大豆组织蛋白丸子配方的优化研究

王 笛，迟玉杰

(东北农业大学食品学院，黑龙江哈尔滨150030)

大豆组织蛋白丸子配方的优化研究

王 笛，迟玉杰*

(东北农业大学食品学院，黑龙江哈尔滨150030)

采用大豆组织蛋白为主料制作丸子，既能提高产品的营养价值，又能降低生产成本。通过单纯形格子法对大豆组织蛋白丸子配方进行研究分析，并利用质构仪来测定丸子的质地特征。结果表明:组织蛋白对丸子的弹性影响最大，大豆分离蛋白在咀嚼性、回复性和感官评定都起着重要作用。综合考虑成本与各因素指标，确定组织蛋白丸子配方为猪肉14.9%、大豆组织蛋白59.6%，大豆分离蛋白5%、变性淀粉13.4%、豆油7.1%，在该条件下制得丸子的弹性、咀嚼性、回复性和感官评定分别为0.921、1469.323、0.510和21.62，与预测值相对误差均在±1%以内，说明利用该方法建立的模型进行预测生产是可行的。

大豆组织蛋白，丸子，单纯形格子法，质构仪

1 材料与方法

1.1 材料与设备

丝状大豆组织蛋白 潮安县天润食品有限公司;猪肉 哈肉联冷鲜肉;白糖 吉林省杞参食品有限公司;精盐 黑龙江盐业有限公司;大豆分离蛋白 哈高科有限公司;大豆油 九三集团哈尔滨惠康食品有限公司;变性淀粉 寿光金远东变性淀粉有限公司。

电子分析天平 北京赛多利斯仪器系统有限公司;DS-A组织捣碎机 天津市欧若仪器仪表有限公司;电磁炉 广东容声电器股份有限公司;TA-XT2i质构仪 英国SMS公司;真空充气包装机 上海人民仪表厂。

1.2 实验方法

1.2.1 大豆组织蛋白加工工艺 大豆组织蛋白→浸泡

表1 组织蛋白丸子感官评定标准

1.2.2 工艺要点

1.2.2.1 原料预处理 用60℃水浸泡45min，并用清水投洗3次去除豆腥味，大豆组织蛋白加工后的吸水率约为25.37%。将浸泡好的组织蛋白，放入组织搅碎机中，搅打成丝［10］。

1.2.2.2 乳化混料 将分离蛋白和淀粉加入适量的水混合，恰好形成均匀乳浊液即可，再把丝状组织蛋白和猪肉加入，当混合均匀后加入调味料等其它辅料。混料之后，搅拌30min使料充分混合，并使它们交联成一团，便于成丸。

1.2.2.3 成型 将物料手工挤捏成直径约为3cm的球形。

1.2.2.4 蒸煮 组织蛋白丸子成型后，投入90℃左右的热水中煮制10min。待丸子浮上水面，用漏勺将丸子捞出，冷却至室温。

1.2.2.5 包装 将组织蛋白丸子进行真空包装，并放入冰箱中-18℃冷冻。

1.2.3 感官评定的测定 参照李碧晴文章中对含组织蛋白丸子的感官评定标准，见表1［6］。

1.2.4 组织蛋白丸子的TPA的测定 TPA测定条件:TPA测定前探头速度:2.00mm/s，测定中探头速度:5.00mm/s，测定后探头速度:5.00mm/s，测定距离:10.0mm，压缩比:50%，探头两次测定间隔时间: 5.00s，探头型号:P0.5［11］。其中硬度为第一次的峰值，咀嚼性为胶着性与弹性的乘积，胶着性是硬度与内聚性的乘积，内聚性是两次压缩的工作比，回复性是垂线2与3之间曲线和1与2之间曲线分别与横坐标所围的面积比值，弹性是垂线4与5之间和1与2之间的时间比值［12］。

