李月，姜秀麗，曹傳愛，張帥，劉騫，*，孔保華，夏秀芳

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江哈爾濱150030；2.黑龍江省北大荒綠色健康食品有限責(zé)任公司，黑龍江佳木斯154007）

混料設(shè)計優(yōu)化肉糜脯水分調(diào)節(jié)劑配方研究

李月1，姜秀麗2，曹傳愛1，張帥1，劉騫1，*，孔保華1，夏秀芳1

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江哈爾濱150030；2.黑龍江省北大荒綠色健康食品有限責(zé)任公司，黑龍江佳木斯154007）

以混合肉糜脯為研究對象，結(jié)合最優(yōu)化混料設(shè)計（D-optimal Mixture Design）方法確定水分調(diào)節(jié)劑的最佳配比。研究結(jié)果表明：水分調(diào)節(jié)劑的最佳配比（以肉總重計）為：可得然膠0.42%、甘油1.15%、玉米蛋白水解物1.93%。驗證試驗結(jié)果表明：添加水分調(diào)節(jié)劑的處理組相對于對照組來說，在保持水分活度基本不變（P＞0.05）的情況下，能夠顯著提高制品的水分含量和L*-值（P＜0.05），顯著降低制品的剪切力（P＜0.05），提高制品的總體可接受性，（P＜0.05）使制品保持良好的嫩度和適宜的口感。同時，運用最優(yōu)化混料設(shè)計方法得到的水分調(diào)節(jié)劑處理產(chǎn)品，測得的指標(biāo)結(jié)果與理論預(yù)測值誤差均在1%左右，說明該試驗方法比較可靠，可以有效的應(yīng)用到產(chǎn)品的設(shè)計與優(yōu)化中。

混合肉糜脯；混料設(shè)計；水分調(diào)節(jié)劑

混合肉糜脯的加工工藝是在傳統(tǒng)肉脯工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，采用豬肉、雞肉經(jīng)斬拌后腌制、抹片、烘烤、壓平切片、冷卻包裝而成[1]。克服了肉脯加工中切片和攤篩的困難，形成隨意成型的肉糜肉脯，適合了工業(yè)化的生產(chǎn)，提高了原料肉的利用率[2]。水分作為混合肉糜脯中重要的組成成分，其水分分布和含量都會影響混合肉糜脯的風(fēng)味及品質(zhì)?；旌先饷痈?jīng)高溫烘烤會產(chǎn)生持水力下降、肌纖維收縮，肉中液體流出等變化，而這些變化都與水分的損失密切相關(guān)[3]。與此同時，一些揮發(fā)性物質(zhì)和芳香物質(zhì)也會隨著液體的流出而擴(kuò)散到空氣中，而且高溫下容易發(fā)生氧化作用，導(dǎo)致混合肉糜脯口感欠佳、保水性變差、彈性不夠、外表僵硬，儲藏期容易發(fā)生脂肪酸敗等缺點。因此，針對以上問題，有必要對混合肉糜脯的品質(zhì)進(jìn)行改良，以提高混合肉糜脯的各種品質(zhì)。

水分調(diào)節(jié)劑可以改善水分分布，在水分活度基本不變的情況下適當(dāng)提高產(chǎn)品的水分含量；又在一定程度上確保了產(chǎn)品在儲藏期間的微生物安全性；而且具有分子量小、安全穩(wěn)定、水溶性好、價格低等特點[4]，是提高肉干類制品品質(zhì)的理想添加劑。近年來，雖然國內(nèi)外有很多關(guān)于水分調(diào)節(jié)劑在肉制品中的應(yīng)用研究報道，但應(yīng)用在混合肉糜脯中的較少，而對于像可得然膠、甘油、玉米蛋白水解物這3種不同類型的物質(zhì)共同作用于肉干類制品中的研究更是少之又少。甘油屬于多羥基化合物，其羥基可以和水穩(wěn)定結(jié)合而達(dá)到深度保濕的效果，是所有保水劑中效果最好的[5]。可得然膠常作為膠體類水分調(diào)節(jié)劑應(yīng)用到肉制品中，能夠促進(jìn)對水分子的保持。而玉米蛋白水解物不僅能改善水分分布，達(dá)到保濕的效果，還可以起到抗氧化的作用[6]。

