基于模糊数学评价法优化鹅肉杂粮米肠工艺

李云成，刘姝岩，孟凡冰*，刘达玉，陈卫军，张崟

(1.成都大学 食品与生物工程学院，成都 610106；2.肉类加工四川省重点实验室，成都 610106)

糯米肠是一种具有民族特色的米类小吃，常见于中国东北地区、广东潮汕地区、台湾以及朝鲜半岛等地，是朝鲜族、纳西族、维吾尔族、锡伯族等少数民族的传统美食，做法略有差异，但大致相似，一般是将调味后的糯米塞入洗净后的动物肠衣，蒸熟后直接食用，独具风味，利于保存且方便携带，因此受到很多人的喜爱。目前市售的米肠多为纯糯米肠或者糯米血肠，原料较为单一，且营养不够均衡全面。添加杂粮可以增加米肠的色泽及风味，且相对于精细粮食，谷物杂粮的蛋白质、维生素等含量较多，多种杂粮搭配使用营养更全面[1]，可以满足“营养健康多样化”的膳食要求[2]。藜麦有较高的营养价值[3]，其蛋白质、矿物质、氨基酸、纤维素含量较高，具有提高人群健康水平、调节代谢等潜在功效[4]。由于其在无麸质饮食中的适宜性、可持续性和其声称的超级食品品质，最近受到了越来越多消费者的关注[5]。鹅肉是营养价值极高的禽肉[6-8]，富含蛋白质、维生素、无机盐、不饱和脂肪酸以及具有较低的胆固醇含量[9]，符合人们对现代饮食健康的需求，同时还有补虚益气、暖胃生津的保健功效[10]。低脂肉制品是未来肉制品的重要发展方向，鹅肉杂粮米肠不仅符合现代人对于营养、健康、绿色的饮食需求，而且能为推广及多样化传统民族美食带来积极作用，具有较大的市场前景。

1 材料与方法

1.1 试验材料

新鲜鹅肉、辣椒面、五香粉、花椒粉、食盐、生姜、料酒、酱油等调味料及猪肠衣：均购自成都市十陵镇超市；四色糙米(糙米、黑米、燕麦米、红米的配比为1∶1∶1∶1)：购自大连市营田公司；三色藜麦(黑藜麦、红藜麦、白藜麦的配比为1∶1∶1)：购自漳州市品冠贸易有限公司。

1.2 仪器与设备

S2-A808型绞肉机 九阳股份有限公司；FA2204B型电子分析天平 上海佑科仪器仪表有限公司；NH300型电脑色差仪 深圳市三恩时科技有限公司；TA.XT Plus C型质构仪 超技仪器技术有限公司；DHG-9050B型恒温鼓风干燥箱 上海琅玕实验设备有限公司；ZG-6000型灌肠机 石家庄博瑞食品机械有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 鹅肉杂粮米肠工艺流程

鹅肉预处理→绞制→腌制→搅拌→填充→蒸煮→冷却→包装→速冻→成品。

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杂粮、糯米清洗→浸泡→预蒸煮→冷却

1.3.2 操作要点

1.3.2.1 鹅肉处理

新鲜鹅肉去骨、去内脏，浸泡去除血水，控干水分，放入绞肉机中绞成单因素需要大小、有颗粒感的肉粒，加入调味料腌制30 min。

调味料的基础配方：鹅肉5000 g、料酒50 g、葱姜水20 g、酱油50 g、食盐50 g、五香粉10 g、花椒粉20 g、辣椒粉250 g。

1.3.2.2 混合杂粮米处理

将四色糙米、三色藜麦和糯米清洗去除杂质，分别用冷水浸泡4～6 h，按照相应比例混合后上锅蒸煮40 min，冷却后备用。

1.3.2.3 搅拌

将腌制好的鹅肉粒与蒸煮冷却后的混合杂粮按照相应比例添加在一起进行搅拌，保证鹅肉与米混合均匀。

1.3.2.4 填充、蒸煮、冷却

肠衣使用前用清水浸泡30 min，填充时保障香肠重量、长度准确，密封。填充好后上锅蒸煮40 min，出锅后产品及时进行冷却散热，散热至中心温度25 ℃时方可进入下一步操作。

