基于模糊綜合評判法的銀耳紅棗豬肉香腸制作工藝研究

樊金山，曹 正，黃小忠，謝春芹，曹 淼，張 宇，陳 岑

（江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 句容 212400）

模糊綜合評判法是一種數(shù)學(xué)模型，采用模糊關(guān)系合成理論，將一些無法準(zhǔn)確定量的因素進(jìn)行量化評定的方法［1］。而傳統(tǒng)的食品感官評定是評定員采用總分法進(jìn)行評定，但在實(shí)際評定過程中往往受到很多不確定因素影響評定，食品感官特性的評價一般很難用準(zhǔn)確的評分去表達(dá)，故采用模糊綜合評判法應(yīng)用于食品感官評定更為合理、準(zhǔn)確、客觀［2］。

銀耳，是真菌銀耳的子實(shí)體，屬于真菌類，是一種兼具食用和藥用功能的優(yōu)質(zhì)食用菌。銀耳味淡、性平、無毒，具有開胃清腸、補(bǔ)脾益氣、潤肺滋陰的作用［3］。銀耳含有豐富的植物性天然膠質(zhì)，同時具有保健功效的銀耳多糖［4］。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)界認(rèn)定銀耳可促進(jìn)新陳代謝和血液循環(huán)、增強(qiáng)機(jī)體免疫力、改善器官功能。

紅棗，又名大棗，富含糖類、膳食纖維、蛋白質(zhì)、多種氨基酸、皂苷和鈣、磷、鐵等礦物質(zhì)，具有滋陰補(bǔ)陽、補(bǔ)中益氣、養(yǎng)血安神之功效［5］。古籍《本草備要》中記載，紅棗能補(bǔ)中益氣、潤心肺、調(diào)營衛(wèi)、緩陰血、生津液、悅顏色、通九竅、助十二經(jīng)等功效［6］。研究表明干棗的粗蛋白含量為2.28%～3.78%，總糖含量為51.4%～66.5%，粗纖維含量為1.95%～3.10%，粗脂肪含量為0.6%～1.4%［7］。由于紅棗的加工與食用方式比較單一，曬干后棗皮較硬，難咀嚼且不易消化，易潮易霉?fàn)€［8］，使得產(chǎn)品的附加值和營養(yǎng)利用率降低。

銀耳多糖分子含有多個羥基，使其具有一定的分子極性，這也保證其在油滴表面能夠以范德華力的形式結(jié)合，并在微滴表面形成一層良好的親水膠體膜，防止微滴之間聚合，從而增加體系的乳化活力和乳化穩(wěn)定性［9］。銀耳作為增稠劑添加到食品中不僅具有一般增稠的作用，還可以提供良好的風(fēng)味和充足的營養(yǎng)價值。現(xiàn)代研究表明銀耳多糖具有極強(qiáng)保濕作用并有一定乳化作用［10］。而銀耳作為具有高營養(yǎng)價值的真菌，也正在被加工成工業(yè)化產(chǎn)品。現(xiàn)有的銀耳加工品種主要有即食銀耳、方便銀耳、銀耳日化品等產(chǎn)品［11］。在通過添加食用菌成分來提高營養(yǎng)保健價值的香腸工藝研究中，已經(jīng)有添加杏鮑菇［12］、平菇［13］等進(jìn)行香腸制作的研究，但到目前為止國內(nèi)對添加銀耳、紅棗粉制作香腸的相關(guān)研究較少。本研究采用銀耳紅棗粉和新鮮豬肉作為生產(chǎn)原料，淀粉、鹽、料酒和水等作為輔料研制一種銀耳保健香腸，該產(chǎn)品既方便生產(chǎn)加工又可以降低生產(chǎn)成本，還具有一定的保健作用，以期為今后產(chǎn)品研發(fā)提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

優(yōu)質(zhì)豬后腿肉、背膘肉，市售；銀耳粉，長沙博健生物科技有限公司，200 目，純度100%；紅棗粉，滄州星盛食品有限公司，200 目，純度100%；復(fù)合磷酸鹽（焦磷酸鈉∶三聚磷酸鈉∶六偏磷酸鈉=2∶2∶1），徐州添安食品添加劑有限公司，食品級；玉米淀粉，上海東方博金生物科技有限公司，食品級；大豆分離蛋白，河南恩苗有限公司，食品級；膠原蛋白腸衣，梧州神冠蛋白腸衣有限公司，直徑30 mm。