本文以混合肉糜脯為研究對象，分別添加甘油、可得然膠、玉米蛋白水解物3種物質(zhì)，通過對模擬混合肉糜脯的水分含量、水分活度、剪切力、總體可接受性、L*-值（亮度值）、a*-值（紅度值）、b*-值（黃度值）、T21（不易流動水）、T22（自由水）等多個指標(biāo)進(jìn)行綜合評分，結(jié)合最優(yōu)化設(shè)計（D-optimal Mixture Design）的試驗方法，以綜合評分為考察指標(biāo)，優(yōu)化3種物質(zhì)的復(fù)配比例，選出綜合評分較高的最佳配比。

1 材料與方法

1.1 材料

新鮮豬后腿肉、雞胸肉、肥膘、食鹽、醬油、味精、白糖、白酒、姜粉、白胡椒粉：哈爾濱市大潤發(fā)超市；抗壞血酸和亞硝酸鈉為食品級添加劑。

1.2 儀器與設(shè)備

JD500-2電子天平：沈陽龍騰電子稱量儀器有限公司；AL-104型精密電子天平：上海梅特勒-托利多儀器設(shè)備有限公司；DH-9070A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：上海精宏設(shè)備有限公司；電烤箱：無錫市華達(dá)電子電器廠；ZE-6000電子色差儀：日本電色工業(yè)株式會社；Aqua Lab水分活度測定儀：美國Decagon公司；M-380型氣調(diào)保鮮包裝機(jī)：上海一恒科技有限公司；C-LM3型數(shù)顯式肌肉嫩度儀：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院研制。

1.3 方法

1.3.1 混合肉糜脯加工工藝及操作要點

1.3.1.1 混合肉糜脯加工工藝

原料的選擇與預(yù)處理→腌制→壓平成型→烘干→高溫烘烤→冷卻真空包裝→成品

1.3.1.2 混合肉糜脯操作要點

原料的選擇與預(yù)處理：選取新鮮豬后腿肉、雞胸肉，去皮、脂肪、筋腱等，切成小塊。

腌制：按照5 kg總?cè)庵刎i肉與雞肉之比為2∶1（質(zhì)量比）的比例配制腌料配方。食鹽66.6 g，亞硝酸鈉0.3 g，淺色醬油 250 g，味精 10 g，糖 500 g，姜粉 15 g，白胡椒粉15 g，白酒50 g，抗壞血酸2.5 g，肥膘250 g，碎冰屑500 g；將豬肉、雞肉與食鹽和亞硝酸鈉攪拌均勻，4℃腌制12 h。

壓平成型：將肉放入斬拌機(jī)加其他輔料斬成肉糜；將斬拌好的肉糜均勻攤在已鋪好烘烤紙（抹一層油）的烤盤上，抹片厚度為3 mm。

烘干：將鋪好的肉糜放入恒溫干燥箱內(nèi)，烘干溫度分別為 65、70、75 ℃，烘干時間分別為 1、2、3、4 h，每個樣品烘干的中途需翻面。

高溫烘烤：烤箱需預(yù)熱5 min，將烘干后的肉糜以150℃烘烤5 min熟制。

包裝：烘烤結(jié)束后，冷卻，真空包裝，即為混合肉糜脯成品。

1.3.2 D-最優(yōu)混料設(shè)計優(yōu)化食用膠添加量

采用Design Expert 8.0.5軟件來確定水分調(diào)節(jié)劑的最佳配比。其中X1、X2、X3分別代表可得然膠、甘油、玉米蛋白水解物，占肉重總質(zhì)量的6%，添加范圍是：可得然膠（0.2%～0.6%）、甘油（0.5%～1.5%）、玉米蛋白水解物（1%～2%），試驗設(shè)計如表1。

