基于模糊数学感官评价法研究黄花菜粉添加量对牛肉丸品质的影响

李应兰，李海峰，贺晓光，魏亚儒

(宁夏大学 食品与葡萄酒学院, 宁夏 银川, 750021)

肉丸是我国一种传统肉制品，深受消费者的喜爱[1-2]，而传统乳化肉制品中脂肪含量在20%～30%[3]，过量饱和脂肪酸的摄入会增加患高血压、肥胖和心血管等慢性疾病的风险[4-5]。刘伟兰[6]报道了在肉丸中添加麸皮膳食纤维，改善了普通肉丸的感官特性和保健功能特性，同时增加了产品得率。膳食纤维通过影响胆汁酸代谢使基体胆固醇排出增加，从而降低血清胆固醇，预防由冠动脉硬化引起的心脏病[7]。RAN等[8]研究发现，将紫苏粒加入肉丸中可以有效改善肉丸中多不饱和脂肪酸组成，提高膳食纤维和蛋白质的含量，并改善肉丸的风味。此外，研究者分别在肉丸中添加黑麸皮和豌豆纤维[9]、玉米膳食纤维[10]、燕麦[11]等来提高肉丸的膳食纤维含量和出品率。

黄花菜(Hemerocallisfulva)又名萱草、金针菜，为百合科萱草属多年生草本宿根植物，其根、叶、茎、花在东亚地区作为食品和传统的药品已有几千年的历史[12]。黄花菜性味甘凉，营养价值高，富含多种糖类、蛋白质、维生素、无机盐、黄酮类物质及多种人体必需氨基酸[13]，其中胡萝卜素和维生素C含量是西红柿的5倍[14]。黄花菜属高蛋白、低热值、富含维生素及矿物质的保健蔬菜[15-17]。

因此，为提高传统牛肉丸中多糖、卵磷脂、膳食纤维等功能营养成分含量，将黄花菜粉添加到牛肉丸中，以改善牛肉制品感官特性和营养品质。目前，陈芳[18]以兔肉和黄花菜、灵芝等为原料，发明了一种润肺安神的即食香辣兔肉；沙亮亮[19]报道了祛湿散寒型柑橘味牛肉串及其制备方法；郭玉星[20]以牛肉和黄花菜为主料研制了一种秘制牛肉酱；此外，许炜[21]发明了一种腊肠驴肉丸及其制备方法。将黄花菜以粉末的方式添加至肉制品中的报道很少，为此，本文研究不同添加量的黄花菜粉对牛肉丸品质的影响，开发黄花菜新产品。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

黄花菜(干)产自盐池县;冰鲜牛肉、调味品(鸡精、白胡椒粉、料酒、香油、白砂糖、食盐)、小苏打、玉米淀粉、鸡蛋、鲜姜、鲜葱、蒜均购于超市;三聚磷酸钠(食品级)。

1.2 仪器与设备

HR-1 Discovery 流变仪，美国TA公司；TA-XT plus 质构仪，英国Stable Micro Systems有限公司；WSC-S 色差计，上海精密仪器表有限公司；JP728 料理机、C21-SDHCB9E35 电磁炉，浙江绍兴苏泊尔生活电器有限责任公司；SQP 电子天平，多利斯科学仪器北京有限公司；YF-10 超微粉碎仪，浙江瑞安市永历有限责任公司；DHG-9123A 恒温鼓风干燥箱，上海精宏实验设备有限公司；TGL-16M 高速冷冻离心机，上海卢湘仪离心机仪器有限公司；BCD-649 WDGK 冰箱，青岛海尔股份有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 黄花菜粉制备

取适量剔除已经发霉变质的花蕾及杂物的干黄花菜进行清洗，去除所含杂质，沥干后于80 ℃下干燥4 h，粉碎，用100目筛网手动过筛，装自封袋，储存于-10 ℃，备用。

