基于TG酶介導的蓮藕鴨肉復合乳化腸配方及工藝優化研究

摘要：以蓮藕全粉和鴨肉為原料，開發營養均衡的復合乳化腸。以感官評分為主要響應指標，結合持水性、色澤和質構等品質特性，在單因素試驗的基礎上利用Box-Behnken響應面試驗優化蓮藕鴨肉復合乳化腸的配方和工藝條件。結果表明，在0.4% TG酶介導下，蓮藕全粉添加量、食鹽添加量及其交互作用對蓮藕鴨肉復合乳化腸的感官評分有顯著影響（P＜0.05），獲得優化后最佳配方及工藝條件為蓮藕全粉添加量5.5%、食鹽添加量1.6%、大豆分離蛋白添加量3.1%、斬拌時間106 s，此配方工藝條件下制備的乳化腸色澤鮮紅、切面光滑緊密、鴨肉氣味濃郁、口感良好，感官評分為84.8分，與模型理論值接近。該研究可為蓮藕全粉及鴨肉的精加工和開發提供參考依據。

關鍵詞：蓮藕；鴨肉；乳化腸；TG酶；響應面分析

中圖分類號：TS251.65""""" 文獻標志碼：A"""" 文章編號：1000-9973（2024）09-0130-08

Study on Formula and Process Optimization of TGase-Mediated Compound

Emulsified Sausage with Lotus Root and Duck Meat

SHU Xiong-hui1， ZHANG Chen-xi1， DU Juan1， HAN Ya-hong1，2，3，4，

YI Yang1，2，3，4， HOU Wen-fu1，2，3，4*

（1.School of Food Science and Engineering， Wuhan Polytechnic University， Wuhan 430023， China;

2.Hubei Industrial Technology Research Institute of Jingchu Special Foods， Jingzhou 434000，

China; 3.Key Laboratory for Deep Processing of Major Grain and Oil， Ministry of Education，

Wuhan 430023， China; 4.Hubei Key Laboratory for Processing and Transformation

of Agricultural Products， Wuhan 430023， China）

Abstract： With lotus root whole powder and duck meat as the raw materials， compound emulsified sausage with balanced nutrition is developed. With sensory score as the main response index， combined with the quality characteristics such as water holding capacity， color and texture， based on single factor test， Box-Behnken response surface test is used to optimize the formula and process conditions of compound emulsified sausage with lotus root and duck meat. The results show that under the mediation of 0.4% TGase， lotus root whole powder addition amount， salt addition amount and their interaction have significant effect on the sensory score of compound emulsified sausage with lotus root and duck meat （Plt;0.05）. After optimization， the optimal formula and process conditions are as" follows： lotus root whole powder addition amount is" 5.5%， salt addition content is 1.6%， soybean protein isolate addition amount is 3.1%， chopping time is 106 s.The emulsified sausage prepared under such formula process conditions is bright red in color， smooth"" and compact in section， rich in duck meat odor and good in taste， with the sensory score of 84.8 points， which is close to the theoretical value of the model. This study can provide references for the intensive processing

and development of lotus root whole powder and duck meat.

Key words： lotus root; duck meat; emulsified sausage; TGase; response surface analysis

收稿日期：2024-02-24

基金項目：湖北省科技項目（2021BED006）；產學研合作項目（whpu-2022-kj-144，whpu-2022-kj-341）

作者簡介：舒雄輝（1997—），男，碩士，研究方向：畜禽產品質量與安全控制。

*通信作者：侯溫甫（1979—），女，教授，博士，研究方向：畜禽水產質量控制。

蓮藕富含膳食纖維、多糖、酚類等功能性營養物質，具有祛瘀清熱、生津止嘔、止渴、健脾益氣和養血生肌等功效，是湖北省最重要的水生蔬菜之一[1]。蓮藕經干法加工成蓮藕全粉后可較好保留蓮藕的營養物質，蓮藕多酚、多糖、膳食纖維含量遠高于傳統蓮藕淀粉。但大量膳食纖維的存在導致其作為輔料加工時產品口感粗糙、加工性能差，其開發利用有待深入研究[2]。