表1 D-最優(yōu)混料試驗設(shè)計方案Table 1 D-Optimal mixture design matrix

評定指標(biāo)包括：水分含量、水分活度、剪切力、總體可接受性、L*-值、a*-值、b*-值、T21、T22。通過各成分對混合肉糜脯品質(zhì)的影響篩選出最佳組合。

1.3.3 水分含量和水分活度測定

采用直接干燥法（GB 5009.3-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測定》）測定樣品水分含量，用智能型水分活度儀測定水分活度。

1.3.4 LF-NMR測定水分的動態(tài)分布（T2的測定）

參考Aursand等[7]的方法。將樣品切成長2 cm、寬0.5 cm的肉條，放入圓筒狀的玻璃試管中（直徑1.8 cm，高度18 cm），在LF-NMR分析儀中進(jìn)行橫向馳豫時間（T2）的測定，質(zhì)子共振頻率為20 MHz，磁場強度為0.47 T。用Carr-Purcell-Meiboom-Gill（CPMG）脈沖序列測定樣品中的T2，每個樣品自動掃描16次，間隔時間為2 s。通過CONTIN軟件對T2進(jìn)行反演，得出每個樣品的弛豫時間（T2b、T21、T22和 T23）及相對應(yīng)的振幅（A2b、A21、A22和 A23）。

1.3.4 顏色測定

參考Banout等[8]的方法。用白色標(biāo)準(zhǔn)版進(jìn)行測量校準(zhǔn)，分別獲得L*-值（亮度值）、a*-值（紅度值）、b*-值（黃度值）3種反射顏色參數(shù)。

1.3.5 剪切力

參考André等[9]的方法并略作改動，將樣品修整為長3cm、寬0.7cm，在數(shù)顯式肌肉嫩度儀上以10mm/min的速度測量。

1.4 統(tǒng)計分析

每個試驗重復(fù)3次，結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析采用Statistix 8.1（分析軟件，St Paul，MN）軟件包中Linear Models程序進(jìn)行，差異顯著性（P＜0.05）分析使用Tukey HSD程序，采用Sigmaplot 11.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水分調(diào)節(jié)劑對產(chǎn)品水分含量、水分活度、不易流動水和自由水含量的影響

最優(yōu)混料設(shè)計中試驗數(shù)據(jù)的回歸系數(shù)和相關(guān)性見表2。

如表2所示，X1X2X3對水分含量產(chǎn)生負(fù)面影響，X1、X2、X3對水分含量存在正面的影響，具有較高系數(shù)的X2X3的相互作用對水分含量有著更高的正效應(yīng)。根據(jù)結(jié)果可看出，水分活度與水分含量之間存在著正相關(guān)，對水分含量顯示積極作用的組分，對水分活度的效果也類似。在長時間的加熱過程中，水分從表面大量蒸發(fā)，因此水分含量減少、水分活度降低。這與Sosa-Morales等[10]研究的高溫加熱會造成豬肉水分含量的減少和增加脂肪的攝入結(jié)論相類似。通過表2還可以看出，對于弛豫時間T21來說，X2X3會對它有負(fù)面的影響，而其他的組成對T21均有積極的作用。X1X2、X2X3、X1X3對 T22存在負(fù)面影響，單個組成 X1、X2、X3對T22有積極的作用，具有較高系數(shù)的X1X2X3的相互作用對T22有著更高的正效應(yīng)。

表2 最優(yōu)混料設(shè)計中試驗數(shù)據(jù)的回歸系數(shù)和相關(guān)性Table 2 Regression coefficients and correlation for the adjusted model to experimental data in D-optimal mixtures design

2.2 不同水分調(diào)節(jié)劑對產(chǎn)品L*-值、a*-值、和b*-值的影響

如表2所示，X2X3降低了產(chǎn)品的L*-值、b*-值，而其他組成均增加了產(chǎn)品的L*-值和b*-值，X1X3的相互作用對a*-值產(chǎn)生了負(fù)面影響，其他組成對a*-值存在正面的影響。負(fù)責(zé)肉顏色的主要蛋白是肌紅蛋白，還會受到非肉成分在內(nèi)的其他因素的影響。在本試驗中顏色主要受到不同成分之間相互作用的影響，3種成分的加入提高了產(chǎn)品的保水性，含水量增加，增大了光散射的強度，從而L*-值增加[11]。