1.3.2 工艺流程

选料→牛肉预处理→绞肉→加入淀粉、蛋清、调味品→搅拌→冰水、不同添加量黄花菜粉→擂溃→腌制→挤丸→煮丸→冷却→包装→成品→-18 ℃冻藏。

1.3.3 操作要点

原料前处理：选择经卫生检疫合格的新鲜牛后腿肉，剔除脂肪、筋腱、软骨、杂物等,清洗干净，经过冷冻缓化处理后再使用。新鲜的葱、姜、蒜去皮洗净，切成末备用。

绞肉：将其缓化到半冻状态,即-5 ℃左右,切成小方块投入到绞肉机中,使用3 mm孔径的筛网绞2遍成肉糜状。因绞肉时会产生大量的热量使肉本身的温度升高，影响肉的品质，所以在绞肉前最好对加工的肉进行冷却。

擂溃：按照配方的要求进行配料。将处理好的牛肉糜与食盐、淀粉、鸡蛋清等按照一个方向搅拌均匀，加入适量水调至馅料黏稠度适中。然后将黄花菜粉与剩余冰水混合加入肉糜中，搅拌混合均匀。整体稀稠一致,随手拍打而颤动为最佳，结束擂溃。

腌制：将擂溃后的肉糜放入0～4 ℃的冰箱中冷藏腌制2 h,使其状态进一步平衡和稳定,增加肉糜的黏性,对成品的弹性和质构也有有利的作用。

挤丸：用手挤成直径为2 cm左右的肉丸。

煮丸：将制得的肉丸放入60 ℃水中预煮5 min,然后迅速升温到90 ℃，文火煮制5 min，待其中心温度达80 ℃，肉丸浮于水面，手捏有弹性，光滑，呈灰白色时，捞出牛肉丸沥干水分。

1.3.4 基础配方[22]

按照新鲜牛肉(100 g)的质量百分比添加，玉米淀粉6%、食盐2.5%、白砂糖2%、鲜姜末1%、蒜末2%、鲜葱末2%、鸡蛋清6%、小苏打0.3%、料酒1%、白胡椒粉0.5%、鸡精0.5%、香油1%、三聚磷酸盐0.4%、冰水30%。

1.3.5 黄花菜牛肉丸子配方设计

在1.3.4基础配方的基础上按照新鲜牛肉的质量百分比分别添加5%、10%、15%、20%、25%的黄花菜粉。制作黄花菜牛肉丸，所得样品进行性质测定和感官评价，考察不同黄花菜粉添加量对牛肉丸品质的影响。

1.3.6 色差测定

将牛肉丸切成5 mm厚的薄片，采用色差计测定L*值、a*值和b*值，其中L*值表示亮度，a*值表示红度，b*值表示黄度。每个处理测定4次。

1.3.7 蒸煮损失测定

准确称取生肉丸质量，煮制取出后用清水冲淋使其温度降低，再用滤纸吸干肉丸表面水分，并准确称量蒸煮后肉丸的质量，蒸煮损失率按公式(1)计算:

(1)

式中：m1,煮制前的质量，g；m2,煮制后的质量，g。

1.3.8 持水性的测定

参照米红波等[23]的方法进行测定。将黄花菜牛肉丸从4 ℃冰箱中取出，室温下放置30 min，用吸水纸除去多余的水分，切成5 mm厚的薄片，准确称质量，用3层滤纸包裹后放入离心管，在4 ℃下，5 000×g离心15 min，离心结束后，除去滤纸，再次称质量，持水性按公式(2)计算：

(2)

式中：m3,离心前样品质量，g；m4,离心后样品质量，g。

每个样品做5个平行，结果取平均值。

1.3.9 质构测定

将黄花菜牛肉丸从4 ℃的冰箱中取出，平衡至室温，沿肉丸样品直径方向切成直径1 cm，厚1 cm的鼓状。质构测定参数：采用TPA模式，探头型号为P35，压缩比50%，测前速率2 mm/s，测中速率1 mm/s，测后速率2 mm/s，触发类型为自动，触发力5 g，间隔时间5 s，测定样品的硬度、弹性、胶黏性、咀嚼性和回复性。每个样品做5个平行，结果取平均值。

1.3.10 凝胶强度测定[24]

