陳 林，陳 維，Rammile Ettelaie，吳進(jìn)蓮

油脂預(yù)乳化提高大豆拉絲蛋白素食香腸品質(zhì)

陳 林1，陳 維2，Rammile Ettelaie3，吳進(jìn)蓮1

（1. 廣東工業(yè)大學(xué)輕工化工學(xué)院食品系，廣州 510006；2. 南方醫(yī)科大學(xué)附屬花都醫(yī)院，廣州 510800；3. 英國利茲大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)學(xué)院，英國利茲 LS29JT）

為了提高大豆拉絲蛋白（Textured Fibril Soy Protein，TFSP）素食香腸的品質(zhì)，該研究將油脂預(yù)乳化工藝應(yīng)用于TFSP素食香腸的加工，利用響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化了預(yù)乳化工藝條件，采用質(zhì)構(gòu)分析儀測定分析了產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)特性，并進(jìn)行了感官評(píng)價(jià)。結(jié)果表明優(yōu)化后的最佳預(yù)乳化工藝條件為菜籽油含量445 g/L、大豆分離蛋白濃度105 g/L、乳化機(jī)剪切速率9.0×103r/min。與對(duì)照組相比，此條件下制作的預(yù)乳化-TFSP素食香腸的凝膠強(qiáng)度、硬度和咀嚼性分別提高了約1倍、10%和26%，且產(chǎn)品口感鮮嫩、富有汁液感，感官評(píng)價(jià)得分顯著提高。采用激光共聚焦顯微鏡觀察分析了不同工藝制作的TFSP素食香腸在煮制前后微觀結(jié)構(gòu)的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)油脂預(yù)乳化工藝可大大提高乳化油脂的穩(wěn)定性和在香腸凝膠基質(zhì)中的均勻分布，從而使乳化油脂的‘填充作用’得以發(fā)揮，不僅增強(qiáng)了TFSP素食香腸的保水保油能力，降低了蒸煮損失率，而且對(duì)香腸的質(zhì)構(gòu)和感官特性產(chǎn)生了重要影響。因此油脂預(yù)乳化工藝是一種輔助提高素食香腸整體品質(zhì)行之有效的方法。

乳化；穩(wěn)定性；品質(zhì)控制；素食香腸；大豆拉絲蛋白；油脂預(yù)乳化

0 引 言

多吃素食有益身心健康，已受到廣泛認(rèn)同，研發(fā)高品質(zhì)的素食產(chǎn)品迎合了大眾的需求，有廣闊的市場前景。乳化型香腸是低溫肉糜類制品，其口感鮮嫩、食用方便，非常符合現(xiàn)代快節(jié)奏社會(huì)對(duì)食品的要求，深受消費(fèi)者的青睞。其傳統(tǒng)加工工藝并不復(fù)雜，通常只需將原料肉、脂肪、少量植物蛋白混合后斬拌乳化、加熱蒸煮即可制備出具有良好質(zhì)構(gòu)和口感的香腸產(chǎn)品[1]。然而與動(dòng)物肌肉口感類似的仿生肉（如大豆組織蛋白、大豆拉絲蛋白、小麥面筋蛋白等）的乳化和凝膠性能都遠(yuǎn)不如肌肉蛋白，不僅可乳化的油脂量少，而且加熱后難以形成具有粘彈性的凝膠[2–5]。此外，素食香腸采用的植物油在室溫下呈液態(tài)，采用傳統(tǒng)加工工藝直接添加會(huì)使香腸出現(xiàn)出油出水等質(zhì)量缺陷[6–8]。因此要制備出質(zhì)地口感優(yōu)良的素食香腸，不僅要使用食品乳化劑、增稠劑等品質(zhì)改良劑，還應(yīng)對(duì)素食香腸的加工工藝進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。

香腸本質(zhì)上是一種乳化物凝膠，其乳化穩(wěn)定性是由油脂表面蛋白膜和蛋白凝膠基質(zhì)包埋固定共同作用的結(jié)果；另一方面乳化油脂微粒以‘填充物’的形式占據(jù)蛋白凝膠基質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)空隙，具有穩(wěn)定凝膠結(jié)構(gòu)、改善香腸質(zhì)構(gòu)、汁液感和風(fēng)味等多種功能[9–11]。油脂預(yù)乳化工藝是近年來提出的一種提高乳化肉糜類食品品質(zhì)的新型加工方法。不同于傳統(tǒng)乳化肉糜加工工藝中直接將所有物料一起混合斬拌的方式，預(yù)乳化工藝先把需要額外添加的油脂、乳化蛋白和水先均質(zhì)形成預(yù)乳化液，然后再將預(yù)乳化液與其他原輔料混合均勻[12–17]。研究表明此法不僅可改善肉糜制品的營養(yǎng)健康價(jià)值，而且可起到保油增香、減小蒸煮損失率和改善質(zhì)構(gòu)的作用。如陳益春等[12]采用豬血漿蛋白水解物和菜籽油制備預(yù)乳化液，然后將其部分替代豬油應(yīng)用于法蘭克福香腸加工，結(jié)果發(fā)現(xiàn)低脂香腸的蒸煮損失率和油脂損失率都顯著下降，且替代比低于45%時(shí)不會(huì)引起香腸質(zhì)構(gòu)特性發(fā)生顯著變化，其感官評(píng)價(jià)得分甚至高于全脂香腸。Youssef等[15-16]研究發(fā)現(xiàn)油脂預(yù)乳化工藝可以增加肉糜制品的保水保油能力，從而起到改善肉糜質(zhì)地、增加汁液感等作用。由此可見，根據(jù)素食香腸原輔料特性和乳化香腸加工原理，油脂預(yù)乳化對(duì)于提高素食香腸的穩(wěn)定性和質(zhì)構(gòu)特性很可能是一種非常有效的方法。然而在素食香腸領(lǐng)域，目前國內(nèi)外的報(bào)道集中在通過提高植物蛋白的功能特性改善香腸的品質(zhì)，而關(guān)于素食香腸的加工工藝研究報(bào)道很少，采用油脂預(yù)乳化改善素食香腸品質(zhì)的研究更是未見報(bào)道。因此本論文擬采用大豆分離蛋白（Soy Protein Isolate，SPI）對(duì)植物油脂進(jìn)行預(yù)乳化，研究預(yù)乳化工藝條件對(duì)大豆拉絲蛋白（Textured Fibril Soy Protein，TFSP）素食香腸質(zhì)構(gòu)和感官特性的影響，結(jié)合TFSP香腸熱誘導(dǎo)凝膠過程中穩(wěn)定性和微觀結(jié)構(gòu)的測定分析，探討預(yù)乳化工藝提高TFSP香腸品質(zhì)的潛在機(jī)理。闡明該機(jī)理對(duì)改進(jìn)素食香腸的加工工藝、改善其質(zhì)構(gòu)和感官品質(zhì)具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義，可為素食香腸的生產(chǎn)加工提供理論和方法指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

