橡子淀粉、猪皮匀浆物和脂肪对猪肉香肠品质的影响

倪娜，王玉杰,2，李子晗，许灵媛，李华*

(1.内蒙古民族大学 生命科学学院，内蒙古 通辽 028000；2.大连工业大学 食品学院，辽宁 大连 116034)

香肠是我国肉制品市场的主流产品之一，深受消费者喜爱。在肉制品的生产加工过程中，脂肪不仅赋予食品润滑的口感、油脂香醇的风味、特定的组织状态和良好的稳定性，也是人体获得营养与能量的重要来源之一[1]。然而，高脂肪膳食能引起肥胖、高血压以及心脑血管疾病的发生，也与结肠癌风险直接相关[2-3]。因此，为降低香肠中脂肪含量同时又保持口感，使用植物脂肪或鱼油取代动物脂肪并添加脂肪替代物是有效手段之一[4]。研究表明，添加一些非脂肪成分，如各类淀粉、膳食纤维、胶原蛋白等[5-9]可有效改善产品的口感。王继伟等报道橡子淀粉糊具有粘度高、老化速度慢及粘度稳定等特点，作为肉糜制品的填充剂，可提高肉制品的紧密程度，改善其组织状态，提高其持水性能。畜禽皮中含有丰富的胶原蛋白，且其含量约占总蛋白质量的95%，可用于改善肉制品的弹性[10-11]。本研究通过单因素试验与Box-Behnken试验设计，分析橡子淀粉添加量、猪皮匀浆物添加量和动植物脂肪比例对猪肉香肠感官品质的影响，以降低传统香肠中动物脂肪含量为目的，获得生产新型猪肉香肠的最优配料方案。

1 材料与方法

1.1 材料

橡子淀粉：购自于抚顺金宇食品有限公司；猪皮匀浆物：实验室自制，将新鲜猪皮解冻后去除污物、毛根，用清水洗净后放入锅中加热，开锅2～3 min后取出，趁热刮除脂肪，切碎后加入4倍清水，使用组织捣碎机高速匀浆6次，每次30 s，用双层纱布过滤后备用；猪后腿肉、猪背膘、大豆油、食盐、白糖、味精、桂皮、白胡椒、十三香、胶原肠衣等：均为市售。

1.2 仪器与设备

JA5002电子天平 上海浦春计量仪器有限公司；HHS-21-6型电热恒温水浴锅、JJ-2型高速组织捣碎机 苏州威尔实验用品有限公司；TJ112-H型绞肉机 广东恒联食品机械有限公司；TV-5型灌肠机 佛山美华机械有限公司；SZ-5型斩拌机 广州旭众食品机械有限公司；DZ-300A型真空封口机 济南旭众机械设备有限公司；CT3质构仪 美国Brookfield公司。

1.3 猪肉香肠的制备

1.3.1 猪肉香肠配方

以瘦肉100 g计，食盐2.5 g、白砂糖0.625 g、碎冰12.5 g、味精1.25 g、桂皮0.025 g、十三香0.015 g、白胡椒0.625 g，橡子淀粉、猪皮匀浆物、猪背膘、大豆油按1.4试验设计中所示添加量进行添加，其中动植物脂肪的总添加量为20 g。

1.3.2 加工工艺流程

新鲜猪肉→清洗→修整→切块→绞肉→腌制→斩拌→灌肠→真空包装→蒸煮→冷却→0～4 ℃低温贮藏。

1.3.3 操作要点

参考Ni等[12]的方法略作修改。将新鲜原料肉去皮、去骨、去筋腱、切块，将瘦肉与背膘分别过8 mm孔板，在瘦肉中添加食盐和调味料，于4 ℃下过夜腌制后，放入斩拌机内均匀铺开，按1.4加入碎冰及其他配料，乳化斩拌10 min至混合完全；使用直径为18 mm的胶原蛋白肠衣灌制香肠，打卡分节，每根肠的长度为16 cm左右，使用聚乙烯袋真空包装；采用水浴煮制，温度设定为95 ℃，煮制45 min后取出；用流动水将猪肉香肠冷却后置于4 ℃冰箱内保存待用。

