、可得然胶、TG酶：河南万邦食品产业有限公司；酵母抽提物：安琪酵母股份有限公司；新鲜莲藕：武汉市金水祺良农副产品有限公司。

1.2 仪器与设备

HH-8数显恒温水浴锅 常州智博瑞仪器制造有限公司；JZ-300通用色差仪 北京时代瑞光科技有限公司；FC5515R台式高速冷冻离心机 美国Ohaus公司；TA-XT Plus质构分析仪 上海保圣实业发展有限公司；JR05-300斩拌机 浙江苏泊尔股份有限公司；CP64电子分析天平；YB250A-2500A高速多功能粉碎机 浙江永康市速锋工贸有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 莲藕鸭肉复合乳化肠加工工艺流程

将剔除筋膜和可见结缔组织的鸭胸肉与猪肥膘分别绞成丁，控制鸭胸肉温度为2～4 ℃，脂肪温度为0～8 ℃；将鸭胸肉浸泡于4 g/dL β-环状糊精溶液中脱腥10 min；脱腥后鸭肉与猪肥膘的比例为8∶2，基于鸭胸肉与肥肉的质量，称取莲藕全粉4%、白糖2%、食盐1.5%、复合磷酸盐0.3%、十三香0.3%、红曲粉0.3%、大豆分离蛋白3%、卡拉胶0.5%、可得然胶0.5%、谷朊粉2%、大豆卵磷脂2%、冰水15%、TG酶0.4%，混合斩拌105 s；将斩拌后的肉料通过灌肠机填充于聚乙烯肠衣中，用棉线结扎封口；先于45 ℃蒸煮30 min后再于80 ℃蒸煮30 min，在冰水中冷却得成品，置于4 ℃冰箱中备用。

1.3.2 莲藕鸭肉复合乳化肠配方单因素试验

分别研究TG酶添加量（0%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%）、莲藕全粉添加量（0%、2%、4%、6%、8%）、食盐添加量（1%、1.25%、1.5%、1.75%、2%）、大豆分离蛋白添加量（0%、1%、2%、3%、4%）、复合胶的添加比例（卡拉胶和可得然胶的比例分别为1∶9、3∶7、5∶5、7∶3、9∶1）对复合乳化肠感官品质、质构、色泽、持水性的影响。

1.3.3 莲藕鸭肉复合乳化肠加工工艺单因素试验

其他配方与工艺条件恒定，分别研究斩拌时间（60，75，90，105，120 s）、蒸煮温度（70，75，80，85，90 ℃）、蒸煮时间（20，25，30，35，40 min）对复合乳化肠感官品质、质构、色泽、持水性的影响。

1.3.4 响应面试验设计

基于单因素试验，选取莲藕全粉添加量（A）、食盐添加量（B）、大豆分离蛋白添加量（C）和斩拌时间（D）为自变量因素，以感官评分（Y）为响应值进行Box-Behnken响应面优化试验，见表1。

1.3.5 指标测定

1.3.5.1 感官评分

根据感官评价标准（见表2）进行感官评分，评定小组由8名经相关专业知识与细则学习后的成员组成，对莲藕鸭肉复合乳化肠进行感官评价。

1.3.5.2 质构特性

香肠的质构特性参考熊可心等[8]的方法并略作修改。将样品切成15 mm高的圆柱体置于TA-XT Plus质构分析仪测定样品的硬度、弹性、咀嚼性和内聚性，仪器参数：探头类型P36，测试前速度5.0 mm/s，测试速度1.0 mm/s，测试后速度2.0 mm/s，形变量50%，触发力5 g，每组样品重复测试5次。

1.3.5.3 色泽

在室温下使用通用色差计测定香肠的亮度值L*、红度值a*、黄度值b*，每组样品测定6次。

1.3.5.4 持水性

参考Zhou等[9]的方法并略作修改。从4 ℃冰箱中取出样品，在室温（25 ℃）下放置30 min，用吸水纸除去多余的水分，取M0样品用3层试纸包裹放入50 mL离心管中以5 000 r/min离心10 min，然后从离心管中取出，去除滤纸进行称重为M1 。每组样品重复3次，WHC（%）=M1/M0×100%。

1.4 数据处理

数据采用Excel 2013进行处理，并采用SPSS 19对单因素试验中的数据进行方差分析和显著性分析，数据均表示为平均值±标准差，利用OriginPro 2019软件和Design-Expert 8.0进行图表绘制和响应面优化设计。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果分析