大豆拉絲蛋白（TFSP），臺(tái)灣好食在國際食品有限公司。乳液配方：大豆分離蛋白（SPI），美國杜邦公司；菜籽油為市售食品級(jí)食用油。食品添加劑和輔料：卡拉膠、瓜爾豆膠，美國Kelco公司；馬鈴薯淀粉、調(diào)味料均為市售食品級(jí)；纖維素腸衣，英國DEVRO公司。法蘭克福豬肉香腸，英國Herta食品有限公司。其他化學(xué)試劑均為分析級(jí)。

1.2 主要儀器和設(shè)備

組織蛋白拆絲機(jī)，德國Braun公司；脫水機(jī)，美國Pressto公司；電動(dòng)攪拌器，美國Fluko公司；高速剪切乳化機(jī)，法國Tefal公司；斬拌機(jī)，英國Kenwood公司；手動(dòng)灌腸器，英國JasCherry公司；恒溫水浴鍋，英國Prima公司；TA-XT2i質(zhì)構(gòu)分析儀（配型號(hào)A/LKB輕質(zhì)切刀探頭），英國Stable Micro System公司；旋轉(zhuǎn)流變儀，奧利地Anton Paar公司；激光共聚焦顯微鏡，德國Leica公司。

1.3 試驗(yàn)內(nèi)容和方法

1.3.1 大豆拉絲蛋白（TFSP）素食香腸的基本配方

參照文獻(xiàn)[7]中普通西式素食香腸的配方并經(jīng)前期試驗(yàn)優(yōu)化確定。大豆拉絲蛋白（TFSP）以100%計(jì)（干質(zhì)量），其他添加物配比分別為TFSP質(zhì)量比：預(yù)乳化油脂180%、谷朊粉40%、卡拉膠1.0%、瓜爾豆膠1.0%、馬鈴薯淀粉10.0%、白砂糖2.0%、食鹽1.0%、味精0.1%、水55%。

1.3.2 預(yù)乳化植物油脂的制備與工藝優(yōu)化

將大豆分離蛋白（SPI）粉末分散到100mL去離子水中，4 ℃冰箱內(nèi)靜置過夜，于次日采用電動(dòng)攪拌器攪拌30 min使SPI充分分散和水合。向SPI分散液中加入菜籽油，然后采用高速剪切乳化機(jī)處理3 min（每隔30 s間隔5 s）制得預(yù)乳化植物油脂，并將其應(yīng)用于TFSP素食香腸的加工。預(yù)乳化油脂的用量為TFSP質(zhì)量（干質(zhì)量）的1.8倍。通過單因素預(yù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)SPI濃度（1）、菜籽油含量（2）和乳化機(jī)剪切速率（3）為影響TFSP素食香腸質(zhì)構(gòu)特性的三個(gè)主要因素，并確定了它們適宜的水平范圍。采用響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)（Response Surface Methodology，RSM）中Box-Behnken模型優(yōu)化預(yù)乳化工藝條件，以香腸的凝膠強(qiáng)度為響應(yīng)值（0），各因素水平如表1所示。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化油脂預(yù)乳化工藝中各因素和水平編碼表

1.3.3 大豆拉絲蛋白（TFSP）素食香腸的制作工藝

參照文獻(xiàn)[7]中普通西式素食香腸的制作工藝并加以改進(jìn)，首先采用SPI對(duì)植物油脂進(jìn)行預(yù)乳化，然后將預(yù)乳化油脂、拆絲后的TFSP和輔料配料一起混合均勻得到素食香腸的餡料，剩余的灌制、煮制等工序同普通西式素食香腸，具體的操作要點(diǎn)如下：

TFSP的浸泡、脫水和拆絲：將TFSP浸泡在去離子水中2 h，使其充分吸水膨脹，然后放入脫水機(jī)，邊沖洗邊脫水至干料質(zhì)量的3倍，且擠出的水較清澈。將脫水后的TFSP倒入拆絲機(jī)中拉絲5 min，拆好絲的TFSP用手捏成一團(tuán)不松散，拍開有一定的表面張力并有絲狀感。

