響應面法優化蛹蟲草猴頭菇復合魚肉香腸加工工藝

莊偉鵬 ，傅金奕 ，林金福 ，張維瑞 ，張承康 *，魏奇 *

1. 寧德師范學院生命科學學院（寧德 352100）；2. 閩東特色生物資源福建省高校工程研究中心（寧德 352100）；3. 閩東水產品精深加工福建省高校工程研究中心（寧德 352100）；4. 科技廳產學研合作示范基地（寧德 352100）

香腸在中國有著悠久的歷史，是一種采用傳統的肉制品保存技術的食物。香腸的種類豐富，香腸是將肉制品絞碎，調味后，灌入腸衣制成的食品。傳統的香腸以豬、牛、羊肉為主，其脂肪含量較高，無法滿足現代人們對健康飲食的追求，所以香腸加工行業可以通過改良肉類的營養結構模式，對香腸制品進行更深層次的精加工，從而升級香腸產品[1-3]。魚肉中含有大量的優質蛋白和不飽和脂肪酸，其中EPA和DHA對預防心腦血管疾病具有積極作用。與畜禽類相比，魚肉中的肌纖維短，具有松軟的組織結構，并且其肉制細膩，消化利用率高[4]。因此，魚肉及其制品深受廣大消費者的喜愛。魚肉香腸主要以醬肉型香腸和魚糜型香腸為主。醬肉型香腸多以畜禽類肉制品為主，魚肉為輔制備而成。魚糜型香腸則以魚糜為主，輔以輔料制備而成。在眾多品類香腸中，將食用菌加入魚糜中制成食用菌復合魚肉腸，既能豐富香腸的種類，還可以有效突出產品獨特的風味，使原料的利用率得到提高。楊偉等[5]以金針菇為原料，制成的金針菇香腸具有味道鮮美和營養豐富的特點。劉宇涵等[6]研究發現食用菌能夠促進香腸發酵菌降解亞硝酸鹽的作用，從而減少發酵香腸中亞硝酸鹽含量。

蛹蟲草是一種高營養價值的食藥兩用真菌。蛹蟲草中含有豐富的麥角甾醇、蟲草酸和蟲草素等多種天然生物活性物質，具有促進新陳代謝、利尿、降血壓、護肝和抗菌等作用[7-8]。猴頭菇肉嫩味美，營養豐富，既是食用珍品又是中國傳統的貴重中藥材，具有助消化和滋補健身等功效。猴頭菇中的多糖和蛋白等活性物質，具有抗炎、抗潰瘍、抗腫瘤、抗氧化、降血糖和抗衰老等多種藥用功效[9-11]。由此可知，結合蛹蟲草和猴頭菇進行開發食用菌復合魚肉腸具有廣大的開發前景。

為增強魚肉腸的營養價值，試驗通過在魚肉腸中加入蛹蟲草粉、猴頭菇粉，得到營養均衡、色澤誘人、具有獨特風味的蛹蟲草猴頭菇復合魚肉香腸，為食用菌的精深加工提供有效途徑。

1 材料與儀器

1.1 材料與試劑

新鮮大黃魚、白糖、食鹽、黑椒粉、生抽、料酒、木薯淀粉、蠔油（寧德市永輝超市）；蛹蟲草，猴頭菇（福建省盛耳食品有限公司）；天然豬腸衣（山東丞諾食品有限公司）。

1.2 儀器與設備

ZB-20絞肉機（諸城聯眾機械有限公司）；THMGH350A灌腸機（廣州順德騰輝電器有限公司）；200Y中草藥粉碎機（永康市鉑歐五金制品有限公司）；DHG-9070A鼓風干燥箱（上海飛越實驗儀器有限公司）；SUS304標準檢驗篩（上虞市銀河測試儀器廠）；SP079真空機（廣東中山太力集團）。