鴨肉作為一種高蛋白、低脂肪、低膽固醇的優質肉制品，富含微量元素、B族維生素、必需氨基酸等，具有滋陰養胃、清肺補血、利水消腫的功效，故鴨肉作為藥膳食療佳品[3]，滿足當代消費者對健康食品的需求。目前，我國鴨肉生產規模位于世界前列[4]，但由于鴨肉加工性能差和腥味重，導致其開發力度不足，產品種類僅限于傳統的醬鹵制品、干制品以及分割加工制品[5-6]。

乳化腸因口感好和風味獨特受到廣大消費者的青睞，但因其含有較高的脂肪和膽固醇可能增加人們患慢性疾病的風險，因此向肉制品中添加健康的生物活性成分如膳食纖維、多酚、多糖等成為一種趨勢[7]。然而，目前將蓮藕全粉加入鴨肉乳化腸中的研究尚未見報道。但由于鴨肉肉糜的凝膠性能差，添加蓮藕全粉可能引起乳化腸質構松散、咀嚼軟爛等問題，需要選擇合適的添加劑提高復合香腸的品質。谷氨酰胺轉氨酶（TG酶）作為健康、天然的食品添加劑，可催化蛋白質分子之間形成ε-（γ-谷氨酰胺）賴氨酸交聯鍵，增強肉糜的凝膠網絡結構，進而達到改善香腸品質的目的。因此，本研究將蓮藕全粉和鴨肉的營養特性相結合，研制基于TG酶介導的蓮藕鴨肉復合乳化腸，強化其營養和健康屬性，豐富乳化腸的品種，以期為蓮藕和鴨肉的深加工開辟新途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試劑

鴨胸肉：河南華英農業發展股份有限公司；食鹽、白糖、十三香：武漢市中百倉儲超市有限公司庭瑞新漢口店；大豆粉卵磷脂：河南萬邦化工科技有限公司；紅曲粉：上海佳杰天然食品色素有限公司；谷朊粉：玥軒食品原料商城；大豆分離蛋白、β-環狀糊精、卡拉膠、可得然膠、TG酶：河南萬邦食品產業有限公司；酵母抽提物：安琪酵母股份有限公司；新鮮蓮藕：武漢市金水祺良農副產品有限公司。

1.2 儀器與設備

HH-8數顯恒溫水浴鍋 常州智博瑞儀器制造有限公司；JZ-300通用色差儀 北京時代瑞光科技有限公司；FC5515R臺式高速冷凍離心機 美國Ohaus公司；TA-XT Plus質構分析儀 上海保圣實業發展有限公司；JR05-300斬拌機 浙江蘇泊爾股份有限公司；CP64電子分析天平；YB250A-2500A高速多功能粉碎機 浙江永康市速鋒工貿有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 蓮藕鴨肉復合乳化腸加工工藝流程

將剔除筋膜和可見結締組織的鴨胸肉與豬肥膘分別絞成丁，控制鴨胸肉溫度為2～4 ℃，脂肪溫度為0～8 ℃；將鴨胸肉浸泡于4 g/dL β-環狀糊精溶液中脫腥10 min；脫腥后鴨肉與豬肥膘的比例為8∶2，基于鴨胸肉與肥肉的質量，稱取蓮藕全粉4%、白糖2%、食鹽1.5%、復合磷酸鹽0.3%、十三香0.3%、紅曲粉0.3%、大豆分離蛋白3%、卡拉膠0.5%、可得然膠0.5%、谷朊粉2%、大豆卵磷脂2%、冰水15%、TG酶0.4%，混合斬拌105 s；將斬拌后的肉料通過灌腸機填充于聚乙烯腸衣中，用棉線結扎封口；先于45 ℃蒸煮30 min后再于80 ℃蒸煮30 min，在冰水中冷卻得成品，置于4 ℃冰箱中備用。

