響應面優化玉米魚肉香腸工藝的研究

楊志娟，胡雪瓊，楊錫紅，區淑婷

（廣東海洋大學食品科技學院，廣東湛江524025）

響應面優化玉米魚肉香腸工藝的研究

楊志娟，胡雪瓊*，楊錫紅，區淑婷

（廣東海洋大學食品科技學院，廣東湛江524025）

以羅非魚肉為原料，探討玉米魚肉香腸的生產工藝。玉米、淀粉、鹽、大豆蛋白粉、料酒和姜汁等輔料及凝膠化過程的溫度對改善魚肉香腸的感官品質起著十分重要的作用。為了獲得最佳工藝條件，選擇淀粉、鹽和凝膠化溫度進行的響應面試驗結果表明：添加9%淀粉、2.3%鹽、43℃條件下凝膠化制成的魚肉香腸，具有腸體飽滿、富有彈性、色澤純正、風味獨特、入口醇香、營養豐富的特點。

玉米；魚肉香腸；響應面；風味；彈性

羅非魚（Tilapia）為一種中小型魚。羅非魚味道鮮美，肉質細嫩，骨刺少，沒有肌間小刺，無論是紅燒還是清蒸，味道俱佳。此外，也可做全魚、魚片、魚丸，可蒸、煮、炸、烤、做湯或微波烹飪。魚糜制品營養豐富，高蛋白、低脂肪、原料來源豐富，不受魚種、大小的限制，可就地及時加工，而且產品具有食用方便、美味可口、風味獨特等特點，深受消費者的普遍歡迎。隨著人民生活水平的提高，生活節奏的加快，魚糜制品將會在我國得到進一步發展。因此，魚肉香腸工藝的研究對魚糜制品的發展具有一定的實際意義[1]。在營養豐富羅非魚肉的基礎上，添加玉米，可使香腸更有嚼勁，口感更香甜。本課題的主要目的在于研究魚肉香腸的工藝配方和條件，優化生產工藝，在味道鮮美的基礎上盡可能提高香腸的彈性，去除魚肉本身具有的腥味，使魚肉香腸達到食用方便的同時，具有味美形好特點，以迎合現代消費的理念。

1 材料與方法

1.1 原料與試劑

原料：羅非魚、玉米、豬肥膘、生姜，購于湛江沃爾瑪超市。

主要試劑：多聚磷酸鈉、硫酸、硫酸銅、硫酸鉀、氫氧化鈉、硼酸、甲基紅-溴甲酚綠混合指示劑、鹽酸、氯仿、甲醇、石油醚、無水硫酸鈉，以上試劑均為化學純。

1.2 方法

1.2.1 玉米魚肉香腸的工藝流程

冷凍魚糜：原料魚→前處理（去頭、去內臟、去皮）→水洗→采肉→漂洗→脫水→攪拌→稱量→裝袋→凍藏

玉米魚肉香腸[2]：新鮮羅非魚肉或（冷凍魚糜→解凍）→稱量→擂潰（添加輔料）→混合→灌腸→浸泡（凝膠化）→高壓殺菌→冷卻→真空包裝→冷藏

基本配方：在每100 g魚肉糜中添加0.15 g味精，1.5 g白胡椒粉，4.95 g豬肥膘[3]，18 g玉米，蒸餾水（1mL/ 5 g魚肉），3.45 g大豆蛋白粉，1.95 g料酒，1.95 g姜汁，10.5 g淀粉，1.5 g鹽[4]。

1.2.2 彈性的測定

本實驗的玉米魚肉香腸的彈性測定采用凝膠強度測定法和感官評定法2種。

凝膠強度測定法（以彈性表示）：采用TMS-Pro型物性分析質構儀，對魚肉香腸進行試驗。采用TPA模式，使用TMS 5mm鋼材的圓柱形探頭，測量起始力為0.1N，測量速度60mm/min，形變量為60%。將試驗樣品切成20mm高的圓柱，除去腸衣待測，使切斷面的中心位于探頭的正下方，將樣品放置于測定裝置的樣品臺上，取樣品的不同位置，平行測量3次，取平均值[5]。

1.2.3 保水性的測定[6]

保水性（water-holding capacity，WHC）的測定采用離心分離法，稱取約3 g魚糜凝膠，3層濾紙包裹后置于離心管中，7 000 r/min，離心10min，以離心后凝膠質量ω2占原魚糜凝膠質量ω1的百分比即為保水性。對樣品平行測定3次，取平均值，計算公式如下：

2 結果與分析

2.1 魚肉香腸工藝的響應面試驗

玉米魚肉香腸的配方根據單因素試驗的結果來初步確定，魚肉香腸的彈性是制品質量的重要指標，因此，設淀粉（X1）、鹽（X2）和凝膠化溫度（X3）為3個自變量因素，感官評分（Y1）和彈性（Y2）為響應值進行響應面試驗，以確定最佳工藝條件。采用Box-Behnken設計[7]，其因素水平編碼見表1。

