响应面法优化桑叶肉脯加工工艺

褚 研，丁海俊，刘佳颖，陈亿楠，姜新杰

（1.青岛农业大学 海都学院，山东 烟台 265200；2.中国检验认证集团山东有限公司，山东 青岛 266000）

肉脯是使用精瘦肉经切块、打成肉糜、腌制、烘烤、脱水等一系列工序加工而成的即食性休闲肉制品[1]。在肉糜中添加黑布林李子等原料提高营养价值的同时，也拓展了李子的附加值[2]。陈美链、郑雪君、吴定晶等人[3-5]采用乌龙茶、草莓、蔬菜等为主要材料所复合的风味重组肉脯，使产品具有果蔬风味的同时也具有一定的抗氧化等性能，逐渐受到消费者的青睐。近年来，消费者对肉及肉制品的安全、方便和营养等特性越来越重视，肉脯以其具有携带方便、营养丰富的特点，大大缩短了备餐时间。

在传统肉脯的基础上，采用单因素试验和响应面分析法[6]，探索桑叶的不同添加方式对肉脯试验品质的影响[7-8]，并寻找最佳工艺，改善肉脯的营养结构，丰富肉脯的种类。

1 材料与方法

1.1 材料

新鲜桑叶，取自山东莱阳；精瘦肉，山东龙大美食股份有限公司提供；卡拉胶、TG 酶，河南万邦实业有限公司提供；白砂糖，安琪酵母股份有限公司提供；酱油，烟台欣和企业食品有限公司提供；白酒，保定福新华酒业有限公司提供；五香粉，山东每日良食食品有限公司提供；食用油，中粮佳悦（天津） 有限公司提供；食盐，中国盐业集团有限公司提供。

1.2 试验方法

1.2.1 桑叶肉脯的工艺流程

原料肉检验→预处理→切分→绞碎→肉糜状→加入配料混合均匀→冷藏腌制（加入卡拉胶、TG酶） →加入桑叶混合均匀→放置烤盘→烘烤→冷却→切片→包装。

每种方式称取3 组添加→混合均匀。

1.2.2 操作要点

（1） 桑叶的预处理。桑叶清洗去蒂后，于120 ℃条件下杀青处理30 s 后捞出沥干水分，分别按照3 种方法添加：切成块状直接添加、制成汁液和经处理后铺开至烤盘上于65 ℃条件下烘干5 h，冷却至室温后磨成细粉[9]。

（2） 原料肉的选择与切割。原料肉选用的是猪后腿肉，剔除筋、肉膜等。将处理好的肉按照肌肉自然的纹理结构切成小块，用水清洗后使用厨房纸吸出多余的水分。

（3） 斩拌及腌制。把肉块绞成肉糜。放入白砂糖、酱油、白酒、卡拉胶[10-11]、TG 酶[12]等辅料与肉糜放在一起搅拌均匀，放入冰箱0～4 ℃下，腌制2 h。

（4） 添加桑叶及压片成型。将桑叶粉添加到腌制好的肉糜中，将两者混合均匀。放入已涂抹植物油的烤盘上铺平厚度约3 mm 的薄层。

（5） 烘烤。把处理好的肉糜放入预热后的烤箱中，于温度80～90 ℃下烘干80～120 min，中途进行翻面。取出烘干好的肉脯待其冷却，刷上用温水溶解开的蜂蜜，均匀地撒上芝麻，于220 ℃条件下烘烤3～5 min。

（6） 切片、冷却、包装。烘烤后的肉脯于常温冷却，切为2 cm×3 cm 的薄片，再切去边角料，经处理后进行包装。

（7） 配方。新鲜猪肉50 g，白砂糖4.5 g，酱油5 g，白酒1 g，五香粉1 g，食盐0.9 g，桑叶粉0.37 g，卡拉胶0.3 g，TG 酶0.31 g，蜂蜜、食用油、芝麻等适量。

