大豆組織蛋白丸子配方的優化研究

王 笛，遲玉杰

(東北農業大學食品學院，黑龍江哈爾濱150030)

大豆組織蛋白丸子配方的優化研究

王 笛，遲玉杰*

(東北農業大學食品學院，黑龍江哈爾濱150030)

采用大豆組織蛋白為主料制作丸子，既能提高產品的營養價值，又能降低生產成本。通過單純形格子法對大豆組織蛋白丸子配方進行研究分析，并利用質構儀來測定丸子的質地特征。結果表明:組織蛋白對丸子的彈性影響最大，大豆分離蛋白在咀嚼性、回復性和感官評定都起著重要作用。綜合考慮成本與各因素指標，確定組織蛋白丸子配方為豬肉14.9%、大豆組織蛋白59.6%，大豆分離蛋白5%、變性淀粉13.4%、豆油7.1%，在該條件下制得丸子的彈性、咀嚼性、回復性和感官評定分別為0.921、1469.323、0.510和21.62，與預測值相對誤差均在±1%以內，說明利用該方法建立的模型進行預測生產是可行的。

大豆組織蛋白，丸子，單純形格子法，質構儀

1 材料與方法

1.1 材料與設備

絲狀大豆組織蛋白 潮安縣天潤食品有限公司;豬肉 哈肉聯冷鮮肉;白糖 吉林省杞參食品有限公司;精鹽 黑龍江鹽業有限公司;大豆分離蛋白 哈高科有限公司;大豆油 九三集團哈爾濱惠康食品有限公司;變性淀粉 壽光金遠東變性淀粉有限公司。

電子分析天平 北京賽多利斯儀器系統有限公司;DS-A組織搗碎機 天津市歐若儀器儀表有限公司;電磁爐 廣東容聲電器股份有限公司;TA-XT2i質構儀 英國SMS公司;真空充氣包裝機 上海人民儀表廠。

1.2 實驗方法

1.2.1 大豆組織蛋白加工工藝 大豆組織蛋白→浸泡

表1 組織蛋白丸子感官評定標準

1.2.2 工藝要點

1.2.2.1 原料預處理 用60℃水浸泡45min，并用清水投洗3次去除豆腥味，大豆組織蛋白加工后的吸水率約為25.37%。將浸泡好的組織蛋白，放入組織攪碎機中，攪打成絲［10］。

1.2.2.2 乳化混料 將分離蛋白和淀粉加入適量的水混合，恰好形成均勻乳濁液即可，再把絲狀組織蛋白和豬肉加入，當混合均勻后加入調味料等其它輔料?；炝现?，攪拌30min使料充分混合，并使它們交聯成一團，便于成丸。

1.2.2.3 成型 將物料手工擠捏成直徑約為3cm的球形。

1.2.2.4 蒸煮 組織蛋白丸子成型后，投入90℃左右的熱水中煮制10min。待丸子浮上水面，用漏勺將丸子撈出，冷卻至室溫。

1.2.2.5 包裝 將組織蛋白丸子進行真空包裝，并放入冰箱中-18℃冷凍。

1.2.3 感官評定的測定 參照李碧晴文章中對含組織蛋白丸子的感官評定標準，見表1［6］。

1.2.4 組織蛋白丸子的TPA的測定 TPA測定條件:TPA測定前探頭速度:2.00mm/s，測定中探頭速度:5.00mm/s，測定后探頭速度:5.00mm/s，測定距離:10.0mm，壓縮比:50%，探頭兩次測定間隔時間: 5.00s，探頭型號:P0.5［11］。其中硬度為第一次的峰值，咀嚼性為膠著性與彈性的乘積，膠著性是硬度與內聚性的乘積，內聚性是兩次壓縮的工作比，回復性是垂線2與3之間曲線和1與2之間曲線分別與橫坐標所圍的面積比值，彈性是垂線4與5之間和1與2之間的時間比值［12］。

