响应面法优化蛹虫草猴头菇复合鱼肉香肠加工工艺

庄伟鹏 ，傅金奕 ，林金福 ，张维瑞 ，张承康 *，魏奇 *

1. 宁德师范学院生命科学学院（宁德 352100）；2. 闽东特色生物资源福建省高校工程研究中心（宁德 352100）；3. 闽东水产品精深加工福建省高校工程研究中心（宁德 352100）；4. 科技厅产学研合作示范基地（宁德 352100）

香肠在中国有着悠久的历史，是一种采用传统的肉制品保存技术的食物。香肠的种类丰富，香肠是将肉制品绞碎，调味后，灌入肠衣制成的食品。传统的香肠以猪、牛、羊肉为主，其脂肪含量较高，无法满足现代人们对健康饮食的追求，所以香肠加工行业可以通过改良肉类的营养结构模式，对香肠制品进行更深层次的精加工，从而升级香肠产品[1-3]。鱼肉中含有大量的优质蛋白和不饱和脂肪酸，其中EPA和DHA对预防心脑血管疾病具有积极作用。与畜禽类相比，鱼肉中的肌纤维短，具有松软的组织结构，并且其肉制细腻，消化利用率高[4]。因此，鱼肉及其制品深受广大消费者的喜爱。鱼肉香肠主要以酱肉型香肠和鱼糜型香肠为主。酱肉型香肠多以畜禽类肉制品为主，鱼肉为辅制备而成。鱼糜型香肠则以鱼糜为主，辅以辅料制备而成。在众多品类香肠中，将食用菌加入鱼糜中制成食用菌复合鱼肉肠，既能丰富香肠的种类，还可以有效突出产品独特的风味，使原料的利用率得到提高。杨伟等[5]以金针菇为原料，制成的金针菇香肠具有味道鲜美和营养丰富的特点。刘宇涵等[6]研究发现食用菌能够促进香肠发酵菌降解亚硝酸盐的作用，从而减少发酵香肠中亚硝酸盐含量。

蛹虫草是一种高营养价值的食药两用真菌。蛹虫草中含有丰富的麦角甾醇、虫草酸和虫草素等多种天然生物活性物质，具有促进新陈代谢、利尿、降血压、护肝和抗菌等作用[7-8]。猴头菇肉嫩味美，营养丰富，既是食用珍品又是中国传统的贵重中药材，具有助消化和滋补健身等功效。猴头菇中的多糖和蛋白等活性物质，具有抗炎、抗溃疡、抗肿瘤、抗氧化、降血糖和抗衰老等多种药用功效[9-11]。由此可知，结合蛹虫草和猴头菇进行开发食用菌复合鱼肉肠具有广大的开发前景。

为增强鱼肉肠的营养价值，试验通过在鱼肉肠中加入蛹虫草粉、猴头菇粉，得到营养均衡、色泽诱人、具有独特风味的蛹虫草猴头菇复合鱼肉香肠，为食用菌的精深加工提供有效途径。

1 材料与仪器

1.1 材料与试剂

新鲜大黄鱼、白糖、食盐、黑椒粉、生抽、料酒、木薯淀粉、蚝油（宁德市永辉超市）；蛹虫草，猴头菇（福建省盛耳食品有限公司）；天然猪肠衣（山东丞诺食品有限公司）。

1.2 仪器与设备

ZB-20绞肉机（诸城联众机械有限公司）；THMGH350A灌肠机（广州顺德腾辉电器有限公司）；200Y中草药粉碎机（永康市铂欧五金制品有限公司）；DHG-9070A鼓风干燥箱（上海飞越实验仪器有限公司）；SUS304标准检验筛（上虞市银河测试仪器厂）；SP079真空机（广东中山太力集团）。