1.4 试验设计

1.4.1 单因素试验

在猪皮匀浆物添加量为4%、动植物脂肪比例为1∶1的条件下，研究不同橡子淀粉添加量(0%、2%、4%、6%、8%、10%，占香肠总质量的百分比，下同)对猪肉香肠感官品质的影响。在橡子淀粉添加量为4%、动植物脂肪比例为1∶1的条件下，研究不同猪皮匀浆物添加量(0%、2%、4%、6%、8%、10%)对猪肉香肠感官品质的影响。在橡子淀粉添加量为4%、猪皮匀浆物添加量为6%的条件下，研究不同动植物脂肪比例(1∶0、4∶1、3∶2、2∶3、1∶4、0∶1，对应总脂肪中植物脂肪替代动物脂肪的比例分别为0%、20%、40%、60%、80%、100%)对猪肉香肠感官品质的影响。

1.4.2 响应面优化试验

根据单因素试验结果，以橡子淀粉添加量、猪皮匀浆物添加量和植物脂肪的替代比例(以大豆油替代量表示)为自变量，以猪肉香肠的感官评分为响应值，采用Design-Expert 8.0.6软件中的Box-Behnken设计建立三因素三水平模型，中心点重复5次，通过多元二次回归方程和响应曲面图描述橡子淀粉、猪皮匀浆物和脂肪对猪肉香肠感官品质的影响，确定猪肉香肠的最优配方。响应面试验影响因素水平及编码见表1。

表1 响应面试验影响因素水平及编码Table 1 The factors and levels of response surface design

1.4.3 与传统香肠的比较试验

选用最优配料方案制备猪肉香肠，按未优化配方制备传统猪肉香肠，即配料中的脂肪全部为猪背膘，使用马铃薯淀粉替代橡子淀粉，猪皮匀浆物用等重的冰水代替。将优化香肠与传统香肠的质构、出品率、保油保水性等品质指标进行对比。

1.5 猪肉香肠的品质测定

1.5.1 猪肉香肠的感官评定

选择12位品评员(男女各半)组成感官评定小组，分别从色泽、组织状态、风味、口感、外观等方面对猪肉香肠进行感官评分。香肠样品切制厚度为5 mm，使用三位随机数字编码，并随机分发给品评员，品评员每品尝一个样品前需用温水漱口。最终以12位品评员评分结果的平均值作为试验结果，感官检测项目与感官评分标准见表2。

表2 猪肉香肠的感官评分标准Table 2 The sensory scoring criteria of pork sausage

1.5.2 猪肉香肠的质构分析

参考赵茉楠等[13]的方法略作修改，准确切取15.0 mm高的肠体，使用质构分析仪对样品进行TPA分析，测定样品的硬度、弹性和咀嚼性。测量参数设定：TA39型探头，测中速率2.00 mm/s，两次压缩测定的时间间隔为20.00 s，下压距离10.0 mm，触发力5 g。

1.5.3 猪肉香肠的蒸煮损失率(CL)

参考Choe等[14]的方法略作修改。精确称量煮制前香肠的净质量(W1)和煮制后香肠的净质量(W2)，按下式计算香肠的蒸煮损失率。

1.5.4 猪肉香肠的出油率和出水率

参考Faria等[15]的方法测定。

1.6 数据分析

使用Design-Expert 8.0.6软件中的Box-Behnken试验设计程序分析响应面试验结果，采用SPSS 21.0软件对比较试验结果进行独立样本T-检验，采用Origin Pro 9.1软件作图。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果分析

2.1.1 橡子淀粉添加量对猪肉香肠感官品质的影响

橡子淀粉添加量对猪肉香肠感官评分的影响见图1。

由图1可知，随着橡子淀粉添加量的增加，猪肉香肠的感官评分呈先上升后下降的趋势。当橡子淀粉添加量在2%～4%的范围内时，产品的弹性较好，口感软硬适中，香味浓厚。当橡子淀粉添加量达到4%时，感官评分最佳。当橡子淀粉添加量超过4%后，产品的弹性变差，黏性增加，肠体组织松散，感官评分呈下降趋势。

