響應(yīng)面法優(yōu)化蒲公英豬肉灌腸的研究工藝

韓瑋鈺，王夢凡，胡珊珊，魏月，馬晶軍

（河北農(nóng)業(yè)大學(xué)理工學(xué)院，河北 滄州 061100）

豬肉灌腸在我國食品行業(yè)的發(fā)展歷史悠久，廣受歡迎。有研究表明，人體過多攝入肉食脂肪，會產(chǎn)生一種過氧化類脂，該物質(zhì)能夠傷害人體的基因，增大了患癌的可能性，但是在肉制品中加入蔬菜或肉制品與蔬菜共食，可以抑制不良影響的產(chǎn)生[1]，如朱建軍研究的海帶豬肉灌腸[2]、杜鵑等研究的花生蛋白粉灌腸[3]、周萍等研究的胡蘿卜豬肉灌腸[4]等，均具有降低脂肪攝入量，提高豬肉灌腸營養(yǎng)價值的功能。

蒲公英是多年生菊科草本植物[5]，在食品行業(yè)、藥品行業(yè)、日用品行業(yè)均有涉及，對生存條件要求極低。蒲公英種植成本低，但是藥用價值高，在中西藥領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。蒲公英可以清熱解毒、抑菌消炎、抗氧化，與其他中藥配伍以發(fā)揮更多的功效[6]。ABDELMAGIED等[7]研究發(fā)現(xiàn)蒲公英提取物能夠降低輻射對人體產(chǎn)生的不良影響。蒲公英的主要成分有生物堿、黃酮、多酚[8]、色素等[9]，具有較強(qiáng)的抑制細(xì)菌生長、減緩氧化的作用[10]。隨著科學(xué)水平的進(jìn)步，蒲公英在食品加工與保鮮等領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用。秦鳳賢等[11]將蒲公英與銀杏葉的提取液按比例混合，將其噴淋在鹿肉表面，再進(jìn)行真空熱縮包裝，在低溫下用來延長冰鮮鹿肉的保質(zhì)期，效果良好。王軒等[12]將不同濃度的蒲公英綠原酸提取液噴灑在圣女果表面，在一定條件下放置不同的時間后，能夠有效降低營養(yǎng)物質(zhì)的損失，減少壞果率。張變玲等[13]將殼聚糖與蒲公英提取物結(jié)合對青椒進(jìn)行涂膜保護(hù)，兩者具有不同抗菌原理，結(jié)合后抑菌作用相疊加，使得其保鮮時間變長、保鮮效果提高。此外，蒲公英還被作為輔料添加到餅干、酸奶、飲料中，目前已經(jīng)研制出抑菌效果良好的蒲公英酸奶[14]，以及美味又健康的蒲公英風(fēng)味餅干[15]等日常方便食品。但是蒲公英在食品保鮮方面仍有很廣闊的研究空間。例如在鹿肉的保鮮中未探究其在常溫下的保鮮情況，以及在青椒的涂膜保鮮中，殼聚糖的提取工藝較復(fù)雜，所以殼聚糖與蒲公英的混合涂膜成本相對較高，以待探究更加經(jīng)濟(jì)的原料與蒲公英提取液混合，制作出更加經(jīng)濟(jì)實用、效果優(yōu)良的保鮮劑。

本研究擬用蒲公英、豬肉為主要原料，將處于開花期前的新鮮蒲公英漂燙、切碎加入到豬肉灌腸中，利用響應(yīng)面法優(yōu)化灌腸的加工工藝，得到最佳配方，打造出一款新型的、美味的、健康的豬肉灌腸制品。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

蒲公英、豬肉、雞蛋、生姜、鹽、糖、胡椒粉、淀粉、料酒、棉線：市購。

1.2 試驗用具

腸衣、普通款食品級塑鋼灌腸器：寬澤電子商務(wù)有限公司；CX2000天平：無錫長協(xié)電子有限公司；xlj001絞肉機(jī)：喜萊家電器有限公司；C22-258T電磁爐：河南新宸電器有限公司。