餡料的制備：將谷朊粉、馬鈴薯淀粉、親水膠體等輔料和配料按配方稱取一定質(zhì)量，然后將拆絲后的TFSP、預(yù)乳化油脂與輔料配料一起混合，加水后采用電動(dòng)攪拌器攪拌30 min，使餡料混合均勻，得到制備素食香腸所需的餡料。

灌制：將攪拌均勻的餡料采用手動(dòng)灌腸機(jī)進(jìn)行灌制；使用纖維素腸衣（直徑24 mm），每隔10 cm打結(jié)，要求灌裝均勻，并用針頭扎孔排氣。

煮制：將灌制好的香腸裝入適合的模具中，再放入90 ℃水中煮制40 min，然后取出放入冷水中快速冷卻至室溫，脫模后即為預(yù)乳化-TFSP素食香腸成品，真空包裝后于4 ℃冰箱內(nèi)保藏。

對(duì)照組TFSP香腸的制作：與試驗(yàn)組TFSP香腸的配方一致，但對(duì)照組TFSP香腸的制作采用傳統(tǒng)乳化腸加工工藝，將SPI、菜籽油、TFSP及其他原輔料共同放入斬拌機(jī)中，高速斬拌5 min（斬拌速率3 500 r/min）得到餡料，之后香腸的灌制、煮制等工序同上所述。

對(duì)照組豬肉香腸：以市售法蘭克福豬肉香腸作為對(duì)照組豬肉香腸，熟化工藝同上述煮制工序。

1.3.4 香腸質(zhì)構(gòu)特性的測定

將香腸樣品剝?nèi)ツc衣，采用TA-XT2質(zhì)構(gòu)分析儀進(jìn)行測試，測定方式為單次下壓，探頭型號(hào)為A/LKB輕質(zhì)切刀，測試速度為1 mm/s，下壓距離為20 mm，觸發(fā)力為10 g，每個(gè)樣品重復(fù)測定3次，取平均值。主要質(zhì)構(gòu)特性指標(biāo)定義如下：1）凝膠強(qiáng)度（gel strength, g/mm）：從探頭壓入腸體時(shí)開始至腸體破裂時(shí)測得的破裂強(qiáng)度乘以破裂時(shí)探頭壓入的深度來計(jì)算凝膠強(qiáng)度；2）硬度（hardness, g）：探頭下壓樣品時(shí)感應(yīng)到的壓力峰值；3）咀嚼性（chewiness, g/mm）：質(zhì)構(gòu)曲線的正峰面積，表示壓縮剪切樣品所做的功，可表征人口咀嚼香腸時(shí)，將香腸咀嚼至吞咽狀態(tài)所需要的能量[18–20]。

1.3.5 香腸的感官評(píng)價(jià)

香腸樣品的感官評(píng)價(jià)參照SB/T 10279-2017《熏煮香腸》的相關(guān)要求，從外觀、口感、質(zhì)地、風(fēng)味、總體可接受性進(jìn)行描述和評(píng)價(jià)[21]。采用盲評(píng)記分法，成立10人小組，從上述5個(gè)方面對(duì)香腸樣品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)成員均為英國利茲大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)學(xué)院的師生，年齡在20歲至45歲之間，經(jīng)過統(tǒng)一培訓(xùn)，明確感官評(píng)價(jià)目的、內(nèi)容、方法和注意事項(xiàng)，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。評(píng)價(jià)過程由每個(gè)評(píng)定成員單獨(dú)進(jìn)行，相互不接觸。采用7分制記分原則，各項(xiàng)指標(biāo)7分為極好（非常喜歡，指標(biāo)評(píng)價(jià)內(nèi)容表現(xiàn)優(yōu)異且比其它同類產(chǎn)品好），6分為優(yōu)秀（喜歡，有偏愛），5分為良好（能接受），4分為一般（不喜歡，沒有購買欲），3分以下為差（討厭），統(tǒng)計(jì)后記取平均分。

1.3.6 香腸蒸煮損失率、水分損失率和油脂損失率的測定

參照Youssef等[10]的方法略有改動(dòng)，將煮制（90 ℃，40 min）后的香腸冷卻至室溫，脫模后取出香腸，用鋁盒收集在模具中殘留的液體并稱質(zhì)量，然后放置在105 ℃烘箱加熱至恒質(zhì)量，減少的質(zhì)量即為水分損失，恒質(zhì)量后的平皿質(zhì)量減去空白平皿質(zhì)量即為油脂損失。計(jì)算公式如下：

公式（2）中香腸含有的水分包括TFSP浸泡吸收的水分、預(yù)乳化液中的水分以及餡料制備時(shí)添加的水分。

1.3.7 香腸微觀結(jié)構(gòu)的觀察分析

采用激光共聚焦顯微鏡（Confocal Laser Scanning Microscopy，CLSM）觀察分析香腸樣品的微觀結(jié)構(gòu)。CLSM在熒光模式下運(yùn)行，采用63×水浸物鏡。香腸中乳化油脂采用Nile Red染色，當(dāng)油脂被染色后，在顯微照片中呈現(xiàn)出綠色；香腸中蛋白成分采用Nile Blue染色，在顯微照片中呈現(xiàn)出紅色。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

如無特定說明，本論文中所有數(shù)據(jù)都是3次平行測定的平均值。采用新復(fù)極差法（DMRT法）測驗(yàn)各種不同處理數(shù)據(jù)的差異顯著性，采用多重回歸法分析均勻設(shè)計(jì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，獲取預(yù)測值。