1.3 試驗方法

1.3.1 蛹蟲草粉的制備

選擇無蟲蛀、無雜質、色澤均勻的干制蛹蟲草，放入55 ℃恒溫鼓風干燥箱中，干燥5 h，使用中藥粉碎機將干燥的蛹蟲草制成粉并過篩。

1.3.2 猴頭菇粉的制備

選擇無蟲蛀、無雜質、色澤均勻的干制猴頭菇，放入55 ℃恒溫鼓風干燥箱中，干燥20 h，使用中藥粉碎機將干燥的猴頭菇制成粉并過篩。

1.3.3 蛹蟲草猴頭菇復合魚肉香腸的制備

1.3.3.1 制作流程

原料魚肉處理→絞肉→加入調味料→攪拌→加入猴頭菇粉→攪拌→加入蛹蟲草粉→攪拌→灌裝→真空包裝→巴士滅菌→成品

1.3.3.2 制作工藝

選擇新鮮的大黃魚，去除鱗片、內臟、魚頭等組織，洗去殘留的淤血，將魚肉放入絞肉機中絞成魚糜，根據魚肉質量稱取食鹽2%、生抽2%、黑椒粉0.6%、料酒2%～2.5%、蠔油1.2%～1.5%、白砂糖2.5%～3.0%、木薯淀粉10%、0 ℃的水10%，攪拌，先加入猴頭菇粉攪拌，待攪拌均勻后再加入蛹蟲草粉進行攪拌。把混合均勻的魚肉餡通過手動灌腸器灌入洗凈的腸衣中，用清水洗凈香腸表面，風干30 min，真空包裝。采用巴氏殺菌法進行滅菌（72 ℃，30 min），即得魚肉腸制品[12]。

1.3.4 感官評價

從寧德師范學院選取20名學生（其中男生10名、女生10名），以硬度、口感、組織結構、彈性接受度5個方面進行評分[13-14]。具體評分標準詳見表1。

表1 蛹蟲草猴頭菇復合魚肉香腸的評分細則

1.3.5 單因素試驗

1.3.5.1 蛹蟲草顆粒大小的確定

將蛹蟲草粉末過0.125，0.15，0.25，0.30和0.45 mm的標準篩。在魚糜中分別加入不同顆粒大小的蛹蟲草粉末，其他條件相同，制成魚肉腸并進行感官評價。

1.3.5.2 蛹蟲草粉添加量的確定

將相同顆粒大小的蛹蟲草粉末，按蛹蟲草粉添加量4%，6%，8%，10%和12%分別加入魚糜中，其他條件相同，制成魚肉腸并進行感官評價。

1.3.5.3 猴頭菇粉顆粒大小的確定

將猴頭菇粉過0.125，0.15，0.25，0.30和0.45 mm標準目篩。取相同顆粒大小、添加量的蛹蟲草粉和不同顆粒大小的猴頭菇粉分別加入魚糜中，其他條件相同，制成魚肉腸并進行感官評價。

1.3.5.4 猴頭菇粉添加量的確定

取相同目數、添加量的蛹蟲草粉，以及相同目數的猴頭菇粉，按猴頭菇粉添加量2%，4%，6%，8%和10%加入魚糜中，其他條件相同，制成魚肉腸并進行感官評價。

1.3.5.5 響應面試驗

在單因素試驗基礎上，以感官評分為響應值，進行四因素三水平的試驗，以猴頭菇粉粒大小、猴頭菇添加量和蛹蟲草粉粒大小、蛹蟲草添加量為考察因素，共29組試驗。試驗的因素與水平詳見表2。

表2 響應面試驗因素與水平設計

2 結果與分析

2.1 蛹蟲草顆粒大小對魚肉腸的影響

如圖1所示，蛹蟲草粉顆粒大小對魚肉腸顏色亮度、彈性和口感的影響較大。蛹蟲草粉顆粒大小0.45 mm時，魚肉腸的感官評分較低，此時魚肉腸具有較明顯的顆粒感。蛹蟲草粉顆粒大小0.25 mm時，此時魚肉腸具有金黃色的色澤，組織機構完整，口感和彈性好，感官評分最高。因此，最佳蛹蟲草顆粒大小為0.25 mm。

圖1 蛹蟲草粉顆粒大小對魚肉腸感官評分的影響

2.2 蛹蟲草添加量對魚肉腸的影響

通過添加蛹蟲草能夠賦予魚肉腸誘人的金黃色并且能夠減少魚肉腸的魚腥味。由圖2可知，魚肉腸中蛹蟲草添加量10%時可以獲得金黃色的色澤，魚肉腸的彈性、組織結構、硬度、口感和接受度最高，其感官評分高于蛹蟲草添加量4%，6%，8%和12%。隨著蛹蟲草粉添加量增加，魚肉腸的色澤逐漸加深。添加量12%時，蛹蟲草粉會影響魚肉腸組織結構，導致彈性、硬度、口感和接受度變差。由感官評分可得，最佳蛹蟲草添加量為10%。