1.3 制作工藝

1.3.1 工藝流程

肉餡、蒲公英（漂燙）、輔料→斬拌→腌制→灌裝→排氣→晾曬→蒸煮

1.3.2 操作要點

1）蒲公英的制備：取新鮮蒲公英100g洗凈，在70℃水中漂燙80 s[16]，撈出后瀝干、切碎。將蒲公英按試驗要求分好備用。

2）肉餡的制備：將肥肉和瘦肉分開、攪碎，依據(jù)試驗所要求的量進(jìn)行添加，然后加入輔料，斬拌10 min，腌制2 h，等待備用。

3）腸衣的制備：提前半小時用30℃的溫水將腸衣泡好，加入些許白醋去除異味、殺菌，泡好后在灌腸器上涂少量食用油潤滑，將腸衣套在灌腸器下端。

4）灌腸：將腌制好的肉餡與切碎的蒲公英混合均勻，將混合好的肉餡灌入腸衣內(nèi)，每12 cm～14 cm用棉線打一個結(jié)。裝好后用牙簽扎破腸衣排氣。晾曬一周或者恒溫干燥一定的時間。

1.3.3 評定方法

根據(jù)GB/T 22210—2008《肉與肉制品感官評定規(guī)范》[17]對蒲公英豬肉灌腸進(jìn)行感官評定，選取10名感官評定人員，男女各5名，評分之前統(tǒng)一做好培訓(xùn)工作，明確評分準(zhǔn)則。從灌腸的色澤、氣味、整體狀態(tài)以及切片狀態(tài)4個方面進(jìn)行評分。評分標(biāo)準(zhǔn)如表1。

表1 肉與肉制品感官評定規(guī)范Table 1 Specification for sensory evaluation of meat and meat products

1.3.4 理化指標(biāo)與微生物指標(biāo)檢測

依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20711—2006《熏煮火腿》[18]、GB 5009.227—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中過氧化值的測定》[19]對蒲公英豬肉灌腸的水分、脂肪、亞硝酸鹽、過氧化值、菌落總數(shù)、大腸桿菌數(shù)、致病菌進(jìn)行檢測。

1.4 蒲公英豬肉灌腸試驗設(shè)計

1.4.1 蒲公英豬肉灌腸預(yù)試驗設(shè)計

取100 g肥瘦肉質(zhì)量比為3∶7的豬肉餡，添加10%蒲公英、30%淀粉、3 g食鹽、2 g糖、3 g胡椒粉、5 mL料酒、10 g姜末、一個蛋清。斬拌均勻，腌制2 h。灌裝前半小時將腸衣洗凈，用溫水浸泡。經(jīng)過灌裝、排氣、晾曬、蒸煮等過程得到最終產(chǎn)品，最后進(jìn)行感官評定。

1.4.2 蒲公英豬肉灌腸單因素試驗設(shè)計

1.4.2.1 蒲公英添加量

在肥瘦肉質(zhì)量比3∶7，淀粉添加量為25%時，設(shè)置8組試驗，蒲公英的添加量分別為5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%。通過感官評定選擇最適蒲公英添加量。

1.4.2.2 肥瘦肉質(zhì)量比

在蒲公英添加量為10%、淀粉添加量為25%，其他輔料添加量一定時，設(shè)置4組單因素試驗，肥瘦肉質(zhì)量比為 1∶9、2∶8、3∶7、4∶6。通過感官評定選擇最適肥瘦肉質(zhì)量比。

1.4.2.3 淀粉添加量

在蒲公英添加量為10%，肥瘦肉質(zhì)量比3∶7時，設(shè)置8組試驗，淀粉添加量分別為5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%。通過感官評定選擇最適淀粉添加量。

1.5 響應(yīng)面法優(yōu)化設(shè)計

以A蒲公英添加量、B肥瘦肉質(zhì)量比、C淀粉的添加量為自變量，感官評分（Y）為因變量，進(jìn)行響應(yīng)面設(shè)計[20]。響應(yīng)面試驗因素及水平見表2。

