鞠斌等

摘 要：應用響應面法對青豆復合雞肉香腸進行工藝優(yōu)化，通過單因素試驗初步確定，以食鹽添加量、腌制時間、青豆添加量為自變量，以亞硝酸鹽殘留量為響應值，進行Box-Behnken試驗設計，并構建二次回歸方程。結果表明：最佳工藝條件為食鹽添加量2.54%、腌制時間36h、青豆添加量10.84%，此時亞硝酸鹽殘留量最低，香腸整體色澤、口感最佳。

關鍵詞：青豆；復合香腸；響應面分析法；工藝優(yōu)化

Optimization of Process for the Production of Chicken Sausage with Added Green Soybean by Response Surface Analysis

JU Bin， Batuer ABULIKEMU*， LIU Yana

（College of Food and Pharmaceutics， Xinjiang Agricultural University， ürümqi 830052， China）

Abstract： In this study， we report the optimization of process conditions for the production of chicken sausage with added green soybean using combination of single factor design and response surface methodology. A quadratic regression model equation was developed indicating the effect of salt concentration， curing time and green soybean concentration on nitrate residue using Box-Behnken design. Results showed that 2.54% salt， 36 h curing and 10.84% green soybean were optimum for the minimum level of nitrate residue. Overall， the sausage obtained under these conditions had the best color and taste.

Key words： green soybean； sausage； response surface analysis； process optimization

中圖分類號：TS251.51 文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2015）04-0026-05

doi： 10.7506/rlyj1001-8123-201504006

隨著經濟社會的發(fā)展，肉類加工的創(chuàng)新形式層出不窮，生產技術和水平都在不斷攀升，產品的層次結構、立體性也越來越強，肉類食品已成為了人們生活中必不可少的組成部分，特別是低溫肉制品[1-2]。而低溫香腸正是其中一類，由于其色澤明亮、食用方便以及最大限度地保持了肌肉的基本結構[3]、營養(yǎng)成分[4]、風味而深受人們青睞。但由于傳統(tǒng)香腸脂肪含量較高、營養(yǎng)元素損失較多等[5]問題，導致其市場應用存在較大局限性。而膳食纖維雖然不具有營養(yǎng)價值，但卻是健康飲食不可缺少的組成成分，其具有減少膽固醇吸收，降低結腸癌發(fā)病幾率，促進腸道蠕動[6-8]等優(yōu)點。將膳食纖維添加到香腸制品中，制成復合香腸，既能改善香腸的感官品質，又能增加香腸本身的營養(yǎng)組分，可改善食品的保健功能，提高出品率、降低成本、增加附加值[9]，提升谷物類資源的轉化利用率等[10]。亞硝酸鹽主要用于發(fā)色以及抑菌，尤其對肉毒梭狀芽孢桿菌有良好抑制作用[11]，但亞硝酸鹽的過量殘留會帶來很多危害，例如致畸性、致癌性[12]。因此，在確保色澤、抑菌效果良好的前提下應使其殘留量在合理范圍內[13]。

復合香腸已有多年的研究，但青豆復合香腸尚未見報道。本實驗以雞肉為主要原料，對青豆復合低溫香腸工藝中的食鹽添加量、腌制時間、青豆添加量進行優(yōu)化，以期得到高膳食纖維、低亞硝酸鹽殘留量的低溫復合香腸。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

凍雞胸肉、青豆、食鹽、五香粉、味精、胡椒粉、淀粉、糖、小蘇打購自烏魯木齊愛家超市。

天然羊腸衣 河北省保定市寬澤腸衣廠；復合磷酸鹽（食品級） 徐州市天溢源食用化工有限公司；亞硝酸鈉（食品級） 杭州市龍山化工有限公司；D-異抗壞血酸鈉（食品級） 江西省德興市百勤異VC鈉有限公司；山梨酸鉀（食品級） 寧波王龍集團有限公司；亞鐵氰化鉀、冰乙酸、乙酸鈉、硼砂均為分析純 天津市光復科技發(fā)展有限公司。

1.2 儀器與設備

MM8型絞肉機 廣東省韶關市大金食品機械廠；

YSN-GC7型灌腸機 廣東省廣州市優(yōu)連食品加工機械有限公司；21型可見光分光光度計 上海菁華科技儀器股份有限公司；DHG-9123A型干燥箱 上海一恒科學儀器有限公司；HH-S4水浴鍋 金壇市醫(yī)療儀器廠；JA2003分析天平 上海上天精密儀器有限公司；PHS-3CpH計 上海儀電科學儀器股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 青豆復合雞肉香腸工藝流程

