宋玉+母應(yīng)春+蘇偉+王德斌

摘 要：為確定竹筍膳食纖維（bamboo shoots dietary fiber，BSDF）、脂肪和淀粉添加量對香腸品質(zhì)特性的影響和最優(yōu)配比，在單因素試驗基礎(chǔ)上，通過Box-Behnken試驗，以感官（色澤、組織狀態(tài)、外觀、風(fēng)味和口感）和質(zhì)構(gòu)指標(biāo)（硬度、彈性、黏性和咀嚼性）的綜合得分為響應(yīng)值，對BSDF、脂肪和淀粉的添加量進行優(yōu)化，并將采用最優(yōu)配方生產(chǎn)的低脂香腸的品質(zhì)特性與傳統(tǒng)香腸（脂肪添加量20%）進行對比。結(jié)果表明：生產(chǎn)低脂香腸的最佳工藝條件為BSDF添加量4.2%、脂肪添加量15.2%、淀粉添加量3.2%，在此條件下香腸的綜合品質(zhì)最佳；相較于傳統(tǒng)香腸，低脂香腸的脂肪含量降低了4.8%，且營養(yǎng)價值和質(zhì)量特性得到改善，BSDF具有用作食品中脂肪替代物、填充劑和營養(yǎng)添加劑的潛力。

關(guān)鍵詞：竹筍膳食纖維；脂肪；淀粉；香腸；感官評定；質(zhì)構(gòu)

Abstract： In the present study， the formulation of Chinese sausage using dietary fiber （BSDF）， fat and starch from bamboo shoots as ingredients was optimized using a combination of one-factor-at-a-time method and response surface methodology with Box-Behnken design. Overall quality in terms of sensory attributes （color， structure， flavor and taste） and texture profile analysis （TPA） parameters （hardness， springiness， adhesiveness and chewiness） was considered as response variable. The quality characteristics of the sausage prepared using the optimized formulation were compared with those of traditional sausage （with 20% fat）. The results showed that the optimal combination for the best overall quality was 4.2% BSDF， 15.2% fat and 3.2% starch. The new product contained 4.8% less fat and had improved nutritional value and quality characteristics than the traditional one. The findings of this study led us to conclude that BSDF has potential applications as a fat substitute， filler and nutritional supplement in foods.

Key words： bamboo shoot dietary fiber； fat； starch； sausage； sensory evaluation； texture

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201711007

中圖分類號：TS251.5 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-8123（2017）11-0038-07

中式香腸大多以畜禽肉為主要原料制成，具有營養(yǎng)豐富、食用方便、便于攜帶等優(yōu)點，但是由于傳統(tǒng)香腸的脂肪和膽固醇含量較高，缺乏水溶性維生素、膳食纖維和礦物質(zhì)，食用過多易引發(fā)高血壓和動脈硬化等疾病[1]。降低香腸中的脂肪含量會使香腸不能有效地結(jié)合水，從而變得質(zhì)地堅韌、干燥并形成橡膠狀[2]。國內(nèi)外研究人員已嘗試通過添加膳食纖維[3-5]、卡拉膠[6]、淀粉[7]、麥麩[8-9]、β-葡聚糖[10-11]、蛋白質(zhì)[12]和魔芋[13]等非脂肪成分來改善低脂食品的品質(zhì)特性。