1.3.2 蓮藕鴨肉復合乳化腸配方單因素試驗

分別研究TG酶添加量（0%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%）、蓮藕全粉添加量（0%、2%、4%、6%、8%）、食鹽添加量（1%、1.25%、1.5%、1.75%、2%）、大豆分離蛋白添加量（0%、1%、2%、3%、4%）、復合膠的添加比例（卡拉膠和可得然膠的比例分別為1∶9、3∶7、5∶5、7∶3、9∶1）對復合乳化腸感官品質、質構、色澤、持水性的影響。

1.3.3 蓮藕鴨肉復合乳化腸加工工藝單因素試驗

其他配方與工藝條件恒定，分別研究斬拌時間（60，75，90，105，120 s）、蒸煮溫度（70，75，80，85，90 ℃）、蒸煮時間（20，25，30，35，40 min）對復合乳化腸感官品質、質構、色澤、持水性的影響。

1.3.4 響應面試驗設計

基于單因素試驗，選取蓮藕全粉添加量（A）、食鹽添加量（B）、大豆分離蛋白添加量（C）和斬拌時間（D）為自變量因素，以感官評分（Y）為響應值進行Box-Behnken響應面優化試驗，見表1。

1.3.5 指標測定

1.3.5.1 感官評分

根據感官評價標準（見表2）進行感官評分，評定小組由8名經相關專業知識與細則學習后的成員組成，對蓮藕鴨肉復合乳化腸進行感官評價。

1.3.5.2 質構特性

香腸的質構特性參考熊可心等[8]的方法并略作修改。將樣品切成15 mm高的圓柱體置于TA-XT Plus質構分析儀測定樣品的硬度、彈性、咀嚼性和內聚性，儀器參數：探頭類型P36，測試前速度5.0 mm/s，測試速度1.0 mm/s，測試后速度2.0 mm/s，形變量50%，觸發力5 g，每組樣品重復測試5次。

1.3.5.3 色澤

在室溫下使用通用色差計測定香腸的亮度值L*、紅度值a*、黃度值b*，每組樣品測定6次。

1.3.5.4 持水性

參考Zhou等[9]的方法并略作修改。從4 ℃冰箱中取出樣品，在室溫（25 ℃）下放置30 min，用吸水紙除去多余的水分，取M0樣品用3層試紙包裹放入50 mL離心管中以5 000 r/min離心10 min，然后從離心管中取出，去除濾紙進行稱重為M1 。每組樣品重復3次，WHC（%）=M1/M0×100%。

1.4 數據處理

數據采用Excel 2013進行處理，并采用SPSS 19對單因素試驗中的數據進行方差分析和顯著性分析，數據均表示為平均值±標準差，利用OriginPro 2019軟件和Design-Expert 8.0進行圖表繪制和響應面優化設計。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果分析

2.1.1 TG酶添加量對蓮藕鴨肉復合乳化腸品質的影響

由表3可知，隨著TG酶添加量的增加，蓮藕鴨肉復合乳化腸的感官評分和硬度均呈現先上升后下降的趨勢，咀嚼性、內聚性均呈現先上升后保持穩定的趨勢，但彈性沒有顯著變化。當TG酶添加量為0.4%時，乳化腸因具有較好的硬度、咀嚼性、彈性、內聚性，感官評分最高，為81.9分。當TG酶添加量為0.5%時，香腸的感官評分、硬度、彈性開始下降，原因可能是添加過多的TG酶引起蛋白質過度交聯，破壞香腸的凝膠結構[10]，降低香腸的口感、組織形態，造成其總體可接受度下降。與不添加TG酶相比，在添加0.2%～0.5% TG酶介導下蓮藕鴨肉復合乳化腸的持水性顯著提高，但此添加范圍內乳化腸的持水性沒有顯著變化，這與沈曉蕾等[11]發現TG酶添加量≥4 U/g對魚糜凝膠的持水率沒有顯著影響一致。與對照組相比，添加0.2%～0.4% TG酶降低了復合乳化腸的亮度L*值、黃度b*值，提高了紅度a*值，但添加0.2%～0.4% TG酶對復合香腸的色澤沒有顯著影響。綜合蓮藕鴨肉復合乳化腸的感官、質構、色澤、持水性等品質特性，故選擇TG酶的最佳添加量為0.4%。

