潮汕脆性肉丸的感官评定与质构评价相关性分析

李树长，艾民珉，龙姣丽，黄诗洋，方泽豪，郭善广，范 红，曹媛媛，周 佺，蒋爱民,

（1.华南农业大学食品学院, 广东广州 510642；2.畜禽产品精准加工与安全控制技术国家地方联合工程研究中心, 广东广州 510642）

肉丸是我国一种传统低温凝胶肉制品，因其营养美味、食用方便，深受消费者的喜爱，它以猪肉为主要原料，经过绞切、擂溃、煮制、成型、冷却等一系列工艺制成[1-3]。质构是评价肉丸品质的关键指标[2]，其结果会直接影响消费者的选择。肉丸的质构特性可通过人的感官评定或仪器评价的方法获得。感官评价能简单、直观的反映肉丸质构品质，但受评定人员主观因素影响大，对环境要求高，评定结果无法直接用精确的数据表达，长期开展具有局限性[4-5]。所以，探索使用简单、客观的仪器分析对感官评定进行预测的方法具有很重要的作用和意义[6-7]。仪器分析方法已在肉类[8]研究中取到应用，具有一定的指导意义。

质构仪是测定食品质构特性的常用设备，它可以对食品的质构作出数据化的描绘，从而实现对感官进行客观的评价[9]。肉丸质构的仪器评价方法[10]常用的有质构剖面分析法（texture profile analysis，TPA）和穿刺实验法。Alina，Tim和Szczesniak等[11-13]首次提出食品质构可以通过仪器测定，并采用质构剖面分析法反映质构，其机械性能参数分9项，如食品的硬度、脆性、弹性、粘性、粘连性、胶着性、内聚性、咀嚼性和回复性等，这种TPA测定方法被广泛应用于固体食品（如面制品、果蔬、肉制品等）质构的测定[8,14-20]。穿刺实验指标如破裂力、破裂距离和凝胶强度等，这种方法也常常被运用于测试水果、薯条等食品[21-22]。

目前肉丸质构主要研究硬度、弹性、咀嚼性等[2,10]感官指标，未有相关文章报道关于肉丸脆性感官指标的研究，且广受大众喜爱的潮汕脆性肉丸中的脆性未被明确定义，所以研究肉丸的脆性具有一定的理论和实用价值。本文主要研究对象是工艺优化后的潮汕脆性肉丸，其脆性口感是牙齿压迫肉丸在破裂前的压缩距离，距离越短表明肉丸口感越爽脆。

因此，本文通过打浆时间、打浆温度、煮制时间和煮制温度四个单因素实验，再选取对脆性影响较大的打浆时间、打浆温度和煮制时间三个指标进行系统的三因素三水平响应面试验，最后选取响应面试验中13组不同工艺的潮汕脆性肉丸作为研究对象，使用质构剖面分析法和穿刺实验法测定肉丸的质构品质，同时进行感官评定实验，并对感官评定指标和质构评价指标之间进行相关性分析[23]。本研究旨在寻找能够代替感官评定方法的仪器指标或者将两者结合起来综合评价潮汕脆性肉丸，弥补肉丸脆性指标的研究空缺，为构建客观、精确、便捷的潮汕脆性肉丸感官性状评价体系奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

猪肉 华南农业大学三角市场；玉米淀粉 广州市嘉烨食品有限公司；食盐 广东省盐业集团有限公司；味精 广州奥桑味精食品有限公司；鸡粉 香港鲜宝食品有限公司。

双晓22型高速肉丸打浆机 双晓食品机械厂；定制型恒温蒸煮槽 中国艾博公司；WT2121美的电磁炉 美的集团股份有限公司；PL203型电子天平梅特勒-托利多（上海）有限公司；BCD-256KFB海尔冰箱 青岛海尔股份有限公司；VPJ-500TS真空包装机 中国艾博公司; TA. XT plus质构仪 英国Stable Micro Systems。

