響應面法優(yōu)化低鹽發(fā)酵香腸配方

毛 歡，田慧敏，龍 敏，朱 雪，楊 柳

（吉林工商學院 糧食學院，吉林長春 130507）

發(fā)酵香腸又稱生香腸，是發(fā)酵肉制品的典型代表，是以豬肉或牛肉為主要原料，絞碎后同鹽、糖、發(fā)酵劑和香辛料等混合后灌進腸衣，經(jīng)過微生物發(fā)酵而制成的具有穩(wěn)定性的微生物特性和典型的發(fā)酵香味的肉制品。

目前市售發(fā)酵香腸中食鹽的添加量通常為3%～8%，食鹽具有給予發(fā)酵香腸咸味、提高產(chǎn)品鮮味、增加消費者感官體驗、延長食品存放時間、抑制有害微生物的生長和繁殖等重要作用[1]。直接減少食鹽添加量而不采取其他措施來達到減鹽目的，往往會帶來咸味感知降低、風味欠缺、產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)差和保質(zhì)期縮短等質(zhì)量惡化現(xiàn)象[2]。

酵母抽提物是利用可食用的面包酵母作為原料，通過現(xiàn)代生物酶解技術(shù)獲得的一類味道鮮美、口感豐富的呈味物質(zhì)，具有食品屬性、提味增鮮、平衡異味、減鹽淡咸和耐受性強的5大特點，富含氨基酸、呈味肽、核苷酸等呈味物質(zhì)，可以作為產(chǎn)品降鈉后補充鮮味提升風味的重要原料，被廣泛應用于食品調(diào)味品產(chǎn)品中[3-4]。本文以酵母抽提物代替鈉鹽，研究低鹽發(fā)酵香腸配方，為低鹽發(fā)酵香腸加工提供一定的理論支撐和科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

原料豬肉（肥瘦比=7∶3）、食鹽、十三香粉：購于歐亞超市；酵母抽提物：山東齊魯生物科技有限公司；復合發(fā)酵劑、食品級亞硝酸鈉、天然鹽漬豬腸衣：購于食品添加劑商店。

TG328A型電子天平，上海新杭儀器廠；SY-8A型絞肉機，廣州善友機械設備有限公司；CH-20型灌腸機，廣州凱圣機械設備有限公司；HH-B11-500型電熱恒溫培養(yǎng)箱，上海精宏實驗設備有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 配方

參照張靜等[5]的配方并進行調(diào)整，原料肉（瘦肉∶肥肉=7∶3）以1 kg計，食鹽20.0 g，葡萄糖6.0 g， 紅曲粉1.5 g，亞硝酸鈉15.0 mg，十三香粉10.0 g， 復合發(fā)酵劑為木葡萄球菌∶清酒乳桿菌∶漢遜德巴利酵母菌=4∶0.5∶1。

1.2.2 調(diào)味醬生產(chǎn)工藝

參照曹辰辰等[6]的生產(chǎn)工藝流程。

1.2.3 感官評定方法

參照曹辰辰[6]和王寧寧[7]的感官評價方法，由20名接受過感官品嘗培訓的食品科學與工程專業(yè)的學生進行品嘗并打分。

1.2.4 單因素試驗

（1）復合發(fā)酵劑添加量對低鹽發(fā)酵香腸感官評分的影響。固定酵母抽提物5.0 g，亞硝酸鈉15.0 mg，十三香粉10.0 g，設置復合發(fā)酵劑添加量為0.6%、0.8%、1.0%、1.2%和1.4%，以感官評分為指標，考察其對低鹽發(fā)酵香腸配方的影響。

（2）酵母抽提物添加量對低鹽發(fā)酵香腸感官評分的影響。固定復合發(fā)酵劑1.0%，亞硝酸鈉15.0 mg，十三香粉10.0 g，選取酵母抽提物添加量為3.0 g、 4.0 g、5.0 g、6.0 g和7.0 g，以感官評分為指標，考察其對低鹽發(fā)酵香腸配方的影響。

（3）亞硝酸鈉添加量對低鹽發(fā)酵香腸感官評分的影響。固定酵母抽提物5.0 g，復合發(fā)酵劑1.0%，十三香粉10.0 g，設置亞硝酸鈉劑添加量為5.0 mg、10.0 mg、15.0 mg、20.0 mg和25.0 mg，以感官評分為指標，考察其對低鹽發(fā)酵香腸配方的影響。

（4）十三香粉添加量對低鹽發(fā)酵香腸感官評分的影響。固定酵母抽提物5.0 g，復合發(fā)酵劑1.0%，亞硝酸鈉15.0 mg，設置十三香粉添加量為6.0 g、8.0 g、10.0 g、12.0 g和14.0 g時，以感官評分為指標，考察其對低鹽發(fā)酵香腸配方的影響。

1.2.5 響應面優(yōu)化試驗

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，以復合發(fā)酵劑添加量（A）、酵母抽提物添加量（B）、亞硝酸鈉添加量（C）為考察因素，以感官評分為考察指標，采用Box-Behnken進行響應面優(yōu)化試驗，低鹽發(fā)酵香腸配方的因素水平設計見表1。