1.2 儀器和設(shè)備

SZ-5 型斬拌機(jī)，廣州旭眾食品機(jī)械有限公司；DHG-9123A 型電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；TA.XTPlus 質(zhì)構(gòu)儀，英國 SMS 公司；立式4 L 手動灌腸機(jī)，臨沂明特機(jī)械有限公司，所有使用儀器都取自實(shí)驗(yàn)室。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 基本配方 豬肉100 g（肥瘦比 2∶8），食鹽3 g，復(fù)合磷酸鹽（焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉=2∶2∶1）0.4 g，銀耳紅棗粉（1∶1）9 g，玉米淀粉6 g，大豆分離蛋白2 g，冰水25 g。

1.3.2 操作要點(diǎn)

1）原料肉處理。在菜市場選取檢疫合格、品質(zhì)優(yōu)良的鮮肉，仔細(xì)去除碎骨、肌腱、筋膜、淋巴等組織，清洗干凈淤血，將肥瘦肉分別切成約2 cm 左右肉片，然后切成肉丁。

2）腌制。稱取一定量的瘦肉粒，加入食鹽、復(fù)合磷酸鹽，放入容器內(nèi)，與肉攪拌均勻，置于0～4 ℃的冰箱中冷藏腌制大約12 h。按肥瘦比2∶8 稱取的肥肉，加入一定量的食鹽，置于0～4 ℃的冰箱中冷藏腌制大約12 h。

3）絞肉、斬拌和拌餡。將冰箱中腌好的肉取出，將腌制好的肥肉和瘦肉分別放入5、7 mm 攪拌機(jī)中攪成不同粒徑的肉粒，將絞好的肉置于斬拌機(jī)中，斬拌機(jī)在低速下加入一定量（總量1/3）的冰水，調(diào)至高速斬拌2 min，再調(diào)至中速之后加入一定量的銀耳紅棗粉、大豆分離蛋白，然后加入一定量（總量1/3）的冰水，再調(diào)至高速斬拌2 min，最后調(diào)至中速加入一定量的玉米淀粉和一定量（總量1/3）的冰水，然后調(diào)至高速斬拌2 min，斬拌總時間約6 min，使其充分混勻，直至肉糜表面有光澤、無結(jié)塊、無油花，溫度控制在12 ℃以下。

4）灌制、捆扎、扎眼。將肉餡置于灌腸機(jī)內(nèi)，真空條件下灌入直徑30 mm 的腸衣，6 cm 長為一段進(jìn)行捆扎，扎眼排氣。

5）烘烤、蒸煮。放于預(yù)熱至55 ℃左右的干燥箱，烘制25 min，將烘香腸取出，于鍋中煮制，用溫度計測量溫度，保持溫度在80 ℃左右，煮制時間30 min。

6）冷卻儲藏。將烘干的香腸冷卻至室溫，4 ℃儲藏。

1.3.3 指標(biāo)測定

1）質(zhì)構(gòu)測定。采用英國SMS 公司生產(chǎn)的TA.XTPlus 質(zhì)構(gòu)分析儀［14］，在測值之前校正高度，并在電腦上對參數(shù)進(jìn)行修改。測前速度：1.00 mm/s；測中速度：5.00 mm/s；測后速度：5.00 mm/s；strain（形變）：30%，質(zhì)構(gòu)儀的探頭選擇TP/36R。樣品的準(zhǔn)備：切成高1 cm，直徑20 mm 的圓柱體。平行測試5次。

TPA 特征值參照 Boume［15］的定義及方法及 Fiszman 等［16］、Pons 等［17］的方法進(jìn)行改進(jìn)，包括硬度（Hardness）、咀嚼性（Chewiness）、彈性（Springiness）、黏聚性（Cohesiveness）。硬度指探頭第一次穿沖樣品時的壓力峰值；彈性是探頭第二次穿沖的測量高度除以第一次測量的高度；黏聚性是探頭第二次穿沖的用功面積除以第一次的用功面積；咀嚼性用于固體產(chǎn)品，計算公式為咀嚼性=硬度×彈性×黏聚性。