2.3 不同水分調(diào)節(jié)劑對產(chǎn)品剪切力和總體可接受性的影響

由表 2 可知，X1、X2、X3及組合 X1X2X3對剪切力參數(shù)顯示正系數(shù)，而 X1X2、X2X3、X1X3組合顯示負(fù)系數(shù)，說明剪切力參數(shù)在減少。由表2還可知，X1X2X33個成分相互作用產(chǎn)生的系數(shù)要比單個組成X1、X2、X3的系數(shù)小，表明3種物質(zhì)的相互作用可有效保持產(chǎn)品中的水分，降低產(chǎn)品的硬度。由表2可知，X2X3、X1X3中兩種成分的相互作用對產(chǎn)品的總體可接受性存在負(fù)面影響，3個成分的組合X1X2X3具有較高的正系數(shù)，可以賦予產(chǎn)品更高的可食性。

2.4 水分調(diào)節(jié)劑的配比優(yōu)化

基于本試驗需要最大的水分含量和總體可接受性，剪切力的范圍在20 N～27 N之間等因素，復(fù)合水分調(diào)節(jié)劑的最佳配方的合意性圖如圖1所示。

圖1 最佳配方的合意性圖Fig.1 Desirability plot for optimum formulation

由圖1可知，復(fù)合水分調(diào)節(jié)劑的最佳配比為：可得然膠0.42%、甘油1.15%、玉米蛋白水解物1.93%。由圖1還可知，3種配比的合意性為1，有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng)合意值在0.8～1之間時，產(chǎn)品質(zhì)量可以被接受，并且是優(yōu)秀的；當(dāng)合意值低于0.63時，說明產(chǎn)品質(zhì)量較差；而該值低于0.37時，認(rèn)為產(chǎn)品是不可接受的[12]。

2.5 水分調(diào)節(jié)劑最佳工藝條件的預(yù)測及驗證

各指標(biāo)理論預(yù)測值見圖2。

驗證試驗結(jié)果表明，利用混料設(shè)計得到的水分調(diào)節(jié)劑的最佳搭配比例處理產(chǎn)品，測得的指標(biāo)結(jié)果分別為水分含量30.60%、水分活度0.828、剪切力20.54 N、總體可接受性 8.10 分、L*-值 36.09、a*-值 14.03、b*-值 14.80、T21為 8.33 ms、T22為 57 ms，這與理論預(yù)測值（如圖2所示）水分含量31.04%、水分活度0.837、剪切力20.35 N、總體可接受性8.17分、L*-值36.48、a*-值13.95、b*-值 14.95、T21為 8.46 ms、T22為 55.98 ms相差均在1%左右，因此用混料設(shè)計方法分析得到了水分調(diào)節(jié)劑的最佳工藝條件是可靠的，可以用于實踐。

2.6 添加水分調(diào)節(jié)劑對混合肉糜脯品質(zhì)的影響

圖2 各指標(biāo)理論預(yù)測值Fig.2 The theoretical predictions of optimum formulation

表3 添加水分調(diào)節(jié)劑的樣品與未添加水分調(diào)節(jié)劑的樣品各項指標(biāo)對比表Table 3 Comparison of the indexes of the samples add with moisture regulator and without adding moisture regulator

