植物基火腿的研发与配方优化*

柳泽洋，王才立，张 钊，李翠芳，张兆兴，刘忠平

（山东嘉华生物科技股份有限公司，山东 聊城 252000）

肉类食品具有丰富营养及优质口感，我国居民对肉制品需求逐渐增加，畜禽生产受生长周期、社会环境、传染性瘟疫等不稳定因素影响较大，肉类资源紧缺[1-2]。但肉制品脂肪和胆固醇含量高，长期食用易引发“三高”疾病，严重影响人们身体健康。食用畜禽肉制品还存在抗生素耐药性和人畜共患疾病等不安全因素。植物蛋白素肉因其高蛋白、零胆固醇、低脂肪和零嘌呤等特性，逐渐成为肉制品的优良替代品[3]。

植物基是指以植物原料为基础打造的新型非肉类食品和非奶制品饮料。植物基以植物蛋白代替动物蛋白，根据原料特性开发制作出口味丰富、形态多样的食品和饮料。目前，植物基产品主要有植物奶、植物蛋和植物肉，其中植物肉市场相对较大，植物肉产品被广泛接受[4]。近年来，植物蛋白素肉产品市场初具规模，其中，以大豆蛋白为原料的素肉产品较为普遍。大豆拉丝蛋白是一种具有肌肉纤维质感的大豆组织蛋白，吸油性和吸水性较好，富含人体生长发育所需的18种氨基酸，其氨基酸含量相当于鸡肉和牛肉的2倍以上，成为肉类的最佳替代品[5-6]。随着消费观念的转变，人们开始对仿肉制品产生浓厚的兴趣，如手撕素肉、魔芋爽、Q弹豆干等产品。美国人造肉Beyond Meat公司上市后，引得众多公司相继推出相关人造肉制品[7]。

文章以大豆拉丝蛋白和大豆分离蛋白为主要原料，通过单因素试验和正交试验对植物基火腿配方进行优化研究，旨在为植物基火腿研究提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 主要原辅料

大豆拉丝蛋白（蛋白质含量60.00%）、大豆分离蛋白（凝胶型，蛋白质含量≥90.00%）、大豆油（非转基因），均由山东嘉华生物科技股份有限公司提供；谷氨酰转氨酶、木薯变性淀粉、卡拉胶、食盐、味精、白砂糖、大蒜粉、黑胡椒粉、呈味核酸二钠（I+G）、食用香精，均为市售。

1.2 主要设备

JE1002电子天平，上海浦春计量仪器有限公司；3205食品加工机，德国BRAUN公司；手动灌肠机，市售；手动U型打卡机，无锡市哈克逊工贸有限公司；DK-98-Ⅱ电热恒温水浴锅，天津市泰斯特仪器有限公司；R2020-505杀菌锅，诸城市中远机械有限公司；TA-XT食品质构仪，英国Stable Micro Systems公司。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程 植物基火腿工艺流程如图1所示。

图1 植物基火腿工艺流程图

1.3.2 操作要点

（1）大豆拉丝蛋白的复水与脱水

复水：大豆拉丝蛋白浸泡在20℃纯净水中，水位没过拉丝蛋白，浸泡30 min，直至无硬芯，浸泡好的拉丝蛋白需尽快离心脱水。

脱水：将拉丝蛋白放置在离心机内脱水，离心4 min去除多余水分，脱水后的拉丝蛋白是拉丝蛋白干重的2.5～3.0倍。

通过复水和脱水可软化拉丝蛋白，减轻豆腥味。

（2）大豆拉丝蛋白的拆丝/斩拌

拉丝蛋白的形状一般为球状或柱状，尺寸偏大，需斩拌后使用，经斩拌后直径尺寸控制在0.5 cm。拉丝蛋白碎片经复水和脱水后可直接添加使用。

（3）大豆分离蛋白的斩拌与配料的添加

使用斩拌机将大豆分离蛋白与水斩拌均匀，然后均匀加入大豆油，至其充分乳化，再加入其他配料。具体要求：加入大豆分离蛋白与冰水后，斩拌机低速档运行30 s后，再高速搅拌，待大豆分离蛋白与水充分搅拌均匀呈凝胶状后，加入大豆油，高速斩拌2 min，待其充分乳化后停止，最后加入食盐、淀粉等其他剩余配料，搅拌均匀。更换乳化机刀具，再将拉丝蛋白与乳化好的蛋白浆混合均匀。

（4）灌肠

将搅拌好的物料加入灌肠机内，使用食品级塑料肠衣进行充填。充填完毕后用打卡机打卡密封。

（5）恒温成型

将灌好的肠在50℃水浴锅内恒温成型30 min。

（6）杀菌（熟化）

杀菌使用双层全自动卧式杀菌器，使用杀菌器前应先检查阀门、仪表、冷水液位、压缩空气等是否正常，杀菌温度控制在120℃，杀菌时间为20 min，杀菌结束后当锅内温度为25℃时出锅。