2 結(jié)果與分析

2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果分析及模型擬合

根據(jù)Box-Behnken中心組合設(shè)計(jì)原理，以預(yù)乳化工藝中SPI濃度（1）、菜籽油含量（2）、乳化機(jī)剪切速率（3）三個(gè)因素為自變量，以TFSP香腸的凝膠強(qiáng)度為響應(yīng)值（0），作三因素三水平的響應(yīng)面分析試驗(yàn)，共17個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，其中12個(gè)析因點(diǎn)、5個(gè)零點(diǎn)。析因點(diǎn)為自變量取值在1、2、3所構(gòu)成的三維頂點(diǎn)；零點(diǎn)為區(qū)域的中心點(diǎn)，用以估算試驗(yàn)誤差。試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及結(jié)果見表2。

采用Design-expert 8.0.6軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸擬合，得到響應(yīng)值0對(duì)試驗(yàn)因素1、2、3的回歸方程為

0=?651.01+10.001+2.752+28.533+0.002 112+

0.05113+0.003 423?0.05412?0.003 422?

1.9832（4）

表2 Box-Behnken設(shè)計(jì)方案及試驗(yàn)結(jié)果

對(duì)該回歸方程進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表3。回歸方程模型檢驗(yàn)極顯著（<0.01），失擬項(xiàng)不顯著（>0.1），決定系數(shù)2=0.98>0.95，說明其他因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果干擾較小，試驗(yàn)誤差小，該回歸方程與實(shí)測值的擬合度高，可用該模型分析和預(yù)測油脂預(yù)乳化工藝條件對(duì)TFSP素食香腸凝膠強(qiáng)度的影響。

表3 響應(yīng)面模型的回歸方差分析

注：值表示概率；<0.05表示模型顯著或該項(xiàng)目對(duì)響應(yīng)值有顯著影響。

Note: Thevalues indicate probability;<0.05 indicates that the model is significant or the terms are significant for the response.

由表3中值大小可知，預(yù)乳化工藝中三因素對(duì)TFSP素食香腸凝膠強(qiáng)度的影響主次順序?yàn)椋?（菜籽油含量）>1（SPI濃度）>3（乳化機(jī)剪切速率）。12間交互作用顯著（<0.05），而13和23間交互作用不顯著（>0.05）。將1、2和3中的一個(gè)因素固定在零水平，可根據(jù)回歸模型得到另外兩個(gè)因素對(duì)響應(yīng)值（0）的響應(yīng)面圖。如圖1所示，隨著SPI濃度和菜籽油含量增大，TFSP香腸的凝膠強(qiáng)度呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢，最大值集中在中心區(qū)域。這一發(fā)現(xiàn)與文獻(xiàn)報(bào)道一致，表明通過適當(dāng)提高乳化油脂的含量，可提高乳化型香腸的凝膠強(qiáng)度；但過量添加會(huì)造成油脂乳化不完全，出現(xiàn)‘漏油’現(xiàn)象，反而會(huì)使香腸凝膠強(qiáng)度下降[13-14]。另一方面，SPI濃度過高，會(huì)導(dǎo)致體系黏度太高，對(duì)乳化過程造成不利影響。此外，值得注意的是隨著乳化機(jī)剪切速率增加，TFSP香腸的凝膠強(qiáng)度先增加然后趨于恒定。這可能是因?yàn)樵谟椭A(yù)乳化過程中，隨著剪切速率增大，乳化油脂的粒徑會(huì)減小，而較小的乳化油脂能夠更均勻的分散在凝膠網(wǎng)絡(luò)基質(zhì)中，使凝膠結(jié)構(gòu)更為致密[15,22]。響應(yīng)面模型預(yù)測的最佳預(yù)乳化條件為菜籽油含量445.15 g/L、SPI濃度105.11 g/L、剪切速率8.93×103r/min。在此條件下預(yù)測TFSP香腸的凝膠強(qiáng)度可達(dá)到613.28 g/mm。為檢驗(yàn)優(yōu)化結(jié)果的可靠性，對(duì)以上試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了近似驗(yàn)證試驗(yàn)，考慮到試驗(yàn)可操作性，選擇菜籽油含量445 g/L、SPI濃度105 g/L、剪切速率9.0×103r/min條件下進(jìn)行3次平行驗(yàn)證試驗(yàn)，實(shí)際測定凝膠強(qiáng)度為(610.42±7.3) g/mm，驗(yàn)證試驗(yàn)測得數(shù)據(jù)與預(yù)測值無顯著差異（>0.05），且顯著（<0.05）高于采用傳統(tǒng)乳化腸加工工藝制備的對(duì)照TFSP香腸的凝膠強(qiáng)度297.98 g/mm，再次證明Box-Behnken模型適用于優(yōu)化該加工條件，優(yōu)化結(jié)果準(zhǔn)確可靠，具有實(shí)用價(jià)值。在后文的研究中，選擇上述最佳工藝條件制備預(yù)乳化油脂，進(jìn)一步研究油脂預(yù)乳化工藝對(duì)TFSP素食香腸品質(zhì)的影響。