1.2 实验方法

1.2.1 工艺流程 采用潮汕脆性肉丸生产工艺，参考程伟伟等[3]、栗俊广等[24]肉丸制作工艺，并稍作修改。工艺流程如下：选料→原料肉预处理→绞肉→加入辅料等→打浆乳化→挤丸成型→煮丸→冷却→包装→成品。

1.2.2 操作要点 参考龙潭[25]的牛肉丸制作工艺，稍作修改。选料：选择屠宰后6 h内的新鲜猪肉后腿肉；原料肉预处理：猪肉剔除筋膜，然后切块通过直径为6 mm的绞肉机孔板绞制，经绞制后放在4 ℃的低温环境中备用；打浆乳化：将绞碎的肉糜倒入打浆机中，添加辅料后进行打浆乳化；挤丸成型、煮制：乳化完成后手工挤丸，注意控制肉丸直径为3 cm左右，将肉丸浸入恒温水槽中成型，再继续煮制。

1.2.3 试验设计 参考文献[26-31]的试验设计，作修改。以猪肉为基准，添加10%的冰、1.4%食盐、1.4%玉米淀粉、1.4%味精和0.7%鸡粉。前期已进行打浆时间、打浆温度、煮制时间和煮制温度四个单因素实验的预实验，然后固定煮制温度80 ℃，选取对脆性影响较大的打浆时间、打浆温度和煮制时间三个指标进行系统的三因素三水平响应面试验，最后选取响应面试验中13组不同工艺的潮汕脆性肉丸作为研究对象，对其感官性状进行分析，其试验设计组别见表1。

表1 肉丸试验设计组别Table 1 Experimental design group of meatballs

1.2.4 感官评定法 以硬度、弹性、脆性、咀嚼性、组织状态5项作为肉丸感官评定指标，参考殷俊等[2]、董庆利等[32]，制定感官评定标准表。邀请食品学院12名食品专业的研究生（6名男性、6名女性）组成感官评定小组。感官评定前先对评定小组成员进行肉丸相关知识的培训，使他们对肉丸制品的感官评定标准有清楚的了解，对肉丸的感官特性有分析和判断的能力。

感官评定实验在安静整洁的食品工艺室内进行，评定小组成员每品尝完一个样品后用纯净水漱口，以免品尝下一个样品时受到影响[33]。根据GB/T 16860-1997机械质地特性的定义和评价方法可知表2感官评定法参数定义。评定标准采取5分制，具体评分标准参照表3肉丸感官评定标准。

表2 感官评定法参数定义Table 2 Definition of parameters of sensory evaluation method

表3 肉丸感官评定标准Table 3 Sensory evaluation criteria of meatballs

1.2.5 TPA实验法 参数设定参考殷俊等[10]、栗俊广等[24]，略作修改。采用英国SMS公司的TA-XT plus型物性测试仪进行，并通过电脑应用 Exponent软件来分析计算。肉丸样品沿直径方向切成直径3 cm，厚度15 mm的鼓状，加载P/50的平底柱形探头进行测试，具体参数见表4。

表4 TPA实验测定参数设定Table 4 Parameter setting of TPA test

1.2.6 穿刺实验法 参数设定参考殷俊[10]，略作修改。本实验采用英国SMS公司的TA-XT plus型物性测试仪进行，并通过电脑应用 Exponent软件来分析计算。肉丸样品沿直径方向切成直径3 cm，厚度25 mm的大割圆状，加载P/5的柱形探头进行测试，具体参数见表5。

表5 穿刺实验测定参数设定Table 5 Parameter setting of puncture test

1.3 数据处理

2 结果与分析

2.1 感官评定结果

由表6可知，各感官评定结果差异显著（P＜0.05）。打浆温度不同组：除了样品2和6的硬度存在差异性显著（P＜0.05），样品1和5、样品2和6、样品3和7、样品4和8的感官指标均无差异性显著（P＞0.05），说明0～10 ℃的打浆温度对肉丸的感官评定结果影响不大；打浆时间不同组：样品3和4、样品7和8、样品9和11，其感官指标均差异性显著（P＜0.05），说明打浆时间这一工艺参数对感官评定结果影响大；煮制时间不同组：样品1和2、样品5和6、样品9和10、样品11和12其组织状态无显著性差异（P＞0.05），其他感官指标均差异性显著（P＜0.05），说明煮制时间对感官评定结果影响大。