图1 橡子淀粉添加量对猪肉香肠感官评分的影响Fig.1 Effect of additive amount of acorn starch on the sensory score of pork sausage

2.1.2 猪皮匀浆物添加量对猪肉香肠感官品质的影响

猪皮匀浆物添加量对猪肉香肠感官评分的影响见图2。

图2 猪皮匀浆物添加量对猪肉香肠感官评分的影响Fig.2 Effect of additive amount of pigskin homogenate on the sensory score of pork sausage

由图2可知，当猪皮匀浆物的添加量低于6%时，猪肉香肠的感官评分随猪皮匀浆物添加量的增加而升高。当猪皮匀浆物的添加量在6%左右时，产品具有良好的弹性和紧密的组织状态。当猪皮匀浆物的添加量继续增加时，则产品的感官评分呈下降趋势，风味、组织状态不佳，香肠特有的风味有所散失，甚至产生轻微异味。这与袁玉超[16]的研究相似，在乳化猪皮应用于盐水火腿的正交试验中，乳化猪皮添加量对产品的感官评分影响最大，且添加量在中间值时感官评分最佳。

2.1.3 动植物脂肪比例对猪肉香肠感官品质的影响

动植物脂肪比例对猪肉香肠感官评分的影响见图3。

图3 动植物脂肪比例对猪肉香肠感官品质的影响Fig.3 Effect of the ratio of animal fat and vegetable fat on the sensory score of pork sausage

由图3可知，随着总脂肪中动物脂肪比例的降低和植物脂肪比例的增加，猪肉香肠的感官评分呈先上升后下降的趋势，当动植物脂肪比例在3∶2与2∶3之间，即对应大豆油替代动物脂肪的比例为40%～60%的范围内时，产品具有良好的弹性，软硬适中，且肠体紧实，口感较好。当动植物脂肪比例超过2∶3后，产品的风味、口感和组织状态呈下降趋势，失去了原有的弹性，肠体松垮，香味较差，甚至出现汁液渗出现象。

2.2 响应面法试验结果与分析

2.2.1 响应曲面试验设计与结果

依据单因素试验的结果，采用Box-Behnken设计，选取橡子淀粉添加量(A)、猪皮匀浆物添加量(B)、大豆油替代量(C)为影响因素，以表2为评价标准，响应面试验设计方案及结果见表3。

表3 猪肉香肠的响应面试验设计方案及结果Table 3 Response surface test design scheme and results of pork sausage

根据实际测得数据，使用Design-Expert 8.0.6物件对所得数据进行二次多元回归拟合，得到的感官评分值(R)对橡子淀粉添加量(A)、猪皮匀浆物添加量(B)、大豆油替代量(C)的回归模型：R=83.66+2.82A+1.59B+2.14C+1.53AB+2.02AC-2.15BC-3.13A2-1.80B2- 1.51C2。

表4 回归模型的方差分析Table 4 Analysis of variance of regression model

由表4可知，该模型方程的P值为0.0043，表明该模型回归极显著(P<0.01)，失拟项不显著(P>0.05)，表明该模型可以很好地反映试验设计中各因素对猪肉香肠感官评分的影响。判定系数R2=0.9200，调整R2=0.8171，表明响应值感官评分的实际值与预测值之间具有较好的拟合度，可以用此模型来分析和预测结果。由F值可知，所选各因素对响应值感官评分的影响程序依次为：C大豆油替代量>A橡子淀粉添加量>B猪皮匀浆物添加量。基于回归方程的因素显著性分析(P<0.05)，该模型中所有的一次项A，B，C对猪肉香肠的感官评分均具有显著影响(P<0.05)，其中A橡子淀粉添加量和C大豆油替代量对感官评分的影响极显著(P<0.01)；交互项中AC、BC表现为显著(P<0.05)，表明橡子淀粉添加量与大豆油替代量之间，以及猪皮匀浆物添加量与大豆油替代量之间的交互作用对香肠的感官评分具有显著影响(P<0.05)；二次项A2对香肠的感官评分具有极显著影响(P<0.01)；其他因素表现为不显著(P>0.05)。