1.3 感官评价

桑叶肉脯的感官评价由10 名专业感官评价人员进行，包含组织状态、色泽、滋味、香味。

桑叶肉脯感官评价指标见表1。

表1 桑叶肉脯感官评价指标

2 试验设计

2.1 桑叶肉脯预试验

研究了添加方法对桑叶肉脯的影响。工艺流程及配方见1.2.2；桑叶清洗杀青后进行下一步处理，添加方法分为3 种直接切成块状、榨汁机打碎，置于肉糜中；烘干后制粉，置于肉糜中；放入涂有植物油的锡纸中，在烤盘上铺上一层约3 mm厚的薄层，最后进行感官评价。桑叶汁制出的肉脯成色较浅，失去了肉脯原本的色泽，未保留肉脯应有的味道；切块后添加肉脯中色泽较好，但颗粒较大，掩盖了肉脯所具有的特征及颜色，而桑叶味太重会失去肉脯原本的滋味；经感官评价后得出，桑叶粉可在更大程度上保留桑叶清香及味道，发挥了桑叶自身的功能特性无论颜色还是味道都是最优选择。

2.2 桑叶肉脯单因素试验

在预试验的基础上以桑叶添加量、卡拉胶添加量、TG 酶添加量为3 个单因素，进行单因素试验探索桑叶肉脯的最佳配方。

2.2.1 烘烤时间对桑叶肉脯的影响

前处理方式同上，然后转入事先预热温度为80 ℃的烤箱中烘烤，烘干时间为60，80，100，120，140 min，烘干后，转入已预热至温度为180 ℃的烤箱中烘烤 5 min 制成成品后进行感官评价。经感官评定，肉脯烘烤100 min 以上口感上会变得干柴，因水分被烘干后咀嚼费力难以下咽；烘烤时间过短，肉脯中有大量的水分，虽有一定的嫩度，但颜色及味道未呈现出最佳状态，故100 min 的烘烤时间是最佳方案。

2.2.2 桑叶添加量的单因素试验

原辅料添加量及处理方式同上，设置桑叶添加量0.2%，0.4%，0.6%，0.8%，1.0%进行感官评价。

2.2.3 卡拉胶添加量的单因素试验

在2.2.1 的最佳条件下进行试验，设置卡拉胶添加量0.3%，0.6%，0.9%，1.2%，1.5%，混合均匀后放于4 ℃冰箱中腌制2 h 后取出，添加已处理好的桑叶粉混合均匀后放入已涂抹植物油的锡纸中烤盘上铺平厚度约3 mm 的薄层，薄片大小烘烤前约15 cm×15 cm 的大小进入烤箱烘烤，成品后进行感官评价。

2.2.4 TG 酶添加量的单因素试验

原辅料添加量及处理方式同上，设置TG 酶添加量0.1%，0.3%，0.5%，0.7%，0.9%，混合均匀后放在4 ℃冰箱中腌制2 h 后取出，添加已处理好的桑叶粉混合均匀，放入已涂抹植物油的锡纸中烤盘上铺平厚度约3 mm 的薄层，薄片大小约15 cm×15 cm，放入烤箱烘烤，成品后进行感官评价。

2.3 响应面试验设计

在单因素试验的基础上，选取桑叶粉添加量（A）、卡拉胶添加量（B）、TG 酶添加量（C） 3 个因素，以感官评分为响应值，对桑叶肉脯工艺配方进行三因素三水平的响应面中心组合试验[13]。

响应面因素与水平设计见表2。

表2 响应面因素与水平设计/%

3 结果与分析

3.1 单因素试验结果

3.1.1 桑叶添加量对肉脯的影响

桑叶添加量对肉脯感官品质的影响见图1。

图1 桑叶添加量对肉脯感官品质的影响

由图1 可知，当桑叶粉添加量为0.6%时，桑叶肉脯的感官评分最高，因为桑叶制成粉后浓度变大味道也会加重；当桑叶添加量低于0.4%时，虽然保留了肉脯的味道及色泽但桑叶的味道不显著，不能很好地发挥出桑叶的附加值；当添加量大于0.8%时桑叶的味道开始变的明显，颜色开始从淡绿色（像海苔碎一样） 到暗绿色的变化，所以使添加量的比例越来越大，颜色也越来越暗直至发黑，从而使感官评分下降。