2.2 預(yù)乳化工藝對(duì)TFSP素食香腸質(zhì)構(gòu)特性的影響

本試驗(yàn)采用質(zhì)構(gòu)分析儀的剪切模式模擬人口腔咀嚼香腸，測定分析香腸的質(zhì)構(gòu)特性。如圖2所示，在香腸樣品的剪切質(zhì)構(gòu)特征曲線中首先出現(xiàn)一個(gè)峰，表明探頭（A/LKB輕質(zhì)切刀）剪切香腸時(shí)，切破香腸表面所需要的力，該峰值乘以香腸破裂時(shí)探頭壓入的深度即為香腸的凝膠強(qiáng)度。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，肉糜制品的凝膠強(qiáng)度通常與其嫩度呈顯著正相關(guān)[18-20]。探頭切破表皮后，切向香腸內(nèi)部，此時(shí)探頭下壓樣品時(shí)感應(yīng)到的壓力峰值即為香腸的硬度。曲線正峰面積表示壓縮剪切樣品所做的功，可表征人口咀嚼香腸時(shí)，將香腸咀嚼至吞咽狀態(tài)所需要的能量。從質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)表4可看出，與對(duì)照TFSP素食香腸相比，預(yù)乳化-TFSP素食香腸的凝膠強(qiáng)度增加了約1倍，硬度和咀嚼性分別增加了約10%和26%，這說明預(yù)乳化工藝顯著改善了TFSP素食香腸的質(zhì)構(gòu)特性。與市售豬肉香腸相比，預(yù)乳化-TFSP素食香腸的凝膠強(qiáng)度與其無顯著差異（>0.05），說明二者嫩度相當(dāng)，但是硬度和咀嚼性都比豬肉香腸稍低。

表4 不同香腸樣品的質(zhì)構(gòu)特性

注：在同類指標(biāo)的比較中，不同字母表示數(shù)據(jù)間有顯著性差異（<0.05）。

Note: In the comparison of the same type of index, data with different letters are significantly different (<0.05).

2.3 預(yù)乳化工藝對(duì)TFSP素食香腸感官品質(zhì)的影響

香腸的感官品質(zhì)是影響消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品喜好程度和購買欲望的重要因素[11]。本試驗(yàn)對(duì)不同的香腸樣品進(jìn)行了感官評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)見表5，評(píng)價(jià)結(jié)果見圖3。與消費(fèi)者熟悉的豬肉香腸相比，采用傳統(tǒng)乳化腸加工工藝制作的TFSP素食香腸在蒸煮后有大量汁液滲出，腸體表面油膩且產(chǎn)生了‘油斑’，入口雖有肉的咀嚼感，但嫩度和彈性不足，缺乏汁液感，且有糊口的感覺和豆腥味，因此感官評(píng)價(jià)的結(jié)果是總體可接受性一般，評(píng)定成員都對(duì)該產(chǎn)品沒有購買欲。與之相對(duì)照，采用預(yù)乳化工藝制作的TFSP素食香腸在蒸煮后腸體表面干爽光滑，僅有少量汁液滲出，切片性顯著改善，入口不再有糊口的感覺，而有明顯的汁液感和肉的咀嚼感，但還是有一定豆腥味。此外，與質(zhì)構(gòu)分析儀的測定結(jié)果相似，感官評(píng)價(jià)的結(jié)果也表明與對(duì)照組相比，預(yù)乳化-TFSP素食香腸的嫩度明顯提高，但與豬肉香腸相比其硬度和彈性稍低，口感偏軟?？傮w來說評(píng)定成員對(duì)該產(chǎn)品評(píng)價(jià)較高，認(rèn)為整體品質(zhì)明顯改善，總體可接受性為優(yōu)秀。

表5 乳化香腸感官評(píng)價(jià)指標(biāo)、內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)

2.4 預(yù)乳化工藝對(duì)TFSP素食香腸蒸煮損失率的影響

香腸的蒸煮損失率與其保水保油特性密切相關(guān)，蒸煮損失率會(huì)影響香腸的出品率、質(zhì)構(gòu)和感官特性，因此是評(píng)價(jià)香腸品質(zhì)的重要指標(biāo)之一[15]。從圖4可見，市售法蘭克福豬肉香腸的蒸煮損失率只有1.46%。動(dòng)物肌肉中含有鹽溶性肌球蛋白和膠原蛋白，具有良好的乳化和凝膠特性，可高效的乳化油脂，加熱后又可形成具有粘彈性的蛋白凝膠[23]。因此制作肉類乳化香腸時(shí)，通常只需將原料肉、脂肪、少量植物蛋白混合后斬拌乳化、加熱蒸煮即可制備出具有良好穩(wěn)定性和質(zhì)構(gòu)特性的香腸產(chǎn)品。然而采用傳統(tǒng)乳化腸加工工藝，在原輔料斬拌剪切過程中直接添加菜籽油，所制作的對(duì)照TFSP素食香腸的蒸煮損失率為9.33%，水分損失率為13.03%，油脂損失率為14.06%，這表明煮制后對(duì)照TFSP素食香腸出現(xiàn)了嚴(yán)重的出水出油現(xiàn)象。事實(shí)上，采用傳統(tǒng)乳化腸加工工藝制作的素食香腸普遍存在保水保油能力差、蒸煮損失率高的問題[7-8]。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，在素食香腸斬拌乳化工序中直接添加超過5%的植物油，加熱蒸煮后就會(huì)出現(xiàn)明顯的‘漏油’現(xiàn)象，并對(duì)香腸的質(zhì)構(gòu)和感官特性造成不利影響[8]。與之相對(duì)照，預(yù)乳化-TFSP素食香腸的蒸煮損失率為4.81%，水分損失率為8.22%，油脂損失率僅為0.95%，這表明預(yù)乳化-TFSP素食香腸在煮制過程中保水保油的能力大幅度提高。此結(jié)果與文獻(xiàn)報(bào)道一致，如陳益春等[12]、張伊儂[13]，Youssef等[15-16]都發(fā)現(xiàn)采用油脂預(yù)乳化工藝可顯著降低乳化肉糜制品的蒸煮損失率、水分損失率和油脂損失率。

