基于模糊數學感官評價法研究黃花菜粉添加量對牛肉丸品質的影響

李應蘭，李海峰，賀曉光，魏亞儒

(寧夏大學 食品與葡萄酒學院, 寧夏 銀川, 750021)

肉丸是我國一種傳統肉制品，深受消費者的喜愛[1-2]，而傳統乳化肉制品中脂肪含量在20%～30%[3]，過量飽和脂肪酸的攝入會增加患高血壓、肥胖和心血管等慢性疾病的風險[4-5]。劉偉蘭[6]報道了在肉丸中添加麩皮膳食纖維，改善了普通肉丸的感官特性和保健功能特性，同時增加了產品得率。膳食纖維通過影響膽汁酸代謝使基體膽固醇排出增加，從而降低血清膽固醇，預防由冠動脈硬化引起的心臟病[7]。RAN等[8]研究發現，將紫蘇粒加入肉丸中可以有效改善肉丸中多不飽和脂肪酸組成，提高膳食纖維和蛋白質的含量，并改善肉丸的風味。此外，研究者分別在肉丸中添加黑麩皮和豌豆纖維[9]、玉米膳食纖維[10]、燕麥[11]等來提高肉丸的膳食纖維含量和出品率。

黃花菜(Hemerocallisfulva)又名萱草、金針菜，為百合科萱草屬多年生草本宿根植物，其根、葉、莖、花在東亞地區作為食品和傳統的藥品已有幾千年的歷史[12]。黃花菜性味甘涼，營養價值高，富含多種糖類、蛋白質、維生素、無機鹽、黃酮類物質及多種人體必需氨基酸[13]，其中胡蘿卜素和維生素C含量是西紅柿的5倍[14]。黃花菜屬高蛋白、低熱值、富含維生素及礦物質的保健蔬菜[15-17]。

因此，為提高傳統牛肉丸中多糖、卵磷脂、膳食纖維等功能營養成分含量，將黃花菜粉添加到牛肉丸中，以改善牛肉制品感官特性和營養品質。目前，陳芳[18]以兔肉和黃花菜、靈芝等為原料，發明了一種潤肺安神的即食香辣兔肉；沙亮亮[19]報道了祛濕散寒型柑橘味牛肉串及其制備方法；郭玉星[20]以牛肉和黃花菜為主料研制了一種秘制牛肉醬；此外，許煒[21]發明了一種臘腸驢肉丸及其制備方法。將黃花菜以粉末的方式添加至肉制品中的報道很少，為此，本文研究不同添加量的黃花菜粉對牛肉丸品質的影響，開發黃花菜新產品。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黃花菜(干)產自鹽池縣;冰鮮牛肉、調味品(雞精、白胡椒粉、料酒、香油、白砂糖、食鹽)、小蘇打、玉米淀粉、雞蛋、鮮姜、鮮蔥、蒜均購于超市;三聚磷酸鈉(食品級)。

1.2 儀器與設備

HR-1 Discovery 流變儀，美國TA公司；TA-XT plus 質構儀，英國Stable Micro Systems有限公司；WSC-S 色差計，上海精密儀器表有限公司；JP728 料理機、C21-SDHCB9E35 電磁爐，浙江紹興蘇泊爾生活電器有限責任公司；SQP 電子天平，多利斯科學儀器北京有限公司；YF-10 超微粉碎儀，浙江瑞安市永歷有限責任公司；DHG-9123A 恒溫鼓風干燥箱，上海精宏實驗設備有限公司；TGL-16M 高速冷凍離心機，上海盧湘儀離心機儀器有限公司；BCD-649 WDGK 冰箱，青島海爾股份有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 黃花菜粉制備

取適量剔除已經發霉變質的花蕾及雜物的干黃花菜進行清洗，去除所含雜質，瀝干后于80 ℃下干燥4 h，粉碎，用100目篩網手動過篩，裝自封袋，儲存于-10 ℃，備用。