1.3.3 基础配方设计 通过预先试验结果，得到基础配方（以大豆分离蛋白计）：大豆拉丝蛋白62.50%，大豆色拉油62.50%，木薯变性淀粉12.50%，卡拉胶5.00%，水500.00%，食盐11.30%，味精2.50%，白糖1.30%，香辛料3.70%，肉味香精8.70%，谷氨酰转氨酶0.50%。

1.3.4 单因素试验设计 植物基火腿以大豆分离蛋白为主料，添加其他配料百分比均以大豆分离蛋白计。

根据植物基火腿基础配方，改变大豆油添加量，分别添加45.00%，50.00%，55.00%，60.00%，65.00%的大豆油制作植物基火腿，进行单因素试验1；根据试验1的检测结果和基础配方，改变木薯变性淀粉添加量，分别以2.00%，4.00%，6.00%，8.00%，10.00%的木薯淀粉制作肠体，进行单因素试验2；根据试验2的检测结果和基础配方，改变木薯变性淀粉添加量，分别以0.00%，1.00%，2.00%，3.00%，4.00%的木薯淀粉制作肠体，进行单因素试验3；根据试验3的检测结果和基础配方，改变大豆拉丝蛋白添加量，分别以50.00%，55.00%，60.00%，65.00%，70.00%的大豆拉丝蛋白制作肠体，进行单因素试验4。

1.3.5 正交试验设计 设计L9（34）正交试验，研究植物基火腿配方，比较不同测试组的口感、结构、风味、外观状态等指标，并结合质构仪测试结果确定最佳组合[8]。

1.3.6 感官评价方式 由10名化验员组成感官判定小组，对植物基火腿的口感、结构、风味和外观进行感官评定，每人分别对各项指标进行评判，取平均数。

先将制作好的拉丝蛋白火腿依次排列，观察外观，依次评分记录。然后剥开肠衣，将肠均匀分段，观察色泽和组织结构，品尝风味和口感，按照感官评定标准评分，植物基火腿感官检测评定指标和评定标准见表1。

表1 植物基火腿感官检测评定指标和评定标准

1.3.7 水分测定 水分测定参照GB 5009.3—2010中直接干燥法[9]。

1.3.8 微生物检测及标准 微生物测定参照GB 2712—2014检测方法及检测标准[10]。

1.3.9 质构分析 用物性分析仪进行TPA模拟测试：取植物基火腿剥去肠衣，切成高度2.5 cm，直径2.1 cm的圆柱体，放置在测量台探头正下方，使用p50探头做TPA测试。TPA测试条件：测前速度2 mm/s，检测速度1 mm/s，测试后速度1 mm/s，时间间隔为2 s，压缩比为60.00%，压缩厚度为15 mm。得到一条曲线后，经电脑软件程序分析得出物性指标，如肠的硬度、弹性、粘聚性等指标。每个样品重复2次，取平均值。

1.4 数据处理分析

采用Excel 2010对试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 单因素实验

2.1.1 大豆油质量分数对植物基火腿硬度和弹性的影响 由图2可知，随着大豆油质量分数的增加，植物基火腿的硬度呈逐渐减小的趋势。当大豆油质量分数超过60.00%时，植物基火腿的硬度显著降低。随着大豆油质量分数的增加，植物基火腿的弹性呈先增后减的趋势。

当大豆油添加量过少时，植物基火腿乳化较差，呈现干硬状态；随着大豆油添加质量分数的提高，植物基火腿弹性升高；但当大豆油添加量过多时，造成油脂未完全乳化，植物基火腿结构变差、弹性降低。

因此，根据图2曲线选取质量分数55.00%、60.00%和65.00%作为正交试验中大豆油添加量的3水平。

图2 大豆油质量分数对植物基火腿硬度和弹性的影响

2.1.2 变性淀粉质量分数对植物基火腿硬度和弹性的影响 变性淀粉具有良好的保水性和胶凝性[11]。变性淀粉的添加可提高大豆拉丝蛋白肠的保水特性，改变植物基火腿的结构特性。由图3可知，植物基火腿的硬度随变性淀粉质量分数的增加而增大。当变性淀粉质量分数低于15.00%时，植物基火腿的弹性随变性淀粉质量分数的增加而增大；当变性淀粉质量分数超过15.00%时，植物基火腿的弹性呈逐渐减小的趋势。当变性淀粉添加量过大时，植物基火腿结构干硬。因此，根据图3曲线选取质量分数10.00%、15.00%、20.00%作为正交试验中变性淀粉添加量的3水平。