图1 组织蛋白丸子质构测定图

1.2.5 组织蛋白丸子配方优化实验 根据单纯形格子法设计实验［13］，采用 Design Expert 7.1.3软件中D-optimal进行实验设计，以X1、X2、X3、X4、X5分别代表猪肉、大豆组织蛋白、大豆分离蛋白、变性淀粉和豆油，以感官评定、恢复性、弹性和咀嚼性作为组织蛋白丸子品质的评价指标，选择影响较大X1X2X3、X1X2X4、X2X3X5、X3X4X5作为3项交互因素，按照五因子三阶数单纯形格子点集进行实验。本实验所采用的回归方程为:Y=a1X1+a2X2+a3X3+a4X4+a5X5+a12X1X2+a13X1X3+a14X1X4+a15X1X5+a23X2X3+a24X2X4+a25X2X5+a34X3X4+a35X3X5+a45X4X5+a123X1X2X3+a124X1X2X4+a235X2X3X5+a345X3X4X5

其中:ai、aij、aijk分别代表模型的系数;0≤Xi≤1;∑Xi=1。

1.2.6 组织蛋白丸子与肉丸的感官对比 随机取十组市售贡丸和十组按最终配方生产的组织蛋白丸子分别作感官评定，取其均值进行对比。

2 结果与讨论

2.1 回归模型建立与分析

利用Design Expert 7.1.3软件建立的实验设计和实验结果见表2。进一步的对表2中的数据进行回归分析，计算出回归方程各项系数并进行方差分析(见表3～表6)，可得组织蛋白丸子四个评价指标弹性(Y1)、咀嚼性(Y2)、回复性(Y3)、感官评定(Y4)的标准回归方程为:

利用Design-Expert7.1.3软件对表2中的实验数据进行回归拟合，可得到表3～表6。并从这4个表中P值可以看出，所得Y1、Y2、Y3的回归模型均极显著，这说明此模型与实际情况拟合良好，能够较好地反映五个因素与组织蛋白丸子四个品质指标间的影响关系;而失拟误差均不显著，这说明实验误差小，应变量与全体自变量之间的模型关系显著，因此可以利用此模型对组织蛋白丸子的各项指标进行分析和预测。

表2 实验设计与结果

表3 弹性的方差分析表

2.2 各因素对组织蛋白丸子品质的影响

2.2.1 各因素对组织蛋白丸子弹性的影响 由表3和回归方程可以看出，各因素中大豆组织蛋白占主要因素，影响大小依次为X2＞X1＞X5＞X3＞X4，而交互项中X1X2、X1X4、X2X4、X2X5、X1X5、X1X2X4对弹性有极显著影响，X4X5对弹性有显著影响，证明各因素在弹性方面相互影响、制约，因素之间交互现象明显。

由图2中可以看出，组织蛋白丸子弹性受到猪肉、大豆组织蛋白、变性淀粉等因素的影响。大豆组织蛋白由于具有良好的弹性和韧性，并且比肌纤维更粗的丝状蛋白相互缠绕形成不易变形的丸子主体，加热后包裹的淀粉和猪肉等填充了中间的空隙，使其具有良好的弹性。而大豆组织蛋白和变性淀粉存在交互性，若是组织蛋白与淀粉比例不适中会降低丸子的弹性，同时弹性还受到猪肉和豆油的影响。因此调节淀粉、组织蛋白和猪肉至适当比例才能使组织蛋白丸子具有良好的弹性。

表4 咀嚼性的方差分析表

表5 回复性的方差分析表

图2 组织蛋白丸子弹性影响分析图

表6 感官评价的方差分析表

2.2.2 各因素对组织蛋白丸子咀嚼性的影响 图3反映了各因素对组织蛋白丸子咀嚼性的影响，其中大豆组织蛋白占主要因素，影响大小依次为X3＞X5＞X2＞X1＞X4，而交互项中X2X3对咀嚼性有显著影响。由图3可以看出大豆组织蛋白、猪肉和变性淀粉的相互影响。在组织蛋白含量约60%、猪肉约15%、变性淀粉约13%时咀嚼性最好，而过多的组织蛋白虽然能一定程度上提高咀嚼性，但远没有在大豆分离蛋白约6%时效果好。原因是大豆分离蛋白具有较好的组织形成性、持水性、乳化性、胶凝性等，大豆分离蛋白的蛋白肽主链含有大量亲水性侧链，能吸收大量水分，而它所含的疏水基团则能吸收油或脂肪，使小颗粒的游离脂肪被一层带有水化层的蛋白质所包围，形成脂肪-蛋白质-水的凝胶网状的结构，能够使丸子保持稳定的状态，并能防止水分、油脂、调料等物质析出，使丸子中大豆组织蛋白、猪肉和淀粉等更好地结合在一起，使其不会过软或者发粘，且具有较好的咀嚼性［14］。豆油主要起增加粘结性，并使原料更好地乳化的作用，如果加的太多会造成丸子过粘过软，降低咀嚼性;而其中的大豆组织蛋白是增加咀嚼性的主要因素。