2.1.1 TG酶添加量对莲藕鸭肉复合乳化肠品质的影响

由表3可知，随着TG酶添加量的增加，莲藕鸭肉复合乳化肠的感官评分和硬度均呈现先上升后下降的趋势，咀嚼性、内聚性均呈现先上升后保持稳定的趋势，但弹性没有显著变化。当TG酶添加量为0.4%时，乳化肠因具有较好的硬度、咀嚼性、弹性、内聚性，感官评分最高，为81.9分。当TG酶添加量为0.5%时，香肠的感官评分、硬度、弹性开始下降，原因可能是添加过多的TG酶引起蛋白质过度交联，破坏香肠的凝胶结构[10]，降低香肠的口感、组织形态，造成其总体可接受度下降。与不添加TG酶相比，在添加0.2%～0.5% TG酶介导下莲藕鸭肉复合乳化肠的持水性显著提高，但此添加范围内乳化肠的持水性没有显著变化，这与沈晓蕾等[11]发现TG酶添加量≥4 U/g对鱼糜凝胶的持水率没有显著影响一致。与对照组相比，添加0.2%～0.4% TG酶降低了复合乳化肠的亮度L*值、黄度b*值，提高了红度a*值，但添加0.2%～0.4% TG酶对复合香肠的色泽没有显著影响。综合莲藕鸭肉复合乳化肠的感官、质构、色泽、持水性等品质特性，故选择TG酶的最佳添加量为0.4%。

2.1.2 莲藕全粉添加量对莲藕鸭肉复合乳化肠品质的影响

由表4可知，与不添加莲藕全粉的香肠相比，添加莲藕全粉可显著改善复合乳化肠的感官品质、质构特性（硬度、弹性、咀嚼性、内聚性）、持水性，这与胡曼子等[12]发现添加4%巴河莲藕粉可改善鲢鱼鱼糜制品感官品质、质构特性、持水性的结果一致。随着莲藕全粉添加量的增加，香肠的硬度、弹性、咀嚼性、内聚性呈现先上升后下降的趋势。当莲藕全粉添加量为6%时，香肠的质构特性较好；香肠的持水性随着莲藕全粉添加量的增加先逐渐增加，直至莲藕全粉添加量为6%时，香肠的持水性没有显著增加，相比于不添加莲藕全粉组提高了10.28%。乳化肠的L*值、a*值、b*值均随着莲藕全粉添加量的增加（0%～6%）而逐渐下降，这与黄颖等[13]的结果一致，其原因是莲藕全粉自身颜色且随着其占比越大，对香肠色泽的影响越显著。香肠的感官评分随着莲藕全粉添加量的增加呈现先上升后下降的趋势，这与质构特性的变化一致。综合复合乳化肠的感官、质构、色泽、持水性等品质特性，选择莲藕全粉的最佳添加量为6%。

2.1.3 食盐添加量对莲藕鸭肉复合乳化肠品质的影响

斩拌过程中添加食盐有助于肉糜中肌原纤维蛋白充分溶出和弹性的形成，并通过其对挥发性风味成分的吸附程度调控食品中风味物质的含量，进而促进香肠形成独特的滋味[14]。由表5可知，当食盐添加量超过1.5%时，香肠的咸味过重，导致感官评分下降，但食盐添加量小于1.5%时，肌原纤维蛋白溶出过少，香肠的弹性和滋味较差，导致感官评分过低。随着食盐添加量的增加，乳化肠的亮度L*值、硬度、咀嚼性不断上升（P＜0.05），弹性、内聚性、持水性呈先升高后保持稳定的趋势。当食盐添加量gt;1.5%时，乳化肠的a*值、b*值、弹性、内聚性、持水性均没有显著变化。综合复合乳化肠的感官、质构、色泽、持水性等品质特性，故选择食盐的最佳添加量为1.5%。

2.1.4 大豆分离蛋白添加量对莲藕鸭肉复合乳化肠品质的影响

由表6可知，与0%大豆分离蛋白的香肠相比，添加适量的大豆分离蛋白可以显著改善香肠的感官评分、持水性、质构特性。大豆分离蛋白添加量从0%增加到3%时，乳化肠的感官评分、持水性、质构特性（硬度、弹性、咀嚼性、内聚性）均呈上升趋势，b*值和L*值呈先下降后上升的趋势，a*值没有显著变化（P＞0.05）。Sha等[15]发现大豆分离蛋白可促进α-螺旋减少，β-折叠增加，形成更有序的凝胶网络结构，以改善乳化肠的质地和持水性。进一步增加大豆分离蛋白的添加量会显著降低鸭肉乳化肠的质构特性、持水性和感官评分，表明添加过量的大豆分离蛋白破坏了乳化肠凝胶三维网络的形成，这与Zhu等[16]发现添加豌豆蛋白显著降低鸭肉糜凝胶的亮度L*值，提高持水性和质构特性，但添加过量导致弹性和内聚性下降的研究结果一致。综合复合乳化肠的感官、质构、色泽、持水性等品质特性，选择大豆分离蛋白的最佳添加量为3%。