表2 響應(yīng)面試驗因素及水平Table 2 Experimental factors and levels of response surface

1.6 數(shù)據(jù)處理

將數(shù)據(jù)進(jìn)行收集整理，用Design-Expert軟件處理單因素試驗的數(shù)據(jù)，得出回歸方程、方差及多因素交互效應(yīng)對蒲公英豬肉灌腸感官評分產(chǎn)生影響的響應(yīng)曲面和等高線。根據(jù)預(yù)測值，調(diào)整各因素添加比例，得出最佳配比。

2 試驗結(jié)果分析

2.1 單因素試驗結(jié)果分析

2.1.1 蒲公英添加量

不同蒲公英添加量對蒲公英豬肉灌腸感官評分的影響見圖1。

圖1 蒲公英添加量對蒲公英豬肉灌腸感官評分的影響Fig.1 Effect of dandelion addition on sensory score of dandelion pork enema

蒲公英是除豬肉以外在本試驗中最重要的材料，是主要研究因素。蒲公英的抑菌作用，能夠延長豬肉灌腸的保質(zhì)期，也能夠改善灌腸的口味。由圖1可知，在肥瘦肉質(zhì)量比為3∶7、淀粉添加量為25%的情況下，感官評分隨著蒲公英添加量的增加先升高后降低，表明添加適量的蒲公英可以改善豬肉灌腸的口感，在傳統(tǒng)灌腸的風(fēng)味上增加了蒲公英的清香。蒲公英添加量為10%時，感官評分最高。添加量超過10%后，蒲公英的氣味濃郁，掩蓋了豬肉灌腸的原本的香氣，故選擇蒲公英最適添加量為10%。在蒲公英餅干和蒲公英酸奶等一系列制品中，蒲公英的添加量也均未超過10%，添加量過少時對制品的影響甚微，無明顯變化；添加量過高，酸奶和餅干等制品均會出現(xiàn)苦味過重的情況。

2.1.2 肥瘦肉質(zhì)量比

不同肥瘦肉質(zhì)量比對蒲公英豬肉灌腸感官評分的影響見圖2。

圖2 肥瘦肉質(zhì)量比對蒲公英豬肉灌腸感官評分的影響Fig.2 Effect of fat to lean meat quality ratio on sensory score of dandelion pork enema

豬肉的肥瘦比會影響豬肉灌腸的口感。如果瘦肉太多，晾制一段時間后，灌腸的口感會柴，灌腸整體彈性較差；如果肥肉太多，品嘗時口感會太過油膩。所以瘦肉和肥肉的添加比例也是要考慮的因素之一。由圖2可知，在蒲公英添加量10%、淀粉添加量為25%時，隨著肥肉的增加，感官評分先增加后減少。在肥瘦肉質(zhì)量比3∶7時得分最高。肥肉量再增加，感官評分出現(xiàn)下降，口感開始降低。與高倩倩[21]的研究結(jié)果一致，因此選擇肥瘦肉質(zhì)量比3∶7為最適條件。

2.1.3 淀粉添加量

不同淀粉添加量對蒲公英豬肉灌腸感官評分的影響見圖3。

淀粉的添加會影響豬肉灌腸的彈性以及切片后的狀態(tài)。添加淀粉較少時，晾制一段時間后，豬肉灌腸彈性差、質(zhì)地較硬，且顏色較深。在過量添加淀粉的情況下，灌腸口感會發(fā)軟，缺少緊實感，在切片后容易松散，且灌腸缺少香味，顏色泛白。由圖3可知，適量的淀粉會讓灌腸保持良好的彈性以及綿軟的口感。由于配方中未添加大豆蛋白等輔料，所以淀粉的添加量與同類試驗相比較高。在蒲公英添加量為10%、肥瘦肉質(zhì)量比3∶7時，淀粉添加25%時，在該組試驗中口感最好。因此選擇淀粉添加25%時為最適條件。