表1 低鹽發(fā)酵香腸配方的設計因素水平表

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果

2.1.1 復合發(fā)酵劑添加量對低鹽發(fā)酵香腸感官評分的影響

由圖1可知，當復合發(fā)酵劑的添加量（木葡萄球菌∶清酒乳桿菌∶漢遜德巴利酵母菌=4∶0.5∶1）為1.2%時，感官評分最高。隨著發(fā)酵劑添加量的增加，感官評分呈現(xiàn)先增加后降低趨勢，這是由于葡萄球菌添加量的增加，導致脂質(zhì)氧化和氨基酸代謝，這些代謝將會產(chǎn)生高濃度的不良氣味小分子，使產(chǎn)品有微弱的不良氣味。因此，選擇復合發(fā)酵劑的添加量為1.0%、1.2%和1.4%進行響應面試驗。

圖1 復合發(fā)酵劑添加量對低鹽發(fā)酵香腸感官評分的影響

2.1.2 酵母抽提物添加量對低鹽發(fā)酵香腸感官評分的影響

由圖2可知，當酵母抽提物添加量為5.0 g時，感官評分最高。酵母抽提物中含有大量、豐富的氨基酸和核苷酸，這些營養(yǎng)物質(zhì)大大增加了香腸的風味；酵母提取物還具有掩蓋外來風味的作用，強調(diào)了肉的甜味和鮮味；蛋白質(zhì)和氨基酸數(shù)量的增加有助于在烹飪或加熱時產(chǎn)生香氣，這些香氣都會使美拉德反應更加容易。因此，選擇酵母抽提物添加量為4.0 g、5.0 g和6.0 g進行響應面試驗。

圖2 酵母抽提物添加量對低鹽發(fā)酵香腸感官評分的影響

2.1.3 亞硝酸鈉添加量對低鹽發(fā)酵香腸感官評分的影響

由圖3可知，當亞硝酸鈉添加量為10.0 mg時，發(fā)酵香腸感官評分最高。在發(fā)酵香腸的生產(chǎn)中，要嚴格控制亞硝酸鈉的添加量。如果亞硝酸鈉攝入過量，會導致機體組織缺氧，這是因為攝入過量亞硝酸鈉會使人體血液載氧能力下降，這會大大影響人體的有氧呼吸，無法保證能量供應。此外，亞硝酸鈉可與食物中或胃中的二級胺、三級胺、酰胺和氨基酸結(jié)合，形成亞硝胺，可引起癌癥。因此，選擇亞硝酸鈉添加量為5.0 mg、10.0 mg和15.0 mg進行響應面試驗。

圖3 亞硝酸鈉添加量對低鹽發(fā)酵香腸感官評分的影響

2.1.4 十三香粉添加量對低鹽發(fā)酵香腸感官評分的影響

由圖4可知，十三香粉添加量在6.0～14.0 g時，對發(fā)酵香腸感官評分影響不大，但是在發(fā)酵香腸中起到調(diào)味作用，能很好地賦予發(fā)酵香腸一種香味，當十三香粉添加量在12.0 g時，發(fā)酵香腸的感官評分最高，因此選擇十三香粉添加量為12.0 g作為最佳添加量。

圖4 十三香粉添加量對低鹽發(fā)酵香腸感官評分的影響

2.2 響應面最優(yōu)條件選擇與驗證試驗結(jié)果

根據(jù)前期響應面試驗結(jié)果及方差分析，得出該模型可信度良好，92.59%的試驗數(shù)據(jù)可用該模型進行解釋，該模型可以對低鹽發(fā)酵香腸的配方進行分析和預測。二次回歸模型為感官評分= 88.26+0.43A+1.34B+0.69C+0.72AB+1.07AC-2.26A2-1.28B2-1.53C2。從模型可以看出，影響感官因素的大小順序為B酵母抽提物＞C亞硝酸鈉＞A復合發(fā)酵劑。

通過Design-Expert 8.05軟件進行響應面優(yōu)化，確定低鹽發(fā)酵香腸的配方工藝為復合發(fā)酵劑添加量1.26%，酵母抽提物添加量5.64 g，亞硝酸鈉添加量11.89 mg，感官評分為88.879 5分?？紤]實際操作，將配方進行優(yōu)化為復合發(fā)酵劑添加量1.26%，酵母抽提物添加量5.64 g，亞硝酸鈉添加量12 mg，其他條件不變，進行3次驗證試驗，得到感官評分平均值為88.86分，與預測值基本一致，驗證了所建模型的準確性。

3 結(jié)論

本文以豬肉為主要原料，利用酵母抽提物替代食鹽，研究低鹽發(fā)酵香腸配方。在單因素試驗的基礎(chǔ)上進行響應面試驗，以感官評分為指標，所得模型差異性顯著，失擬項不顯著，模型可信度良好，92.59%的試驗數(shù)據(jù)可用該模型進行解釋，該模型可以對低鹽發(fā)酵香腸的配方工藝進行分析和預測。通過響應面試驗確定的最佳配方為酵母抽提物添加量5.64 g，復合發(fā)酵劑添加量1.26%，亞硝酸鈉添加量12 mg，十三香粉添加量12.0 g，感官評分為88.86分。研究所得的低鹽發(fā)酵香腸最佳配方可為低鹽發(fā)酵香腸加工提供一定理論參考。