2.1.2 蓮藕全粉添加量對蓮藕鴨肉復合乳化腸品質的影響

由表4可知，與不添加蓮藕全粉的香腸相比，添加蓮藕全粉可顯著改善復合乳化腸的感官品質、質構特性（硬度、彈性、咀嚼性、內聚性）、持水性，這與胡曼子等[12]發現添加4%巴河蓮藕粉可改善鰱魚魚糜制品感官品質、質構特性、持水性的結果一致。隨著蓮藕全粉添加量的增加，香腸的硬度、彈性、咀嚼性、內聚性呈現先上升后下降的趨勢。當蓮藕全粉添加量為6%時，香腸的質構特性較好；香腸的持水性隨著蓮藕全粉添加量的增加先逐漸增加，直至蓮藕全粉添加量為6%時，香腸的持水性沒有顯著增加，相比于不添加蓮藕全粉組提高了10.28%。乳化腸的L*值、a*值、b*值均隨著蓮藕全粉添加量的增加（0%～6%）而逐漸下降，這與黃穎等[13]的結果一致，其原因是蓮藕全粉自身顏色且隨著其占比越大，對香腸色澤的影響越顯著。香腸的感官評分隨著蓮藕全粉添加量的增加呈現先上升后下降的趨勢，這與質構特性的變化一致。綜合復合乳化腸的感官、質構、色澤、持水性等品質特性，選擇蓮藕全粉的最佳添加量為6%。

2.1.3 食鹽添加量對蓮藕鴨肉復合乳化腸品質的影響

斬拌過程中添加食鹽有助于肉糜中肌原纖維蛋白充分溶出和彈性的形成，并通過其對揮發性風味成分的吸附程度調控食品中風味物質的含量，進而促進香腸形成獨特的滋味[14]。由表5可知，當食鹽添加量超過1.5%時，香腸的咸味過重，導致感官評分下降，但食鹽添加量小于1.5%時，肌原纖維蛋白溶出過少，香腸的彈性和滋味較差，導致感官評分過低。隨著食鹽添加量的增加，乳化腸的亮度L*值、硬度、咀嚼性不斷上升（P＜0.05），彈性、內聚性、持水性呈先升高后保持穩定的趨勢。當食鹽添加量gt;1.5%時，乳化腸的a*值、b*值、彈性、內聚性、持水性均沒有顯著變化。綜合復合乳化腸的感官、質構、色澤、持水性等品質特性，故選擇食鹽的最佳添加量為1.5%。

2.1.4 大豆分離蛋白添加量對蓮藕鴨肉復合乳化腸品質的影響

由表6可知，與0%大豆分離蛋白的香腸相比，添加適量的大豆分離蛋白可以顯著改善香腸的感官評分、持水性、質構特性。大豆分離蛋白添加量從0%增加到3%時，乳化腸的感官評分、持水性、質構特性（硬度、彈性、咀嚼性、內聚性）均呈上升趨勢，b*值和L*值呈先下降后上升的趨勢，a*值沒有顯著變化（P＞0.05）。Sha等[15]發現大豆分離蛋白可促進α-螺旋減少，β-折疊增加，形成更有序的凝膠網絡結構，以改善乳化腸的質地和持水性。進一步增加大豆分離蛋白的添加量會顯著降低鴨肉乳化腸的質構特性、持水性和感官評分，表明添加過量的大豆分離蛋白破壞了乳化腸凝膠三維網絡的形成，這與Zhu等[16]發現添加豌豆蛋白顯著降低鴨肉糜凝膠的亮度L*值，提高持水性和質構特性，但添加過量導致彈性和內聚性下降的研究結果一致。綜合復合乳化腸的感官、質構、色澤、持水性等品質特性，選擇大豆分離蛋白的最佳添加量為3%。