1.3.2.5 包装、速冻

采用真空连续包装机包装,包装好后,进入速冻库在15 min内急速速冻,使其冻至产品的中心温度为-18 ℃以下，成品完成。

1.3.3 单因素试验设计

通过预试验确定对鹅肉杂粮米肠品质影响较大的鹅肉粒径、四色糙米添加量、三色藜麦添加量、糯米添加量以及混合杂粮预蒸煮时间。在基本配方(以5000 g鹅肉计，各组分单因素分别为鹅肉粒径5 mm、四色糙米添加量60%、三色藜麦添加量30%、糯米添加量100%、混合杂粮预蒸煮时间40 min)的基础上，调整鹅肉粒径(3，4，5，8，10 mm)、四色糙米添加量(40%、50%、60%、70%、80%)、三色藜麦添加量(10%、20%、30%、40%、50%)、糯米添加量(25%、50%、100%、200%、300%)和混合杂粮预蒸煮时间(20，30，40，50，60 min)，以感官评价(见表1)为指标，依次考察以上各因素对鹅肉杂粮米肠感官品质的影响。

1.3.4 感官评定

参照张振等[11]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，依次对鹅肉杂粮米肠进行色泽、风味、口感和组织状态方面的感官品质评价。每个评价指标分为优(V1)、中(V2)、差(V3)3个等级，具体评定标准见表1。

1.4 模糊数学模型的建立

1.4.1 正交试验优化配方

在单因素试验的基础上，选取影响较大的鹅肉粒径、四色糙米添加量、三色藜麦添加量、混合杂粮预蒸煮时间为因素，设计L9(34)正交试验方案优化鹅肉杂粮米肠的制作配方参数，以鹅肉重量100%为标准，各因素水平见表2。

表2 鹅肉杂粮米肠正交试验因素水平设计

1.4.2 确定感官评价对象集

评价对象集是待评定样品的集合，表示为X={X1，X2，X3……X9}，其中X1～X9分别代表本次正交试验中的9组样品。

1.4.3 确定评价指标集

评价指标集是最能反映产品感官质量的一组合集[12]，本试验将鹅肉杂粮米肠感官评价指标分为4个指标，表示为U={色泽U1，风味U2，口感U3，组织状态U4}。

1.4.4 确定感官评定等级集

构建对各因素评价分级的合集，本试验将鹅肉杂粮米肠品质分为3个等级，表示为V={优V1，中V2，差V3}。分数分布为：21～25分为优，15～20分为中，0～14分为差。

1.4.5 确定权重集

权重集是上述各评价因素的权重系数集合[13-14]，权重分配方案的正确与否直接影响评价结果的科学性、正确性和客观性。参照文献[15]和文献[16]，采用强制确定法确定权重，表示为权重A=(0.2，0.25，0.25，0.3)，即色泽20分，风味25分，口感25分，组织状态30分，共计100分。

1.4.6 确定模糊关系综合评判集

根据模糊变换原理X=A·R，式中：A为权重集，R为模糊矩阵，获取各试验组的模糊感官评价结果。

1.5 产品品质特性分析

使用水分活度仪测定鹅肉杂粮米肠的水分活度；使用色差仪测定鹅肉杂粮米肠的色泽，使用质构仪对产品的质构特性进行分析。将米肠切成厚度均匀一致的片状，且切面平整。对质构仪进行校正，选用P/36R探头及调整TPA模式对产品的硬度、弹性、咀嚼性和回弹性等质构特性进行测试。设定参数为测前速率2 mm/s，测试速率1 mm/s，测后速率1 mm/s，压缩程度70%，两次下压5 s，自动触发，触发力5 g。

1.6 鹅肉杂粮米肠理化及微生物指标

产品基本理化性质(水分、总糖、铅)及微生物指标按照国家标准GB/T 23493-2009《中式香肠》[17]规定的方法进行测定。

1.7 数据处理

采用Excel及 IBM SPSS 24软件对试验数据进行处理分析，数据结果以“X±SD”表示。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 鹅肉粒径的确定

