響應面法優化羊肝復合香腸的工藝配方研究

摘要：采用響應面法對羊肝復合香腸工藝配方進行優化。以新鮮羊肝為原料，添加不同量的食鹽、羊油、淀粉、胡蘿卜、杏鮑菇，通過設計單因素試驗和響應面試驗，對其配方比例進行優化試驗得到最佳參數，分析不同添加物對羊肝復合香腸的持水力、質構特性和感官評價指標的影響。結果表明，當添加食鹽2%、淀粉7%、羊油15%、胡蘿卜10%、杏鮑菇10%時，感官評分為79.30分，制作的羊肝復合香腸具有羊肝和羊油的獨特風味，與預測值的吻合度較高，具有實際參考意義。

關鍵詞：羊肝復合香腸；工藝優化；響應面法；質構特性；感官評分

中圖分類號：TS251.65""""" 文獻標志碼：A"""" 文章編號：1000-9973（2024）10-0101-08

Study on Optimization of Process Formula of Sheep Liver Compound

Sausage by Response Surface Method

Zumulaiti·REXITI， Guliziya·TUERSIBIEKE， MA Jun， Maidilaiyan·MAIMAITIYIMING，

Batuer·ABULIKEMU*

（College of Food Science and Pharmacy， Xinjiang Agricultural University， Urumqi 830052， China）

Abstract： Response surface method is used to optimize the process formula of sheep liver compound sausage. With fresh sheep liver as the raw material， different amount of salt， sheep oil， starch， carrot and Pleurotus eryngii is added， the formula ratio is optimized by designing single factor test and response surface test， and the optimal parameters are obtained. The effects of different additives on water holding capacity， texture characteristics and sensory evaluation indexes of sheep liver compound sausage are analyzed. The results show that when 2% salt， 7% starch， 15% sheep oil，10% carrot and 10% Pleurotus eryngii are added， the sensory score is 79.30 points， and the obtained sheep liver compound sausage has the unique flavor of sheep liver and sheep oil， which is in good agreement with the predicted value and has practical reference significance.

Key words： sheep liver compound sausage; process optimization; response surface method; texture characteristics; sensory score

我國是羊肉生產大國，隨著經濟的迅速發展以及人民生活水平的顯著提高，人們對各類羊產品的需求呈現上升趨勢，羊肉產量在整體上呈增長態勢[1]，肉羊副產物逐年增長，其中羊肝是肉羊屠宰產業的主要副產物之一，具有特殊的營養和健康功效。羊肝富含維生素A、維生素B12、維生素B6[2-3]、鐵、鋅、蛋白質等營養成分[4]，能夠促進免疫系統的正常運行，維持眼睛、皮膚和黏膜的健康，并參與紅細胞合成，有助于預防缺鐵性貧血[5]。有研究表明，羊肝中所含的Fe、Cu等微量元素以及必需脂肪酸γ-亞麻酸都明顯比其他動物肝臟高[6-7]。目前國內對羊肝資源的開發及深加工利用率低，多數被加工成飼料或被廢棄，不僅附加值低，而且污染環境，資源未得到充分利用。因此，合理利用肉羊副產品、開發新的羊肉制品已迫在眉睫。

羊尾油也是肉羊屠宰的副產物，是球狀油脂團，經過干法熬制出良好的可食性油脂，性溫味甘，光澤度好，比其他部位的脂肪更肥厚，富含膠質，具有獨特的風味，這是羊身上最珍貴的部分之一，它不僅具有改善食物風味的作用，而且有著極高的藥用價值，深受人們的喜愛。羊油含有多種脂肪酸，在人體中的消化吸收率極高，是吸收維生素A和維生素D的良好介質，加入蔬菜和肉中一起烹調，能增加食品的風味和口感，同時可以促進多種營養物質的吸收[8]。因為羊尾油中的不飽和脂肪酸含量豐富，具有極高的熱量，所以對于慢性疾病和虛勞癥也有很好的治療效果[9]。