2.1.5 复合胶添加比例对莲藕复合鸭肉乳化肠品质的影响

由表7可知，随着卡拉胶添加比例的增加，莲藕鸭肉复合乳化肠的感官评分呈现先上升后下降的趋势，与复合乳化肠的硬度和咀嚼性变化一致，与芦嘉莹等[17]发现添加不同比例的卡拉胶与黄原胶时乳化肠硬度和弹性的变化趋势相似。而乳化肠的内聚性与硬度在卡拉胶与可得然胶的添加比例≥5∶5时呈现相反的变化趋势，这与茹昂[18]的研究结果一致。当卡拉胶与可得然胶的比例为5∶5时，乳化肠具有良好的硬度、弹性和咀嚼性，感官评分最高，为83.6分。卡拉胶的添加比例增加，香肠的持水性呈现先上升后下降的趋势，但变化不显著，这与茹昂[18]发现添加适量的卡拉胶可以提高牛肉糜凝胶的乳化稳定性、降低水分流失的研究结果一致。当卡拉胶与可得然胶的比例为5∶5时，香肠的持水性最高，为93.57%。卡拉胶的添加比例增加，降低了香肠的L*值和b*值，提高了a*值。当卡拉胶与可得然胶的比例高于5∶5时，香肠的a*值下降，b*值没有显著变化。综合复合乳化肠的感官、质构、色泽、持水性等品质特性，选择卡拉胶与可得然胶的最佳添加比例为5∶5。

2.1.6 斩拌时间对莲藕鸭肉复合乳化肠品质的影响

斩拌时间是影响乳化肠乳化体系的重要因素之一，合适的斩拌时间有利于乳化肠形成较好的乳化结构和乳化稳定性，提高产品的品质[19]。

由表8可知，随着斩拌时间的增加，莲藕鸭肉乳化肠的感官评分、持水性、硬度、咀嚼性均呈现先上升后下降的趋势。当斩拌时间为105 s时，香肠的感官评分最高，为84.3分，持水性最高，达到92.78%，这与质构特性的变化一致。随着斩拌时间的延长，香肠的L*值呈上升趋势，这与罗小迎等[20]发现增加斩拌时间可提高微波熟制鱼饼L*值的结果相似。但增加斩拌时间对香肠的a*值和b*值没有显著影响。综合复合乳化肠的感官、质构、色泽、持水性等品质特性，选择最佳的斩拌时间为105 s。

2.1.7 蒸煮温度对莲藕鸭肉复合乳化肠品质的影响

由表9可知，蒸煮温度从70 ℃上升至75 ℃时，莲藕复合鸭肉乳化肠的感官评分呈现显著上升趋势。当蒸煮温度为75～90 ℃时，除85 ℃组之外，其他处理组复合乳化肠的感官评分没有显著性变化，蒸煮温度为85 ℃时，感官评分最高，为82.9分。香肠的硬度和咀嚼性随着蒸煮温度的上升呈现先上升后下降的趋势，内聚性呈现先下降后上升的趋势，弹性没有显著变化。随着蒸煮温度的上升，香肠的持水性呈现先上升的趋势，但蒸煮温度在80～90 ℃之间时，香肠的持水性没有显著变化，这与质构特性变化一致。随着蒸煮温度的上升，香肠的L*值和b*值没有显著变化，a*值逐渐下降。a*值的变化趋势与朱姝冉等[21]发现随着加热温度的升高，血红素随着肌红蛋白的蛋白质结构被严重破坏而解离的结果一致。综合蒸煮温度对莲藕鸭肉乳化肠感官、质构、色泽、持水性的影响，选择乳化肠的最佳蒸煮温度为85 ℃。