图3 变性淀粉质量分数对植物基火腿硬度和弹性的影响

2.1.3卡拉胶质量分数对植物基火腿硬度和弹性的影响 卡拉胶可以改善食品品质，增加食品稳定性，提高食品乳化和胶凝等功能性特性[12-13]。由图4可知，随着卡拉胶质量分数的增加，植物基火腿的硬度逐渐增加，当卡拉胶质量分数为5.00%时硬度值最高；随着卡拉胶质量分数的增加，植物基火腿的弹性呈先增后减的趋势，当卡拉胶质量分数为5.00%时，弹性值最大。综合植物基火腿硬度及弹性指标，选取质量分数2.50%、5.00%和7.50%作为正交试验中卡拉胶添加量的3水平。

图4 卡拉胶质量分数对植物基火腿硬度和弹性的影响

2.1.4 大豆拉丝蛋白质量分数对植物基火腿硬度和弹性的影响 在一定的添加范围内，大豆拉丝蛋白可与大豆分离蛋白形成网状结构，提高肠体硬度，增强植物基火腿结构稳定性。由图5可知，随着大豆拉丝蛋白质量分数的增加，植物基火腿的硬度逐渐增大。当大豆拉丝蛋白质量分数为60.00%时，植物基火腿硬度达到最高；随着大豆拉丝蛋白质量分数的增加，分离蛋白的相互作用减弱，植物基火腿的硬度减小；随着大豆拉丝蛋白质量分数的增加，植物基火腿的弹性呈先增后减的趋势，当大豆拉丝蛋白质量分数为65.00%时，植物基火腿硬度达到最高。综合植物基火腿硬度及弹性指标，选取质量分数60.00%、65.00%和70.00%作为正交试验中大豆拉丝蛋白添加量的3水平。

图5 大豆拉丝蛋白质量分数对植物基火腿硬度和弹性的影响

2.2 正交实验

通过正交试验进行研究，因素水平表见表2。结果表明，大豆油、变性淀粉、卡拉胶及大豆拉丝蛋白的添加量为影响植物基火腿口感和结构的重要因素。

表2 正交因素水平表

2.2.1 正交试验结果 植物基火腿正交试验结果见表3。

由表3可知，样品2的感官评分最高，为75.3分；样品7的感官评分最低，为69.5分。

表3 正交试验结果

2.2.2 植物基火腿硬度、弹性及感官评价影响因素分析 植物基火腿硬度影响因素分析见表4。由表4可知，硬度指标R极差值的大小顺序为A＞B＞C＞D，即大豆油添加量对植物基火腿硬度影响最大，大豆拉丝蛋白添加量对植物基火腿硬度影响最小。

表4 植物基火腿硬度影响因素分析

由表5可知，弹性指标R极差值的大小顺序为D＞B＞A＞C，即大豆拉丝蛋白添加量对植物基火腿弹性影响最大，卡拉胶添加量对植物基火腿弹性影响最小。

表5 植物基火腿弹性影响因素分析

由表6可知，感官指标R极差值的大小顺序为A＞B＞D＞C，即大豆油添加量对植物基火腿感官结果影响最大，卡拉胶添加量对植物基火腿感官结果影响最小。

表6 植物基火腿感官结果影响因素分析

综合感官评定及TPA检测，第2组试验结果理想，产品质量最佳，即（以大豆分离蛋白质量分数计）：大豆油55.00%，变性淀粉15.00%，卡拉胶5.00%，大豆拉丝蛋白65.00%。按最佳组合进行3组平行试验，经感官判定小组评判，感官评价得分为77.0分。

3 结论与讨论

植物基火腿以大豆拉丝蛋白和大豆分离蛋白为主要原料，添加植物油、淀粉、卡拉胶和调味料等辅料制成。通过调整配方比例，可获得优质口感的植物基火腿。即：大豆拉丝蛋白8.27%，大豆分离蛋白12.72%，水65.84%，大豆色拉油8.13%，食盐、味精、白糖、香辛料2.45%，木薯变性淀粉1.91%，肉味香精1.11%，卡拉胶0.65%，谷氨酰胺转氨酶0.06%。优化配方后的植物基火腿可达到或超越市售肉制品火腿口感，其理化性状、微生物指标均符合国家食品相关标准，具有肉类火腿肠风味和丰富营养，是肉类火腿的优良替代品。

文章通过将具有良好凝胶特性的大豆分离蛋白与具有优质瘦肉口感的大豆拉丝蛋白进行配方优化，有机结合制成植物基火腿，适合大众日常消费，满足人们对素肉产品的追求，有着广阔的市场发展前景。