2.1.5 復合膠添加比例對蓮藕復合鴨肉乳化腸品質的影響

由表7可知，隨著卡拉膠添加比例的增加，蓮藕鴨肉復合乳化腸的感官評分呈現先上升后下降的趨勢，與復合乳化腸的硬度和咀嚼性變化一致，與蘆嘉瑩等[17]發現添加不同比例的卡拉膠與黃原膠時乳化腸硬度和彈性的變化趨勢相似。而乳化腸的內聚性與硬度在卡拉膠與可得然膠的添加比例≥5∶5時呈現相反的變化趨勢，這與茹昂[18]的研究結果一致。當卡拉膠與可得然膠的比例為5∶5時，乳化腸具有良好的硬度、彈性和咀嚼性，感官評分最高，為83.6分?？ɡz的添加比例增加，香腸的持水性呈現先上升后下降的趨勢，但變化不顯著，這與茹昂[18]發現添加適量的卡拉膠可以提高牛肉糜凝膠的乳化穩定性、降低水分流失的研究結果一致。當卡拉膠與可得然膠的比例為5∶5時，香腸的持水性最高，為93.57%?？ɡz的添加比例增加，降低了香腸的L*值和b*值，提高了a*值。當卡拉膠與可得然膠的比例高于5∶5時，香腸的a*值下降，b*值沒有顯著變化。綜合復合乳化腸的感官、質構、色澤、持水性等品質特性，選擇卡拉膠與可得然膠的最佳添加比例為5∶5。

2.1.6 斬拌時間對蓮藕鴨肉復合乳化腸品質的影響

斬拌時間是影響乳化腸乳化體系的重要因素之一，合適的斬拌時間有利于乳化腸形成較好的乳化結構和乳化穩定性，提高產品的品質[19]。

由表8可知，隨著斬拌時間的增加，蓮藕鴨肉乳化腸的感官評分、持水性、硬度、咀嚼性均呈現先上升后下降的趨勢。當斬拌時間為105 s時，香腸的感官評分最高，為84.3分，持水性最高，達到92.78%，這與質構特性的變化一致。隨著斬拌時間的延長，香腸的L*值呈上升趨勢，這與羅小迎等[20]發現增加斬拌時間可提高微波熟制魚餅L*值的結果相似。但增加斬拌時間對香腸的a*值和b*值沒有顯著影響。綜合復合乳化腸的感官、質構、色澤、持水性等品質特性，選擇最佳的斬拌時間為105 s。

2.1.7 蒸煮溫度對蓮藕鴨肉復合乳化腸品質的影響

由表9可知，蒸煮溫度從70 ℃上升至75 ℃時，蓮藕復合鴨肉乳化腸的感官評分呈現顯著上升趨勢。當蒸煮溫度為75～90 ℃時，除85 ℃組之外，其他處理組復合乳化腸的感官評分沒有顯著性變化，蒸煮溫度為85 ℃時，感官評分最高，為82.9分。香腸的硬度和咀嚼性隨著蒸煮溫度的上升呈現先上升后下降的趨勢，內聚性呈現先下降后上升的趨勢，彈性沒有顯著變化。隨著蒸煮溫度的上升，香腸的持水性呈現先上升的趨勢，但蒸煮溫度在80～90 ℃之間時，香腸的持水性沒有顯著變化，這與質構特性變化一致。隨著蒸煮溫度的上升，香腸的L*值和b*值沒有顯著變化，a*值逐漸下降。a*值的變化趨勢與朱姝冉等[21]發現隨著加熱溫度的升高，血紅素隨著肌紅蛋白的蛋白質結構被嚴重破壞而解離的結果一致。綜合蒸煮溫度對蓮藕鴨肉乳化腸感官、質構、色澤、持水性的影響，選擇乳化腸的最佳蒸煮溫度為85 ℃。

