响应面优化玉米鱼肉香肠工艺的研究

杨志娟，胡雪琼，杨锡红，区淑婷

（广东海洋大学食品科技学院，广东湛江524025）

响应面优化玉米鱼肉香肠工艺的研究

杨志娟，胡雪琼*，杨锡红，区淑婷

（广东海洋大学食品科技学院，广东湛江524025）

以罗非鱼肉为原料，探讨玉米鱼肉香肠的生产工艺。玉米、淀粉、盐、大豆蛋白粉、料酒和姜汁等辅料及凝胶化过程的温度对改善鱼肉香肠的感官品质起着十分重要的作用。为了获得最佳工艺条件，选择淀粉、盐和凝胶化温度进行的响应面试验结果表明：添加9%淀粉、2.3%盐、43℃条件下凝胶化制成的鱼肉香肠，具有肠体饱满、富有弹性、色泽纯正、风味独特、入口醇香、营养丰富的特点。

玉米；鱼肉香肠；响应面；风味；弹性

罗非鱼（Tilapia）为一种中小型鱼。罗非鱼味道鲜美，肉质细嫩，骨刺少，没有肌间小刺，无论是红烧还是清蒸，味道俱佳。此外，也可做全鱼、鱼片、鱼丸，可蒸、煮、炸、烤、做汤或微波烹饪。鱼糜制品营养丰富，高蛋白、低脂肪、原料来源丰富，不受鱼种、大小的限制，可就地及时加工，而且产品具有食用方便、美味可口、风味独特等特点，深受消费者的普遍欢迎。随着人民生活水平的提高，生活节奏的加快，鱼糜制品将会在我国得到进一步发展。因此，鱼肉香肠工艺的研究对鱼糜制品的发展具有一定的实际意义[1]。在营养丰富罗非鱼肉的基础上，添加玉米，可使香肠更有嚼劲，口感更香甜。本课题的主要目的在于研究鱼肉香肠的工艺配方和条件，优化生产工艺，在味道鲜美的基础上尽可能提高香肠的弹性，去除鱼肉本身具有的腥味，使鱼肉香肠达到食用方便的同时，具有味美形好特点，以迎合现代消费的理念。

1 材料与方法

1.1 原料与试剂

原料：罗非鱼、玉米、猪肥膘、生姜，购于湛江沃尔玛超市。

主要试剂：多聚磷酸钠、硫酸、硫酸铜、硫酸钾、氢氧化钠、硼酸、甲基红-溴甲酚绿混合指示剂、盐酸、氯仿、甲醇、石油醚、无水硫酸钠，以上试剂均为化学纯。

1.2 方法

1.2.1 玉米鱼肉香肠的工艺流程

冷冻鱼糜：原料鱼→前处理（去头、去内脏、去皮）→水洗→采肉→漂洗→脱水→搅拌→称量→装袋→冻藏

玉米鱼肉香肠[2]：新鲜罗非鱼肉或（冷冻鱼糜→解冻）→称量→擂溃（添加辅料）→混合→灌肠→浸泡（凝胶化）→高压杀菌→冷却→真空包装→冷藏

基本配方：在每100 g鱼肉糜中添加0.15 g味精，1.5 g白胡椒粉，4.95 g猪肥膘[3]，18 g玉米，蒸馏水（1mL/ 5 g鱼肉），3.45 g大豆蛋白粉，1.95 g料酒，1.95 g姜汁，10.5 g淀粉，1.5 g盐[4]。

1.2.2 弹性的测定

本实验的玉米鱼肉香肠的弹性测定采用凝胶强度测定法和感官评定法2种。

凝胶强度测定法（以弹性表示）：采用TMS-Pro型物性分析质构仪，对鱼肉香肠进行试验。采用TPA模式，使用TMS 5mm钢材的圆柱形探头，测量起始力为0.1N，测量速度60mm/min，形变量为60%。将试验样品切成20mm高的圆柱，除去肠衣待测，使切断面的中心位于探头的正下方，将样品放置于测定装置的样品台上，取样品的不同位置，平行测量3次，取平均值[5]。

1.2.3 保水性的测定[6]

保水性（water-holding capacity，WHC）的测定采用离心分离法，称取约3 g鱼糜凝胶，3层滤纸包裹后置于离心管中，7 000 r/min，离心10min，以离心后凝胶质量ω2占原鱼糜凝胶质量ω1的百分比即为保水性。对样品平行测定3次，取平均值，计算公式如下：

2 结果与分析

2.1 鱼肉香肠工艺的响应面试验

玉米鱼肉香肠的配方根据单因素试验的结果来初步确定，鱼肉香肠的弹性是制品质量的重要指标，因此，设淀粉（X1）、盐（X2）和凝胶化温度（X3）为3个自变量因素，感官评分（Y1）和弹性（Y2）为响应值进行响应面试验，以确定最佳工艺条件。采用Box-Behnken设计[7]，其因素水平编码见表1。

