黄原胶对黑豆豆腐牛肉丸的品质影响研究

刘树萍，张佳美，李乐桐，陆家慧，苏晓文

(哈尔滨商业大学 旅游烹饪学院，哈尔滨 150028)

牛肉丸具有低胆固醇、高蛋白质的优良性状，这使得牛肉丸类制品倍受青睐[1]。在探索牛肉丸的过程中，有很多研究人员对牛肉丸的品质改进提供了实验理念和可行方案，李应兰等[2]对添加了黄花菜粉的牛肉丸进行研究，发现当黄花菜粉添加量为20%时，牛肉丸的评分最高。

黑豆豆腐拥有黑豆独特的豆香味，同时也兼具内酯豆腐的口感和味道，比黄豆制作的豆腐更具营养价值，其中绿心的黑豆制作的黑豆豆腐营养价值更高。将黑豆豆腐添加至牛肉丸中可以使肉丸的口感和营养更加丰富，但可能会对肉丸的乳化性等品质产生不良影响。

黄原胶是一种多糖，添加在食品中能够改善产品的质地、黏度、风味和外观，除此之外，黄原胶还能用作乳化剂和增塑剂，提高产品的流变性和韧性[3]。李湘銮等[4]通过探究食品添加剂对反复冻融猪肉的影响发现，黄原胶能够极大地提高猪肉的保水性并且降低其蒸煮损失；孔晓雪等[5]通过探究乳化剂在香肠中的应用发现，黄原胶与其他蛋白复配能够有效改善其乳化稳定性。因此，本研究在黑豆豆腐牛肉丸中添加一定量黄原胶，探究在其不同添加量下各指标的变化情况，以期改良黑豆豆腐牛肉丸的品质，并为相关食品的开发提供一定的参考依据。

1 材料和方法

1.1 材料

黑豆(乌皮青仁豆)：北京金禾绿源商贸有限公司；牛肉：购于哈尔滨市世茂大道大润发超市；淀粉：辽宁帝华味精食品有限公司；胡椒粉：江苏吉得利食品有限公司；精制低钠盐：中国盐业集团有限公司；黄原胶：河南万邦化工科技有限公司。

1.2 试剂

硫酸铜、硫酸钾、硫酸、盐酸、氢氧化钠、甲基红指示剂、溴甲酚绿指示剂、亚甲基蓝指示剂、硼酸、石油醚、乙醇：均为分析纯，均购于哈尔滨市南岗区百大实验室器具经销部。

1.3 主要仪器与设备

C22-WT2203电磁炉 美的电器有限公司；HX-PB1058料理机 佛山市海迅电器有限公司；JD200-3电子天平 沈阳天平仪器有限公司；BPG-9070A精密鼓风干燥箱 上海一恒科学仪器有限公司；SH220N石墨消解仪、K9860全自动凯氏定氮仪 山东海能科学仪器有限公司；SZF-06A索氏提取器 浙江托普仪器有限公司；TA-XT Plus物性测定仪 英国SMS公司；HH-4恒温水浴锅 上海力辰邦西仪器科技有限公司；H1850R医用离心机 湖南湘仪实验室仪器开发有限公司；CM-700D色差仪 柯尼卡美能达办公系统(中国)有限公司；Inose电子鼻 上海瑞玢国际贸易有限公司；FE28 pH计 梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司；NM120-Analyst核磁共振食品成像分析仪 上海纽迈电子科技有限公司。

1.4 试验方法

1.4.1 黑豆豆腐牛肉丸制备

黑豆豆腐制作工艺流程：黑豆浸泡一夜→清洗→磨成豆浆→过滤→煮沸→添加氯化镁点浆→凝固0.5 h→过滤→放入模具中压制30 min→成型。

黑豆豆腐牛肉丸制作工艺流程：牛肉绞碎→加入盐、胡椒粉、淀粉→加入豆腐→分成不同的份数→加入黄原胶→制成肉糜→挤成肉丸→沸水煮熟→冷藏保存。

1.4.2 试验设计

将不同添加量(0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)的黄原胶添加至黑豆豆腐牛肉丸中，与空白对照组相比，探究不同添加量的黄原胶对黑豆豆腐牛肉丸品质的影响，并通过对感官评价、质构、色泽、出品率、水分含量、蛋白质含量、脂肪含量、蒸煮损失率及乳化稳定性、水分迁移的测定，最终确定黑豆豆腐牛肉丸中黄原胶的最适添加量。