1.3.2 工藝流程

選料→牛肉預處理→絞肉→加入淀粉、蛋清、調味品→攪拌→冰水、不同添加量黃花菜粉→擂潰→腌制→擠丸→煮丸→冷卻→包裝→成品→-18 ℃凍藏。

1.3.3 操作要點

原料前處理：選擇經衛生檢疫合格的新鮮牛后腿肉，剔除脂肪、筋腱、軟骨、雜物等,清洗干凈，經過冷凍緩化處理后再使用。新鮮的蔥、姜、蒜去皮洗凈，切成末備用。

絞肉：將其緩化到半凍狀態,即-5 ℃左右,切成小方塊投入到絞肉機中,使用3 mm孔徑的篩網絞2遍成肉糜狀。因絞肉時會產生大量的熱量使肉本身的溫度升高，影響肉的品質，所以在絞肉前最好對加工的肉進行冷卻。

擂潰：按照配方的要求進行配料。將處理好的牛肉糜與食鹽、淀粉、雞蛋清等按照一個方向攪拌均勻，加入適量水調至餡料黏稠度適中。然后將黃花菜粉與剩余冰水混合加入肉糜中，攪拌混合均勻。整體稀稠一致,隨手拍打而顫動為最佳，結束擂潰。

腌制：將擂潰后的肉糜放入0～4 ℃的冰箱中冷藏腌制2 h,使其狀態進一步平衡和穩定,增加肉糜的黏性,對成品的彈性和質構也有有利的作用。

擠丸：用手擠成直徑為2 cm左右的肉丸。

煮丸：將制得的肉丸放入60 ℃水中預煮5 min,然后迅速升溫到90 ℃，文火煮制5 min，待其中心溫度達80 ℃，肉丸浮于水面，手捏有彈性，光滑，呈灰白色時，撈出牛肉丸瀝干水分。

1.3.4 基礎配方[22]

按照新鮮牛肉(100 g)的質量百分比添加，玉米淀粉6%、食鹽2.5%、白砂糖2%、鮮姜末1%、蒜末2%、鮮蔥末2%、雞蛋清6%、小蘇打0.3%、料酒1%、白胡椒粉0.5%、雞精0.5%、香油1%、三聚磷酸鹽0.4%、冰水30%。

1.3.5 黃花菜牛肉丸子配方設計

在1.3.4基礎配方的基礎上按照新鮮牛肉的質量百分比分別添加5%、10%、15%、20%、25%的黃花菜粉。制作黃花菜牛肉丸，所得樣品進行性質測定和感官評價，考察不同黃花菜粉添加量對牛肉丸品質的影響。

1.3.6 色差測定

將牛肉丸切成5 mm厚的薄片，采用色差計測定L*值、a*值和b*值，其中L*值表示亮度，a*值表示紅度，b*值表示黃度。每個處理測定4次。

1.3.7 蒸煮損失測定

準確稱取生肉丸質量，煮制取出后用清水沖淋使其溫度降低，再用濾紙吸干肉丸表面水分，并準確稱量蒸煮后肉丸的質量，蒸煮損失率按公式(1)計算:

(1)

式中：m1,煮制前的質量，g；m2,煮制后的質量，g。

1.3.8 持水性的測定

參照米紅波等[23]的方法進行測定。將黃花菜牛肉丸從4 ℃冰箱中取出，室溫下放置30 min，用吸水紙除去多余的水分，切成5 mm厚的薄片，準確稱質量，用3層濾紙包裹后放入離心管，在4 ℃下，5 000×g離心15 min，離心結束后，除去濾紙，再次稱質量，持水性按公式(2)計算：

(2)

式中：m3,離心前樣品質量，g；m4,離心后樣品質量，g。

每個樣品做5個平行，結果取平均值。

1.3.9 質構測定

將黃花菜牛肉丸從4 ℃的冰箱中取出，平衡至室溫，沿肉丸樣品直徑方向切成直徑1 cm，厚1 cm的鼓狀。質構測定參數：采用TPA模式，探頭型號為P35，壓縮比50%，測前速率2 mm/s，測中速率1 mm/s，測后速率2 mm/s，觸發類型為自動，觸發力5 g，間隔時間5 s，測定樣品的硬度、彈性、膠黏性、咀嚼性和回復性。每個樣品做5個平行，結果取平均值。

1.3.10 凝膠強度測定[24]