表1響應面試驗因素水平表Table1 Factors and levels of RSM

采用表1設置的三因素三水平分別做15組實驗，感官評分由10名感官評定人員進行評定，彈性采用TMS-Pro型物性分析質構儀進行測定，試驗結果見表2。

表2 響應面設計方案和試驗結果Table2 Design program and experimental results of RSM

2.2 感官評定的試驗結果及分析

實驗數據采用JMP軟件進行分析,分析結果見表3、表4。

表3 感官評定的試驗結果方差分析表Table3 Variance analysis of sensory evaluation experiment result

以感官評分（Y1）為響應值，經回歸擬合得Y1的標準回歸方程：Y1=83.33-1.00X1+3.00X2-3.25X3-0.25X1X2-0.25X1X3-1.25X2X3-4.29X12-3.29X22-4.29X32式中：Y1為感官評分的預測值；X1、X2、X3分別為淀粉添加量、鹽添加量、凝膠化溫度。由表3可以看出，Y1的回歸方程極顯著，預測值與實驗值具有高度的相關性（R2=0.994 9），擬合程度高，說明用方程擬合3個因素與感官評分之間的關系是可行的[19]。由方差分析結果可知，方程一次項X1、X2、X3影響高度顯著，其影響順序為X3＞X2＞X1；二次項X12、X22和X32以及交互項X2X3都對感官評分影響顯著。失擬誤差不顯著，說明殘差均由隨機誤差引起，總的來說，此回歸方程的擬合程度較高，各試驗因素對響應值的影響呈二次關系，3個因素之間存在的交互作用對感官評分的影響見圖1、圖2、圖3。

圖1 淀粉與鹽的交互作用對感官評分的影響Fig.1 Interaction effect of adding amount of starch and salt on sensory evaluation

圖2 淀粉和凝膠化溫度交互作用對感官評分的影響Fig.2 Interaction effect of gelling temperature and adding amount of starch on sensory evaluation

圖3 鹽和凝膠化溫度交互作用對感官評分的影響Fig.3 Interaction effect of gelling temperature and adding amount of salt on sensory evaluation

響應面反映了當淀粉、鹽、凝膠化溫度3個因素的任意變量取零點水平的時候，其它2個因素的交互作用對感官評分的影響情況。曲面陡表明該因素對感官評分的影響顯著，曲面平緩表明該因素對感官評分的影響不顯著；等高線的形狀反映兩因素交互作用的強弱，橢圓形表明交互作用強，影響顯著，圓形則相反；等高線密集表明對感官評分影響較大，稀疏表明影響較小。

淀粉、鹽和凝膠化溫度3個因素對感官評分的交互作用如圖1、圖2、圖3所示，可以看出3個因素與Y1呈拋物線關系。說明魚肉香腸的感官評分與淀粉、鹽和凝膠化溫度之間并非線性關系。由曲面圖陡峭程度可知，3個因素對感官評分的影響顯著，其影響次序是：凝膠化溫度＞鹽＞淀粉；由等高線圖的形狀可知，等高線稀疏且近乎圓形，因此3個因素之間的交互作用對感官評分的影響不顯著。

2.3 彈性的試驗結果及分析

表5 彈性的試驗結果方差分析表Table5 Variance analysis of springiness experiment result

同理，以彈性（Y2）為響應值，經回歸擬合得Y2的標準回歸方程：Y2=13.28+0.062X1+0.11X2-0.47X3+ 0.2X1X2-0.18X1X3+0.07X2X3-0.57X12-0.41X22-0.9X32，式中：Y2為彈性的預測值；X1、X2、X3分別為淀粉添加量、鹽添加量、凝膠化溫度。由表5可以看出，Y2的回歸方程高度顯著（R2=0.990 7），失擬誤差不顯著，說明此回歸模型很顯著，用方程擬合3個因素與彈性之間的關系也是可行的。由方差分析結果可知，方程一次項X1為不顯著水平，據研究，淀粉對制品彈性的影響為顯著，淀粉的作用與彈性有一定關系，淀粉除了有填充和調味作用之外，還可以提高制品的彈性，使制品的口感更好。淀粉的種類也會影響制品的彈性，本研究只研究木薯淀粉的添加量的影響。此次試驗存在系統誤差，多次試驗以找出原因。3個因素之間的交互作用對彈性的影響見圖4、圖5、圖6。

淀粉、鹽的添加量和凝膠化的溫度三因素對彈性的交互作用如圖4、圖5、圖6所示。可以看出，魚肉香腸的彈性與淀粉、鹽和凝膠化溫度之間并非線性關系。分析曲面圖的陡峭程度可知，3個因素對彈性的影響顯著，其影響次序為：凝膠化溫度＞鹽＞淀粉；由等高線形狀和稀疏程度看出，3個因素之間的交互作用對彈性的影響較顯著。