图3 组织蛋白丸子咀嚼性影响分析图

2.2.3 各因素对组织蛋白丸子回复性的影响 表5反映出各因素对组织蛋白丸子回复性影响复杂，交互现象明显从回归方程可看出，其影响大小依次为X3＞X5＞X2＞X4＞X1，而交互项中X1X2、X1X5、X2X3、X1X2X4、X3X4X5对回复性有极显著影响。

图4可以看出，大豆分离蛋白、大豆组织蛋白和猪肉都有增加组织蛋白丸子回复性的效果，且大豆分离蛋白影响作用最明显。这是因为它们都能形成很好的交联作用，使丸子更好的维持形状。而豆油与大豆组织蛋白、大豆分离蛋白的添加量有交互影响，大豆分离蛋白和大豆组织蛋白都具有吸油性，大豆分离蛋白还具有良好的乳化性。它们以一定的适当比例添加时，可增加豆油的添加量，使丸子具有良好的组织状态。

图4 组织蛋白丸子回复性影响分析图

2.2.4 各因素对组织蛋白丸子感官评定的影响 图5显示了各因素对组织蛋白丸子感官评定的影响，由回归方程可知，对组织蛋白丸子感官评定来说，各因素中大豆组织蛋白占主要因素，影响大小依次为X3＞X2＞X5＞X1＞X4，这与杨庆余、刘毅所研究结果一致。而从表6可知，交互项中 X1X2、X1X5、X1X4、X2X4、X2X5、X3X4、X1X2X3、X1X2X4、对感官评价有极显著影响，X3X4X5对感官评价有显著影响，证明在感官评定方面各因素之间相互影响复杂，交互作用明显。

图5 组织蛋白丸子感官评价影响分析图

大豆分离蛋白和猪肉都有形成凝胶、使丸子具有良好的弹性和稳定性的作用，而大豆分离蛋白还有乳化性、持水性、持油性和粘结性等性质［15］。大豆组织蛋白除有吸油性、弹性等性质外还能显著增加丸子的咀嚼性而产生特殊肉质感。豆油的加入能提高乳化剂的乳化效果，使各种原料更好地乳化，便于丸子成型，但添加过多会使组织蛋白丸子色泽和口感下降，降低丸子品质。变性淀粉有良好的持水性，并能增加丸子冻融性，还有填充到孔隙中保证丸子形态稳定的作用［16］。

2.3 组织蛋白丸子配方的优化与验证

根据Design Expert 7.1.3软件对上述数据的进一步统计优化，可得到多组的最优配比，同时考虑成本、各因素的显著性差异以及各因素之间的交互关系，最终确定组织蛋白丸子配方为:猪肉14.9%、大豆组织蛋白59.6%、大豆分离蛋白5%、变性淀粉13.4%、豆油7.1%，依据该方法进行验证实验，测得的组织蛋白丸子的四个指标感官评价、弹性、咀嚼性和回复性分别为21.62、0.921、1469.323和0.510，这与理论预测值21.7、0.913、1478.984和0.515误差均在±1%以内，这说明采用单纯形格子法建立的模型的得到的优化结果准确可靠，有实际意义，在实践中是可行的。

2.4 产品对照分析

感官评定结果见表7。从表7中可以看出，通过实验配方优化和辅料添加，大豆组织蛋白丸子的感观指标总分与对照组无明显差异。

表7 组织蛋白丸子与市售贡丸感官指标对照

3 结论

3.1 实验表明各因素对组织蛋白丸子的作用复杂，交互作用显著，它们对组织蛋白丸子弹性的影响顺序为:大豆组织蛋白＞猪肉＞豆油＞大豆分离蛋白＞变性淀粉，对组织蛋白丸子咀嚼性的影响顺序为:大豆分离蛋白＞豆油＞大豆组织蛋白＞猪肉＞变性淀粉;对组织蛋白丸子回复性的影响顺序为:大豆分离蛋白＞豆油＞大豆组织蛋白＞变性淀粉＞猪肉;对组织蛋白丸子感官评价的影响顺序为:大豆分离蛋白＞大豆组织蛋白＞豆油＞猪肉＞变性淀粉。