將黃花菜牛肉丸從4 ℃的冰箱中取出，平衡至室溫，沿肉丸樣品直徑方向切成直徑1 cm，厚1 cm的鼓狀。凝膠強度測定參數：采用Return To Start模式，其中凝膠強度為破斷力與凹陷距離的乘積，即凝膠強度(g·mm)=破斷力(g)×凹陷距離(mm)。探頭型號為P/0.5 HS，測前速率2 mm/s，測中速率1 mm/s，測后速率2 mm/s，觸發類型為自動，觸發力5 g，目標值7 mm，每個樣品做6個平行，結果取平均值。

1.3.11 生牛肉丸流變性質測定

參照KANG等[25]的方法并加以修改。采用40 mm平板夾具，將樣品放置校正準確的流變儀平臺，用硅油密封，防止水分蒸發，間隙為3.00 mm，在振蕩模式及1%應變的線性黏彈性線性區域內分別進行動態頻率掃描和動態溫度掃描。動態頻率掃描條件：范圍0.1～20 Hz，應變1%，記錄動態掃描期間儲能模量G′值的變化。動態溫度掃描條件：樣品于25 ℃平衡3 min，掃描范圍25～80 ℃，變溫速率2 ℃/min，于80 ℃保溫3 min。加熱過程中，在振蕩模式和0.1 Hz的固定頻率下對樣品進行連續剪切，并記錄動態掃描期間儲能模量G′值的變化，每組樣品測量3次，結果取平均值。

1.3.12 模糊數學感官評價方法

參照朱由珍等[26]的方法，并略作修改，挑選經過感官評定培訓的食品專業學生10人(5男5女)組成感官評定小組。感官質量評價標準見表1。

表1 感官質量評價標準Table 1 Evaluation standard of sensory quality

確定感官評價因素集X=(色澤x1，滋味x2，彈性x3，組織狀態x4)，得分集U=(優秀u1，良好u2，一般u3)，采用強制決定法得到權重集L=(0.2，0.3，0.2，0.3)對應的指標分別為色澤、滋味、彈性和組織狀態。

1.4 數據處理

采用SPSS 23.0軟件對實驗數據進行處理分析，包括單因素方差分析、顯著性比較和相關性分析(P<0.05)，采用Origin 8.0軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 蒸煮損失率和持水性分析

蒸煮損失率是肉制品加工過程的一個重要指標，蒸煮損失越大產品得率就越低。由圖1顯示，黃花菜粉添加量增多,能顯著降低牛肉丸的蒸煮損失率(P<0.05)，且隨著黃花菜粉添加量的增加，牛肉丸蒸煮損失率先降低后上升，添加質量分數20%黃花菜粉對降低牛肉丸蒸煮損失率的效果更為突出。這可能是黃花菜粉中多糖類物質對于肌肉組織的脫水具有阻礙作用，在肉丸蒸煮過程中，多糖與肌肉蛋白形成穩定的膠凝網狀結構，在肌肉組織表面形成保護層，減少肉制品的損失[27]，添加量越大，蛋白凝膠網絡孔隙越大，蛋白的網絡結構也會受到一定的破壞，造成蒸煮損失率逐漸增大[28]。牛肉丸的持水性隨著黃花菜粉添加量的增加而升高。因為黃花菜粉吸收肉糜中的游離水，使其難以析出，同時，吸水膨脹的黃花菜粉顆粒填充在牛肉糜蛋白質的空隙中，使牛肉丸的結構更加致密，有助于保留更多的水[29]。

圖1 黃花菜粉添加量對牛肉丸蒸煮損失率和持水性的影響Fig.1 Effect of day lily powder addition on the loss rate and water holding capacity of beef meatballs in cooking注：組間不同小寫字母表示具有顯著性差異(P<0.05)(下同)

2.2 凝膠強度分析

如圖2所示，牛肉丸凝膠強度隨黃花菜粉添加量的增加而增大，且黃花菜粉添加質量分數為25%時制得牛肉丸的凝膠強度增加最為顯著(P<0.05)。這可能是黃花菜中多糖對牛肉糜產生了較大影響。多糖對肉類產品功能特性影響的研究證明，添加多糖類物質，會提高肉類產品的硬度和凝膠強度[30]，這是因為在加熱過程中增強了蛋白質與多糖間的相互作用，形成穩定的高分子化合物，同時加熱使蛋白質分子內部的反應基團暴露出來[31]，從而導致牛肉丸凝膠強度增加。