圖1 組織蛋白丸子質構測定圖

1.2.5 組織蛋白丸子配方優化實驗 根據單純形格子法設計實驗［13］，采用 Design Expert 7.1.3軟件中D-optimal進行實驗設計，以X1、X2、X3、X4、X5分別代表豬肉、大豆組織蛋白、大豆分離蛋白、變性淀粉和豆油，以感官評定、恢復性、彈性和咀嚼性作為組織蛋白丸子品質的評價指標，選擇影響較大X1X2X3、X1X2X4、X2X3X5、X3X4X5作為3項交互因素，按照五因子三階數單純形格子點集進行實驗。本實驗所采用的回歸方程為:Y=a1X1+a2X2+a3X3+a4X4+a5X5+a12X1X2+a13X1X3+a14X1X4+a15X1X5+a23X2X3+a24X2X4+a25X2X5+a34X3X4+a35X3X5+a45X4X5+a123X1X2X3+a124X1X2X4+a235X2X3X5+a345X3X4X5

其中:ai、aij、aijk分別代表模型的系數;0≤Xi≤1;∑Xi=1。

1.2.6 組織蛋白丸子與肉丸的感官對比 隨機取十組市售貢丸和十組按最終配方生產的組織蛋白丸子分別作感官評定，取其均值進行對比。

2 結果與討論

2.1 回歸模型建立與分析

利用Design Expert 7.1.3軟件建立的實驗設計和實驗結果見表2。進一步的對表2中的數據進行回歸分析，計算出回歸方程各項系數并進行方差分析(見表3～表6)，可得組織蛋白丸子四個評價指標彈性(Y1)、咀嚼性(Y2)、回復性(Y3)、感官評定(Y4)的標準回歸方程為:

利用Design-Expert7.1.3軟件對表2中的實驗數據進行回歸擬合，可得到表3～表6。并從這4個表中P值可以看出，所得Y1、Y2、Y3的回歸模型均極顯著，這說明此模型與實際情況擬合良好，能夠較好地反映五個因素與組織蛋白丸子四個品質指標間的影響關系;而失擬誤差均不顯著，這說明實驗誤差小，應變量與全體自變量之間的模型關系顯著，因此可以利用此模型對組織蛋白丸子的各項指標進行分析和預測。

表2 實驗設計與結果

表3 彈性的方差分析表

2.2 各因素對組織蛋白丸子品質的影響

2.2.1 各因素對組織蛋白丸子彈性的影響 由表3和回歸方程可以看出，各因素中大豆組織蛋白占主要因素，影響大小依次為X2＞X1＞X5＞X3＞X4，而交互項中X1X2、X1X4、X2X4、X2X5、X1X5、X1X2X4對彈性有極顯著影響，X4X5對彈性有顯著影響，證明各因素在彈性方面相互影響、制約，因素之間交互現象明顯。

由圖2中可以看出，組織蛋白丸子彈性受到豬肉、大豆組織蛋白、變性淀粉等因素的影響。大豆組織蛋白由于具有良好的彈性和韌性，并且比肌纖維更粗的絲狀蛋白相互纏繞形成不易變形的丸子主體，加熱后包裹的淀粉和豬肉等填充了中間的空隙，使其具有良好的彈性。而大豆組織蛋白和變性淀粉存在交互性，若是組織蛋白與淀粉比例不適中會降低丸子的彈性，同時彈性還受到豬肉和豆油的影響。因此調節淀粉、組織蛋白和豬肉至適當比例才能使組織蛋白丸子具有良好的彈性。

表4 咀嚼性的方差分析表

表5 回復性的方差分析表

圖2 組織蛋白丸子彈性影響分析圖

表6 感官評價的方差分析表

2.2.2 各因素對組織蛋白丸子咀嚼性的影響 圖3反映了各因素對組織蛋白丸子咀嚼性的影響，其中大豆組織蛋白占主要因素，影響大小依次為X3＞X5＞X2＞X1＞X4，而交互項中X2X3對咀嚼性有顯著影響。由圖3可以看出大豆組織蛋白、豬肉和變性淀粉的相互影響。在組織蛋白含量約60%、豬肉約15%、變性淀粉約13%時咀嚼性最好，而過多的組織蛋白雖然能一定程度上提高咀嚼性，但遠沒有在大豆分離蛋白約6%時效果好。原因是大豆分離蛋白具有較好的組織形成性、持水性、乳化性、膠凝性等，大豆分離蛋白的蛋白肽主鏈含有大量親水性側鏈，能吸收大量水分，而它所含的疏水基團則能吸收油或脂肪，使小顆粒的游離脂肪被一層帶有水化層的蛋白質所包圍，形成脂肪-蛋白質-水的凝膠網狀的結構，能夠使丸子保持穩定的狀態，并能防止水分、油脂、調料等物質析出，使丸子中大豆組織蛋白、豬肉和淀粉等更好地結合在一起，使其不會過軟或者發粘，且具有較好的咀嚼性［14］。豆油主要起增加粘結性，并使原料更好地乳化的作用，如果加的太多會造成丸子過粘過軟，降低咀嚼性;而其中的大豆組織蛋白是增加咀嚼性的主要因素。