目前常用的绞肉机或切肉机切割肉的大小多为5，8，10 mm[18]，鹅肉粒径的大小直接影响米肠的口感、咀嚼性、含水量等感官指标，粒径越大，鹅肉粒含水量越多，口感越好，鹅肉风味越突出，但相应的米肠组织状态越差，黏合性越低，越不易成型。鹅肉粒径过小时鹅肉香气不足，风味较淡。

由图1可知，当鹅肉粒径在4～8 mm时，感官评分较高，此时产品鹅肉肉香突出，颗粒感明显，咀嚼性较好，且未对米肠的结构产生影响，因此，确定鹅肉粒径的较适宜范围为4～8 mm。

图1 不同鹅肉粒径对产品感官评价的影响

2.1.2 四色糙米添加量的确定

由多种杂粮米混合而成的四色杂粮米营养价值丰富且全面，搭配合理能更好地被人体吸收利用，四色糙米中的紫米和红米可以增加米肠的色泽，燕麦和糙米可以增加米肠的谷物香味和口感，在米肠的制作过程中起到十分重要的作用。

由图2可知，当四色糙米添加量在50%时感官评分最高，此时产品的组织结构软硬适中，色泽诱人，香味突出。添加四色糙米过少时，色泽不够红亮，缺少食欲；添加四色糙米过多时，会降低米肠的黏性及增加硬度，破坏米肠的结构及口感。因此，确定四色糙米的较适添加范围为40%～60%。

图2 不同四色糙米添加量对产品感官评价的影响

2.1.3 三色藜麦添加量的确定

藜麦不含麸质，是一种营养丰富、美味可口的食品，含有较多的蛋白质，且与牛奶的蛋白质含量相似，含有所有必需氨基酸[19]，可以满足特殊人群对蛋白质和碳水化合物的需求[20]。

由图3可知，三色藜麦中，白藜麦口感较突出，清香酥脆，黑藜麦营养价值最高，红藜麦叶酸含量较高，所以三色藜麦同时兼具突出的口感和营养价值，是公认的健康营养食品。当三色藜麦添加量在20%～40%时，感官评分较高，藜麦添加量过少时风味不突出，存在感较低，藜麦添加量过多时颗粒感加重，影响鹅肉杂粮米肠的口感，故三色藜麦较适添加量为20%～40%。

图3 不同三色藜麦添加量对产品感官评价的影响

2.1.4 糯米添加量的确定

糯米因其支链淀粉含量较高，口感软糯，经常用来制作黏性小吃或者添加到食品中增加食品的黏性[21]，是保持鹅肉杂粮米肠结构稳定性的重要成分之一，且富含蛋白质、脂肪、淀粉、维生素、矿物质等，营养价值高。

由图4可知，糯米添加量在200%时感官评分最高，此时产品口感软糯，米香浓郁，结构紧密。糯米添加量过少时杂粮米比例上升，会导致米肠的结构松散不易成型，糯米添加量过多会导致其他配料香味不突出，缺少风味。除200%添加量外，其他评分差距较小，说明该单因素的影响较小，故直接选择糯米添加量为200%，不作为正交试验因素。

图4 不同糯米添加量对产品感官评价的影响

2.1.5 混合杂粮预蒸煮时间的确定

预蒸煮是制作鹅肉杂粮米肠至关重要的一步，蒸煮时间的长短决定着米肠的软硬及口感。由图5可知，当混合杂粮预蒸煮时间为50 min时，感官评分最高，此时米肠软硬适中，香糯可口。预蒸煮时间过短，混合杂粮米夹生，造成填充及成型困难；预蒸煮时间过长，糯米黏性过大，配料难以混合均匀，且营养损失也相应增加。因此，混合杂粮糯米预蒸煮的较适时间范围为40～60 min。

图5 不同杂粮预蒸煮时间对产品感官评价的影响

2.2 模糊数学感官评价

2.2.1 模糊评价矩阵建立

按照表1的感官评价标准，10名感官评定人员对鹅肉杂粮米肠进行了感官评定，将结果收集汇总并进行统计分析，结果见表3。参照魏劲松等[22]的方法，建立鹅肉杂粮米肠的模糊矩阵R。