青豆→預處理→預煮→晾干

↓

凍雞胸肉→解凍→絞碎→腌制→制餡→灌制→烘烤→蒸煮→冷卻晾干

1.3.2 配方

配方參照文獻[14]，并加以改進：雞肉1kg、食鹽2.5%、復合磷酸鹽（焦磷酸鈉∶六偏磷酸鈉∶三聚磷酸鈉=2∶2∶1）0.438%、D-異抗壞血酸鈉0.109%、亞硝酸鈉0.012%、山梨酸鉀0.12%、胡椒粉0.15%、味精0.13%、五香粉0.21%、淀粉8.77%、糖3%、青豆12%、冰水13%。

1.3.3 操作要點

1.3.3.1 前處理

雞胸肉剔除筋膜、脂肪、血塊等，將其切成適當大小并勻速通過絞肉機。

1.3.3.2 腌制

將食鹽、亞硝酸鈉、復合磷酸鹽、抗壞血酸鈉、山梨酸鉀混合均勻后，涂抹于肉表面并適當翻轉，確保腌制料涂抹均勻。裝盤在4℃條件下腌制24h。

1.3.3.3 拌制

將腌制完全的肉與配料混合均勻，并在拌制過程中不斷加入冰水，以控制肉餡溫度，防止細菌滋生。拌制前將青豆切碎，以免在香腸中分布不均，拌制時以順時針方向攪動肉餡[15]。

1.3.3.4 灌制

腸衣在使用前，添加適量小蘇打浸泡24h，至腸衣表面呈現(xiàn)白色即可使用。灌制過程中隨時檢查腸衣情況，保持勻速灌制，以免腸衣受力不均而破裂，同時防止氣泡出現(xiàn)，避免局部過緊或過松（以兩指按壓彈性適度為宜）。

1.3.3.5 烘烤

烘烤前，在其表面使用細牙簽扎出肉眼可見小孔，烘烤溫度控制在80～85℃，保持香腸中心溫度在75℃以上[16]，并在烘烤的過程中不時翻動腸體，使其受熱均勻，烘烤時間約1h，直至香腸表面干燥，腸體緊致，并伴有腸衣烤制風味。

1.3.3.6 蒸煮

水燒開后將香腸置于篦子上，放入鍋內，進行蒸煮，電磁爐溫度恒定于85～90℃，蒸煮30min，選擇通風良好處晾干后保藏。

1.3.4 pH值測定

準確稱取10 g絞碎后的樣品于錐形瓶中，加入100 mL蒸餾水，浸泡約1 h，過濾，用pH計直接測定濾液的pH值[17]。

1.3.5 亞硝酸鹽殘留量測定[18]

1.3.5.1 標準曲線的繪制

準確吸取0.00、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00、1.50、2.00、2.50 mL亞硝酸鈉標準使用液（相當于0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、7.5、10.0、12.5 μg亞硝酸鈉），分別置于50 mL帶塞比色管中，分別加入2 mL對氨基苯磺酸溶液，混勻，靜置3～5 min后各加入1 mL鹽酸萘乙二胺溶液，加超純水至刻度，混勻，靜置15 min，在538 nm波長處測定各溶液吸光度，并繪制標準曲線。

1.3.5.2 亞硝酸鹽殘留量的測定

準確稱取樣品5.00 g，置于研缽中，加入適量蒸餾水研磨，倒入50 mL燒杯中，加入飽和硼砂12.5 mL，攪拌均勻，用300 mL 70 ℃蒸餾水將試樣沖洗進500 mL容量瓶中，100 ℃加熱15 min，冷卻至室溫，加入5 mL亞鐵氰化鉀，搖勻，再加入5 mL乙酸鋅，定容后靜置30 min，過濾，取上清液40 mL按標準曲線制作步驟，在相同條件下測定吸光度，并按以下公式進行計算：

式中：X為亞硝酸鈉含量/（mg/kg）；m1為樣液中亞硝酸鈉質量/μg；m為試樣質量/g；V1為測定用樣液體

積/mL；V0為試樣處理液總體積/mL

1.3.6 單因素試驗設計

1.3.6.1 食鹽添加量對亞硝酸鹽殘留量的影響

腌制時，腌制時間為24 h，青豆添加量為12%，并分別測定不同食鹽添加量1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%對香腸亞硝酸鹽殘留量的影響。