圖2 黃花菜粉添加量對牛肉丸凝膠強度的影響Fig.2 Effect of day lily powder addition on the gelatinous strength of beef meatballs

2.3 色差分析

色澤是消費者選擇肉制品直觀標準。由表2可知，牛肉丸的L*值和a*值隨黃花菜粉添加量的增加呈下降趨勢。這與張翼飛等[32]研究桔梗粉香腸制品時的趨勢類似。b*值隨黃花菜粉添加量的增加而升高，YASARLAR等[33]報道了在土耳其肉丸中加入玉米粒后b*值增加的現象。這可能是黃花菜粉呈淡黃色，使牛肉丸的截面泛黃，隨著添加量的增加更為明顯，也使牛肉丸的L*值降低。

表2 黃花菜粉添加量對牛肉丸色澤的影響Table 2 Effect of day lily powder addition on the color of beef meatballs

2.4 質構特性分析

質構特性能直觀的反映肉丸的感官品質，是評價肉丸質量的重要指標之一。由表3可知，隨著黃花菜粉添加量的增加，牛肉丸的硬度、膠黏性和咀嚼性均升高。其中硬度升高較為顯著(P<0.05)，增加黃花菜粉的添加量對牛肉丸的彈性和回復性無顯著變化。這是因為隨著黃花菜粉添加量的增加，體系游離水分減少、吸收完全，牛肉丸呈現過硬過韌的現象，從而導致膠黏性和咀嚼性增加。胡瀟等[34]研究了不同紫薯全粉添加量對豬肉丸食用品質的影響，得出隨著紫薯全粉的添加，肉丸的硬度、黏聚性和咀嚼性都呈現下降的趨勢，與本文結論相反。將黃花菜粉添加至肉丸中，會形成一定腔室結構，這種結構與蛋白質形成穩定的三維網狀結構，由于黃花菜粉的機械填充效應，使牛肉丸的硬度增加。葉丹[35]報道了牛肉糜的硬度隨麩皮添加量的增加而增大，與本文結論一致。

表3 黃花菜粉添加量對牛肉丸質構特性的影響Table 3 Effect of day lily powder on addition the texture characteristics of beef meatballs

2.5 生牛肉丸流變性質分析

動態流變學特性中儲能模量G′值反映了肉糜的凝膠強度[36]。如圖3所示，生肉丸的儲能模量G′值隨掃描頻率的增加升高，且在相同頻率下，黃花菜粉添加量高的牛肉丸G′值升高的更為顯著，將黃花菜粉加入牛肉丸中，黃花菜粉中的多糖與蛋白質間的相互作用變強，隨添加量增加,多糖與蛋白質接觸面積更大，使得牛肉丸的空間結構變得更加緊湊，G′值上升。王希希等[37]將刺麒麟菜加入肉糜中，在相同的振蕩頻率下，隨著刺麒麟菜添加量的增加，雞胸肉糜的G′值也逐漸增加,與本文結論相一致。說明添加黃花菜粉促進了肉糜凝膠網絡和蛋白質基質的形成，從而提高了肉丸的凝膠強度。

圖3 黃花菜粉添加量對生牛肉丸G′值的影響Fig.3 Effect of day lily powder addition on G′ value of raw beef meatballs