圖3 淀粉添加量對蒲公英豬肉灌腸感官評分的影響Fig.3 Effect of starch addition on sensory score of dandelion pork enema

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗結(jié)果

2.2.1 響應(yīng)面試驗設(shè)計及結(jié)果

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，利用Design-Expert軟件，進(jìn)行響應(yīng)面設(shè)計，結(jié)果見表3。

表3 響應(yīng)面試驗設(shè)計及結(jié)果Table 3 Experimental design and results of response surface

2.2.2 方差分析

利用Design-Expert對試驗結(jié)果進(jìn)行分析[22]，得到蒲公英豬肉灌腸模型的回歸方程為：Y=90.80-4.25×A-2.87×B+2.38×C+0.25×A×B+0.25×A×C+1.00×B×C-6.90×A2-5.15×B2-5.15×C2。

響應(yīng)面二次模型的方差分析見表4。

表4 方差分析Table 4 ANOVA table

由表 4 可知，R2=0.954 3，R2Adj=0.895 6，該模型能夠清楚的反映響應(yīng)值的變化。失擬項P=0.158 5（P>0.05）不顯著，表示該模型預(yù)測結(jié)果良好，預(yù)測值與實際值接近，可以用來預(yù)測蒲公英豬肉灌腸的最佳配方。模型中的A蒲公英添加量、B肥瘦肉質(zhì)量比影響極顯著（P<0.01），C 淀粉添加量影響顯著（P<0.05），表明蒲公英的添加量和肥瘦肉質(zhì)量比對于蒲公英豬肉灌腸的影響高于淀粉添加量對豬肉灌腸的影響。交互項 AB、AC、BC（P>0.05）影響均不顯著，表明單因素兩兩交互作用，對蒲公英豬肉灌腸的影響并不明顯。模型中的二次項A2、B2、C2對豬肉灌腸的影響也均為極顯著（P<0.01）。且由表4可知，F(xiàn)值表示各因素對試驗的影響程度，F(xiàn)A=28.86、FB=13.21、FC=9.01，所以對蒲公英豬肉灌腸感官評分影響為A蒲公英添加量>B肥瘦肉質(zhì)量比>C淀粉添加量。

2.2.3 多因素交互效應(yīng)響應(yīng)面分析

蒲公英添加量和肥瘦肉質(zhì)量比雙因素交互作用對蒲公英豬肉灌腸感官評分的影響見圖4。

由圖4可知，蒲公英添加量與肥瘦肉質(zhì)量比的交互作用對感官評分的影響是感官評分先上升后下降，整體圖像呈弧形。當(dāng)蒲公英添加量為10%，肥瘦肉質(zhì)量比3∶7時，感官評分為89分，等高線接近圓形。A、B兩種因素交互作用對蒲公英豬肉灌腸的影響不明顯。蒲公英添加過多時，蔬菜的氣味濃郁，掩蓋了灌腸的香味。蒲公英添加過少則在灌腸制品中無明顯體現(xiàn)。肥肉添加過多時，脂肪含量過高對身體產(chǎn)生不良影響，同時也會降低食用時的口感，顆粒感較重，食用起來會感到油膩。肥肉占比較少時，灌腸整體顏色較深，晾制一段時間后，整體口感會很柴。

圖4 蒲公英添加量和肥瘦肉質(zhì)量比對灌腸感官影響的響應(yīng)曲面及等高線Fig.4 Response surface and contour lines of the effect of dandelion addition and fat-lean meat ratio on sensory organs of enema

蒲公英添加量和淀粉添加量雙因素交互作用對蒲公英豬肉灌腸感官評分的影響見圖5。

圖5 蒲公英添加量和淀粉添加量對灌腸感官影響的響應(yīng)曲面及等高線圖Fig.5 Response surface and contour plot of the effect of dandelion addition and starch addition on sensory effects of enema