3.1.2 卡拉胶添加量对肉脯的影响

卡拉胶添加量对肉脯感官品质的影响见图2。

图2 卡拉胶添加量对肉脯感官品质的影响

由图2 可知，当卡拉胶添加量增加时，肉脯的口感出现了上升的趋势；当卡拉胶添加量增加0.9%时，感官评定达到峰值，随后肉脯的感官评定值有明显的下降趋势。因为适量的卡拉胶在加工过程中具有形成亲水胶体和凝胶的特性，从而提高肉脯的保水性及制出率，添加过量会影响桑叶肉脯的口感，保水性下降、凝胶能力过强不便于咀嚼[14]，添加量过低时凝固性会降低、肉糜之间会分散不呈块状，添加量应该在国家标准范围内。

3.1.3 TG 酶添加量对肉脯的影响

TG 酶添加量对肉脯感官品质的影响见图3。

图3 TG 酶添加量对肉脯感官品质的影响

由图3 可知，当TG 酶添加量为0.5%～0.7%时，桑叶肉脯的感官评分达到最高评分值，当TG 酶添加量在0.5%时感官评分达到最高值；桑叶肉脯的感管评定随着TG 酶添加量的变化而变化，呈先上升后下降的趋势。TG 酶具有显著效果，如乳化、稳定性、胶凝能力等，可使其组织结构紧密，改善肉的质地；如果添加量过高或过低都会影响肉的稳定性，从而影响味道、色泽及组织状态等问题。因此，最终根据TG 酶添加量为0.3%，0.5%，0.7%这3 个水平进行响应面试验。

3.2 响应面试验结果与分析

3.2.1 响应面优化桑叶肉脯试验结果

根据单因素试验，感官评分为响应值以Box-behnken 试验设计原理，在单因素试验的基础上，选择对感官品质影响显著的桑叶添加量、卡拉胶添加量、TG 酶添加量3 个影响因素的3 个水平（见表2），以-1，0，1 分别代表各因素的水平，进行了17 个试验点的响应曲面分析试验。

响应面分析试验设计及结果见表3。

表3 响应面分析试验设计及结果

3.2.2 模型的建立

利用Design Expert 8.0.6 中的Box-behnken 方法对表3 中的试验数据进行多元回归拟合[15]，得到桑叶肉脯的感官评价（S1） 对桑叶添加量（A）、卡拉胶添加量（B）、TG 酶添加量（C） 的二次多项回归模型为：

3.2.3 方差分析

使用软件Design Expert 8.0.6 中的Box-behnken方法对表3 中感官评分数据进行多元回归分析。多元回归方程的方差分析结果表明，以感官评分为响应值建立的回归模型具有显著性。

响应面回归模型的方差分析见表4。

表4 响应面回归模型的方差分析

根据表4 中的各项数据分析以看出，模型F 值=24.92，p 值＜0.000 2，表明模型显著；失拟项F 值=0.6，p 值= 0.848 7 ＞0.06，表明失拟项不显著；在此情况下，A，AB，A2，B2，C2是重要的模型项；由表4 中的F 值可知，受单因素影响的各方面对桑叶肉脯感官品质影响主次顺序依次为A＞B＞C，即桑叶添加量＞卡拉胶添加量＞TG 酶添加量。因此，A，B，C 对桑叶肉脯的感官品质有着非常显著的影响；桑叶添加量与卡拉胶添加量（AB）、桑叶添加量与TG 酶添加量（AC）、卡拉胶添加量与TG 酶添加量（BC） 对桑叶肉脯的感官品质有着极显著的影响；对桑叶肉脯的感官品质影响显著（p＜0.06）；A2，B2，C2对桑叶肉脯的感官品质有着极显著的影响，适合分析和预测桑叶肉脯的工艺配方。

3.3 桑叶肉脯感官评价响应曲面分析

根据软件Design Expert 8.0.6 分析表4 中的数据，得到回归模型的响应面图和等高线图。通过多项式回归模型得到的等高线图和响应面图[16]，可看出各个因素之间的关系，确定各个因素的最优水平范围。