表6 样品的感官评定结果（分）Table 6 The sensory evaluation determination results of experimental sample（score）

从感官评定的结果（图1）可以看出样品13的感官总分最高，其次为样品3、7、12，说明这4个样品的感官评定接受性较好。在感官实验结果（表6）发现，这四个样品的硬度、咀嚼性和组织状态的得分高且没有显著差异性（P＞0.05），样品13和样品3、7、12之间在弹性、脆性方面有显著差异性（P＜0.05），且得分更高，所以这四个样品的感官评定总分高。而样品9的感官评定总分最低，说明这组样品的感官接受性较差。在感官实验中发现，样品9的硬度、弹性、脆性、咀嚼性和组织状态的得分都较低，直接导致其感官评定总分最低，其主要原因可能是打浆时间和煮制时间较短。打浆工艺是肉丸加工过程中一道重要的工序，其中打浆时间的控制直接关系到肉丸产品的最终质量，如果打浆时间不充分，肉糜中的肌肉组织无法得以破坏，其中的肌球蛋白和肌动蛋白没有充分析出，同时肉糜中的脂肪破碎不充分，脂肪颗粒较大，从而导致整个肉糜体系乳化效果不佳，肉丸的凝胶特性差，从而导致肉丸质构、口感差[25]。这结果与林艳等[31]研究结果相似，斩拌时间对质构的影响显著，适当延长打浆时间使猪肉糜的乳化体系更加稳定，后续经过预煮过的猪肉丸质构特性增强。刘迪迪等[34]的研究结果发现斩拌时间太短会使脂肪分布不均匀，肌原纤维不能充分起到乳化的作用，盐溶性蛋白的溶解性低，肉糜制品的凝胶特性不好。同时，煮制工艺也是肉丸加工过程中一道重要的工序，简单来说就是肉丸的热加工过程，煮制时间对肉丸的品质有重要的影响。这是因为肉糜中的蛋白质发生变性以及淀粉的糊化过程都是在热加工过程中完成的，煮制时间过短，肉糜中的蛋白质变性不充分，蛋白质之间交联程度不够，淀粉糊化不完全，淀粉颗粒分布不均匀，从而导致肉丸口感偏软、质构强度较差[25]。杨鹏等[30]的研究结果也显示煮制时间对肉丸的品质影响很大。综上，当打浆温度在0～10 ℃之间时，打浆温度对肉丸的感官评定结果影响不大，打浆时间及煮制时间对肉丸的感官评定结果影响较大。

图1 肉丸的感官评定总分Fig.1 Total score of meatballs by sensory evaluation

2.2 质构评价结果分析

质构剖面分析法（texture profile analysis，TPA）通过模拟人咀嚼食物，是国际上通用且最常见的一种测试方法。此测试方法主要是通过探头的二次下压全面反映样品的硬度、弹性、内聚性、咀嚼性、回复性等指标。由表7可以看出，不同工艺组样品的TPA参数具有显著性差异（P＜0.05），能够明显反映出样品之间质构的差别。打浆温度不同组：样品1和5、样品2和6除回复性以外TPA指标有显著性差异（P＜0.05），样品3和7硬度、咀嚼性指标有显著性差异（P＜0.05），样品4和8的TPA弹性、内聚性和回复性有显著性差异（P＜0.05），硬度和咀嚼性均无显著性差异（P＞0.05），说明打浆温度对TPA测定结果有一定的影响；打浆时间不同组：样品3和4其硬度和咀嚼性有显著性差异（P＜0.05），样品7和8、样品9和11除弹性外均有显著性差异（P＜0.05），说明打浆时间这一工艺参数对TPA测定结果影响大，与感官评定结果一致；煮制时间不同组：样品1和2除内聚性外无显著性差异（P＞0.05），样品5和6、样品9和10，样品11和12其硬度和咀嚼性有显著性差异（P＜0.05），跟感官评定结果一致，而弹性、内聚性、回复性无显著性差异，说明煮制时间这一工艺参数对TPA指标部分测定结果影响大，与感官指标影响一致。