由圖5可知，蒲公英添加量和淀粉添加量交互作用產(chǎn)生的3D圖像呈一個弧面，感官評分隨著兩者的增加先升高后降低。在肥瘦肉質(zhì)量比一定的情況下，蒲公英添加10%，淀粉添加25%時，在該組試驗中口感最佳。加入的淀粉較少時，會造成豬肉灌腸質(zhì)地較硬、彈性較差，達(dá)不到最佳口感；加入的淀粉過多，又會造成豬肉灌腸的切片性能較差，切片后易松散、不成形且整體灌腸特有的香味降低。兩者相結(jié)合產(chǎn)生的等高線圖接近圓形，表明兩者交互作用對灌腸產(chǎn)生的影響不顯著。

肥瘦肉質(zhì)量比與淀粉添加量雙因素交互作用對蒲公英豬肉灌腸感官評分的影響見圖6。

由圖6可知，肥瘦肉質(zhì)量比與淀粉添加量兩者交互作用產(chǎn)生的3D模型圖呈弧形。感官評分先升高后降低，表明隨著兩者添加量的增加，口感由好變差。等高線圖趨向橢圓形，表明交互作用產(chǎn)生的結(jié)果好于前兩組，但效果仍不顯著。當(dāng)?shù)矸厶砑恿繛?5%，肥瘦肉質(zhì)量比為3∶7，蒲公英豬肉灌腸的感官評分最高。肉餡的肥瘦比經(jīng)響應(yīng)面優(yōu)化后所得試驗結(jié)果與劉忠義等[20]的響應(yīng)面優(yōu)化人工發(fā)酵劑發(fā)酵香腸的結(jié)果相似，表明該試驗結(jié)果合理。

圖6 肥瘦肉質(zhì)量比和淀粉添加量對蒲公英豬肉灌腸感官影響的響應(yīng)曲面及等高線圖Fig.6 Response surface and contour map of the effect of fat-lean meat mass ratio and starch addition on the sensory effect of dandelion pork enema

2.3 蒲公英豬肉灌腸最佳添加量及感官評分的預(yù)測及驗證

依據(jù)響應(yīng)面圖和等高線圖，清楚的表明了3種因素不同的添加量對蒲公英豬肉灌腸整體產(chǎn)生的影響。模型預(yù)測在蒲公英豬肉灌腸中蒲公英添加8.5%，肥瘦肉質(zhì)量比2.73∶7.27，淀粉添加26.0%為最佳預(yù)測結(jié)果，感官評分為92分。依據(jù)最佳添加量再次進(jìn)行試驗[23]，設(shè)置3組平行試驗，得出感官評分的平均得分為92分。結(jié)果表明預(yù)測值與實際值相符，響應(yīng)面對最佳添加量的預(yù)測滿足試驗?zāi)康摹?/p>

2.4 理化指標(biāo)檢測

根據(jù)國家檢測標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢測方法測得，各種原輔料不同添加量的蒲公英豬肉灌腸的理化指標(biāo)均符合國家要求，水分≤30%、脂肪≤30%、亞硝酸鹽≤0.001%、過氧化值≤0.3%。

2.5 微生物指標(biāo)檢測

根據(jù)肉制品的微生物檢測標(biāo)準(zhǔn)，對蒲公英豬肉灌腸進(jìn)行檢測，測得各個添加量的蒲公英豬肉灌腸菌落總數(shù)≤150 cfu/g，大腸桿菌個數(shù)≤20 MPN/100 g，未檢出致病菌。

3 結(jié)論

通過單因素試驗，確定3個因素的最適量，再結(jié)合響應(yīng)面設(shè)計，得出三因素結(jié)合在一起對蒲公英豬肉灌腸的影響。確定蒲公英豬肉灌腸的最佳配方：蒲公英添加量為8.5%，肥瘦肉質(zhì)量比為2.73∶7.27，淀粉添加量為26%。在此工藝條件下，可以制出帶有蒲公英清香、口感清爽、營養(yǎng)豐厚的新型豬肉灌腸。