2.1.8 蒸煮時間對蓮藕鴨肉復合乳化腸品質的影響

由表10可知，隨著蒸煮時間的增加（20～35 min），蓮藕鴨肉復合乳化腸的感官評分呈現上升趨勢，當蒸煮時間為35 min時，香腸的感官評分最高，為82.4分。隨著蒸煮時間繼續增加，香腸的感官評分略微下降但變化不顯著。當蒸煮時間達到25 min及以上時，L*值、a*值、b*值沒有顯著變化。隨著蒸煮時間的增加，蓮藕鴨肉香腸的持水性呈現先上升后保持穩定的趨勢，這與彈性和內聚性的變化一致，而硬度和咀嚼性呈現上升趨勢，這與徐敬欣等[22]的研究結果一致。在蒸煮時間為35 min時，香腸的持水性達到最高，為91.88%。相比蒸煮時間為35 min時，蒸煮時間為40 min時香腸的持水性略微下降但變化不顯著。當蒸煮時間為35 min和40 min時，香腸的質構特性最好，且蒸煮時間為35 min和40 min時香腸的質構特性（硬度、彈性、咀嚼性、內聚性）沒有顯著變化，這與感官評分、持水性的變化一致。綜合復合乳化腸的感官、質構、色澤、持水性等品質特性，選擇乳化腸的最佳蒸煮時間為35 min。

2.2 響應面試驗

2.2.1 響應面試驗結果分析

單因素試驗結果表明感官評分能夠較準確地反映乳化腸的品質變化，并且具有快速、方便的特點，因此選擇感官評分為響應值（Y），響應面試驗結果見表11。對試驗數據進行二次多項式回歸擬合，得到蓮藕鴨肉復合乳化腸感官評分的二次回歸方程：Y=85.25-1.50A+1.67B+0.083C+0.25D-2.25AB+0.13AC+0.012AD+0.38BC+0.13BD-0.13CD-3.91A2-3.79B2-0.73C2-2.22D2。

由表12可知，該回歸模型的P=0.000 2＜0.01，失擬項的P=0.123 7＞0.05，表明該回歸模型的擬合度好，可反映實際情況。由回歸方程和方差分析可知蓮藕全粉添加量、食鹽添加量對蓮藕鴨肉復合乳化腸感官評分的影響極顯著（Plt;0.01）。各因素對感官評分影響的主次順序為食鹽添加量（B）gt;蓮藕全粉添加量（A）gt;斬拌時間（D）gt;大豆分離蛋白添加量（C）。

結合表12和圖1可知，蓮藕全粉添加量和食鹽添加量的等高線呈橢圓形，曲面陡峭，且AB的P＜0.05，表明蓮藕全粉添加量與食鹽添加量的交互作用對蓮藕鴨肉復合乳化腸的感官評分有顯著影響（Plt;0.05）。響應面顯示蓮藕鴨肉復合乳化腸的感官評分隨著蓮藕全粉添加量（A）和食鹽添加量（B）的增加呈先緩慢上升后下降的趨勢。

2.2.3 產品最優配方與驗證試驗

采用Design-Expert 8.0對試驗結果進行分析，由模型預測得出最優配方：蓮藕全粉添加量5.44%、食鹽添加量1.58%、大豆分離蛋白添加量3.11%、斬拌時間105.93 s，此時感官評分為85.7分，理論值R值為0.963，考慮生產的便利性，調整上述配方為蓮藕全粉添加量5.5%、食鹽添加量1.6%、大豆分離蛋白添加量3.1%、斬拌時間106 s，制得的產品的感官評分平均值為84.8分，與預測值相近。驗證試驗得到的產品切面光滑、色澤鮮亮、鴨肉香氣濃郁、無不良風味，由此可以判斷，此響應面試驗設計的配方和工藝條件的可行性極高，對實踐具有一定指導意義。

3 結論

在TG酶介導下各因素可顯著改善蓮藕鴨肉復合乳化腸的感官評分、持水性、質構特性等品質。進一步利用響應面分析法優化基于TG酶介導的蓮藕鴨肉復合乳化腸的配方和工藝條件，獲得的感官評分回歸方程的擬合程度好，能夠較好地反映基于TG酶介導的蓮藕鴨肉復合乳化腸加工工藝條件對其感官評分的影響。獲得優化后最佳配方為蓮藕全粉添加量5.5%、食鹽添加量1.6%、大豆分離蛋白添加量3.1%，最佳工藝參數為斬拌時間106 s、蒸煮溫度85 ℃、蒸煮時間35 min。在此配方和工藝條件下制得的產品色澤鮮紅、切面光滑緊密、鴨肉香氣濃郁、口感細膩、咀嚼性強烈。本優化方案具有一定可行性，為蓮藕高附加值產品和鴨肉產品的深加工生產提供了一定的數據支撐。

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