2）感官評定。在實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下，選定10位食品專業(yè)人員，進(jìn)行簡單培訓(xùn)后，隨機(jī)對產(chǎn)品的組織形態(tài)、口感、色澤、風(fēng)味4 個方面進(jìn)行感官評定。香腸感官評分標(biāo)準(zhǔn)參考徐銀等［12］研究略作修改，見表1。

表1 銀耳紅棗香腸感官評分標(biāo)準(zhǔn)

3）產(chǎn)品指標(biāo)。質(zhì)量指標(biāo)按照GB/T 20712—2006《火腿腸》［18］的感官要求進(jìn)行評定，見表2。微生物測定采用Q/FJLC 0005 S—2020《即食肉灌腸》［19］。

表2 感官要求

1.4 試驗(yàn)設(shè)計

1.4.1 單因素試驗(yàn) 分別以銀耳紅棗粉添加量、玉米淀粉添加量、冰水添加量作為單因素，以質(zhì)構(gòu)、感官評價作為考察指標(biāo)，確定各因素較優(yōu)范圍，具體見表3。

表3 單因素試驗(yàn)水平

1.4.2 響應(yīng)面設(shè)計 在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)Box-Behnken 中心組合試驗(yàn)設(shè)計原理，選取銀耳紅棗粉添加量（A）、玉米淀粉添加量（B）、冰水添加量（C）3 個因素，采用3 因素3 水平的響應(yīng)面分析方法，進(jìn)一步優(yōu)化銀耳紅棗香腸的配方工藝，確定最佳工藝配方。響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平見表4。

表4 Box-Behnken 試驗(yàn)設(shè)計因素和水平

1.5 模糊數(shù)學(xué)模型的建立

1.5.1 模糊矩陣的建立 因素集是指產(chǎn)品感官質(zhì)量構(gòu)成因素的集合，本試驗(yàn)中U=｛結(jié)構(gòu)組織U1、口感U2、色澤U3、風(fēng)味U4｝［20］。評語集V是被評對象所屬級別的集合，本試驗(yàn)中V=｛優(yōu)V1、良V2、差V3｝，其中優(yōu)為 95 分，良為 80 分，差為 65 分。

選取食品專業(yè)的評價人員，人數(shù)為K（此試驗(yàn)K=10），Dij表示在Ui（i=1～4 的其中一個整數(shù)）下的選擇Vj（j=1～3 的其中一個整數(shù)）的人數(shù)，得rij=Dij/K，故模糊矩陣R為：

式中，i=4（包括結(jié)構(gòu)組織、口感、色澤、風(fēng)味），j=3（包括優(yōu)、良、差）。

1.5.2 權(quán)重的確定 權(quán)重是各因素在所有因素中所占的比重，其總和為 1，表示X=｛x1，x2，…，xn｝［21］。本試驗(yàn)采用調(diào)查法［22］確定各因素的權(quán)重，分別是組織結(jié)構(gòu)（0.20）、口感（0.25）、色澤（0.25）、風(fēng)味（0.30），即權(quán)重集X=｛0.20，0.25，0.25，0.30｝。

1.5.3 模糊關(guān)系綜合評判集 綜合評判集Y是指研究過程中需要進(jìn)行評價產(chǎn)品的集合，Y=X×R，其中X為權(quán)重集，R為模糊矩陣［23］。依據(jù)感官等級，建立感官特殊性數(shù)集Z=（95，80，65），則產(chǎn)品模糊綜合評價總分為T=Y×Z［24］。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1.1 不同銀耳紅棗粉添加量對銀耳紅棗豬肉香腸品質(zhì)的影響 由圖1、圖2 可知，隨著銀耳紅棗粉量的增加，質(zhì)構(gòu)特性和感官評分均呈先升高后下降的趨勢，其中添加量為9%時均達(dá)到最大值，可能是因?yàn)殡S著銀耳紅棗粉量的增加，在香腸中起到一定的增稠作用［25］，提高其質(zhì)構(gòu)特性和感官評分，但添加量過大，降低蛋白質(zhì)和脂肪的比例，從而降低其持水力，這樣反而影響香腸作為肉制品的產(chǎn)品特性，故銀耳紅棗粉最佳添加量為9%。