2.5 預(yù)乳化工藝對(duì)TFSP素食香腸微觀結(jié)構(gòu)的影響

本試驗(yàn)采用兩種不同熒光染料對(duì)香腸中蛋白和油脂成分分別染色，然后采用CLSM觀察分析不同工藝制作的TFSP素食香腸在煮制前后微觀結(jié)構(gòu)的變化，結(jié)果如圖5所示。在對(duì)照TFSP素食香腸中，乳化油脂發(fā)生了明顯的聚結(jié)和絮凝，原因可能是斬拌乳化工序中植物油脂被剪切破碎成細(xì)小油滴，但由于存在其它原輔料成分的干擾，乳化蛋白（即SPI）無法快速吸附到油滴表面，導(dǎo)致油滴不能被蛋白完全包裹而發(fā)生了重新聚結(jié)和橋聯(lián)絮凝（界面蛋白同時(shí)吸附到多個(gè)油滴表面，導(dǎo)致油滴絮凝[24]，如圖5a所示）。由于油脂不能被完全乳化，在隨后的加熱煮制過程中，乳化結(jié)構(gòu)崩潰，油脂發(fā)生聚合（如圖5b），最終造成香腸出現(xiàn)‘漏油’現(xiàn)象。與之相對(duì)照，在預(yù)乳化-TFSP素食香腸中，乳化油脂的粒徑細(xì)小且均勻分布在蛋白基質(zhì)中（如圖5c）。這是因?yàn)橛椭A(yù)乳化過程中不存在其它成分的干擾，SPI可快速吸附到油滴表面并將其完全包裹，從而形成穩(wěn)定的預(yù)乳化液。將此預(yù)乳化液與TFSP等原輔料攪拌混合，乳化油脂以‘填充物’的形式均勻分布在蛋白基質(zhì)中，即使在加熱煮制后也沒有發(fā)生明顯的油脂聚合現(xiàn)象（如圖5d）。由此可見，油脂預(yù)乳化工藝大大提高了TFSP素食香腸的乳化穩(wěn)定性，并增加了乳化油脂在香腸凝膠基質(zhì)中的均勻分布，從而使乳化油脂的‘填充作用’得以發(fā)揮，不僅增強(qiáng)了TFSP香腸的保水保油能力，降低了蒸煮損失率，而且對(duì)香腸的質(zhì)構(gòu)和感官特性產(chǎn)生了重要影響。

3 結(jié) 論

1）利用響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)中Box-Behnken模型對(duì)油脂預(yù)乳化工藝進(jìn)行了優(yōu)化，經(jīng)檢驗(yàn)證明該模型是合理可靠的（2=0.98>0.95），能夠較好地預(yù)測TFSP素食香腸的凝膠強(qiáng)度。優(yōu)化后的預(yù)乳化工藝條件為菜籽油含量445 g/L、SPI濃度105 g/L、剪切速率9.0×103r/min，此條件下制作的預(yù)乳化-TFSP素食香腸的凝膠強(qiáng)度為610.42 g/mm，與對(duì)照組相比凝膠強(qiáng)度提高了約1倍，硬度和咀嚼性分別提高了約10%和26%。

2）與對(duì)照組相比，預(yù)乳化-TFSP素食香腸的外觀、口感、質(zhì)地、風(fēng)味和總體可接受性都顯著提高；該素食香腸口感鮮嫩、富有汁液感，與市售法蘭克福豬肉香腸相比硬度和彈性稍低。

3）在TFSP素食香腸的加工中采用油脂預(yù)乳化工藝，可大大提高乳化油脂的穩(wěn)定性和在香腸凝膠基質(zhì)中的均勻分布，從而使乳化油脂的‘填充作用’得以發(fā)揮，不僅增強(qiáng)了TFSP香腸的保水保油能力，降低了蒸煮損失率，而且改善了產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)和感官特性。

綜上所述，油脂預(yù)乳化工藝是一種輔助提高TFSP素食香腸乳化穩(wěn)定性和質(zhì)構(gòu)特性行之有效的方法，然而預(yù)乳化油脂對(duì)TFSP香腸凝膠形成和穩(wěn)定機(jī)制的影響還不清楚，有待進(jìn)一步研究。

[1] 戴瑞彤，吳國強(qiáng). 乳化型香腸生產(chǎn)原理和常見問題分析[J]. 食品工業(yè)科技，2000，21(5)：21-23.

Dai Ruitong, Wu Guoqiang. Processing principle and common problem analysis for emulsion-type sausage[J]. Science and Technology of Food Industry, 2000, 21(5): 21-23. (in Chinese with English Abstract)

[2] 劉艷香，譚斌，劉明，等. 添加劑對(duì)高水分?jǐn)D壓組織化復(fù)合蛋白理化性質(zhì)的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2019，35(1)：294-302.

Liu Yanxiang, Tan Bin, Liu Ming, et al. Effects of food additives on physicochemical properties of high moisture extrusion textured composite protein[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(1): 294-302. (in Chinese with English Abstract)

[3] 柳旺，蔣肇樣，賈冬英，等. 米曲霉固態(tài)發(fā)酵程度對(duì)大豆拉絲蛋白特性的影響[J]. 中國油脂，2019，44(5)：128-131.