表3 模糊感官评定结果

续 表

以样品1为例，色泽投票结果优、中、差投票人数分别为2，7，1，则R色泽=(2，7，1)，同理，R风味=(1，7，2)；R口感=(2，6，2)；R组织状态=(0，5，5)。将以上4个因素评价结果转化为矩阵：

2.2.2 计算模糊数学感官评价

根据模糊变换公式X=A·R，可得第一个样品的综合评价结果为：

(0.115，0.515，0.270)。

同理可得9组样品的综合评价结果，见表4。

表4 鹅肉杂粮米肠综合评价结果

续 表

根据鹅肉杂粮米肠的评价等级集，分别赋予优、中、差 3个等级95，80，60分，再将综合评价结果的各数值乘以对应的等级分数，结果相加得到每个样品的最终模糊感官评分，结果见表5。

表5 鹅肉杂粮米肠正交试验结果

2.3 正交试验结果分析

鹅肉杂粮米肠的正交试验结果见表5，各因素对产品品质的影响主次顺序为 B>A>D>C，即四色糙米添加量>鹅肉粒径>混合杂粮预蒸煮时间>三色藜麦添加量。其中，显著影响因素为四色糙米添加量。优化方案为A1B2C3D2，即鹅肉粒径4 mm、四色糙米添加量50%、三色藜麦添加量40%、混合杂粮预蒸煮时间50 min(以鹅肉重量100%为标准)。该优化配方下鹅肉杂粮米肠的感官评分为89.67分，高于正交试验方案A1B2C2D2中的89.33分，此时产品软糯弹牙，香味独特，色泽红亮，整体风味协调，极具特色。

2.4 鹅肉杂粮米肠品质特性分析

利用质构仪、水分活度仪、色差仪，将工艺优化后的鹅肉杂粮米肠与市售普通糯米肠进行质构、水分活度、色度特性的测定，见表6。

表6 优化后鹅肉杂粮米肠的特性

续 表

与市售糯米肠相比，鹅肉杂粮米肠的硬度较大，弹性较好，黏聚性较低，咀嚼性较好，说明混合杂粮可以降低糯米的黏性，解决糯米肠过于黏糯的问题，使米肠更易于咀嚼及消化，适合老人及小孩食用。优化杂粮糯米肠的水分活度低于市售糯米肠，说明更利于贮藏。从色度来看，两者的亮度(L*)相似，优化杂粮糯米肠的红度(a*)及黄度(b*)高于市售糯米肠，说明添加四色糙米及三色藜麦可以明显改善糯米肠的色泽。

2.5 鹅肉杂粮米肠的理化及微生物指标

鹅肉杂粮米肠的各项检测指标参照国家标准GB 19295-2011《速冻面米制品》[23]及GB/T 23493-2009《中式香肠》的标准要求，确定了鹅肉杂粮米肠的主要质量指标和卫生指标，并对最优配方条件下该产品的相关指标进行了检测，结果表明此配方的产品符合商业化生产要求。

表7 鹅肉杂粮米肠理化及微生物指标检测结果

3 结论

采用模糊数学感官评价法优化鹅肉杂粮米肠的制作配方参数。结果显示：感官评分最高的配方为鹅肉粒径4 mm、四色糙米添加量50%、三色藜麦添加量40%、糯米添加量200%、混合杂粮预蒸煮时间50 min (以鹅肉重量100%为标准)。该优化配方下鹅肉杂粮米肠的感官评分为89.67分，由此制得的产品软糯弹牙，软硬适中，香味独特，色泽红亮，整体风味协调。利用质构仪、水分活度仪及色差仪确定了优化后鹅肉杂粮米肠的特性：与市售米肠相比，该优化后的产品具有较好的弹性，较低的黏聚性及较好的咀嚼性，改善了口感，更易于咀嚼消化，有利于老人及小孩食用；较低的水分活度有利于贮藏；较高的红度(a*)及黄度(b*)明显改善了糯米肠的色泽，提高了感官特性，更受消费者喜爱。此研究为开发传统风味产品提供了新思路。