1.3.6.2 腌制時間對亞硝酸鹽殘留量的影響

腌制時，食鹽添加量為2.5%，青豆添加量為12%，分別測定不同腌制時間12、24、36、48、60、72h，對香腸亞硝酸鹽殘留量的影響。

1.3.6.3 青豆添加量對亞硝酸鹽殘留量的影響

腌制時，食鹽添加量為2.5%，腌制時間為24h，分別測定不同青豆添加量6%、8%、10%、12%、14%、16%對香腸亞硝酸鹽殘留量的影響。

1.3.7 響應面試驗設計

采用Design-Export 8.0軟件根據(jù)Box-Behnken Design響應曲面設計進行響應面試驗設計，計算分析，并結合單因素試驗結果，以食鹽添加量、腌制時間以及青豆的添加量為自變量，分別為X1、X2、X3，以亞硝酸鹽殘留量為因變量Y，進行三因素三水平的響應面試驗，試驗設計因素編碼及水平見表1所示。

2 結果與分析

2.1 亞硝酸鹽標準曲線

根據(jù)1.3.5.1節(jié)的方法進行亞硝酸鹽標準曲線的繪制，得到吸光度與亞硝酸鹽質量之間的曲線，以亞硝酸鈉的質量為橫坐標（x）、吸光度為縱坐標（y），亞硝酸鹽的標準曲線為y=0.017x+0.004，R2=0.999。

2.2 單因素試驗

2.2.1 食鹽添加量對亞硝酸鹽殘留量及pH值的影響

圖 1 食鹽添加量對亞硝酸鹽殘留量的影響

Fig.1 Effect of salt concentration on nitrite residue

由圖1可知，食鹽添加量在1.5%～2.5%時，隨著食鹽添加量的不斷增加，亞硝酸鹽殘留量迅速降低，由23.66 mg/kg

降低至10.75 mg/kg，降幅達到54.56%，作用十分顯著，食鹽添加量在2.5%～3.0%之間時，對亞硝酸鹽分解的作用開始呈現(xiàn)減緩趨勢，但食鹽添加量在3.5%時，亞硝酸鹽含量又呈現(xiàn)出下降趨勢，并在4.0%時呈現(xiàn)大幅度上升。

由表2可知，食鹽添加量增高，有助于形成低pH值環(huán)境，對亞硝酸鹽分解有促進作用，但高濃度的鹽也使細胞脫水，阻礙HNO2的復分解反應，表現(xiàn)為亞硝酸鹽殘留量變化不顯著甚至上升，因而繼續(xù)增大食鹽添加量變化不大，所帶來的邊際效應減弱。考慮到香腸口味上的變化以及口感接受程度，選擇食鹽添加量為2.5%。

2.2.2 腌制時間對亞硝酸鹽殘留量的影響

圖 2 腌制時間對亞硝酸鹽殘留量的影響

Fig.2 Effect of curing time on nitrite residue

由圖2可知，隨著腌制時間的延長，亞硝酸鹽殘留量整體呈現(xiàn)下降趨勢，在開始腌制后的36 h內亞硝酸鹽殘留量由19.40 mg/kg迅速降低至9.12 mg/kg，降幅達到52.99%，但在隨后的12 h內又呈現(xiàn)出小幅的上升趨勢，亞硝酸鹽殘留量為9.40 mg/kg，并且在60 h時小幅降低，72 h時由呈現(xiàn)上升趨勢。

由表3可知，隨著腌制時間延長，亞硝酸鹽不斷分解，并在腌制36 h時，分解速率接近最大，而在36～72 h內，由于含鹽量不足以長時間抑制細菌生長，蛋白質開始降解，導致部分與蛋白質結合的亞硝鹽得到釋放，使亞硝酸鹽含量異常上升，因此，為保證腌制質量，避免蛋白質發(fā)生降解，選擇腌制時間為36 h。

2.2.3 青豆添加量對亞硝酸鹽殘留量的影響

圖 3 青豆添加量對亞硝酸鹽殘留量的影響

Fig.3 Effect of green soybean concentration on nitrite residue

由圖3可知，隨著青豆添加量的增大，亞硝酸鹽殘留量呈現(xiàn)出先下降后上升的趨勢，青豆添加量在6%～10%時，亞硝酸鹽殘留量下降趨勢十分顯著，由14.58 mg/kg

下降至10.25 mg/kg，降幅約30%。而青豆添加量在10%～16%時，亞硝酸鹽殘留量又迅速回升。

由表4可知，青豆添加量在6%～10%時，pH值較為穩(wěn)定，并保持在較高水平，這表明，青豆中的有效成分，如VE、碳水化合物等，對亞硝酸鹽的分解產生促進作用，但過量添加使得青豆中的硝酸鹽成為殘留主要來源，并且分解緩慢，因此，選擇10%青豆添加量最為適宜。