1.3 试验方法

1.3.1 蛹虫草粉的制备

选择无虫蛀、无杂质、色泽均匀的干制蛹虫草，放入55 ℃恒温鼓风干燥箱中，干燥5 h，使用中药粉碎机将干燥的蛹虫草制成粉并过筛。

1.3.2 猴头菇粉的制备

选择无虫蛀、无杂质、色泽均匀的干制猴头菇，放入55 ℃恒温鼓风干燥箱中，干燥20 h，使用中药粉碎机将干燥的猴头菇制成粉并过筛。

1.3.3 蛹虫草猴头菇复合鱼肉香肠的制备

1.3.3.1 制作流程

原料鱼肉处理→绞肉→加入调味料→搅拌→加入猴头菇粉→搅拌→加入蛹虫草粉→搅拌→灌装→真空包装→巴士灭菌→成品

1.3.3.2 制作工艺

选择新鲜的大黄鱼，去除鳞片、内脏、鱼头等组织，洗去残留的淤血，将鱼肉放入绞肉机中绞成鱼糜，根据鱼肉质量称取食盐2%、生抽2%、黑椒粉0.6%、料酒2%～2.5%、蚝油1.2%～1.5%、白砂糖2.5%～3.0%、木薯淀粉10%、0 ℃的水10%，搅拌，先加入猴头菇粉搅拌，待搅拌均匀后再加入蛹虫草粉进行搅拌。把混合均匀的鱼肉馅通过手动灌肠器灌入洗净的肠衣中，用清水洗净香肠表面，风干30 min，真空包装。采用巴氏杀菌法进行灭菌（72 ℃，30 min），即得鱼肉肠制品[12]。

1.3.4 感官评价

从宁德师范学院选取20名学生（其中男生10名、女生10名），以硬度、口感、组织结构、弹性接受度5个方面进行评分[13-14]。具体评分标准详见表1。

表1 蛹虫草猴头菇复合鱼肉香肠的评分细则

1.3.5 单因素试验

1.3.5.1 蛹虫草颗粒大小的确定

将蛹虫草粉末过0.125，0.15，0.25，0.30和0.45 mm的标准筛。在鱼糜中分别加入不同颗粒大小的蛹虫草粉末，其他条件相同，制成鱼肉肠并进行感官评价。

1.3.5.2 蛹虫草粉添加量的确定

将相同颗粒大小的蛹虫草粉末，按蛹虫草粉添加量4%，6%，8%，10%和12%分别加入鱼糜中，其他条件相同，制成鱼肉肠并进行感官评价。

1.3.5.3 猴头菇粉颗粒大小的确定

将猴头菇粉过0.125，0.15，0.25，0.30和0.45 mm标准目筛。取相同颗粒大小、添加量的蛹虫草粉和不同颗粒大小的猴头菇粉分别加入鱼糜中，其他条件相同，制成鱼肉肠并进行感官评价。

1.3.5.4 猴头菇粉添加量的确定

取相同目数、添加量的蛹虫草粉，以及相同目数的猴头菇粉，按猴头菇粉添加量2%，4%，6%，8%和10%加入鱼糜中，其他条件相同，制成鱼肉肠并进行感官评价。

1.3.5.5 响应面试验

在单因素试验基础上，以感官评分为响应值，进行四因素三水平的试验，以猴头菇粉粒大小、猴头菇添加量和蛹虫草粉粒大小、蛹虫草添加量为考察因素，共29组试验。试验的因素与水平详见表2。

表2 响应面试验因素与水平设计

2 结果与分析

2.1 蛹虫草颗粒大小对鱼肉肠的影响

如图1所示，蛹虫草粉颗粒大小对鱼肉肠颜色亮度、弹性和口感的影响较大。蛹虫草粉颗粒大小0.45 mm时，鱼肉肠的感官评分较低，此时鱼肉肠具有较明显的颗粒感。蛹虫草粉颗粒大小0.25 mm时，此时鱼肉肠具有金黄色的色泽，组织机构完整，口感和弹性好，感官评分最高。因此，最佳蛹虫草颗粒大小为0.25 mm。

图1 蛹虫草粉颗粒大小对鱼肉肠感官评分的影响

2.2 蛹虫草添加量对鱼肉肠的影响

通过添加蛹虫草能够赋予鱼肉肠诱人的金黄色并且能够减少鱼肉肠的鱼腥味。由图2可知，鱼肉肠中蛹虫草添加量10%时可以获得金黄色的色泽，鱼肉肠的弹性、组织结构、硬度、口感和接受度最高，其感官评分高于蛹虫草添加量4%，6%，8%和12%。随着蛹虫草粉添加量增加，鱼肉肠的色泽逐渐加深。添加量12%时，蛹虫草粉会影响鱼肉肠组织结构，导致弹性、硬度、口感和接受度变差。由感官评分可得，最佳蛹虫草添加量为10%。