1.5 指标测定

1.5.1 感官评价

邀请10位经过培训的烹饪专业人员对试验样品进行感官评价，将需要对比的不同黑豆豆腐牛肉丸样品进行随机编号，请参加感官评价的人员从色泽、香气、滋味、口感、多汁性和组织状态6个方面进行全面综合的评价，然后给出分数，计算黑豆豆腐牛肉丸的平均得分，感官评价标准见表1。

表1 黑豆豆腐牛肉丸感官评分标准Table 1 Sensory scoring standard of beef meatballs with black soybean tofu

1.5.2 质构特性

参考李兴华等[6]的方法并稍作修改。将熟制后冷却的待测黑豆豆腐牛肉丸切成1 cm3的立方体进行测量。参数设定： 探头型号选择P/50，压缩形变30%，回升高度50 mm，测试前速率为5 mm/s，测试速率为60 mm/min，测试后速率为5 mm/s，起始力为0.5 N。

1.5.3 色泽测定

将黑豆豆腐牛肉丸切成厚度为1 cm的薄片，使用校准完毕的色差仪进行测量，选择O/D测试头测定。记录其中的L*、a*、b*、△E的数值。

1.5.4 水分含量测定

水分含量采用直接干燥法测定[7]。将待测的黑豆豆腐牛肉丸切割成小块，放入洗净并干燥的称量瓶中，将称量瓶放入80 ℃的干燥箱中，加热8 h后将称量瓶取出，置于干燥器内冷却0.5 h，再进行称量，重复上述步骤直至两次称量结果变化较小(2 mg)或者不再变化后，结束干燥，记录试验数据。计算公式如下：

X=(m1-m2)/(m1-m3)×100%。

式中：m1为干燥器和所称取的黑豆豆腐牛肉丸的质量,g；m2为干燥器和所称取的黑豆豆腐牛肉丸干燥后且干燥至恒重时的质量,g；m3为干燥器的质量,g；X为黑豆豆腐牛肉丸中水分含量。

1.5.5 蛋白质含量测定

蛋白质含量采用全自动凯氏定氮法测定[8]。准确称取2 g肉丸样品，置于消化管内，加入0.4 g硫酸铜与6 g硫酸钾，并加入20 mL浓硫酸。将称取好的样品于消化炉上进行消化。消化炉温度达到420 ℃后，继续消化1 h。取出冷却后于自动凯氏定氮仪上实现自动加液、蒸馏、滴定和记录滴定数据的过程。

1.5.6 脂肪含量测定

脂肪含量使用索氏提取仪测定[9]。准确称取肉丸2 g，用滤纸包裹并用线缠好，放入抽提筒内，杯底铺好脱脂棉。在已烘干至恒重的接收瓶中加入适量石油醚，将接收瓶及抽提筒与仪器连接，水浴加热并于90 ℃抽提6 h，最后取下接收瓶，将冷凝管中的石油醚回收，接收瓶在105 ℃下烘干1 h，于干燥皿中冷却至常温后，称重。计算公式如下：

X=(m1-m0)/m2×100%。

式中：m0为接收瓶的质量,g；m1为恒重后接收瓶和脂肪的质量,g；m2为试样的质量,g；X为黑豆豆腐牛肉丸中脂肪含量。

1.5.7 出品率测定

先记录用料的总量(生制时黑豆豆腐、牛肉、盐、淀粉和胡椒粉的实际用量)，再按照工艺步骤制作黑豆豆腐牛肉丸并煮熟，静置放凉，之后称重并记录，进行出品率的计算。计算公式如下：

X=m2/m1×100%。

式中：m1为熟制后黑豆豆腐牛肉丸的质量,g；m2为黑豆豆腐牛肉丸的基础用量,g；X为出品率。

1.5.8 蒸煮损失率和乳化稳定性测定

参考姜帅等[10]的方法并稍作修改。在50 mL离心管(质量记为m0)中加入一定质量的肉糜，以4 000 r/min离心5 min，然后在70 ℃水浴条件下加热30 min，取出冷却，以6 000 r/min离心10 min，将游离出来的液体倒入烧杯中，最后将收集到的液体于105 ℃下加热8 h。计算公式如下：