圖3 組織蛋白丸子咀嚼性影響分析圖

2.2.3 各因素對組織蛋白丸子回復性的影響 表5反映出各因素對組織蛋白丸子回復性影響復雜，交互現象明顯從回歸方程可看出，其影響大小依次為X3＞X5＞X2＞X4＞X1，而交互項中X1X2、X1X5、X2X3、X1X2X4、X3X4X5對回復性有極顯著影響。

圖4可以看出，大豆分離蛋白、大豆組織蛋白和豬肉都有增加組織蛋白丸子回復性的效果，且大豆分離蛋白影響作用最明顯。這是因為它們都能形成很好的交聯作用，使丸子更好的維持形狀。而豆油與大豆組織蛋白、大豆分離蛋白的添加量有交互影響，大豆分離蛋白和大豆組織蛋白都具有吸油性，大豆分離蛋白還具有良好的乳化性。它們以一定的適當比例添加時，可增加豆油的添加量，使丸子具有良好的組織狀態。

圖4 組織蛋白丸子回復性影響分析圖

2.2.4 各因素對組織蛋白丸子感官評定的影響 圖5顯示了各因素對組織蛋白丸子感官評定的影響，由回歸方程可知，對組織蛋白丸子感官評定來說，各因素中大豆組織蛋白占主要因素，影響大小依次為X3＞X2＞X5＞X1＞X4，這與楊慶余、劉毅所研究結果一致。而從表6可知，交互項中 X1X2、X1X5、X1X4、X2X4、X2X5、X3X4、X1X2X3、X1X2X4、對感官評價有極顯著影響，X3X4X5對感官評價有顯著影響，證明在感官評定方面各因素之間相互影響復雜，交互作用明顯。

圖5 組織蛋白丸子感官評價影響分析圖

大豆分離蛋白和豬肉都有形成凝膠、使丸子具有良好的彈性和穩定性的作用，而大豆分離蛋白還有乳化性、持水性、持油性和粘結性等性質［15］。大豆組織蛋白除有吸油性、彈性等性質外還能顯著增加丸子的咀嚼性而產生特殊肉質感。豆油的加入能提高乳化劑的乳化效果，使各種原料更好地乳化，便于丸子成型，但添加過多會使組織蛋白丸子色澤和口感下降，降低丸子品質。變性淀粉有良好的持水性，并能增加丸子凍融性，還有填充到孔隙中保證丸子形態穩定的作用［16］。

2.3 組織蛋白丸子配方的優化與驗證

根據Design Expert 7.1.3軟件對上述數據的進一步統計優化，可得到多組的最優配比，同時考慮成本、各因素的顯著性差異以及各因素之間的交互關系，最終確定組織蛋白丸子配方為:豬肉14.9%、大豆組織蛋白59.6%、大豆分離蛋白5%、變性淀粉13.4%、豆油7.1%，依據該方法進行驗證實驗，測得的組織蛋白丸子的四個指標感官評價、彈性、咀嚼性和回復性分別為21.62、0.921、1469.323和0.510，這與理論預測值21.7、0.913、1478.984和0.515誤差均在±1%以內，這說明采用單純形格子法建立的模型的得到的優化結果準確可靠，有實際意義，在實踐中是可行的。