将黄花菜牛肉丸从4 ℃的冰箱中取出，平衡至室温，沿肉丸样品直径方向切成直径1 cm，厚1 cm的鼓状。凝胶强度测定参数：采用Return To Start模式，其中凝胶强度为破断力与凹陷距离的乘积，即凝胶强度(g·mm)=破断力(g)×凹陷距离(mm)。探头型号为P/0.5 HS，测前速率2 mm/s，测中速率1 mm/s，测后速率2 mm/s，触发类型为自动，触发力5 g，目标值7 mm，每个样品做6个平行，结果取平均值。

1.3.11 生牛肉丸流变性质测定

参照KANG等[25]的方法并加以修改。采用40 mm平板夹具，将样品放置校正准确的流变仪平台，用硅油密封，防止水分蒸发，间隙为3.00 mm，在振荡模式及1%应变的线性黏弹性线性区域内分别进行动态频率扫描和动态温度扫描。动态频率扫描条件：范围0.1～20 Hz，应变1%，记录动态扫描期间储能模量G′值的变化。动态温度扫描条件：样品于25 ℃平衡3 min，扫描范围25～80 ℃，变温速率2 ℃/min，于80 ℃保温3 min。加热过程中，在振荡模式和0.1 Hz的固定频率下对样品进行连续剪切，并记录动态扫描期间储能模量G′值的变化，每组样品测量3次，结果取平均值。

1.3.12 模糊数学感官评价方法

参照朱由珍等[26]的方法，并略作修改，挑选经过感官评定培训的食品专业学生10人(5男5女)组成感官评定小组。感官质量评价标准见表1。

表1 感官质量评价标准Table 1 Evaluation standard of sensory quality

确定感官评价因素集X=(色泽x1，滋味x2，弹性x3，组织状态x4)，得分集U=(优秀u1，良好u2，一般u3)，采用强制决定法得到权重集L=(0.2，0.3，0.2，0.3)对应的指标分别为色泽、滋味、弹性和组织状态。

1.4 数据处理

采用SPSS 23.0软件对实验数据进行处理分析，包括单因素方差分析、显著性比较和相关性分析(P<0.05)，采用Origin 8.0软件作图。

2 结果与分析

2.1 蒸煮损失率和持水性分析

蒸煮损失率是肉制品加工过程的一个重要指标，蒸煮损失越大产品得率就越低。由图1显示，黄花菜粉添加量增多,能显著降低牛肉丸的蒸煮损失率(P<0.05)，且随着黄花菜粉添加量的增加，牛肉丸蒸煮损失率先降低后上升，添加质量分数20%黄花菜粉对降低牛肉丸蒸煮损失率的效果更为突出。这可能是黄花菜粉中多糖类物质对于肌肉组织的脱水具有阻碍作用，在肉丸蒸煮过程中，多糖与肌肉蛋白形成稳定的胶凝网状结构，在肌肉组织表面形成保护层，减少肉制品的损失[27]，添加量越大，蛋白凝胶网络孔隙越大，蛋白的网络结构也会受到一定的破坏，造成蒸煮损失率逐渐增大[28]。牛肉丸的持水性随着黄花菜粉添加量的增加而升高。因为黄花菜粉吸收肉糜中的游离水，使其难以析出，同时，吸水膨胀的黄花菜粉颗粒填充在牛肉糜蛋白质的空隙中，使牛肉丸的结构更加致密，有助于保留更多的水[29]。

图1 黄花菜粉添加量对牛肉丸蒸煮损失率和持水性的影响Fig.1 Effect of day lily powder addition on the loss rate and water holding capacity of beef meatballs in cooking注：组间不同小写字母表示具有显著性差异(P<0.05)(下同)

2.2 凝胶强度分析

如图2所示，牛肉丸凝胶强度随黄花菜粉添加量的增加而增大，且黄花菜粉添加质量分数为25%时制得牛肉丸的凝胶强度增加最为显著(P<0.05)。这可能是黄花菜中多糖对牛肉糜产生了较大影响。多糖对肉类产品功能特性影响的研究证明，添加多糖类物质，会提高肉类产品的硬度和凝胶强度[30]，这是因为在加热过程中增强了蛋白质与多糖间的相互作用，形成稳定的高分子化合物，同时加热使蛋白质分子内部的反应基团暴露出来[31]，从而导致牛肉丸凝胶强度增加。