3.2 通过单纯形格子法优化得到大豆组织蛋白丸子的配方为:猪肉14.9%、大豆组织蛋白59.6%、大豆分离蛋白5%、变性淀粉13.4%和豆油7.1%，辅料为糖、盐、肉桂、丁香、增稠剂、葱、姜、猪肉香精等。通过验证实验可知，该配方制作的组织蛋白丸子的弹性、咀嚼性、回复性和感官评定分别为 0.921、1469.323、0.510和21.62，与预测值相对误差均在± 1%以内，说明采用此模型对实验进行预测分析是准确可行的。

3.3 通过实验对各因素进行优化调节，生产出的组织蛋白丸子与同类型产品相比植物蛋白含量大幅度提高，组织蛋白和猪肉比约为4∶1。该组织蛋白丸子不需油炸即可成型，成本较低，而其感官指标与市售肉丸接近并且具有很好的风味，且其肉质感十足是该组织蛋白丸子一大特色。

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Optimization of formula for the meatball with textured soy protein

WANG Di，CHI Yu-jie*
(College of Food Science，Northeast Agricultural University，Harbin 150030，China)

The ball was produced by textured soy proteins for main material，which not only raised the product’s nutritional value，but also reduced production costs.In this essay，simplex lattice design was used to analyze the formula for the meatball with textured soy protein and texture analyzer was used to measure.The results showed that the textured soy protein played important role in springiness，chewiness，resilience and sensory evaluation were related with soy protein isolate.By comprehensive consideration of production cost and technological requirements，the definitive formula for the ball was:pork 14.9%，textured soy protein 59.6%，soy protein isolate 5%，modified starch 13.4%，soybean oil 7.1%.Under these conditions，springiness，chewiness，resilience and sensory evaluation of the ball were respectively 0.921，1469.323，0.510 and 21.62.The relative error of obtained results were within±1%compared with theoretical prediction，indicated that the established model was effective in practice.

textured soy protein;ball;simplex lattice;texture analyzer

TS251.1

A

1002-0306(2011)09-0110-06

肉丸的制作工艺简单、风味鲜美、食用方便，一直以来都深受人们的喜爱［1］。随着人们生活水平的不断提高，健康意识的不断增强，对食品营养和品质的要求也不断提高。越来越多的人提出，以植物蛋白代替动物蛋白添加到肉丸等肉制品中去，可达到均衡食品营养的目的［2］。采用大豆组织蛋白制作丸子，不仅使丸子具有高蛋白和低脂肪的特点，还能提高丸子的质地特性［3］。大豆组织蛋白是一种植物蛋白，具有较强的吸水性和吸油性［4］，还具有类似瘦肉的纤维结构，复水后有一定的弹性、韧性和咀嚼感［5］。大豆组织蛋白经加工后营养成分和形态基本保持不变，而且价格低廉。用大豆组织蛋白替代部分肉加入丸子中，可以降低生产成本并提高产品的营养价值。目前国内刘毅、李碧晴等人进行了大豆组织蛋白丸子的研究，证明了其可行性，但配方中猪肉仍占有相当大的比例［6-7］。本实验在此研究的基础上，以组织蛋白丸子的感官评定、弹性、咀嚼性和回复性作为品质指标，通过单纯形格子配料实验设计对组织蛋白丸子配方进行优化，添加了猪肉香精、辛香料等掩蔽剂抑制大豆组织蛋白的豆腥味［7-8］，进一步增加组织蛋白的添加量，开发出一种植物蛋白含量高、具有较好风味的丸子产品。

2010-09-06 *通讯联系人

王笛(1985-)，男，硕士生，主要从事食品科学方面的研究。

黑龙江省自然科学基金重点项目(ZD200902)。