胡蘿卜中因富含天然類胡蘿卜素和維生素A[10]，對人體有較強的抗癌、提高免疫力、潤腸通便、抗氧化等功效[11]。杏鮑菇中蛋白質、碳水化合物、維生素的含量較高，具有很高的營養價值和藥用價值。杏鮑菇高鉀低鈉，可幫助調節電解質平衡、降血壓[12-13]、降血脂、抗腫瘤等[14-15]。香腸是現代社會流行的方便美食，在羊肝中加入胡蘿卜和杏鮑菇與羊油一起制作成營養均衡的香腸，風味獨特，口感鮮美[16-18]。

本文以羊肝為原材料，采用科學合理的方法添加食鹽、淀粉、羊油，并以傳統的香腸制作工藝為基礎，旨在提高羊肝的利用率，開發富含營養的復合型香腸，既滿足了對羊肝等低附加值副產物的合理應用，提高了肉羊副產品的利用價值，又提高了蔬菜的利用率，滿足了人們對營養均衡的要求，豐富了國內香腸制品的種類。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

選用新鮮的羊肝；羊尾油、淀粉、胡蘿卜、杏鮑菇、食鹽、蔥、姜、料酒、食用油、香辛料等：均購于烏魯木齊市北園春農貿市場。

D-異抗壞血酸鈉（食品級）：德興市百勤異VC鈉有限公司；亞硝酸鈉（食品級）：杭州市龍山化工有限公司；復合磷酸鹽（焦磷酸鈉∶六偏磷酸鈉∶三聚磷酸鈉為2∶2∶1）：徐州市天溢源食用化工有限公司。

1.2 儀器與設備

12型臺式電動絞肉機 上海賽璞電器有限公司；DZ-400/2真空包裝機 浙江奔騰激光股份有限公司；ME204E電子天平 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；TA-XT2i型質構儀 英國Stable Micro Systems公司；手動式灌腸器 廣東德福隆生物科技有限公司；HH-S4恒溫水浴鍋 江蘇省金壇市醫療儀器廠；LXJ-ⅡB離心機 上海安亭科學儀器廠；DL-5028料理機 廣東新寶電器股份有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 羊肝的脫膻處理

將新鮮的羊肝去除血筋，撕去外層白色薄膜，切成小塊用流動的清水漂洗5次，間隔5 min[19]，再放入盆中淋入料酒腌制10 min。鍋中倒水燒開，蔥、姜切片放入，與腌制好的羊肝同煮10 min，煮制過程中用筷子扎破羊肝，使蔥姜水脫膻液充分進入羊肝內部，達到更好的去膻效果。

1.3.2 羊油的干法熬制

將新鮮羊尾油切去結蹄組織和血筋，清洗干凈，控干水分。參考杜禹岐[20]的方法并加以調整，將清理后的羊尾油放入大燒杯中后在電熱爐上加熱熬制3 h，溫度設置為120 ℃，之后將液體羊油過濾后盛入干凈的容器中，晾涼后放入冰柜中冷凍備用。

1.3.3 羊肝復合香腸的制作

通過熬制處理的羊油"""" 香辛料和輔料"" 胡蘿卜、雞腿菇絞碎

↓"""""""""""" ↓""""" ↓

預處理的羊肝→絞碎→滾揉→攪拌→灌腸→干燥→蒸煮→冷卻→真空包裝→滅菌→成品。

將預處理后的羊肝絞碎，絞碎過程中添加冰水保持餡料溫度在4 ℃以下，防止微生物繁殖。繼續添加食鹽、淀粉、煉制的羊油和香辛料混合均勻并在真空度0.05 MPa、10 r/min、20 min的條件下進行真空滾揉腌制。結束后添加胡蘿卜、杏鮑菇、食品添加劑進行充分攪拌。再用膠原蛋白腸衣進行灌腸，將灌制好的香腸懸掛在通風處晾干表面水分，在80 ℃的水中蒸煮10 min；待冷卻后裝入包裝袋中進行真空包裝。

1.3.4 單因素試驗設計

1.3.4.1 食鹽添加量的確定

以100%的羊肝為基準，固定大豆蛋白4%、復合磷酸鹽0.2%、D-異抗壞血酸鈉0.3%、五香粉0.1%、淀粉7%、羊油15%、胡蘿卜10%、杏鮑菇10%、卡拉膠0.5%、紅曲紅色素0.2%、冰水10%，再分別添加1%、1.5%、2%、2.5%、3%的食鹽，制作出羊肝復合香腸，并測定其質構、持水力和感官評定，得出最佳食鹽添加量。