2.4 產品對照分析

感官評定結果見表7。從表7中可以看出，通過實驗配方優化和輔料添加，大豆組織蛋白丸子的感觀指標總分與對照組無明顯差異。

表7 組織蛋白丸子與市售貢丸感官指標對照

3 結論

3.1 實驗表明各因素對組織蛋白丸子的作用復雜，交互作用顯著，它們對組織蛋白丸子彈性的影響順序為:大豆組織蛋白＞豬肉＞豆油＞大豆分離蛋白＞變性淀粉，對組織蛋白丸子咀嚼性的影響順序為:大豆分離蛋白＞豆油＞大豆組織蛋白＞豬肉＞變性淀粉;對組織蛋白丸子回復性的影響順序為:大豆分離蛋白＞豆油＞大豆組織蛋白＞變性淀粉＞豬肉;對組織蛋白丸子感官評價的影響順序為:大豆分離蛋白＞大豆組織蛋白＞豆油＞豬肉＞變性淀粉。

3.2 通過單純形格子法優化得到大豆組織蛋白丸子的配方為:豬肉14.9%、大豆組織蛋白59.6%、大豆分離蛋白5%、變性淀粉13.4%和豆油7.1%，輔料為糖、鹽、肉桂、丁香、增稠劑、蔥、姜、豬肉香精等。通過驗證實驗可知，該配方制作的組織蛋白丸子的彈性、咀嚼性、回復性和感官評定分別為 0.921、1469.323、0.510和21.62，與預測值相對誤差均在± 1%以內，說明采用此模型對實驗進行預測分析是準確可行的。

3.3 通過實驗對各因素進行優化調節，生產出的組織蛋白丸子與同類型產品相比植物蛋白含量大幅度提高，組織蛋白和豬肉比約為4∶1。該組織蛋白丸子不需油炸即可成型，成本較低，而其感官指標與市售肉丸接近并且具有很好的風味，且其肉質感十足是該組織蛋白丸子一大特色。

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Optimization of formula for the meatball with textured soy protein

WANG Di，CHI Yu-jie*
(College of Food Science，Northeast Agricultural University，Harbin 150030，China)

The ball was produced by textured soy proteins for main material，which not only raised the product’s nutritional value，but also reduced production costs.In this essay，simplex lattice design was used to analyze the formula for the meatball with textured soy protein and texture analyzer was used to measure.The results showed that the textured soy protein played important role in springiness，chewiness，resilience and sensory evaluation were related with soy protein isolate.By comprehensive consideration of production cost and technological requirements，the definitive formula for the ball was:pork 14.9%，textured soy protein 59.6%，soy protein isolate 5%，modified starch 13.4%，soybean oil 7.1%.Under these conditions，springiness，chewiness，resilience and sensory evaluation of the ball were respectively 0.921，1469.323，0.510 and 21.62.The relative error of obtained results were within±1%compared with theoretical prediction，indicated that the established model was effective in practice.

textured soy protein;ball;simplex lattice;texture analyzer

TS251.1

A

1002-0306(2011)09-0110-06

肉丸的制作工藝簡單、風味鮮美、食用方便，一直以來都深受人們的喜愛［1］。隨著人們生活水平的不斷提高，健康意識的不斷增強，對食品營養和品質的要求也不斷提高。越來越多的人提出，以植物蛋白代替動物蛋白添加到肉丸等肉制品中去，可達到均衡食品營養的目的［2］。采用大豆組織蛋白制作丸子，不僅使丸子具有高蛋白和低脂肪的特點，還能提高丸子的質地特性［3］。大豆組織蛋白是一種植物蛋白，具有較強的吸水性和吸油性［4］，還具有類似瘦肉的纖維結構，復水后有一定的彈性、韌性和咀嚼感［5］。大豆組織蛋白經加工后營養成分和形態基本保持不變，而且價格低廉。用大豆組織蛋白替代部分肉加入丸子中，可以降低生產成本并提高產品的營養價值。目前國內劉毅、李碧晴等人進行了大豆組織蛋白丸子的研究，證明了其可行性，但配方中豬肉仍占有相當大的比例［6-7］。本實驗在此研究的基礎上，以組織蛋白丸子的感官評定、彈性、咀嚼性和回復性作為品質指標，通過單純形格子配料實驗設計對組織蛋白丸子配方進行優化，添加了豬肉香精、辛香料等掩蔽劑抑制大豆組織蛋白的豆腥味［7-8］，進一步增加組織蛋白的添加量，開發出一種植物蛋白含量高、具有較好風味的丸子產品。

2010-09-06 *通訊聯系人

王笛(1985-)，男，碩士生，主要從事食品科學方面的研究。

黑龍江省自然科學基金重點項目(ZD200902)。