肉糜升溫加熱過程實質是肌肉纖維蛋白受熱膠凝，是一個不穩定的動態流變過程，伴隨著肌肉蛋白的解鏈、變性和凝集[38]。如圖4所示，各實驗組有著相似的流變曲線，在加熱過程中不同黃花菜粉添加量的生肉丸G′值呈上升趨勢，主要包括3個溫度范圍：第1階段，25～47 ℃時，隨著溫度升高，生肉丸的儲能模量G′值較緩慢升高，這可能是牛肉丸凝膠網絡形成的初始階段，此時肌球蛋白頭部通過二聚作用開始交聯，形成蛋白質網絡結構[39]；第2階段，47～60 ℃時，生肉丸G′值緩慢上升，主要是因為絞碎過程中大量的肌原纖維蛋白發生溶解和溶脹，受熱過程中發生折疊，導致G′值上升緩慢[40]；第3階段，60～80 ℃所有實驗組生肉丸的G′值快速上升,此時蛋白質交聯聚集形成彈性凝膠網絡結構，說明半溶膠在受熱過程中轉化成為彈性膠體。肉糜的熱動態流變性表明了肌肉中肌原纖維蛋白變性對肉糜凝膠結構的影響[41]。實驗表明，黃花菜粉的添加對肉丸在加熱過程中G′值的變化產生顯著影響，且呈上升的趨勢，這與肉丸凝膠強度的變化相吻合。劉俊雅[42]發現在加熱過程中，添加竹筍膳食纖維的理組的G′值明顯高于對照組，且隨著竹筍膳食纖維添加量的增加，豬肉糜凝膠體系的儲能模量G′值持續增大。

圖4 不同黃花菜粉添加量的牛肉丸升溫過程中G′值的變化Fig.4 Change of G′ value in beef meatballs with different addition of day lily powder during the heating process

2.6 模糊數學感官評價分析

10名感官評定員對5組樣品按黃花菜牛肉丸的色澤、滋味、彈性和組織狀態4個因素進行逐一評價，對應的等級票數分布情況見表4。

由表4可知，5組樣品對應的模糊矩陣分別為：

(0.27，0.29，0.44)

表4 不同黃花菜粉添加量的牛肉丸感官評價票數分布Table 4 Vote distributions of sensory evaluation of beef meatballs with different day lily powder addition

由此可知，對于1號樣品有27%的感官評定員認為優秀，29%認為良好，44%認為一般。同理：R2=(0.29，0.3，0.41)；R3=(0.46，0.4，0.14)；R4=(0.88，0.1，0.02)；R5=(0.7，0.27，0.03)。根據最大隸屬原則，黃花菜粉添加質量分數為20%制得牛肉丸的感官評分最高。即88%的感官評定員認為優秀，10%認為良好，2%認為一般，其次是黃花菜粉添加量質量分數25%制得的牛肉丸。因為黃花菜粉添加量超過一定范圍值，制得牛肉丸出現過硬韌的現象，從而影響感官評價。

3 結論

本文牛肉丸為研究對象，分別在5%、10%、15%、20%和25%這5個不同黃花菜粉添加質量分數下制得牛肉丸，分析黃花菜牛肉丸的感官評價、質構特性和理化性質，得出以下結論：

牛肉丸的蒸煮損失率隨黃花菜粉添加量的增加呈先降低后上升的變化，添加質量分數20%黃花菜粉對降低牛肉丸蒸煮損失率的效果更為突出。牛肉丸的持水性隨著黃花菜粉添加量的增加而升高。

隨著黃花菜粉添加量的增加，牛肉丸的硬度、膠黏性和咀嚼性均升高。其中硬度升高較為顯著(P<0.05)，增加黃花菜粉的添加量對牛肉丸的彈性和回復性無顯著變化。牛肉丸的L*值和a*值隨黃花菜粉添加量的增加呈降低趨勢，b*值隨黃花菜粉添加量的增加而升高。

生肉丸的儲能模量G′值隨掃描頻率的增加而升高，且在相同頻率下，黃花菜粉添加量大的牛肉丸G′值升高的更為顯著，在加熱過程中主要包括3個溫度范圍：25～47 ℃時，G′值較緩慢上升，47～60 ℃時，G′值緩慢上升，60～80 ℃時，G′值快速上升，添加黃花菜粉對肉丸在加熱過程中G′值的變化產生顯著影響，且呈上升的趨勢，說明添加黃花菜粉促進了肉糜凝膠網絡和蛋白質基質的形成，從而提高肉丸的凝膠強度，這與肉丸凝膠強度的變化相吻合。

黃花菜粉添加質量分數為20%制得牛肉丸的感官評分最高。即88%的感官評定員認為優秀，10%認為良好，2%認為一般，其次是黃花菜粉添加質量分數為25%制得的牛肉丸。