2.1.8 蒸煮时间对莲藕鸭肉复合乳化肠品质的影响

由表10可知，随着蒸煮时间的增加（20～35 min），莲藕鸭肉复合乳化肠的感官评分呈现上升趋势，当蒸煮时间为35 min时，香肠的感官评分最高，为82.4分。随着蒸煮时间继续增加，香肠的感官评分略微下降但变化不显著。当蒸煮时间达到25 min及以上时，L*值、a*值、b*值没有显著变化。随着蒸煮时间的增加，莲藕鸭肉香肠的持水性呈现先上升后保持稳定的趋势，这与弹性和内聚性的变化一致，而硬度和咀嚼性呈现上升趋势，这与徐敬欣等[22]的研究结果一致。在蒸煮时间为35 min时，香肠的持水性达到最高，为91.88%。相比蒸煮时间为35 min时，蒸煮时间为40 min时香肠的持水性略微下降但变化不显著。当蒸煮时间为35 min和40 min时，香肠的质构特性最好，且蒸煮时间为35 min和40 min时香肠的质构特性（硬度、弹性、咀嚼性、内聚性）没有显著变化，这与感官评分、持水性的变化一致。综合复合乳化肠的感官、质构、色泽、持水性等品质特性，选择乳化肠的最佳蒸煮时间为35 min。

2.2 响应面试验

2.2.1 响应面试验结果分析

单因素试验结果表明感官评分能够较准确地反映乳化肠的品质变化，并且具有快速、方便的特点，因此选择感官评分为响应值（Y），响应面试验结果见表11。对试验数据进行二次多项式回归拟合，得到莲藕鸭肉复合乳化肠感官评分的二次回归方程：Y=85.25-1.50A+1.67B+0.083C+0.25D-2.25AB+0.13AC+0.012AD+0.38BC+0.13BD-0.13CD-3.91A2-3.79B2-0.73C2-2.22D2。

由表12可知，该回归模型的P=0.000 2＜0.01，失拟项的P=0.123 7＞0.05，表明该回归模型的拟合度好，可反映实际情况。由回归方程和方差分析可知莲藕全粉添加量、食盐添加量对莲藕鸭肉复合乳化肠感官评分的影响极显著（Plt;0.01）。各因素对感官评分影响的主次顺序为食盐添加量（B）gt;莲藕全粉添加量（A）gt;斩拌时间（D）gt;大豆分离蛋白添加量（C）。

结合表12和图1可知，莲藕全粉添加量和食盐添加量的等高线呈椭圆形，曲面陡峭，且AB的P＜0.05，表明莲藕全粉添加量与食盐添加量的交互作用对莲藕鸭肉复合乳化肠的感官评分有显著影响（Plt;0.05）。响应面显示莲藕鸭肉复合乳化肠的感官评分随着莲藕全粉添加量（A）和食盐添加量（B）的增加呈先缓慢上升后下降的趋势。

2.2.3 产品最优配方与验证试验

采用Design-Expert 8.0对试验结果进行分析，由模型预测得出最优配方：莲藕全粉添加量5.44%、食盐添加量1.58%、大豆分离蛋白添加量3.11%、斩拌时间105.93 s，此时感官评分为85.7分，理论值R值为0.963，考虑生产的便利性，调整上述配方为莲藕全粉添加量5.5%、食盐添加量1.6%、大豆分离蛋白添加量3.1%、斩拌时间106 s，制得的产品的感官评分平均值为84.8分，与预测值相近。验证试验得到的产品切面光滑、色泽鲜亮、鸭肉香气浓郁、无不良风味，由此可以判断，此响应面试验设计的配方和工艺条件的可行性极高，对实践具有一定指导意义。

3 结论

在TG酶介导下各因素可显著改善莲藕鸭肉复合乳化肠的感官评分、持水性、质构特性等品质。进一步利用响应面分析法优化基于TG酶介导的莲藕鸭肉复合乳化肠的配方和工艺条件，获得的感官评分回归方程的拟合程度好，能够较好地反映基于TG酶介导的莲藕鸭肉复合乳化肠加工工艺条件对其感官评分的影响。获得优化后最佳配方为莲藕全粉添加量5.5%、食盐添加量1.6%、大豆分离蛋白添加量3.1%，最佳工艺参数为斩拌时间106 s、蒸煮温度85 ℃、蒸煮时间35 min。在此配方和工艺条件下制得的产品色泽鲜红、切面光滑紧密、鸭肉香气浓郁、口感细腻、咀嚼性强烈。本优化方案具有一定可行性，为莲藕高附加值产品和鸭肉产品的深加工生产提供了一定的数据支撑。

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