由表3可知：添加水分調(diào)節(jié)劑的試驗組相對于空白對照組來說，在保持水分活度基本不變（P＞0.05）的情況下，能夠顯著提高混合肉糜脯的水分含量和L*-值（P＜0.05），顯著降低剪切力（P＜0.05），從而顯著提高了混合肉糜脯的總體可接受性（P＜0.05），使混合肉糜脯保持良好的嫩度和適宜的口感。楊姍姍[13]用甘油、山梨醇和海藻糖作為水分調(diào)節(jié)劑添加到雞肉糜脯中，在相同水分活度的條件下，均可提高水分含量，并提高產(chǎn)品的出品率；在品質(zhì)改善方面，甘油除了水分增加之外在適當(dāng)?shù)臐舛认履軌蚪到獾鞍踪|(zhì)從而降低硬度；在儲藏過程中，添加水分調(diào)節(jié)劑的處理組的TBARS值要低于對照組，說明3種物質(zhì)還有抑制脂質(zhì)氧化的作用。李丹辰等[14]將不同比例的可得然膠添加到魚丸中，發(fā)現(xiàn)可得然膠的添加量越高，魚丸的色澤、持水性越好，說明可得然膠可以改善魚丸的品質(zhì)特性。玉米蛋白水解物屬于蛋白降解類水分調(diào)節(jié)劑，可以與肉制品中的蛋白質(zhì)相互作用，起到一定的持水效果。沈忱等[15]將花生粉水解得到水解物添加到香腸中，研究結(jié)果表明：花生粉水解物能夠降低香腸的水分活度，而且4.5%的添加量產(chǎn)生的效果等同于1%食鹽產(chǎn)生的效果。石麗梅[16]將玉米蛋白水解物添加到中式香腸中，研究其對中式香腸的抗氧化性和風(fēng)味品質(zhì)的影響。研究結(jié)果表明：添加量為2%的水解物具有較強的抗氧化性，并且其添加量越高抗氧化性越強，而且對香腸的品質(zhì)特性無顯著影響。

3 結(jié)論

本文結(jié)合最優(yōu)化設(shè)計（D-optimal Mixture Design）確定了混合肉糜脯的水分調(diào)節(jié)劑，其最佳比例（以肉總重計）為：可得然膠0.42%、甘油1.15%、玉米蛋白水解物1.93%。同時，驗證試驗結(jié)果表明：添加水分調(diào)節(jié)劑的處理組相對于空白對照組來說，在保持水分活度基本不變的情況下，可以增加制品的水分含量和L*-值，降低制品的剪切力，提高了制品的總體可接受性，使制品保持良好的嫩度和適宜的口感?；炝显O(shè)計有利于調(diào)節(jié)產(chǎn)品配方比例，提高試驗精確性，所述方法對于其他混料配方設(shè)計研究亦具有一定的指導(dǎo)作用。

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Mixture Design for Formulation Optimization of Water Regulator of Mixed Minced Meat Slices

LI Yue1，JIANG Xiu-li2，CAO Chuan-ai1，ZHANG Shuai1，LIU Qian1，*，KONG Bao-hua1，XIA Xiu-fang1
（1.College of Food Science，Northeast Agricultural University，Harbin 150030，Heilongjiang，China；（2.Heilongjiang Beidahuang Green Health Food CO.，LTD.，Jiamusi 154007，Heilongjiang，China）

The mixed minced meat slices preserved as the research object，combined with the optimization of mixture design （D-optimal Mixture Design）method to determine the optimum ratio of water regulator.The results showed that the optimum ratio of water regulator（total weight of meat）was 0.42%，glycerin 1.15%，and corn protein hydrolysate 1.93%.The test results showed that：the treatment group added water regulator compared with the control group，while maintaining the water activity unchanged （P ＞ 0.05）cases，could significantly improve the moisture content and L*-value of the products（P＜0.05），significantly reduce the shear stress of the products（P ＜ 0.05），improve the overall product acceptability（P ＜ 0.05）of the product to maintain good tenderness and suitable taste.At the same time，water regulator treatment products obtained using optimal regulator mixture design method，prediction index of the measured results and the theoretical value of error was about 1%，indicating that the test method is reliable and can be effectively applied to the design and optimization of products.

mixed minced meat slices；mixture design；water regulator

2017-07-31

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.18.014

黑龍江省重大應(yīng)用技術(shù)研究與開發(fā)計劃項目（GA15B302）；國家自然科學(xué)基金面上項目（31671788）；東北農(nóng)業(yè)大學(xué)“學(xué)術(shù)骨干”項目（16XG18）

李月（1993—），女（漢），碩士研究生，研究方向：畜產(chǎn)品加工。

*通信作者：劉騫（1981—），男（漢），教授，博士生導(dǎo)師，博士，研究方向：畜產(chǎn)品加工。