膳食纖維的添加可以改善香腸等肉制品的感官和質(zhì)量特性，Eim等[14]對胡蘿卜膳食纖維在干發(fā)酵香腸中的應(yīng)用進行研究，發(fā)現(xiàn)添加3%的胡蘿卜膳食纖維能夠改善香腸的感官和質(zhì)量特性。國外已有把菊粉[15]、菠蘿膳食纖維[16]等添加到香腸中以改善其品質(zhì)特性的報道。相較于上述幾種膳食纖維，竹筍膳食纖維（bamboo shoots dietary fiber，BSDF）具有更突出的理化特性：良好的持水性、持油性和溶脹性[17]。Zeng Heng等[18]將發(fā)酵型BSDF添加到油炸魚丸中，減少了其脂肪含量，改善了油炸魚丸的質(zhì)構(gòu)和其他質(zhì)量特性。以淀粉為基質(zhì)的脂肪替代物可以與脂肪、纖維混溶，形成具有光滑、脂肪狀的耐熱凝膠質(zhì)感，具有改善水相結(jié)構(gòu)和易于消化的特點。Liu Huaiwei等[19]研究了馬鈴薯淀粉作為脂肪替代物在乳化香腸中的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)在香腸中添加淀粉有增稠和乳化效果，并能改善香腸的品質(zhì)。目前國內(nèi)外研究中尚未發(fā)現(xiàn)一種物質(zhì)能夠完全替代脂肪，通常將幾種物質(zhì)組合部分替代脂肪，生產(chǎn)的低脂食品需具有或優(yōu)于傳統(tǒng)食品的感官和質(zhì)量特性，因此制備脂肪替代物和低脂產(chǎn)品的配方已成為食品工業(yè)不同分支的重點研究對象[20]。Ramirez-Camargo等[21]通過評價香腸的感官、質(zhì)構(gòu)和流變學(xué)參數(shù)，開發(fā)出橙皮纖維、豌豆和木薯淀粉混合物，可以替代香腸中50%的脂肪。本研究通過單因素試驗和Box-Behnken試驗，研究BSDF、脂肪和淀粉的添加量對香腸感官特性、質(zhì)構(gòu)特性、營養(yǎng)價值和穩(wěn)定性的影響以及BSDF、脂肪和淀粉對香腸品質(zhì)影響的相互作用，以獲得生產(chǎn)低脂肪、高品質(zhì)香腸的最佳配方。endprint

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

BSDF為實驗室自制，真空冷凍干燥24 h，粉碎后過100目篩，備用；豬前后腿肉、豬背部肥膘、馬鈴薯淀粉、精鹽、白糖、香辛料、味精等均為市售；其余試劑均為國產(chǎn)分析純，購于貴州省賽蘭博生物技術(shù)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

UX220H電子天平 廈門欣銳儀器儀表有限公司；C21-SK2101美的電磁爐、MG38CB-AA電烤箱 廣東美的生活電器制造有限公司；FW100高速萬能粉碎機 天津泰斯特儀器有限公司；FD-IA-50冷凍干燥機 北京博醫(yī)康實驗儀器有限公司；CT3質(zhì)構(gòu)分析儀 美國Brookfield公司；GZX-9140MBE電熱鼓風(fēng)干燥箱 上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；ST-428電動絞肉機 廣東特犇電器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 香腸配方及加工工藝

基本配方：新鮮豬肉100 g、白砂糖3.0%、食用鹽3.5%、濃香型白酒2.0%、味精0.5%、胡椒粉0.1%、五香粉0.2%（均為在豬肉中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。

工藝流程：新鮮豬肉切塊、拌料→腌制→灌腸（排氣，捆綁）→漂洗→烘烤→成品→真空包裝→低溫貯藏

操作要點：原料肉去皮、骨及筋腱，保持肉質(zhì)新鮮，將肉切成1 cm見方的丁狀，放入絞肉機，將肉丁切成邊長10～15 mm的肉粒，和輔料混合均勻，4 ℃腌制24 h；使用直徑26 mm的人造膠原蛋白腸衣進行手工灌制，每節(jié)香腸的長度控制在15～18 cm之間，針扎小孔排氣，分別在65、75、85 ℃烘烤4 h，于室溫晾掛3 d，真空包裝即為成品。

1.3.2 單因素試驗設(shè)計

在單因素試驗和響應(yīng)面試驗中，通過調(diào)整瘦肉質(zhì)量，固定香腸的總質(zhì)量為100 g（除去輔料）。

在脂肪添加量15 g、淀粉添加量3 g的條件下，考察不同BSDF添加量（0%、1%、2%、3%、4%、5%、6%）（占香腸總質(zhì)量的百分比，下同）對香腸感官品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)特性的影響；在淀粉添加量3 g、BSDF添加量適宜的條件下，考察脂肪添加量（0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%）對香腸感官品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)特性的影響；在BSDF和脂肪添加量適宜的條件下，考察淀粉添加量（0%、1%、2%、3%、4%、5%、6%）對香腸感官品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)特性的影響。采用綜合評分法，篩選出BSDF、脂肪和淀粉的最佳添加水平范圍。

1.3.3 響應(yīng)面試驗設(shè)計

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，以綜合評分作為評價指標(biāo)，采用Design-Expert V8.0.6軟件中的Box-Behnken Design（BBD）程序進行三因素、中心點重復(fù)5 次的組合試驗，以多元二次回歸方程和響應(yīng)曲面圖綜合反映各因素對香腸質(zhì)構(gòu)及感官品質(zhì)的影響規(guī)律及其相互作用關(guān)系。