X1=(m1-m3)/(m1-m0)×100%，

X2=(m1+m2+m3+m4)/(m1-m0)×100%，

X3=(m4-m2)/(m1-m0)×100%。

式中：m1为肉糜的质量,g；m2为烧杯的质量,g；m3为离心管和肉糜的质量,g；m4为加热后的总质量,g；X1为蒸煮损失率；X2为水分损失率；X3为脂肪损失率。

1.5.9 低场核磁共振(LF-NMR)水分迁移测定

参考马莹等[11]的方法并稍作修改。将样品切成0.5 cm3的立方体放入玻璃管中，操作参数：TW=3 000 ms，TE=0.5 ms，NECH=6 000，NS=1，TE=0.22，SW=100 kHz,RG1=20.0，DRG1=3。

1.6 数据处理

采用Origin 8.0软件绘图，运用IBM SPSS Statistics 23软件进行数据统计及显著性分析，不同小写字母表示差异达到P<0.05水平，每组试验平行测定3次，结果以“平均值±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 黄原胶对黑豆豆腐牛肉丸感官品质的影响

表2 黄原胶对黑豆豆腐牛肉丸感官评分的影响Table 2 Effect of xanthan gum on sensory scores of beef meatballs with black soybean tofu

由表2可知，黄原胶添加量为0.3%时，各指标的评分都高于其他试验组，随着黄原胶添加量的增加，色泽、香气、滋味、口感、多汁性和组织状态的感官评分均呈现先上升后下降的趋势，在黄原胶添加量为0.3%时达到最高。由于黄原胶和水及调味料结合，随着其添加量的增加，肉丸的胶黏性也增加，但是过多的黄原胶可能会导致肉糜与水和调味料不能较好融合，反而会破坏其原有的结构，使得肉质变差、表面暗淡，最终导致感官评分下降[12]。因此结合数据来看，黄原胶的最适添加量为0.3%。

2.2 黄原胶对黑豆豆腐牛肉丸质构特性的影响

表3 黄原胶对黑豆豆腐牛肉丸质构特性的影响Table 3 Effect of xanthan gum on texture characteristics of beef meatballs with black soybean tofu

由表3可知，咀嚼性、硬度和胶黏性均有显著性差异，黏附性、内聚性、弹性显著性差异较小。因此，咀嚼性、硬度和胶黏性是黄原胶影响黑豆豆腐牛肉丸的重要指标，黏附性、内聚性、弹性为次要指标。随着黄原胶添加量的增加，咀嚼性、硬度和胶黏性呈现先上升后下降的趋势，内聚性和弹性呈现先上升后下降之后趋于平稳的趋势。在黄原胶添加量为0.3%时咀嚼性、弹性、硬度和胶黏性达到峰值。在胶黏性达到峰值的同时，牛肉丸的硬度、弹性和咀嚼性也最高，可能是由于黄原胶的添加使肉蛋白的胶体结构更加紧密[13]。胶黏性是自身的胶合力，黏附性是对其他物品的附着力[14]。因此黄原胶添加量为0.3%时，胶黏性最大，黏附性反而小。

2.3 黄原胶对黑豆豆腐牛肉丸色泽的影响

表4 黄原胶对黑豆豆腐牛肉丸色泽的影响Table 4 Effect of xanthan gum on color of beef meatballs with black soybean tofu

由表4可知，△E有显著性的差异，a*和L*显著性差异较小，b*没有呈现出显著性差异，其中△E为重要指标。随着黄原胶添加量的增加，红绿色和明亮度差异较小，蓝黄色无显著性差异，色差呈现先下降后上升的趋势。黄原胶的胶黏性使肉糜相互胶黏在一起，所以色差值下降，但是黄原胶过量会破坏结构，无法让其成为一个整体，反而容易分散，肉糜重叠和分散产生的空隙导致了色差的产生，因此数值增大[15]。在黄原胶添加量为0.3%时色差值最小，肉丸最均匀，呈现的效果最好。

2.4 黄原胶对黑豆豆腐牛肉丸基本成分的影响

表5 黄原胶对黑豆豆腐牛肉丸基本成分的影响Table 5 Effect of xanthan gum on the basic constituents of beef meatballs with black soybean tofu %