表1响应面试验因素水平表Table1 Factors and levels of RSM

采用表1设置的三因素三水平分别做15组实验，感官评分由10名感官评定人员进行评定，弹性采用TMS-Pro型物性分析质构仪进行测定，试验结果见表2。

表2 响应面设计方案和试验结果Table2 Design program and experimental results of RSM

2.2 感官评定的试验结果及分析

实验数据采用JMP软件进行分析,分析结果见表3、表4。

表3 感官评定的试验结果方差分析表Table3 Variance analysis of sensory evaluation experiment result

以感官评分（Y1）为响应值，经回归拟合得Y1的标准回归方程：Y1=83.33-1.00X1+3.00X2-3.25X3-0.25X1X2-0.25X1X3-1.25X2X3-4.29X12-3.29X22-4.29X32式中：Y1为感官评分的预测值；X1、X2、X3分别为淀粉添加量、盐添加量、凝胶化温度。由表3可以看出，Y1的回归方程极显著，预测值与实验值具有高度的相关性（R2=0.994 9），拟合程度高，说明用方程拟合3个因素与感官评分之间的关系是可行的[19]。由方差分析结果可知，方程一次项X1、X2、X3影响高度显著，其影响顺序为X3＞X2＞X1；二次项X12、X22和X32以及交互项X2X3都对感官评分影响显著。失拟误差不显著，说明残差均由随机误差引起，总的来说，此回归方程的拟合程度较高，各试验因素对响应值的影响呈二次关系，3个因素之间存在的交互作用对感官评分的影响见图1、图2、图3。

图1 淀粉与盐的交互作用对感官评分的影响Fig.1 Interaction effect of adding amount of starch and salt on sensory evaluation

图2 淀粉和凝胶化温度交互作用对感官评分的影响Fig.2 Interaction effect of gelling temperature and adding amount of starch on sensory evaluation

图3 盐和凝胶化温度交互作用对感官评分的影响Fig.3 Interaction effect of gelling temperature and adding amount of salt on sensory evaluation

响应面反映了当淀粉、盐、凝胶化温度3个因素的任意变量取零点水平的时候，其它2个因素的交互作用对感官评分的影响情况。曲面陡表明该因素对感官评分的影响显著，曲面平缓表明该因素对感官评分的影响不显著；等高线的形状反映两因素交互作用的强弱，椭圆形表明交互作用强，影响显著，圆形则相反；等高线密集表明对感官评分影响较大，稀疏表明影响较小。

淀粉、盐和凝胶化温度3个因素对感官评分的交互作用如图1、图2、图3所示，可以看出3个因素与Y1呈抛物线关系。说明鱼肉香肠的感官评分与淀粉、盐和凝胶化温度之间并非线性关系。由曲面图陡峭程度可知，3个因素对感官评分的影响显著，其影响次序是：凝胶化温度＞盐＞淀粉；由等高线图的形状可知，等高线稀疏且近乎圆形，因此3个因素之间的交互作用对感官评分的影响不显著。

2.3 弹性的试验结果及分析

表5 弹性的试验结果方差分析表Table5 Variance analysis of springiness experiment result

同理，以弹性（Y2）为响应值，经回归拟合得Y2的标准回归方程：Y2=13.28+0.062X1+0.11X2-0.47X3+ 0.2X1X2-0.18X1X3+0.07X2X3-0.57X12-0.41X22-0.9X32，式中：Y2为弹性的预测值；X1、X2、X3分别为淀粉添加量、盐添加量、凝胶化温度。由表5可以看出，Y2的回归方程高度显著（R2=0.990 7），失拟误差不显著，说明此回归模型很显著，用方程拟合3个因素与弹性之间的关系也是可行的。由方差分析结果可知，方程一次项X1为不显著水平，据研究，淀粉对制品弹性的影响为显著，淀粉的作用与弹性有一定关系，淀粉除了有填充和调味作用之外，还可以提高制品的弹性，使制品的口感更好。淀粉的种类也会影响制品的弹性，本研究只研究木薯淀粉的添加量的影响。此次试验存在系统误差，多次试验以找出原因。3个因素之间的交互作用对弹性的影响见图4、图5、图6。

淀粉、盐的添加量和凝胶化的温度三因素对弹性的交互作用如图4、图5、图6所示。可以看出，鱼肉香肠的弹性与淀粉、盐和凝胶化温度之间并非线性关系。分析曲面图的陡峭程度可知，3个因素对弹性的影响显著，其影响次序为：凝胶化温度＞盐＞淀粉；由等高线形状和稀疏程度看出，3个因素之间的交互作用对弹性的影响较显著。