图2 蛹虫草粉添加量对鱼肉肠感官评分的影响

2.3 猴头菇颗粒大小对鱼肉肠的影响

如图3可知，猴头菇颗粒大小0.30 mm时，此时鱼肉肠的感官评分最高。猴头菇颗粒大于0.30 mm时，会导致鱼肉肠的切面粗糙，组织结构松散，口感较差。猴头菇颗粒小于0.30 mm时，鱼肉肠的弹性和接受度逐渐减少，并且缺少猴头菇特殊的香气。因此，最佳猴头菇颗粒大小为0.30 mm。

图3 猴头菇颗粒大小对鱼肉肠感官评分的影响

2.4 猴头菇添加量对鱼肉肠的影响

如图4所示，猴头菇粉添加量2%～6%时，鱼肉肠的口感逐渐上升。当猴头菇添加量为6%时，感官评分最高。猴头菇添加量8%和10%时，猴头菇特有的味道会掩盖住鱼肉和蛹虫草的鲜香，此时鱼肉肠的组织结构松散，弹性下降。由此可知，最佳猴头菇添加量为6%。

图4 猴头菇添加量对鱼肉肠感官评分的影响

2.5 响应面回归方程的建立与分析

在单因素试验的前提下，应用Design-Expert V8.0.6软件中的Box-Behnken原理设计试验，试验组合和结果如表3所示。以蛹虫草粉粒大小（A）、蛹虫草添加量（B）、猴头菇粉粒大小（C）、猴头菇添加量（D）为自变量，以感官评分Y为因变量，得到二次多项方程：Y=64.7-0.791 7A-0.458 3B+0.041 7C-1.21D+ 1.5AB+1.75AC+0.875AD-3.88BC-0.75BD-4.75A2-2.62B2-3.5C2-0.620 8D2。

表3 响应面试验设计方案及结果

该回归模型的方差分析结果为F=3.11，P＜0.05，说明模型显著。失拟项P=0.593 5＞0.05，失拟项不明显，由此可见，该模型拟合度较好。影响鱼肉肠感官评分的主次顺序为猴头菇添加量＞蛹虫草粉粒大小＞蛹虫草添加量＞猴头菇粉粒大小。其中，A2、C2对模型影响极显著，BC、B2对模型影响显著。

2.6 各因素间的交互作用分析

由表4和图5可知，蛹虫草猴头菇复合鱼肉肠的感官评分随蛹虫草粉颗粒大小、蛹虫草粉添加量、猴头菇粉添加量、猴头菇粉颗粒大小的变化而变化。猴头菇粉粒大小和蛹虫草粉添加量对鱼肉肠的感官评分影响显著（P＜0.05）。通过响应曲面优化得到蛹虫草猴头菇复合鱼肉肠的最佳配方：蛹虫草粉粒大小0.21 mm，蛹虫草添加量9.13%，猴头菇粉粒大小0.37 mm，猴头菇添加量4%。此时的感官评分为65.7分。根据具体可操作性，对最佳配方作出调整，将配方定为蛹虫草粉粒大小0.25 mm、蛹虫草添加量9%、猴头菇粉粒大小0.30 mm、猴头菇添加量4%。在该条件下进行验证性试验，结果得到的感官评分为64.9分，试验后的结果接近理论值，证明模型设计合理。

图5 各因素交互作用对香肠感官评分影响的响应面和等高线图

表4 方差分析

3 结论

通过单因素试验，以鱼肉肠的感官评价结果为指标探究猴头菇粉粒大小、猴头菇添加量、蛹虫草粉粒大小、蛹虫草添加量对鱼肉肠感官的影响，采用Design-Expert V8.0.6软件中的Box-Behnken原理设计试验，以蛹虫草粉粒大小（A）、蛹虫草添加量（B）、猴头菇粉粒大小（C）和猴头菇添加量（D）为变量，以感官评分（Y）为因变量，得到二次项方程，并在此条件上利用响应面优化试验。蛹虫草猴头菇复合鱼肉香肠的最佳配方为蛹虫草粉粒大小0.25 mm、蛹虫草添加量9%、猴头菇粉粒大小0.30 mm、猴头菇添加量4%。此条件下的感官评分为64.9分，接近理论值（65.7分）。此配方下所制备的蛹虫草猴头菇复合香肠具有良好的色泽和食用菌独特的香气，并且具有保健功效。