圖2 蛹蟲草粉添加量對魚肉腸感官評分的影響

2.3 猴頭菇顆粒大小對魚肉腸的影響

如圖3可知，猴頭菇顆粒大小0.30 mm時，此時魚肉腸的感官評分最高。猴頭菇顆粒大于0.30 mm時，會導致魚肉腸的切面粗糙，組織結構松散，口感較差。猴頭菇顆粒小于0.30 mm時，魚肉腸的彈性和接受度逐漸減少，并且缺少猴頭菇特殊的香氣。因此，最佳猴頭菇顆粒大小為0.30 mm。

圖3 猴頭菇顆粒大小對魚肉腸感官評分的影響

2.4 猴頭菇添加量對魚肉腸的影響

如圖4所示，猴頭菇粉添加量2%～6%時，魚肉腸的口感逐漸上升。當猴頭菇添加量為6%時，感官評分最高。猴頭菇添加量8%和10%時，猴頭菇特有的味道會掩蓋住魚肉和蛹蟲草的鮮香，此時魚肉腸的組織結構松散，彈性下降。由此可知，最佳猴頭菇添加量為6%。

圖4 猴頭菇添加量對魚肉腸感官評分的影響

2.5 響應面回歸方程的建立與分析

在單因素試驗的前提下，應用Design-Expert V8.0.6軟件中的Box-Behnken原理設計試驗，試驗組合和結果如表3所示。以蛹蟲草粉粒大小（A）、蛹蟲草添加量（B）、猴頭菇粉粒大小（C）、猴頭菇添加量（D）為自變量，以感官評分Y為因變量，得到二次多項方程：Y=64.7-0.791 7A-0.458 3B+0.041 7C-1.21D+ 1.5AB+1.75AC+0.875AD-3.88BC-0.75BD-4.75A2-2.62B2-3.5C2-0.620 8D2。

表3 響應面試驗設計方案及結果

該回歸模型的方差分析結果為F=3.11，P＜0.05，說明模型顯著。失擬項P=0.593 5＞0.05，失擬項不明顯，由此可見，該模型擬合度較好。影響魚肉腸感官評分的主次順序為猴頭菇添加量＞蛹蟲草粉粒大小＞蛹蟲草添加量＞猴頭菇粉粒大小。其中，A2、C2對模型影響極顯著，BC、B2對模型影響顯著。

2.6 各因素間的交互作用分析

由表4和圖5可知，蛹蟲草猴頭菇復合魚肉腸的感官評分隨蛹蟲草粉顆粒大小、蛹蟲草粉添加量、猴頭菇粉添加量、猴頭菇粉顆粒大小的變化而變化。猴頭菇粉粒大小和蛹蟲草粉添加量對魚肉腸的感官評分影響顯著（P＜0.05）。通過響應曲面優化得到蛹蟲草猴頭菇復合魚肉腸的最佳配方：蛹蟲草粉粒大小0.21 mm，蛹蟲草添加量9.13%，猴頭菇粉粒大小0.37 mm，猴頭菇添加量4%。此時的感官評分為65.7分。根據具體可操作性，對最佳配方作出調整，將配方定為蛹蟲草粉粒大小0.25 mm、蛹蟲草添加量9%、猴頭菇粉粒大小0.30 mm、猴頭菇添加量4%。在該條件下進行驗證性試驗，結果得到的感官評分為64.9分，試驗后的結果接近理論值，證明模型設計合理。

圖5 各因素交互作用對香腸感官評分影響的響應面和等高線圖

表4 方差分析

3 結論

通過單因素試驗，以魚肉腸的感官評價結果為指標探究猴頭菇粉粒大小、猴頭菇添加量、蛹蟲草粉粒大小、蛹蟲草添加量對魚肉腸感官的影響，采用Design-Expert V8.0.6軟件中的Box-Behnken原理設計試驗，以蛹蟲草粉粒大小（A）、蛹蟲草添加量（B）、猴頭菇粉粒大小（C）和猴頭菇添加量（D）為變量，以感官評分（Y）為因變量，得到二次項方程，并在此條件上利用響應面優化試驗。蛹蟲草猴頭菇復合魚肉香腸的最佳配方為蛹蟲草粉粒大小0.25 mm、蛹蟲草添加量9%、猴頭菇粉粒大小0.30 mm、猴頭菇添加量4%。此條件下的感官評分為64.9分，接近理論值（65.7分）。此配方下所制備的蛹蟲草猴頭菇復合香腸具有良好的色澤和食用菌獨特的香氣，并且具有保健功效。