表7 样品的TPA实验测定结果Table 7 The TPA test determination results of experimental samples

穿刺是模拟牙齿刺破样品的过程，穿刺实验有破裂力、破裂距离和凝胶强度等指标[35]。由表8可以看出，不同工艺组样品的穿刺实验参数具有显著性差异（P＜0.05），能够明显反映出样品之间质构的差别。打浆温度不同组：样品1和5、样品3和7的穿刺实验指标无显著性差异（P＞0.05），样品2和6除破裂力以外穿刺实验指标有显著性差异（P＜0.05），样品4和8除凝胶强度以外穿刺实验指标均无显著性差异（P＞0.05），说明打浆温度对穿刺实验测定结果影响较小；打浆时间不同组：样品3和4、样品7和8、样品9和11的破裂力和凝胶强度有显著性差异（P＜0.05），破裂距离无显著性差异（P＞0.05），样品10和12的穿刺指标均无显著性差异（P＞0.05），说明打浆时间这一工艺参数对穿刺实验测定结果影响较大；煮制时间不同组：样品1和2、样品11和12的破裂距离和凝胶强度存在显著性差异（P＜0.05），破裂力无显著性差异（P＞0.05），样品5和6、样品9和10的穿刺实验均无显著性差异（P＞0.05），说明煮制时间这一工艺参数对穿刺实验部分指标测定结果影响小，与感官和TPA指标影响不一致。

表8 样品的穿刺实验测定结果Table 8 Puncture test determination results of experimental samples

然而，这些质构评价指标能否被用来代替感官评定指标，准确反映消费者的感官真实值，还需要更进一步进行相关性分析[33]。

2.3 肉丸的感官评定与仪器质构结果相关性分析

参考牛丽影等[18]分析绘制聚类相关性色图。肉丸的感官评定指标与TPA实验指标聚类相关性色图如图2所示，感官评定指标与穿刺实验指标聚类相关性色图如图3所示。

图2 感官评定与TPA实验指标聚类相关性色图Fig.2 Color map of correlations among parameters of sensory evaluation and TPA test

图3 感官评定与穿刺实验指标聚类相关性色图Fig.3 Color map of correlations among parameters of sensory evaluation and puncture test

根据Pearson相关系数分类，0.800～1.000为极强相关，0.600～0.800为强相关，0.400～0.600为中等强度相关，0.200～0.400为弱相关，0～0.200为极弱或无相关[36]。

感官评定实验与质构仪TPA实验结果之间的相关性见图2。感官评定指标与TPA实验指标的结果具有相关性，特别是TPA实验的硬度、咀嚼性指标与感官评定硬度、弹性、脆性、咀嚼性（除组织状态外）指标之间存在广泛的显著或极显著的相关性（r=0.554～0.793，P＜0.05或P＜0.01）。多项研究表明质构仪压缩法测定的硬度与感官指标具有显著的相关性，与本实验结果相同[2,37-40]。TPA实验的回复性指标与感官评定的脆性、组织状态指标之间存在显著相关性（r=0.556，0.625，P＜0.05）。TPA实验的弹性、内聚性指标与感官评定指标之间均无显著相关性（P＞0.05），与殷俊等[10]实验结果相同，说明这2个指标对感官质构品质的预测作用有限。可见，TPA实验的硬度和咀嚼性相对于其它指标来说，能够较准确的反映脆性肉丸口感感官性状的好坏。