图4 淀粉和盐交互作用对弹性的影响Fig.4 Interaction effect of adding amount of starch and salt on springiness

图5 淀粉和凝胶化温度交互作用对弹性的影响Fig.5 Interaction effect of gelling temperature and adding amount of starch on springiness

图6 盐和凝胶化温度交互作用对弹性的影响Fig.6 Interaction effect of gelling temperature and adding amount of salt on springiness

2.4 最佳工艺条件的确定与分析

通过响应面试验和方差分析，3个因素试验的最佳水平见图7。

图7响应值的预测Fig.7 Prediction of the response value

本研究利用响应面法优化鱼肉香肠的工艺条件，基本配方通过单因素试验确定，基本配方是除了淀粉和盐的其他配料的添加量和配比；研究的工艺条件包括凝胶化温度和漂洗处理。

通过对淀粉、盐和凝胶化温度这3个最具影响力的因素进行响应面试验和分析，得到一组最优添加质量分数配比：淀粉9.03%，盐2.33%，凝胶化温度43.33℃。在此条件下，鱼肉香肠的感官评分为84.70、弹性13.28mm。考虑到实际可操作性，将优化参数修正为淀粉9%，盐2.3%，凝胶化温度43℃。

为检验响应面分析方法的可靠性，采用上述优化参数制备玉米鱼肉香肠，进行感官评定得分为83.5，实测弹性为13.21mm，与理论预测值的相对误差小，表明采用响应面分析方法优化的工艺参数准确可靠，有实用价值。

3 结论

1）玉米鱼肉香肠的最佳配方

通过实验可知玉米鱼肉香肠的最佳配方为：鱼肉66%，味精0.1%，白胡椒粉1%，猪肥膘3.3%，玉米粒12%，蒸馏水1mL/5 g鱼肉，大豆蛋白粉2.6%，料酒1.3%，姜汁2.6%，淀粉9%，盐2.3%，得到的鱼肉香肠腥味被去除，且风味独特、色泽纯正、弹性足、口感良好。

2）玉米鱼肉香肠的最佳工艺条件

通过响应面试验，得到凝胶化的最佳条件：灌肠后，将制品置于43℃的水中恒温水浴30min。在这种条件下，鱼肉糜的凝胶形成能增强，形成富有弹性的凝胶体。此外，在采肉后将鱼肉进行漂洗处理，可去除水溶性蛋白，促进盐溶性蛋白溶出，增强鱼肉糜的凝胶形成能，控制漂洗水的温度和pH，清水漂洗3次，每次慢速搅拌8min，静置5min。这种处理使鱼肉香肠无论是色泽还是弹性都达到较高水平。

[1]刘书成.冷冻鱼糜和鱼糜制品加工[M].水产食品加工学,2011(2): 227

[2] 冯娟,田建文,张海红.鱼肉肠生产工艺条件优化[J].食品科技, 2012,37(2):165-168

[3] 吴港城,张憨,陈卫星.猪肉、脂肪以及淀粉含量对鱼肉肠品质的影响[J].食品与生物技术学报,2011(4):500-505

[4]刘书成.鱼肉香肠的制作[M].水产食品加工学,2011(2):241-247

[5]HERMANSSON AM.Gel characteristics-structure as related to texture and waterbinding of blood plasma gels[J].Journal of Food Science,1982,47(6):1965-1972

[6] 李苗云,赵改名,张秋会,等.复合磷酸盐对肉制品加工中的保水性优化研究[J].食品科学,2009,30(8):80-85

[7] 豆亚静,张晓龙,常丽新,等.响应面优化超声波法提取黑豆异黄酮的工艺研究[J].食品工业科技,2013,34(5):259-2633

Study on the Sausage Preparation Process with Maize and Fish by Response Surface Methodology

YANG Zhi-juan，HU Xue-qiong*，YANG Xi-hong，OU Shu-ting
（College of Food Science and Technology，Guangdong ocean university，Zhanjiang 524025，Guangdong，China）

The tilapia was used as the main raw material to find out the optimum process of the maize fish sausages.The maize，starch，salt，soy protein powder，cooking wine and ginger and other supplement material and gelling temperature play very important roles in improving the sensory evaluation of fish sausages.The optimum process is obtained by using response surface experiment which contains three factors，such as the starch，salt，and gelling temperature.The result shows that，with adding 9%starch，2.3% salt and the gelling temperature 43℃with the best products which are high springiness，color pure，unique flavor，and rich in nutrition.

maize；fish sausage；response surface methodology；flavor；springiness

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.01.015

2013-12-08

杨志娟（1963—），女（汉），副教授，硕士，研究方向：食品加工与贮藏。

*通信作者：胡雪琼（1970—），女（汉），本科，研究方向：深海农产品加工。