1.3.4 香腸的感官品質(zhì)評定

采用雙盲法對香腸進行感官評定[22]，樣品進行密碼編號（本研究采用3 位隨機數(shù)字），隨機評定，通過感官功能和靈敏度檢驗對感官評定人員進行篩選，最終選定6 人（男女各半）組成感官評定小組。采用9 分制評分標(biāo)準(zhǔn)，具體評分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

1.3.5 香腸的質(zhì)構(gòu)測定

在香腸樣本的取樣過程中要盡量保持其切面平整光滑，用CT3質(zhì)構(gòu)分析儀對樣品進行質(zhì)構(gòu)測定，測定指標(biāo)包括硬度、彈性、黏性和咀嚼性?？紤]到樣品離散程度較大，每個樣品均進行10 次重復(fù)測定，取平均值。測定參數(shù)[23-24]：測前速率2.00 mm/s；測后速率2.00 mm/s；2 次測定時間間隔20.00 s；觸發(fā)類型：自動；下壓距離8.0 mm；觸發(fā)力5 g；探頭類型TA39；數(shù)據(jù)收集率200.00×10-6 pps；樣品規(guī)格：20.0 mm高的圓柱體。

1.3.6 綜合評分法

模糊綜合評判方法是應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)中的隸屬度與隸屬函數(shù)理論，對食品的感官和其他質(zhì)量特性中多因素的制約關(guān)系進行數(shù)學(xué)化抽象，建立一個反映其本質(zhì)特征和動態(tài)過程的理想化評價模式[25]。本研究基于模糊控制理論，采用綜合評分法對香腸的品質(zhì)特性進行表征。綜合評分法的評價指標(biāo)包括感官（色澤、組織狀態(tài)、外觀、風(fēng)味及口感）和質(zhì)構(gòu)指標(biāo)（硬度、彈性、黏性及咀嚼性），對應(yīng)的權(quán)重分別為60%（10%、10%、10%、10%、20%）和40%（10%、10%、10%、10%），各指標(biāo)得分越高，表明樣品的對應(yīng)品質(zhì)特性越好。指標(biāo)隸屬度、指標(biāo)得分、感官總得分、質(zhì)構(gòu)總得分和綜合得分按照公式（1）～（5）計算。

指標(biāo)得分=指標(biāo)隸屬度×權(quán)重 （2）

感官總得分=色澤得分+組織狀態(tài)得分+外觀得分+風(fēng)味得分+口感得分 （3）

質(zhì)構(gòu)總得分=硬度得分+彈性得分+黏性得分+咀嚼性得分 （4）

綜合得分=感官得分+質(zhì)構(gòu)得分 （5）

1.3.7 營養(yǎng)指標(biāo)與穩(wěn)定性測定

根據(jù)GBT 23493—2009《中式香腸》[26]中傳統(tǒng)中式香腸的制作標(biāo)準(zhǔn)，以肥瘦比為2∶8（m/m）制作傳統(tǒng)中式香腸。水分含量測定：參照GB/T 9695.15—2008《肉與肉制品 水分含量測定》[27]；脂肪含量測定：參照GB/T 9695.1—2008《肉與肉制品 游離脂肪含量測定》[28]；蛋白質(zhì)含量測定：參照GB/T 9695.11—2008《肉與肉制品 氮含量測定》[29]。

蒸煮損失率測定：參考Choe等[30]的方法。將80 g肉糊裝入膠原腸衣中，（80±1） ℃條件下加熱40 min，冷卻30 min后，稱取香腸質(zhì)量。按照公式（6）計算蒸煮損失率。

式中：m1為香腸蒸煮前質(zhì)量/g；m2為香腸蒸煮后質(zhì)量/g。

加熱穩(wěn)定性測定：參考Faria等[31]的方法。將香腸肉糊填充于預(yù)先稱質(zhì)量的刻度玻璃管中，用橡膠塞塞緊玻璃管，沸水浴加熱30 min，冷卻，以促進脂肪層和水層的分離。出油率和出水率按照公式（7）～（8）計算。endprint

式中：V1為脂肪層體積/mL；V2為水層體積/mL；m3為生肉糊質(zhì)量/g。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 17.0軟件對單因素試驗結(jié)果進行分析，采用t-檢驗進行顯著性分析，新復(fù)極差法進行均值的差異顯著性分析（P<0.05）；采用Design-Expert V8.0.6軟件中的BBD試驗設(shè)計分析響應(yīng)面試驗結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果