2.2.2 响应曲面分析及优化

响应曲面图可直观地反映各因素间的相互作用，见图4～图6。响应曲面考察了橡子淀粉添加量、猪皮匀浆物添加量和大豆油替代量3个因素两两之间交互作用对猪肉香肠感官评分的影响。

图4 橡子淀粉添加量和猪皮匀浆物添加量对猪肉香肠感官评分的影响Fig.4 Effects of additive amount of acorn starch and pigskin homogenate on sensory scores of pork sausage

图5 橡子淀粉添加量和大豆油替代量对猪肉香肠感官评分的影响Fig.5 Effects of acorn starch additive amount and soybean oil substitution amount on sensory scores of pork sausage

图6 猪皮匀浆物添加量和大豆油替代量对猪肉香肠感官评分的影响Fig.6 Effects of pigskin homogenate additive amount and soybean oil substitution amount on sensory scores of pork sausage

由图4可知，橡子淀粉添加量和猪皮匀浆物添加量的交互作用对香肠感官评分影响不显著，当橡子淀粉添加量和猪皮匀浆物添加量增加时，其感官评分均呈先升高后降低的趋势，但橡子淀粉添加量方向较猪皮匀浆物添加量方向的响应面略陡。随着橡子淀粉添加量的增多，香肠的黏性增加，从而导致了感官评分的下降[17]。由图5可知，橡子淀粉添加量和大豆油替代量的交互作用对香肠感官评分的影响显著，当橡子淀粉添加量逐渐增加时，猪肉香肠的感官评分呈先升高后降低的趋势，当橡子淀粉添加量较高时，大豆油替代量可使感官评分响应曲面变陡，这可能是由于同时添加淀粉和脂肪可有效改善香肠产品的硬度和弹性[18]。由图6可知，猪皮匀浆物添加量和大豆油替代量之间的交互作用对香肠感官评分的影响显著，随着猪皮匀浆物添加量的增加，香肠的感官评分有所增加，而随着大豆油替代量增加，感官评分呈先增加后降低的趋势。

根据模型的回归分析可确定猪肉香肠产品的最优配方为：橡子淀粉的添加量为5%，猪皮匀浆物的添加量为7%，大豆油替代量为75%(即动物油与大豆油的比例为1∶3)，在此添加条件下感官评分的预测值为86.02分。为进一步验证试验，按照此条件重复进行3次试验，取平均得分为(85.03±0.73)分，此结果基本与模型预测得分吻合，相对标准偏差为1.15%，说明所建模型拟合良好可靠。

2.3 传统猪肉香肠与新型猪肉香肠的比较

由表5可知，与传统香肠相比，新型猪肉香肠的蒸煮损失率、出油率、出水率均降低，可降低加工香肠肉制品的成本，这与唐善虎等[19]的研究结果一致，由于淀粉具有持油性、保水性，可起到增稠和乳化效果，使得新型香肠的出油率、出水率显著降低(P<0.05)。橡子淀粉和猪皮匀浆物可能在猪肉香肠中形成了黏合物，与水油结合并降低了蒸煮损失。胶原蛋白的引入提高了香肠的嫩度，并改善了香肠的多汁性和保水性，使香肠的口感更为脆嫩，这与刘蒙佳的研究结果相似。与传统香肠相比，添加橡子淀粉、猪皮匀浆物，并替代大部分动物性脂肪的新型香肠硬度略有下降，弹性显著增加(P<0.05)，咀嚼性较好。猪皮中高含量的胶原蛋白提高了香肠的弹性和咀嚼性。

表5 传统猪肉香肠与新型猪肉香肠各项指标的比较Table 5 Comparison between traditional pork sausage and new-type pork sausage

3 结论

添加橡子淀粉、猪皮匀浆物、动植物脂肪比例对猪肉香肠的感官特性具有显著影响。当橡子淀粉添加量为5%、猪皮匀浆物添加量为7%、动植物脂肪比例为1∶3时，可得到加工猪肉香肠的最优配方。与传统香肠相比，上述添加物的引入可有效改善香肠的口感，提高香肠的弹性和持水性能。橡子淀粉、猪皮匀浆物具有降低香肠肉制品中脂肪的潜力。