2.3 響應面設計結果

2.4 回歸模型的建立及方差分析

回歸方程為：Y=9.4200―0.3786X1―0.1213X2―0.8800X3―0.4575X1X2+0.2450X1X3+0.3250X2X3+1.0138X12+0.4688X22+0.9913X32。

由表6可知，模型的整體顯著水平小于0.0001，為極顯著水平，并且試驗失擬項不顯著，表明所選用的二次多項模型有效，試驗方法較為可靠，決定系數(shù)為97.80%，校正決定系數(shù)為94.97%，則說明此模型與實際試驗擬合度較好，可用此模型進行結果的預測。

2.5 響應面分析

圖 4 食鹽添加量和腌制時間對亞硝酸鹽殘留量的響應面和等高線

Fig.4 Response surface and contour plots showing the effect of salt concentration and curing time on nitrite residue

由圖4和表6的方差分析可知，食鹽添加量對亞硝酸鹽殘留量的影響極顯著（P<0.01），而腌制時間對亞硝酸鹽殘留量的影響不顯著（P>0.05），食鹽添加量和腌制時間對亞硝酸鹽殘留量的影響極顯著（P<0.01）。食鹽添加量對亞硝酸鹽殘留量的影響比腌制時間的影響更為顯著。

圖 5 食鹽添加量和青豆添加量對亞硝酸鹽殘留量的響應面和等高線

Fig.5 Response surface and contour plots showing the effect of salt and green soybean on nitrite residue

由圖5和表6方差分析可知，食鹽添加量對亞硝酸鹽殘留量的影響極顯著（P<0.01），而青豆添加量對亞硝酸鹽殘留量的影響同樣極顯著（P<0.01），食鹽添加量和青豆添加量對亞硝酸鹽殘留量的影響顯著

（P<0.05）。

圖 6 腌制時間和青豆添加量對亞硝酸鹽殘留量的響應面和等高線

Fig.6 Response surface and contour plots showing the effect of curing time and green soybean on nitrite residue

由圖6和表6的方差分析可知，響應面圖形較為平緩，青豆添加量對亞硝酸鹽殘留量的影響極顯著

（P<0.01），而腌制時間對亞硝酸鹽殘留量的影響不顯著（P>0.05），食鹽添加量和腌制時間對亞硝酸鹽殘留量的影響不顯著（P>0.05）。而響應面整體較為陡峭，等高線圖則呈現(xiàn)出近橢圓形，表明其交互作用較其他兩種情況更為明顯，對亞硝酸鹽殘留量的影響也更為顯著。青豆添加量對亞硝酸鹽殘留量的影響比腌制時間的影響更顯著。

2.6 模型的驗證

由模型得出青豆香腸的最佳工藝條件為：食鹽添加量2.54%、腌制時間36.24 h、青豆添加量10.84%，在此條件下，亞硝酸鹽殘留量為9.205 2 mg/kg，符合

GB2760—2011《食品添加劑使用標準》關于肉灌腸類食品的殘留標準（以亞硝酸鹽計，殘留量≤30mg/kg）但考慮到實際操作條件，將工藝條件調整為食鹽添加量2.54%、腌制時間36 h、青豆添加量10.84%，在此優(yōu)化條件下進行3 次平行驗證實驗，得到亞硝酸鹽殘留量的平均值為9.3217 mg/kg，實際值與預測值之間相對誤差為1.27%，在可接受范圍內，說明采用此模型優(yōu)化后得到的殘留量在理想范圍內，具有實際意義。

3 結 論

本研究通過單因素試驗和Box-Behnken響應曲面設計對青豆香腸的制作工藝進行了優(yōu)化，擬合出以食鹽添加量、腌制時間、青豆添加量為自變量，亞硝酸鹽殘留量為因變量的回歸模型，并得到了最終的回歸方程：Y=9.420 0―0.378 8X1―0.121 3X2―0.880 0X3―0.457 5X1X2+

0.245 0X1X3+0.325 0X2X3+1.013 8X12+0.468 8X22+

0.991 3X32，且通過驗證實驗確保了模型的可靠性。

由模型確定的最佳工藝為食鹽添加量2.54%、腌制時間36 h、青豆添加量10.84%，在此條件下得到亞硝酸鹽殘留量最低，為9.3217 mg/kg。

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