圖4 淀粉和鹽交互作用對彈性的影響Fig.4 Interaction effect of adding amount of starch and salt on springiness

圖5 淀粉和凝膠化溫度交互作用對彈性的影響Fig.5 Interaction effect of gelling temperature and adding amount of starch on springiness

圖6 鹽和凝膠化溫度交互作用對彈性的影響Fig.6 Interaction effect of gelling temperature and adding amount of salt on springiness

2.4 最佳工藝條件的確定與分析

通過響應面試驗和方差分析，3個因素試驗的最佳水平見圖7。

圖7響應值的預測Fig.7 Prediction of the response value

本研究利用響應面法優化魚肉香腸的工藝條件，基本配方通過單因素試驗確定，基本配方是除了淀粉和鹽的其他配料的添加量和配比；研究的工藝條件包括凝膠化溫度和漂洗處理。

通過對淀粉、鹽和凝膠化溫度這3個最具影響力的因素進行響應面試驗和分析，得到一組最優添加質量分數配比：淀粉9.03%，鹽2.33%，凝膠化溫度43.33℃。在此條件下，魚肉香腸的感官評分為84.70、彈性13.28mm。考慮到實際可操作性，將優化參數修正為淀粉9%，鹽2.3%，凝膠化溫度43℃。

為檢驗響應面分析方法的可靠性，采用上述優化參數制備玉米魚肉香腸，進行感官評定得分為83.5，實測彈性為13.21mm，與理論預測值的相對誤差小，表明采用響應面分析方法優化的工藝參數準確可靠，有實用價值。

3 結論

1）玉米魚肉香腸的最佳配方

通過實驗可知玉米魚肉香腸的最佳配方為：魚肉66%，味精0.1%，白胡椒粉1%，豬肥膘3.3%，玉米粒12%，蒸餾水1mL/5 g魚肉，大豆蛋白粉2.6%，料酒1.3%，姜汁2.6%，淀粉9%，鹽2.3%，得到的魚肉香腸腥味被去除，且風味獨特、色澤純正、彈性足、口感良好。

2）玉米魚肉香腸的最佳工藝條件

通過響應面試驗，得到凝膠化的最佳條件：灌腸后，將制品置于43℃的水中恒溫水浴30min。在這種條件下，魚肉糜的凝膠形成能增強，形成富有彈性的凝膠體。此外，在采肉后將魚肉進行漂洗處理，可去除水溶性蛋白，促進鹽溶性蛋白溶出，增強魚肉糜的凝膠形成能，控制漂洗水的溫度和pH，清水漂洗3次，每次慢速攪拌8min，靜置5min。這種處理使魚肉香腸無論是色澤還是彈性都達到較高水平。

[1]劉書成.冷凍魚糜和魚糜制品加工[M].水產食品加工學,2011(2): 227

[2] 馮娟,田建文,張海紅.魚肉腸生產工藝條件優化[J].食品科技, 2012,37(2):165-168

[3] 吳港城,張憨,陳衛星.豬肉、脂肪以及淀粉含量對魚肉腸品質的影響[J].食品與生物技術學報,2011(4):500-505

[4]劉書成.魚肉香腸的制作[M].水產食品加工學,2011(2):241-247

[5]HERMANSSON AM.Gel characteristics-structure as related to texture and waterbinding of blood plasma gels[J].Journal of Food Science,1982,47(6):1965-1972

[6] 李苗云,趙改名,張秋會,等.復合磷酸鹽對肉制品加工中的保水性優化研究[J].食品科學,2009,30(8):80-85

[7] 豆亞靜,張曉龍,常麗新,等.響應面優化超聲波法提取黑豆異黃酮的工藝研究[J].食品工業科技,2013,34(5):259-2633

Study on the Sausage Preparation Process with Maize and Fish by Response Surface Methodology

YANG Zhi-juan，HU Xue-qiong*，YANG Xi-hong，OU Shu-ting
（College of Food Science and Technology，Guangdong ocean university，Zhanjiang 524025，Guangdong，China）

The tilapia was used as the main raw material to find out the optimum process of the maize fish sausages.The maize，starch，salt，soy protein powder，cooking wine and ginger and other supplement material and gelling temperature play very important roles in improving the sensory evaluation of fish sausages.The optimum process is obtained by using response surface experiment which contains three factors，such as the starch，salt，and gelling temperature.The result shows that，with adding 9%starch，2.3% salt and the gelling temperature 43℃with the best products which are high springiness，color pure，unique flavor，and rich in nutrition.

maize；fish sausage；response surface methodology；flavor；springiness

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.01.015

2013-12-08

楊志娟（1963—），女（漢），副教授，碩士，研究方向：食品加工與貯藏。

*通信作者：胡雪瓊（1970—），女（漢），本科，研究方向：深海農產品加工。