桑叶添加量与卡拉胶添加量对桑叶肉脯感官评价的影响（等高线图及响应面图） 见图4，桑叶添加量与TG 酶添加量对桑叶肉脯感官评价的影响（等高线图及响应面图） 见图5，卡拉胶添加量与TG 酶添加量对桑叶肉脯感官评价的影响（等高线图及响应面图） 见图6。

图4 桑叶添加量与卡拉胶添加量对桑叶肉脯感官评价的影响（等高线图及响应面图）

图5 桑叶添加量与TG 酶添加量对桑叶肉脯感官评价的影响（等高线图及响应面图）

图6 卡拉胶添加量与TG 酶添加量对桑叶肉脯感官评价的影响（等高线图及响应面图）

由图4 可知，在桑叶肉脯中，当卡拉胶添加量一定的情况下，随着桑叶添加量的增加，感官评分会随之呈现先上升后下降的趋势，并在0.6%附近达到最优值；在桑叶添加量一定的情况下，肉脯的感官评分根据卡拉胶添加量的增加，呈先上升后下降的趋势，当添加量为0.9%时达到最优值。

由图5 可知，当桑叶添加量一定的情况下，随着TG 酶添加量的增加，呈现先增加后减少的变化，在0.5%附近达到最优值；当TG 酶添加量一定的情况下，肉脯的感官评分随桑叶添加量的增大随之呈现出先上升后下降的趋势，在0.6%附近达到最优值。

由图6 可知，在桑叶肉脯中，当卡拉胶添加量一定的情况下，肉脯感官评分随着TG 酶添加量的增大呈现先上升后下降的趋势，在0.5%附近达到最优值；当TG 酶添加量一定的情况下，肉脯的感官评分随卡拉胶添加量的增大呈现先上升后下降的趋势，在0.9%附近达到最优值。

通过响应面曲面图可知，当感官评分的分值达到最高点的条件在各图的中心圆点处。由响应曲面图可知，桑叶添加量对桑叶肉脯的感官品质影响最显著，卡拉胶及TG 酶的添加量次之。

3.4 优化最佳方案

为了确定各个因素的最佳范围，利用软件Design Expert 8.0.6 进行数据分析，考虑到试验的可操作性优化工艺调整为桑叶添加量0.6%，卡拉胶添加量0.9%，TG 酶添加量0.5%，此时的感官评分为92 分，理论值与预测值接近，表明数据可靠，具有使用价值。

3.5 回归模型的验证试验

回归模型验证由软件Design Expert 8.0.6 可以得到最佳条件，即让感官分值达到最大值的最佳条件为桑叶添加量0.6%，卡拉胶添加量0.9%，TG 酶添加量0.5%，感官平均得分为90.32 分。为检验该方法的可靠性和稳定性，确定添加量的配比，进行了5 次不同添加量所需百分比的单因素试验及3 次平行试验，进行试验验证，实际测得感官分值为（90.32±0.05） 分，与预测值基本一致，所以运用该方法得到的数据参数准确可靠，且具有使用价值。

4 结论

通过单因素试验与响应面试验优化桑叶肉脯的制作工艺，二次多项回归方程的回归模型存在显著差异，而二次多项回归方程分析后失拟项则不显著，表明试验所设立的二次多项式回归方程正确反映了所研究的相关因素和响应值，该试验设计科学合理；利用回归模型对桑叶肉脯感官品质的关键因素及其相互作用进行了探索和研究；以桑叶肉脯的感官评分为标准，得出最优配方。最佳工艺调整为以桑叶粉的添加方式最佳，烘烤温度80～90 ℃，烘烤时间100 min 转入180 ℃的烤箱内烤制5 min 熟制口感最佳为桑叶添加量0.6%，卡拉胶添加量0.9%，TG 酶添加量0.5%，在此条件下制作的桑叶肉脯，桑叶风味浓郁、口感极佳，桑叶肉脯的品质较高。通过回归模型的验证试验，发现实际值与预测值接近，采用该方法得到的最优条件具有使用价值。