1.3.4.2 淀粉添加量的確定

以100%的羊肝為基準，固定大豆蛋白4%、復合磷酸鹽0.2%、D-異抗壞血酸鈉0.3%、五香粉0.1%、食鹽2%、羊油15%、胡蘿卜10%、杏鮑菇10%、卡拉膠0.5%、紅曲紅色素0.2%、冰水10%，再分別添加5%、6%、7%、8%、9%的淀粉，制作出羊肝復合香腸，并測定其質構、持水力和感官評定，得出最佳淀粉添加量。

1.3.4.3 羊油添加量的確定

以100%的羊肝為基準，固定大豆蛋白4%、復合磷酸鹽0.2%、D-異抗壞血酸鈉0.3%、五香粉0.1%、食鹽2%、淀粉7%、胡蘿卜10%、杏鮑菇10%、卡拉膠0.5%、紅曲紅色素0.2%、冰水10%，再分別添加5%、10%、15%、20%、25%的羊油，制作出羊肝復合香腸，并測定其質構、持水力和感官評定，得出最佳羊油添加量。

1.3.4.4 胡蘿卜添加量的確定

以100%的羊肝為基準，固定大豆蛋白4%、復合磷酸鹽0.2%、D-異抗壞血酸鈉0.3%、五香粉0.1%、食鹽2%、淀粉7%、羊油15%、杏鮑菇10%、卡拉膠0.5%、紅曲紅色素0.3%、冰水10%，再分別添加6%、8%、10%、12%、14%的胡蘿卜，制作出羊肝復合香腸，并測定其質構、持水力和感官評定，得出最佳胡蘿卜添加量。

1.3.4.5 杏鮑菇添加量的確定

以100%的羊肝為基準，固定大豆蛋白4%、復合磷酸鹽0.2%、D-異抗壞血酸鈉0.3%、五香粉0.1%、食鹽2%、淀粉7%、羊油15%、胡蘿卜10%、卡拉膠0.5%、紅曲紅色素0.3%、冰水10%，再分別添加6%、8%、10%、12%、14%的杏鮑菇，制作出羊肝復合香腸，并測定其質構、持水力和感官評定，得出最佳杏鮑菇添加量。

1.3.5 響應面試驗設計

響應面試驗需要在單因素試驗的基礎上進行，篩選出關鍵單因素食鹽添加量（A）、淀粉添加量（B）、羊油添加量（C）3個因素作為自變量，以感官評分（Y1）作為響應值，運用Design-Expert 8.0.6軟件中的Box-Behnken設計三因素三水平試驗，對羊肝復合香腸進行響應面優化，因素水平見表1。

1.4 香腸指標的檢測

1.4.1 感官評定

將制作完成的香腸分組后，隨機組織10名（5名男生，5名女生）食品專業的學生從口感、外觀、風味、組織狀態4個方面對羊肝復合香腸進行感官評價，評分標準見表2。

1.4.2 持水力的測定

稱取3 g羊肝復合香腸，將小刀和案板進行消毒后將香腸剁成碎末，在離心管內放置30%的棉花，將樣品倒入后以2 000 r/min離心20 min，測定其失水量；之后稱取3 g香腸，剁成碎末狀，在105 ℃烘箱中烘干，測定其水分含量[21-22]。

持水力（%）=（M1-M2）/M1×100%。

式中：M1為水分含量（%）；M2為離心出的水分含量（%）。

1.4.3 質構的測定

參考蘇雅拉[23]的方法并稍作修改，將冰箱冷藏室內貯藏的羊肝復合香腸取出，在室溫下放置至與環境溫度一致，將香腸腸衣剝下，用平面刀將香腸切成直徑為2 cm的圓柱體，使切面平滑完整，每組香腸切成一樣的3組作為平行組進行測定。利用質構儀對羊肝復合香腸的硬度、彈性、內聚力和咀嚼性進行測定。探頭型號：P/36R；測量模式：TPA；觸發類型：自動；測試前、測試中、測試后速度分別為5，1.5，1.5 mm/s；壓縮比：50%。