感官评定实验与质构仪穿刺实验结果之间的相关性见图3。感官评定指标与穿刺实验的破裂力指标的结果之间具有显著或极显著的相关性（r=0.595～0.709，P＜0.05或P＜0.01），感官评定指标与穿刺实验的破裂距离、凝胶强度指标之间无显著相关性（P＞0.05），说明这2个指标对感官质构品质的预测作用有限。而殷俊等[10]实验结果指出，穿刺实验的破裂力和凝胶强度与感官指标之间存在广泛的显著或极显著的相关性，与本实验结果存在一定的差异。穿刺实验结果表明，相对于其它指标来说，穿刺实验的破裂力指标比较准确的反映脆性肉丸口感感官性状。

2.4 仪器质构指标的主成分分析

参考殷俊等[41]主成分分析方法并绘图。对仪器质构指标数据进行主成分分析（PCA），共得到8个主成分，前2个主成分的方差贡献率分别为45.3%和29.2%，累计达74.5%（表9）。选择方差贡献率最大的前两个成分得分绘制载荷图，得到主要的8项仪器质构指标，如图4。

表9 各主成分特征根与方差贡献率Table 9 Eigenvalues and variance contribution rate of the correlation matrix

图4 主成分分析载荷图Fig.4 Biplot of principal component analysis

主成分1与8项仪器质构指标均正相关，且穿刺实验的破裂力和TPA实验的回复性能够较好的被主成分1解释。主成分2与TPA实验的硬度、咀嚼性、回复性和穿刺实验的破裂力正相关，与TPA实验的弹性、内聚性和穿刺实验的破裂距离和凝胶强度负相关，且TPA实验的硬度和咀嚼性能够较好的被主成分2解释。所有仪器质构指标均能被这两个主成分较好的解释。

对13组样品的得分因子绘制PCA得分图，如图5。感官评定总分最高的样品趋近于主成分1和主成分2的正方向，由于主成分1与穿刺实验的破裂力和TPA实验的回复性正相关且能够被较好的解释，主成分2与TPA实验的硬度、咀嚼性、回复性和穿刺实验的破裂力正相关，且TPA实验的硬度、咀嚼性能够较好的被主成分2解释，说明样品要获得较好的感官评定分，必须要有较强的TPA实验硬度、咀嚼性、回复性和穿刺实验的破裂力。感官评定总分最低的样品趋近于主成分1、2的负方向。由于主成分2与TPA实验的内聚性、弹性和穿刺实验的破裂距离、凝胶强度负相关，可见样品内聚性、弹性、破裂距离和凝胶强度较强时也会影响感官评定，降低感官评定总分。

图5 13组样品主成分得分图Fig.5 PCA score plot of 13 groups of samples

3 结论

综合感官评定与质构评价的相关性分析结果显示，TPA实验的硬度、咀嚼性与感官评定硬度、弹性、脆性、咀嚼性之间存在显著或极显著的相关性（r=0.554～0.793，P＜0.05或P＜0.01）。TPA实验的回复性与感官评定的脆性、组织状态之间存在显著相关性（r=0.556，0.625，P＜0.05）。穿刺实验的破裂力与感官评定指标之间具有显著或极显著的相关性（r=0.595～0.709，P＜0.05或P＜0.01）。综上，脆性肉丸感官评定指标与TPA实验硬度、咀嚼性和穿刺实验破裂力指标相关性显著。运用主成分分析从仪器质构指标数据中提取出2个最主要的独立成分，这2个主成分的方差贡献率累计达74.5%，仪器质构指标均能被这两个主成分较好的解释。

本研究结果表明可以通过TPA实验的硬度、咀嚼性和穿刺破裂力结合感官评定综合评价潮汕脆性肉丸，弥补肉丸在脆性感官指标的研究空缺，为构建客观、精确、便捷的潮汕脆性肉丸感官性状评价体系奠定基础。目前的研究可适用于判断分析肉丸的脆性，但是一个完整、精确的仪器质构评价等级体系的建立还需要进一步的研究探索。