图2 黄花菜粉添加量对牛肉丸凝胶强度的影响Fig.2 Effect of day lily powder addition on the gelatinous strength of beef meatballs

2.3 色差分析

色泽是消费者选择肉制品直观标准。由表2可知，牛肉丸的L*值和a*值随黄花菜粉添加量的增加呈下降趋势。这与张翼飞等[32]研究桔梗粉香肠制品时的趋势类似。b*值随黄花菜粉添加量的增加而升高，YASARLAR等[33]报道了在土耳其肉丸中加入玉米粒后b*值增加的现象。这可能是黄花菜粉呈淡黄色，使牛肉丸的截面泛黄，随着添加量的增加更为明显，也使牛肉丸的L*值降低。

表2 黄花菜粉添加量对牛肉丸色泽的影响Table 2 Effect of day lily powder addition on the color of beef meatballs

2.4 质构特性分析

质构特性能直观的反映肉丸的感官品质，是评价肉丸质量的重要指标之一。由表3可知，随着黄花菜粉添加量的增加，牛肉丸的硬度、胶黏性和咀嚼性均升高。其中硬度升高较为显著(P<0.05)，增加黄花菜粉的添加量对牛肉丸的弹性和回复性无显著变化。这是因为随着黄花菜粉添加量的增加，体系游离水分减少、吸收完全，牛肉丸呈现过硬过韧的现象，从而导致胶黏性和咀嚼性增加。胡潇等[34]研究了不同紫薯全粉添加量对猪肉丸食用品质的影响，得出随着紫薯全粉的添加，肉丸的硬度、黏聚性和咀嚼性都呈现下降的趋势，与本文结论相反。将黄花菜粉添加至肉丸中，会形成一定腔室结构，这种结构与蛋白质形成稳定的三维网状结构，由于黄花菜粉的机械填充效应，使牛肉丸的硬度增加。叶丹[35]报道了牛肉糜的硬度随麸皮添加量的增加而增大，与本文结论一致。

表3 黄花菜粉添加量对牛肉丸质构特性的影响Table 3 Effect of day lily powder on addition the texture characteristics of beef meatballs

2.5 生牛肉丸流变性质分析

动态流变学特性中储能模量G′值反映了肉糜的凝胶强度[36]。如图3所示，生肉丸的储能模量G′值随扫描频率的增加升高，且在相同频率下，黄花菜粉添加量高的牛肉丸G′值升高的更为显著，将黄花菜粉加入牛肉丸中，黄花菜粉中的多糖与蛋白质间的相互作用变强，随添加量增加,多糖与蛋白质接触面积更大，使得牛肉丸的空间结构变得更加紧凑，G′值上升。王希希等[37]将刺麒麟菜加入肉糜中，在相同的振荡频率下，随着刺麒麟菜添加量的增加，鸡胸肉糜的G′值也逐渐增加,与本文结论相一致。说明添加黄花菜粉促进了肉糜凝胶网络和蛋白质基质的形成，从而提高了肉丸的凝胶强度。

图3 黄花菜粉添加量对生牛肉丸G′值的影响Fig.3 Effect of day lily powder addition on G′ value of raw beef meatballs