圖1 不同銀耳紅棗粉添加量對銀耳紅棗豬肉香腸質(zhì)構(gòu)的影響

圖2 不同銀耳紅棗粉添加量對銀耳紅棗豬肉香腸感官評分的影響

2.1.2 不同玉米淀粉添加量對銀耳紅棗豬肉香腸品質(zhì)的影響 由圖3、圖4 可知，隨著玉米淀粉從2%增至6%時，質(zhì)構(gòu)特性和感官評價均逐漸增加，且差異顯著，但增加量超過6%之后，質(zhì)構(gòu)特性和感官評分出現(xiàn)下降趨勢。可能是因?yàn)橛衩椎矸劬哂形浴ぶ院湍z性等特性［26］，少量添加會改善香腸的質(zhì)構(gòu)特性和感官評分，但隨著變性淀粉添加量過大，影響其保水力及黏著力，從而會影響產(chǎn)品品質(zhì)，故玉米淀粉最佳添加量為6%。

圖3 不同玉米淀粉添加量對銀耳紅棗豬肉香腸質(zhì)構(gòu)的影響

圖4 不同玉米淀粉添加量對銀耳紅棗豬肉香腸感官評分的影響

2.1.3 不同冰水添加量對銀耳紅棗豬肉香腸品質(zhì)的影響 由圖5、圖6 可知，硬度、咀嚼性、彈性、黏聚性在15%和20%時較高，且差異不顯著，但隨后逐漸下降，而冰水添加量從15%到25%時，感官評分逐步升高，之后也出現(xiàn)下降趨勢，且差異顯著。可能原因是由于前期加入冰水，在斬拌過程中起到降溫作用，鹽溶性蛋白析出，提高了其保水性、保油性，從而產(chǎn)品感官評分升高，但對于質(zhì)構(gòu)特性影響不大，后期其質(zhì)構(gòu)特性因冰水量加入過大逐漸變差，從而感官評分也隨之降低，故冰水最佳添加量為25%。

圖5 不同冰水添加量對銀耳紅棗豬肉香腸質(zhì)構(gòu)的影響

圖6 不同冰水添加量對銀耳紅棗豬肉香腸感官評分的影響

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.2.1 響應(yīng)面感官評定票數(shù)結(jié)果 表5 為10 名評定員對銀耳紅棗豬肉香腸的評定票數(shù)分布，可以看出評定員從組織狀態(tài)、口感、色澤、風(fēng)味4 個指標(biāo)給出了不同的感官評價結(jié)果，從數(shù)據(jù)上看是不集中，這就需要利用科學(xué)的數(shù)學(xué)評判方法——模糊綜合評判法去綜合評價，目的就是抵消因個體評點(diǎn)差異引起的評判不準(zhǔn)確。

表5 銀耳紅棗豬肉香腸感官評定票數(shù)分布

2.2.2 模糊綜合評判分析 以試驗(yàn)號1 為例，D組織形態(tài)=（3，2，5），則r組織形態(tài)=（0.3，0.2，0.5），依此類推得出r口感=（0.2，0.4，0.4），r色澤=（0.3，0.4，0.3），r風(fēng)味=（0.3，0.3，0.4），得到再根據(jù)模糊變換原理，計算綜合隸屬度Y=X×R，得出Y1=0.330，0.395），最后按公式T=Y×Z計算出感官評價總分T1，即T1=（0.275，0.330，0.395）×（95，80，65）=78.2，以此類推計算出其他試驗(yàn)的感官評價總分。

2.2.3 響應(yīng)面設(shè)計結(jié)果 根據(jù)銀耳紅棗粉添加量（A）、玉米淀粉添加量（B）、冰水添加量（C）3 個因素，以感官評價總分（T）為響應(yīng)值，采用Box-Behnken 中心組合試驗(yàn)設(shè)計得出試驗(yàn)設(shè)計結(jié)果，具體見表6。

表6 Box-Behnken 試驗(yàn)設(shè)計結(jié)果

2.2.4 響應(yīng)面回歸模型分析 將所得試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Design-Expert 8.0.6 軟件進(jìn)行回歸擬合與方差分析，獲得感官評價總分T的回歸方程：T=86.12+1.19×A+1.04×B+0.42×C+0.32×AB-0.95×AC+2.15×BC-3.37×A2-1.97×B2-4.45×C2。

由表7 可知，回歸模型P＜0.000 1，表示差異極顯著，失擬項(xiàng)P=0.491 2，表示差異不顯著（P＞0.05），說明擬合度較好，誤差小。由F的大小可以判定影響感官評價總分的主次順序?yàn)锳＞B＞C。另外，一次項(xiàng)A、B和二次項(xiàng)AC、BC、A2、B2、C2對感官評價總分都是差異極顯著。