1.5 數據處理

使用Excel 2013進行數據分析，SPSS 22、Origin 2021軟件和Design-Expert 8.0.6進行作圖和方差分析，計算結果以平均值±標準差表示。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 食鹽添加量對羊肝復合香腸品質的影響

食鹽是肉制品腌制中不可或缺的調味品，由表3可知，食鹽添加量對羊肝復合香腸的質構影響顯著（P＜0.05）；香腸的硬度和咀嚼度呈現先上升后下降的趨勢，對彈性的影響不顯著（P＞0.05）。持水力是肉制品行業中的一項重要指標，一定濃度的食鹽能夠增加肉制品的保水性，且與香腸的出品率和生產成本有直接的關系。

由圖1可知，食鹽對香腸的持水力和感官評分有顯著影響（P＜0.05）。隨著食鹽添加量的增加，大量氯離子被束縛在肌原纖維間，增加了負電荷引起的靜電斥力，導致肌原纖維膨脹，增強了持水力。

本試驗中食鹽添加量為2.0%時感官評分最高，說明食鹽的添加可以掩蓋腥味，賦予羊肝復合香腸更好的口感；當食鹽添加量為2.5%時，持水力達到最高值，說明適宜的食鹽添加量保持了羊肝的水分，對口感有正向作用；但在高鹽環境中，細胞膜的通透性改變，滲透壓增強，當食鹽添加量為2.5%時出現拐點，超過2.5%時，食鹽起脫水作用，使系水力下降，這是因為NaCl中的Cl-降低了靜電斥力，使蛋白質網狀結構緊致，持水力下降；當食鹽添加量超過2.0%時，感官評分開始降低，說明過多的食鹽使羊肝復合香腸的咸味加重，風味受到影響。綜上，食鹽添加量為2.0%時羊肝復合香腸的口味最佳。

2.1.2 淀粉添加量對羊肝復合香腸品質的影響

在肉制品加工中，淀粉的添加能夠在一定程度上改良其質構和持水力[24]，因肉羊副產物羊肝的質地特殊，質地較其他肉類松散，所以加入淀粉來改善羊肝復合香腸的肉質，使其更加緊實和鮮嫩多汁。

由表4可知，隨著淀粉添加量的增加，香腸的硬度和咀嚼度先上升后下降，說明適量的淀粉可以明顯改良香腸的質構特性，使香腸的成型度高，肉質有韌勁，并能與香腸中的羊油結合，使香腸內部產生致密的凝膠結構，提高內聚性，使香腸結構緊實、口感鮮美的同時產生獨特的風味。

由圖2可知，因為淀粉的吸水膨脹作用，能夠和香腸中的羊肝水分以及杏鮑菇和胡蘿卜中的水分子結合形成凝膠結構，這種網狀凝膠結構具有鎖住水分的能力，使得羊肝復合香腸中的自由水被阻隔而難以流出，從而導致失水率降低[25]。但是當淀粉添加量超過7%時，持水力和感官評分都下降，可能是由于過量的淀粉不斷地吸水膨脹，之前穩定的網狀結構遭到破壞而導致水分流失[26]。

2.1.3 羊油添加量對羊肝復合香腸品質的影響

在羊肝復合香腸中加入羊油，可以使香腸光澤亮麗，更加鮮嫩多汁，蒸煮過程中不會因收縮而流失過多水分，提高其持水力的同時又能使組織結構柔軟，更加有彈性。由表5可知，羊油對羊肝復合香腸質構的影響顯著（P＜0.05），隨著羊油添加量的增加，羊肝復合香腸的硬度和咀嚼度逐漸減小，彈性呈現先增大后減小的趨勢。

羊油具有獨特的香味，提供的能量是糖和蛋白質的2倍，羊尾脂不僅含有較低的膽固醇[27]，而且具有很高的營養價值。由圖3可知，羊油添加量對香腸的持水力和感官評分均有顯著影響（P＜0.05），羊油的添加可以改善羊肝的內聚性和香腸的風味，從而使香腸更加美味，但是當羊油添加量增至15%以上時，感官評分出現下降，因為過多的羊油使香腸產生膻味，且影響了其質地，腸體較軟，影響了香腸的口感，所以綜合考慮，選擇15%的羊油添加量最合適。