Liu Wang, Jiang Zhaoyang, Jia Dongying, et al. Effects of solid-state fermentation degree byon the properties of drawing soy protein[J]. China Oils and Fats, 2019, 44(5): 128-131. (in Chinese with English Abstract)

[4] 付博菲，杜方嶺，陳衛(wèi)平，等. 復(fù)合蛋白酶水解提高谷朊粉乳化性能的研究[J]. 食品工業(yè)，2015，36(5)：170-174.

Fu Bofei, Du Fangling, Chen Weiping, et al. Studies on improving the emulsifying performance of wheat gluten with compound proteinase hydrolysis[J]. Food Industry, 2015, 36(5): 170-174. (in Chinese with English Abstract)

[5] Samard S, Ryu G H. Physicochemical and functional characteristics of plant protein-based meat analogs[J]. Journal of Food Processing and Preservation, 2019, 43(10): 1-11.

[6] 臧明伍，韓凱，王宇，等. 植物油在肉制品加工中的應(yīng)用[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè)，2008，29(3)：72-75，80.

Zang Mingwu, Han Kai, Wang Yu, et al. Application of vegetable oil on processing of meat products[J]. Journal of Food and Fermentation Industry, 2008, 29(3): 72-75, 80. (in Chinese with English Abstract)

[7] Marianski A, Marianski S. The Art of Making Vegetarian Sausages[M]. New York: Bookmagic Publishers, 2015.

[8] Majzoobi M, Talebanfar S, Eskandari M H, et al. Improving the quality of meat-free sausages using κ-carrageenan, konjac mannan and xanthan gum[J]. International Journal of Food Science and Technology, 2017, 52: 1269-1275.

[9] 汪張貴，閆利萍，彭增起，等. 脂肪剪切乳化和蛋白基質(zhì)對(duì)肉糜乳化穩(wěn)定性的重要作用[J]. 食品工業(yè)科技，2011，32(8)：466-469.

Wang Zhanggui, Yan Liping, Peng Zengqi, et al. Importance of shearing fat emulsification and protein matrix in meat batter stability[J]. Science and Technology of Food Industry, 2011, 32(8): 466-469. (in Chinese with English Abstract)

[10] Youssef M K, Barbut S. Physicochemical effects of the lipid phase and protein level on meat emulsion stability, texture, and microstructure[J]. Journal of Food Science, 2010, 75(2): 108-114.

[11] Santhi D, Kalaikannan A, Sureshkumar S. Factors influencing meat emulsion properties and product texture: A review[J]. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2017, 57(10): 2021-2027.

[12] 陳益春，姜帥，曹傳愛，等. 植物油預(yù)乳狀液替代豬脂肪對(duì)法蘭克福香腸品質(zhì)特性的影響[J]. 食品科學(xué)，2019，40(24)：86-92.

Chen Yichun, Jiang shuai, Cao Chuanai, et al. Evaluation of the quality of frankfurters prepared with highly stable vegetable oil-in-water pre-emulsions as a partial replacer of pork back fat[J]. Food Science, 2019, 40(24): 86-92. (in Chinese with English Abstract)

[13] 張伊儂. 體系條件及超聲波處理對(duì)大豆油預(yù)乳化效果的影響[D]. 重慶：西南大學(xué)，2020.

Zhang Yinong. Effect of System Conditions and Ultrasonic Treatment on Pre-emulsion Soybean Oil[D]. Chongqing: Southwest University, 2020. (in Chinese with English Abstract)

[14] Jiménez-Colmenero F, Herrero A, Pintado T, et al. Influence of emulsified olive oil stabilizing system used for pork backfat replacement in frankfurters[J]. Food Research International, 2010, 43(8): 2068-2076.

[15] Youssef M K, Barbut S. Effects of pre-emulsifying fat/oil on meat batter stability, texture and microstructure[J]. International Journal of Food Science and Technology, 2011, 46(6): 1216-1224.

[16] Youssef M K, Barbut S. Fat reduction in comminuted meat products-effects of beef fat, regular and pre-emulsified canola oil[J]. Meat Science, 2011, 87: 356-360.

[17] Pereira J, Brohi S A, Malairaj S, et al. Quality of fat-reduced frankfurter formulated with unripe banana by-products and pre-emulsified sunflower oil[J]. International Journal of Food Properties, 2020, 23(1): 420-433.

[18] 錢毅玲，趙謀明，趙強(qiáng)忠. 卡拉膠/黃原膠和K+濃度對(duì)低脂低鹽乳化腸凝膠品質(zhì)影響的研究[J]. 現(xiàn)代食品科技，2009，25(7)：734-737.

Qian Yiling, Zhao Mouming, Zhao Qiangzhong. Effect of carrageenan/xanthan ratio and level of potassium added on gel qualities of emulsion-type sausage[J]. Modern Food Science and Technology, 2009, 25(7): 734-737. (in Chinese with English Abstract)

[19] 陸劍鋒，邵明栓，林琳，等. 結(jié)冷膠和超高壓對(duì)魚糜凝膠性質(zhì)的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2011，27(11)：372-377.

Lu Jianfeng, Shao Mingshuan, Lin Lin, et al. Effects of ultras-high pressure and gellan gum on gelling properties of surimi from silver carp[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2011, 27(11): 372-377. (in Chinese with English Abstract)

[20] de Huidobro F R, Miguel E, Blázquez B, et al. A comparison between two methods (Warner-Bratzler and texture profile analysis) for testing either raw meat or cooked meat[J]. Meat Science, 2005, 69(3): 527-536.