由表5可知，水分含量具有显著性差异。随着黄原胶添加量的增加，水分含量呈现先上升后下降的趋势。添加黄原胶能够增强整个体系的持水能力[16]，黄原胶和水可以结合成凝胶的状态，锁住水分，但会达到峰值；由于黄原胶的侧链结构，加入过量的黄原胶反而会破坏胶黏的网络结构[17]。在黄原胶添加量为0.3%时水分含量最多；蛋白质含量也呈现先升后降的趋势，可能是由于添加黄原胶能够使肉丸蛋白质结构较稳定，但当添加过量的黄原胶时，肉糜不能与其充分融合，在加工过程中可能造成蛋白质损失；脂肪含量随着黄原胶添加量的增加而增多，可能是由于添加黄原胶能更好地形成三维网状结构，因此一定程度上提高了肉糜的保油性[18]。

2.5 黄原胶对黑豆豆腐牛肉丸出品率的影响

图1 黄原胶对黑豆豆腐牛肉丸出品率的影响Fig.1 Effect of xanthan gum on the yield of beef meatballs with black soybean tofu注：小写字母不同表示差异显著(P<0.05)。

由图1可知，随着黄原胶添加量的增加，黑豆豆腐牛肉丸的出品率呈现先升后降的趋势，并且在黄原胶添加量为0.3%时出品率最高。添加黄原胶能够改善从肉糜到肉丸过程中的一体性，但添加量过少或过多都不利于出品率的提高。黄原胶的溶胀能力高，吸附能力强[19]。牛肉糜在制作过程中需要使用较多的容器，牛肉糜的胶黏性大、黏附性小是较好的状态，能够让牛肉糜不容易因挂壁和蒸煮产生较大的损失，试验结果与质构测定的结果相吻合。

2.6 黄原胶对黑豆豆腐牛肉丸蒸煮损失率和乳化稳定性的影响

表6 黄原胶对肉糜蒸煮损失率和乳化稳定性的影响Table 6 Effect of xanthan gum on cooking loss rate and emulsion stability of beef meatballs with black soybean tofu %

由表6可知，随着黄原胶添加量的增加，蒸煮损失率呈现先下降后上升的趋势，在黄原胶添加量为0.3%时，蒸煮损失率最低，可能是由于黄原胶形成的胶黏结构随着含量的上升先升后降，胶黏结构有助于锁住牛肉丸中的肉糜，使其不易分散，所以损失率下降，但是加入的黄原胶过多或过少，肉糜之间彼此会变得黏滑或各自成块，导致无法更好地粘连在一起，从而造成了损失。孙健等[20]研究表明添加黄原胶能够使产品有较好的保水、保油性质，因此水分和脂肪损失率均随着黄原胶添加量的增加而降低。

2.7 黄原胶对黑豆豆腐牛肉丸水分迁移的影响

表7 黄原胶对黑豆豆腐牛肉丸水分分布的影响Table 7 Effect of xanthan gum on moisture distribution of beef meatballs with black soybean tofu

续 表

图2 不同黄原胶添加量的黑豆豆腐牛肉丸核磁共振波谱Fig.2 NMR spectra of beef meatballs with black soybean tofu with different addition amounts of xanthan gum

由表7和图2可知，随着黄原胶添加量的增加，T21、T22位置左移，当黄原胶添加量为0.5%时出现右移，并且由峰面积可知，添加黄原胶能使肉丸中的水分自由度变低，结合水增多，使肉丸不易失去水分，但是添加更多的黄原胶并不会使结合水持续增加[21]。T23的位置先左移后右移，峰面积先增大后减小，转折点为0.3%，当添加过量黄原胶时，自由水的峰面积和不易流动水的峰面积呈现相同的趋势，表明肉丸的不易流动水和自由水随着黄原胶添加量的增加先增多后减少[22]。整体来看，对照组与试验组差距较大，可见黄原胶对黑豆豆腐牛肉丸的内部水分变化有明显的影响。

3 结论

本文主要探究了添加不同量黄原胶对黑豆豆腐牛肉丸品质的影响。研究结果表明，添加黄原胶可以提高肉丸的咀嚼性与弹性，在一定程度上提高出品率、水分含量、蛋白质含量及脂肪含量，并且能有效改善肉丸的蒸煮损失率和色差，使黑豆豆腐牛肉丸的综合品质得到较好的提升。与空白对照组相比，当黄原胶添加量为 0.3%时，肉丸的各方面感官评分都最高，水分含量和蛋白质含量分别达到峰值，蒸煮损失最低，T2图谱峰面积达到最大值。因此综合考虑，黄原胶添加量为0.3%时能较好地改善黑豆豆腐牛肉丸的品质。