表7 方差分析

銀耳紅棗粉添加量、玉米淀粉添加量、冰水添加量3 個因素存在交互作用，具體見圖8。以感官評價總分為響應(yīng)值，觀察兩因素對其影響顯著程度，響應(yīng)面中的等高線圖，可以反映2 個不同條件交互作用對銀耳紅棗豬肉香腸感官評價綜合值的影響，等高線的形狀越接近圓形，表明2 個因素交互作用越弱，越接近橢圓形交互作用越強(qiáng)，影響顯著。由圖8 可知，銀耳紅棗粉添加量與冰水添加量的等高線、玉米淀粉添加量與冰水添加量的等高線都趨于橢圓形，說明其交互作用對銀耳紅棗豬肉香腸的感官評價綜合值有顯著影響，而銀耳紅棗粉添加量與玉米淀粉添加量的等高線趨于圓形，說明其交互作用對銀耳紅棗豬肉香腸的感官評價綜合值的影響不顯著，即AC、BC交互作用顯著，AB交互作用不顯著。

圖8 各因素交互作用對感官評價總分影響的響應(yīng)面

2.2.5 響應(yīng)面優(yōu)化配方工藝結(jié)果 本試驗(yàn)通過單因素試驗(yàn)及Box-Behnken 中心組合試驗(yàn)建立回歸方程，模型擬合度較好。影響感官評價總分的主次順序?yàn)锳＞B＞C，即銀耳紅棗粉添加量＞玉米淀粉添加量＞冰水添加量。通過Design-Expert 軟件分析得出銀耳紅棗香腸的最優(yōu)工藝配方為銀耳紅棗粉添加量9.35%，玉米淀粉添加量6.68%、冰水添加量25.55%，此時回歸模型預(yù)測銀耳紅棗香腸的感官評價總分為86.42 分。綜合考慮實(shí)際操作，將最佳配方調(diào)整為銀耳紅棗粉添加量9%，玉米淀粉添加量7%、冰水添加量25%。

2.3 產(chǎn)品指標(biāo)

2.3.1 感官要求 按照最佳配方（銀耳紅棗粉添加量9%，玉米淀粉添加量7%、冰水添加量25%）工藝制得的銀耳紅棗豬肉香腸，其產(chǎn)品符合GB/T 20712—2006 感官要求，腸體呈粉色，有銀耳紅棗特有香味、質(zhì)地緊實(shí)、有彈性、切片光滑、咸淡適中。

2.3.2 微生物指標(biāo) 微生物測定采用Q/FJLC 0005 S—2020進(jìn)行結(jié)果測定，其中菌落總數(shù)≤20 000 CFU/g，大腸菌群≤20 CFU/g，金黃色葡萄球菌≤100 CFU/g，沙門氏菌、單核細(xì)胞增生李斯特氏菌、大腸埃希氏菌（0157：H7b）均無檢出，符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 小結(jié)

采用模糊綜合評判計算出的感官評價總分為響應(yīng)值，通過響應(yīng)面法優(yōu)化得出影響感官評價總分的主次順序?yàn)殂y耳紅棗粉添加量＞玉米淀粉添加量＞冰水添加量，最優(yōu)工藝配方為銀耳紅棗粉添加量9%，玉米淀粉添加量7%、冰水添加量25%。本研究中銀耳紅棗粉添加量9%與徐銀等［12］研究杏鮑菇風(fēng)味香腸中加入杏鮑菇菇液添加量8%相近，同時玉米淀粉7%也與其淀粉添加量9%相近。朱紫玉等［27］研究桔梗替代脂肪對乳化型香腸的冰水添加量為18%時，品質(zhì)特性和感官評分最優(yōu)，本研究中冰水添加量25%與其較為接近。按照最優(yōu)配方制作的產(chǎn)品腸體呈粉色、有銀耳紅棗特有香味、質(zhì)地緊實(shí)、有彈性、切片光滑、咸淡適中、產(chǎn)品微生物指標(biāo)合格。銀耳紅棗豬肉香腸不僅具有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)及較高的藥用價值，也符合現(xiàn)代消費(fèi)者對食品的需求，具有一定的市場前景。