[21] 中華人民共和國商務(wù)部，熏煮香腸：SB/T 10279-2017[S]. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2017-01-13.

[22] 莊濤. 植物油和非肉蛋白預(yù)乳化對(duì)肌原纖維蛋白凝膠性能和蛋白結(jié)構(gòu)的影響[D]. 揚(yáng)州：揚(yáng)州大學(xué)，2016. Zhuang Tao. Effect of Pre-emulsification of Vegetable Oil and Non-meat Protein on the Gelling Properties and Micro-structure of Myofibrillar Protein[D]. Yangzhou: Yangzhou University, 2016. (in Chinese with English Abstract)

[23] 戴瑞彤，楊龍江. 肉蛋白質(zhì)的功能特性及其在肉品加工中的作用[J]. 肉類工業(yè)，2000(11)：17-19.

Dai Ruitong, Yang Longjiang. The functionalities of meat protein and its application in meat processing[J]. Meat Industry, 2000(11): 17-19. (in Chinese with English Abstract)

[24] Dickinson, E. Strategies to control and inhibit the flocculation of protein-stabilized oil-in-water emulsions[J]. Food Hydrocolloids, 2019, 96: 209-223.

Improving the quality of vegetarian sausage prepared with textured fibril soy protein using oil pre-emulsification

Chen Lin1, Chen Wei2, Rammile Ettelaie3, Wu Jinlian1

(1.,,,510006,; 2.510800,; 3.,,LS29JT,)

Plant protein-based meat analogues are becoming popular, such as textured fibril soy protein, and gluten, because of the healthy cholesterol-free, meat-like texture, and low cost. However, vegetarian sausages that are prepared with a plant source of protein usually taste dry and inelastic, compared with meat sausages, due mainly to the low emulsifying and gelling functionality. Recently, several studies have also reported that the incorporation of pre-emulsified vegetable oil into emulsion-type sausages can markedly promote the Water- and Fat-Binding (WFB) capacities of sausages, as well as the textural and sensory properties. Since chemical modification was focused mainly on the functionalities of proteins, few reports were to optimize the processing parameters of vegetarian sausages for better quality. Therefore, this work aimed to investigate the effects of pre-emulsified oil on the stability, texture, and microstructure of vegetarian sausage prepared with Textured Fibril Soy Protein (TFSP). Rapeseed oil and soy protein isolate were used to prepare the pre-emulsified oil with a high-speed mixer. A Box-Behnken model using Response Surface Method (RSM) was used to optimize the formulation of pre-emulsified oil, thereby maximizing the gel strength of TFSP-vegetarian-sausage. The optimal combination of parameters was achieved as follows: rapeseed oil content: 445 g/L, SPI concentration: 105 g/L, and the shear rate of high-speed mixer: 9.0×103r/min. The gel strength, hardness, and chewiness of TFSP-sausage increased by approximately 100%, 10%, and 26%, respectively, compared with the traditional. An RSM quadratic model was selected to conduct the analysis of variance for the regression equation. It was found that the importance of influential factors was ranked in order of rapeseed oil content > SPI concentration > shear rate. The sensory evaluation showed that the TFSP-sausage prepared with pre-emulsified oil tasted tenderer, juicier, and more delicious, compared with the control group, indicating the improved textural and sensory attributes after the addition of pre-emulsified oil. A confocal laser scanning microscope was used to characterize the microstructure and the loss of cooking, water, and fat. It was found that the emulsion stability of TFSP-sausage was remarkably improved in the addition of pre-emulsified oil, where the emulsified oil droplets were homogeneously dispersed in the gel matrix of TFSP sausage. In conventional, the rapeseed oil was directly mixed and homogenized with other raw and subsidiary materials, while the emulsion droplets were unstable in the resultant sausage pastes, due to the bridge flocculation and coalescence. It was the reason that the comprehensive droplet coalescence and ‘oiling off’ often occurred in the control TFSP-sausage after cooking. As a result, the ‘filler effect’ of emulsified oil droplets was introduced to strengthen the WFB capacities of TFSP-sausage, particularly on the textural and sensory attributes. The finding demonstrated that the application of pre-emulsified vegetable oil can effectively improve the emulsion stability, with prominent effects and economic benefits in the textural and sensory attributes during the preparation of TFSP-sausage.

emulsification; stability; quality control; vegetarian sausage; textured fibril soy protein; oil pre-emulsification

陳林，陳維，Rammile Ettelaie，等. 油脂預(yù)乳化提高大豆拉絲蛋白素食香腸品質(zhì)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2021，37(13)：291-298.

10.11975/j.issn.1002-6819.2021.13.033 http://www.tcsae.org

Chen Lin, Chen Wei, Rammile Ettelaie, et al. Improving the quality of vegetarian sausage prepared with textured fibril soy protein using oil pre-emulsification[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2021, 37(13): 291-298. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.13.033 http://www.tcsae.org

2021-02-17

2021-05-04

國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目（31601416）；廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目（2017A020208064）

陳林，博士，副教授，研究方向?yàn)槭称飞锛夹g(shù)、蛋白質(zhì)化學(xué)與工程。Email：l.chen@gdut.edu.cn

10.11975/j.issn.1002-6819.2021.13.033

TS201.1

A

1002-6819(2021)-13-0291-08