2.1.1 BSDF添加量對香腸品質(zhì)的影響

由表2可知，BSDF添加量為1%～4%時，隨著添加量的增大，香腸的感官品質(zhì)得分和質(zhì)構(gòu)參數(shù)整體均呈增大趨勢；當(dāng)添加量大于4%時，各項感官品質(zhì)指標(biāo)得分和質(zhì)構(gòu)參數(shù)均開始減小，即BSDF的添加量為4%時，香腸的綜合得分最高。其中，香腸的感官品質(zhì)、硬度和咀嚼性受BSDF添加量的影響較顯著，這與Eim等[14]的研究結(jié)果一致。由于膳食纖維具有良好的持水力、溶脹力和持油力等理化特性，使其適合應(yīng)用于富含脂質(zhì)的肉制品中，改善肉制品的風(fēng)味和質(zhì)構(gòu)特性。

2.1.2 脂肪添加量對香腸品質(zhì)的影響

由表3可知，脂肪添加量為15%時，香腸的綜合得分最高。與空白對照組相比，添加5%的脂肪對香腸的色澤、組織狀態(tài)、口感和質(zhì)構(gòu)均有顯著影響；脂肪添加量大于5%時對香腸的色澤、組織狀態(tài)、口感和質(zhì)構(gòu)均有顯著影響（P<0.05）；隨著脂肪含量的增加，香腸的彈性和黏性增加；脂肪添加量為20%時，香腸的外觀和組織狀態(tài)得分最高；脂肪添加量為0%～15%時，除了咀嚼性，香腸的感官指標(biāo)得分和質(zhì)構(gòu)特性均顯著增加，脂肪添加量為15%～30%時，香腸的組織狀態(tài)、外觀、風(fēng)味、口感、硬度和咀嚼性下降，這主要與脂肪的黏性、分散性和乳化性等物理化學(xué)性質(zhì)有關(guān)，與Schniele等[32]的研究結(jié)果一致。

2.1.3 淀粉添加量對香腸品質(zhì)的影響

由表4可知，淀粉添加量為3%時，香腸的綜合得分最高。與空白對照組相比，當(dāng)?shù)矸厶砑恿啃∮?%時，隨著淀粉添加量的增加，香腸的質(zhì)構(gòu)參數(shù)和色澤、組織狀態(tài)、外觀、口感得分均顯著增加（P<0.05）；當(dāng)?shù)矸厶砑恿看笥?%時，除了黏性之外，香腸的其他各項指標(biāo)均下降，這可能是由于淀粉會對香腸中的水分子產(chǎn)生物理截留，使香腸基質(zhì)變得更加致密，降低了香腸的形變恢復(fù)性能，從而降低了香腸的感官和質(zhì)構(gòu)特性。因此，淀粉添加量為3%時最佳。

2.1.4 各因素對香腸品質(zhì)特性影響的顯著性分析

由表5可知，BSDF的添加量對香腸的色澤、組織狀態(tài)、外觀、風(fēng)味、硬度、黏性和咀嚼性均有極顯著影響（P<0.01），對香腸的彈性有顯著影響（P<0.05），對口感無顯著影響，這表明BSDF可以作為脂肪替代物被應(yīng)用在香腸中，改善其感官和質(zhì)構(gòu)特性而不影響口感。脂肪的添加量對香腸的色澤、組織狀態(tài)、口感、硬度、彈性和黏性均有極顯著影響（P<0.01），對香腸的外觀和風(fēng)味有顯著影響（P<0.05），這與脂肪本身的物理化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。在本研究中，脂肪添加量對香腸的咀嚼性影響不顯著，與?lvarez等[20]的研究結(jié)果相反，這可能是由于產(chǎn)品的配方不一樣，BSDF和淀粉的協(xié)同作用影響了脂肪在香腸咀嚼性中的作用強度。淀粉的添加量對香腸的黏性有極顯著影響（P<0.01），對組織狀態(tài)和口感有顯著影響（P<0.05），對色澤、外觀、風(fēng)味、硬度、彈性和咀嚼性無顯著影響，這與淀粉、脂肪和纖維的線性參數(shù)和相互作用力有關(guān)。