2.1.4 胡蘿卜添加量對羊肝復合香腸品質的影響

在香腸中加入胡蘿卜，為羊肝復合香腸注入了胡蘿卜的甜香氣，使羊肝復合香腸的營養價值得到進一步提升。由表6可知，隨著胡蘿卜添加量的增加，羊肝復合香腸的硬度和咀嚼度隨之上升，因為胡蘿卜中含有大量的纖維素，形成高級的網格結構，能夠吸收更多水分，從而提高了香腸的硬度和咀嚼度[28]，使香腸變脆，口感更佳；但過量的胡蘿卜會影響香腸的內聚性，使其松散不緊實，導致切片性不佳。

胡蘿卜對羊肝復合香腸的持水力影響顯著（P＜0.05），由圖4可知，隨著胡蘿卜添加量的增加，持水力呈現先上升后較平穩的趨勢，這是由于胡蘿卜中豐富的膳食纖維有很強的保水性，會吸收水分并膨脹呈現凝膠狀，在人體腸道中起到潤滑作用從而預防便秘。當胡蘿卜添加量為10%時感官評分最高，說明胡蘿卜中的胡蘿卜素與羊油結合，為羊肝復合香腸增加了胡蘿卜的香氣，同時有助于提高脂溶性胡蘿卜素在羊肝復合香腸中的利用率。胡蘿卜添加量高于10%后，持水力基本趨于平穩，這可能是由于纖維的保水性已達到飽和，過多的胡蘿卜會掩蓋香腸原本的風味，甜味太重，使羊肝復合香腸的感官評分下降[29]，故胡蘿卜添加量為10%最佳。

2.1.5 杏鮑菇添加量對羊肝復合香腸品質的影響

在羊肝復合香腸中添加適量的杏鮑菇可以有效地增加香腸中膳食纖維的含量，從而提高香腸的綜合營養價值。由表7可知，隨著杏鮑菇添加量的增加，羊肝復合香腸的硬度和咀嚼度下降，這是因為杏鮑菇中水分含量大、組織結構松軟，導致硬度和咀嚼度減小；而彈性和內聚性先增大，當杏鮑菇添加量達到10%后逐漸減小，過多的杏鮑菇使香腸松散，菜肉的結合狀態欠佳，影響外觀和口味。

杏鮑菇在香腸中的持水力較高，與其膳食纖維含量有著密切的關系。由圖5可知，羊肝復合香腸的持水力和感官評分都呈上升趨勢，當杏鮑菇添加量為10%時達到最高，之后逐漸下降。說明適量的杏鮑菇可以改善香腸的風味和口感，但是超過10%時，香腸出現氣孔，導致切片性差，過量的杏鮑菇遮蓋了羊肝復合香腸原本獨特的風味，導致感官評分下降，故選擇杏鮑菇添加量為10%最佳。

2.2 響應面優化試驗結果分析

在單因素試驗的基礎上，使用Design-Expert 8.0.6軟件，以對羊肝復合香腸影響最顯著的食鹽添加量、淀粉添加量、羊油添加量為自變量，以感官評分為響應值進行配方優化，結果見表8。對感官評分進行擬合分析得出二次多項方程為Y1=77.86-0.59A+1.84B-0.60C+1.72AB-1.60AC+0.45BC-5.32A2-4.87B2-5.44C2。

由表9可知，以感官評分為響應值時，回歸模型的P＜0.000 1，表明該模型極顯著，失擬項不顯著（P=0.063 3＞0.05），說明其他因素對試驗結果的影響較小，擬合方程的準確率高；模型中回歸系數和校正系數分別為R2=0.992 5，RAdj2=0.982 8，說明該試驗與回歸模型的擬合性高，誤差較小[30]，此模型對羊肝復合香腸中食鹽添加量、淀粉添加量和羊油添加量各因素間的影響關系是有效的，感官評分的預測值較準確，能夠很好地預測各因素的實際值。模型一次項B（淀粉添加量）對感官評分的影響極顯著（P＜0.01）；A（食鹽添加量）、C（羊油添加量）對感官評分的影響顯著（P＜0.05）；二次項A2、B2、C2對感官評分的影響均極顯著（P＜0.01）；交互項AB、AC對感官評分的影響極顯著（P＜0.01）；BC對感官評分的影響不顯著（P＞0.05）。由F值可知，各因素對羊肝復合香腸感官評分的影響程度為淀粉添加量（B）＞羊油添加量（C）＞食鹽添加量（A）。