肉糜升温加热过程实质是肌肉纤维蛋白受热胶凝，是一个不稳定的动态流变过程，伴随着肌肉蛋白的解链、变性和凝集[38]。如图4所示，各实验组有着相似的流变曲线，在加热过程中不同黄花菜粉添加量的生肉丸G′值呈上升趋势，主要包括3个温度范围：第1阶段，25～47 ℃时，随着温度升高，生肉丸的储能模量G′值较缓慢升高，这可能是牛肉丸凝胶网络形成的初始阶段，此时肌球蛋白头部通过二聚作用开始交联，形成蛋白质网络结构[39]；第2阶段，47～60 ℃时，生肉丸G′值缓慢上升，主要是因为绞碎过程中大量的肌原纤维蛋白发生溶解和溶胀，受热过程中发生折叠，导致G′值上升缓慢[40]；第3阶段，60～80 ℃所有实验组生肉丸的G′值快速上升,此时蛋白质交联聚集形成弹性凝胶网络结构，说明半溶胶在受热过程中转化成为弹性胶体。肉糜的热动态流变性表明了肌肉中肌原纤维蛋白变性对肉糜凝胶结构的影响[41]。实验表明，黄花菜粉的添加对肉丸在加热过程中G′值的变化产生显著影响，且呈上升的趋势，这与肉丸凝胶强度的变化相吻合。刘俊雅[42]发现在加热过程中，添加竹笋膳食纤维的理组的G′值明显高于对照组，且随着竹笋膳食纤维添加量的增加，猪肉糜凝胶体系的储能模量G′值持续增大。

图4 不同黄花菜粉添加量的牛肉丸升温过程中G′值的变化Fig.4 Change of G′ value in beef meatballs with different addition of day lily powder during the heating process

2.6 模糊数学感官评价分析

10名感官评定员对5组样品按黄花菜牛肉丸的色泽、滋味、弹性和组织状态4个因素进行逐一评价，对应的等级票数分布情况见表4。

由表4可知，5组样品对应的模糊矩阵分别为：

(0.27，0.29，0.44)

表4 不同黄花菜粉添加量的牛肉丸感官评价票数分布Table 4 Vote distributions of sensory evaluation of beef meatballs with different day lily powder addition

由此可知，对于1号样品有27%的感官评定员认为优秀，29%认为良好，44%认为一般。同理：R2=(0.29，0.3，0.41)；R3=(0.46，0.4，0.14)；R4=(0.88，0.1，0.02)；R5=(0.7，0.27，0.03)。根据最大隶属原则，黄花菜粉添加质量分数为20%制得牛肉丸的感官评分最高。即88%的感官评定员认为优秀，10%认为良好，2%认为一般，其次是黄花菜粉添加量质量分数25%制得的牛肉丸。因为黄花菜粉添加量超过一定范围值，制得牛肉丸出现过硬韧的现象，从而影响感官评价。

3 结论

本文牛肉丸为研究对象，分别在5%、10%、15%、20%和25%这5个不同黄花菜粉添加质量分数下制得牛肉丸，分析黄花菜牛肉丸的感官评价、质构特性和理化性质，得出以下结论：

牛肉丸的蒸煮损失率随黄花菜粉添加量的增加呈先降低后上升的变化，添加质量分数20%黄花菜粉对降低牛肉丸蒸煮损失率的效果更为突出。牛肉丸的持水性随着黄花菜粉添加量的增加而升高。

随着黄花菜粉添加量的增加，牛肉丸的硬度、胶黏性和咀嚼性均升高。其中硬度升高较为显著(P<0.05)，增加黄花菜粉的添加量对牛肉丸的弹性和回复性无显著变化。牛肉丸的L*值和a*值随黄花菜粉添加量的增加呈降低趋势，b*值随黄花菜粉添加量的增加而升高。

生肉丸的储能模量G′值随扫描频率的增加而升高，且在相同频率下，黄花菜粉添加量大的牛肉丸G′值升高的更为显著，在加热过程中主要包括3个温度范围：25～47 ℃时，G′值较缓慢上升，47～60 ℃时，G′值缓慢上升，60～80 ℃时，G′值快速上升，添加黄花菜粉对肉丸在加热过程中G′值的变化产生显著影响，且呈上升的趋势，说明添加黄花菜粉促进了肉糜凝胶网络和蛋白质基质的形成，从而提高肉丸的凝胶强度，这与肉丸凝胶强度的变化相吻合。

黄花菜粉添加质量分数为20%制得牛肉丸的感官评分最高。即88%的感官评定员认为优秀，10%认为良好，2%认为一般，其次是黄花菜粉添加质量分数为25%制得的牛肉丸。