2.2 響應(yīng)面試驗結(jié)果

2.2.1 響應(yīng)面試驗設(shè)計及結(jié)果

響應(yīng)面試驗的各因素及其編碼水平、試驗設(shè)計及結(jié)果如表6～7所示。

2.2.2 模型的建立與顯著性檢驗

利用Design-Expert V8.0.6軟件對響應(yīng)值與各因素進行回歸擬合后，得到回歸方程：Y=232.60A+52.10B+134.47C-4.43AB+10.17AC-0.74BC-23.34A2-1.02B2-26.10C2-1 008.22。由表8可知，根據(jù)各因素的P值大小，影響香腸綜合得分的因素主次順序為BSDF添加量>脂肪添加量>淀粉添加量。A、B、C、A2、B2、C2對響應(yīng)值的影響極顯著，對于AB、AC項，P<0.01，對于BC項，P<0.05，說明BSDF和脂肪、BSDF和淀粉的交互作用極顯著，脂肪和淀粉的交互作用顯著。從整體分析，模型P<0.000 1，說明該二次回歸模型極顯著；失擬檢驗項P值不顯著，表明模型與實際情況擬合較好。R2=0.995 4，R2Adj=0.989 6，說明模型與試驗擬合程度高，自變量與響應(yīng)值之間的線性關(guān)系顯著，可以用于不同變量條件下的響應(yīng)值預(yù)測。

2.2.3 響應(yīng)面優(yōu)化分析

由圖1可知，BSDF添加量與脂肪添加量的交互作用較強，隨著BSDF添加量和脂肪添加量的增加，香腸的綜合得分均隨之發(fā)生變化，但綜合得分沿BSDF添加量方向的變化比脂肪添加量方向陡峭，因此，BSDF添加量較脂肪添加量對香腸綜合得分的影響顯著。

由圖2可知，相對于淀粉添加量增加時香腸綜合得分的變化，BSDF添加量變化時綜合得分的變化幅度更大，因此，BSDF添加量較淀粉添加量對香腸綜合得分的影響顯著。

由圖3可知，脂肪添加量與淀粉添加量的交互作用較強，隨著脂肪添加量的變化，香腸的綜合得分先增大后減小，且變化幅度較淀粉添加量陡峭，表明脂肪添加量較淀粉添加量對香腸綜合得分的影響顯著。

2.2.4 最優(yōu)工藝條件的預(yù)測及驗證

采用Design-Expert V8.0.6軟件對回歸方程進行求解，得到最佳工藝條件為BSDF添加量4.24%、脂肪添加量15.18%、淀粉添加量3.19%，此條件下預(yù)測綜合得分為93.99 分?？紤]到實際情況，將最佳工藝條件修正為BSDF添加量4.2%、脂肪添加量15.2%、淀粉添加量3.2%，在此工藝條件下進行3 次驗證實驗，低脂香腸的綜合得分為96.24 分，與理論值相比相對誤差約為0.2%，與模型值接近，表明優(yōu)化結(jié)果可靠。endprint

2.3 低脂香腸與傳統(tǒng)香腸的品質(zhì)特性比較

由表9可知，與傳統(tǒng)香腸相比，低脂香腸的水分和蛋白質(zhì)含量增加，脂肪含量、蒸煮損失率、出油率和出水率均降低。纖維和淀粉的多孔性和親水性使低脂香腸的水分含量增加，低脂香腸中脂肪含量的降低也和BSDF的高持油力有關(guān)，相較于傳統(tǒng)香腸，低脂香腸具有低脂肪、高蛋白屬性。而蒸煮損失率、出油率和出水率的降低表明纖維、淀粉能夠很好地融合并穩(wěn)定碎肉混合物，BSDF良好的持水性和溶脹性彌補了淀粉顆粒不能完全膠凝和溶脹的缺失，BSDF和淀粉的多孔結(jié)構(gòu)與結(jié)合位點的相互作用在低脂香腸中形成一種良好的黏合劑，提高了低脂香腸的穩(wěn)定性。

3 結(jié) 論

BSDF對香腸的感官和質(zhì)構(gòu)特性影響最大，其次是脂肪和淀粉，在香腸中添加BSDF和淀粉不僅能夠降低脂肪含量，還能改善香腸的感官、質(zhì)構(gòu)特性和穩(wěn)定性。BSDF、脂肪和淀粉對香腸品質(zhì)均有顯著影響，三者的交互影響均較強。本研究結(jié)果表明，采用BSDF添加量4.2%、脂肪添加量15.2%、淀粉添加量3.2%的組合生產(chǎn)低脂香腸的配方是可行的，相較于傳統(tǒng)香腸（脂肪添加量20%），低脂香腸的脂肪含量降低了4.8%，且改善了品質(zhì)特性，BSDF具有用作食品中脂肪替代物、填充劑和營養(yǎng)添加劑的潛力。

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