2.3 響應面各因素間交互作用分析結果

為探究食鹽添加量、淀粉添加量、羊油添加量兩兩之間的交互作用對羊肝復合香腸感官評分的影響，繪制響應面圖和等高線圖，通過響應曲面和等高線可以更直觀地反映出各因素對響應值的影響[31]。響應面圖的顏色從淺到深的變化表示添加量從少到多的變化，變化越快表示坡度越大，即對試驗結果的影響越顯著；坡度越陡[32]，等高線排列越緊密、越接近橢圓形，說明兩者交互作用越顯著，隨著變化趨勢的劇烈增加，其顏色也呈加深趨勢[33]。

由圖6～圖8可知，羊肝復合香腸各因素之間交互作用具有顯著性，隨著各因素添加量的增加，感官評分出現增加的趨勢，達到最高點后降低。食鹽添加量與淀粉添加量的響應面圖曲面最陡峭，等高線緊密，顏色變化快，說明它們之間的交互作用最強烈；其次是食鹽添加量和羊油添加量，其響應面圖曲面坡度較小，等高線排列較緊密，說明它們之間的交互作用較強；淀粉添加量和羊油添加量的交互作用最弱，響應面圖較平緩，等高線較疏松，顏色變化較慢，說明它們之間的交互作用對感官評分的影響較弱。圖6和圖7中等高線圖為橢圓形，圖8中等高線圖接近圓形，說明食鹽添加量和淀粉添加量對感官評分的影響極顯著（P＜0.01）；食鹽添加量和羊油添加量對感官評分的影響極顯著（P＜0.01）；淀粉添加量和羊油添加量對感官評分的影響不顯著（P＞0.05），這與表9中方差分析結果相吻合。

2.4 羊肝復合香腸的最佳配方與驗證試驗

采用Design-Expert 8.0.6軟件以最高的感官評分為條件進行工藝優化，得到最佳配方參數為食鹽添加量1.99%、淀粉添加量7.18%、羊油添加量14.78%，預測出感官評分為78.05分。考慮到實際可操作性，調整參數為食鹽添加量2%、淀粉添加量7%、羊油添加量15%，進行3組平行試驗（試驗條件保持相同）。制作出的羊肝復合香腸結構緊實有彈性，味道清香，有蔬菜和羊油的香味，口感非常鮮美，感官評分為（79.30±0.59）分，與模型預測值相近，可以看出響應面優化的配方具有可信度，有指導實踐生產的意義。

3 結論

本試驗以羊肝為原料，通過單因素試驗確定食鹽、淀粉、羊油、胡蘿卜、杏鮑菇的添加量對羊肝復合香腸質構和持水力的影響，結合感官評分使用響應面優化試驗確定其最佳工藝配方。結果表明，3個因素對感官評分的影響程度為淀粉添加量＞羊油添加量＞食鹽添加量。軟件得出的最佳配方為食鹽添加量1.99%、淀粉添加量7.18%、羊油添加量14.78%，此條件下進行3組驗證試驗，得到的結論與模型預測值相差甚小，制作出的羊肝復合香腸的咀嚼度和持水力較好，具有羊油和羊肝的獨特風味，不僅滿足了人們對不同風味香腸制品的需求，而且為肉羊副產品的加工利用提供了新的思路。

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收稿日期：2024-04-27

基金項目：新疆維吾爾自治區農業農村廳2021自治區畜牧業生產發展專項（xjnqry-g-2008）；新疆福潤德農業投資有限公司牛羊肉及副產物精深加工關鍵技術研究與產品開發（2023年橫向項目）

作者簡介：祖木來提·熱西提（1989—），女，維吾爾族，碩士，研究方向：肉品加工。

*通信作者：巴吐爾·阿不力克木（1968—），男，維吾爾族，教授，博士，研究方向：肉品加工與質量控制。