基于模糊數學評價法優化鵝肉雜糧米腸工藝

李云成，劉姝巖，孟凡冰*，劉達玉，陳衛軍，張崟

(1.成都大學 食品與生物工程學院，成都 610106；2.肉類加工四川省重點實驗室，成都 610106)

糯米腸是一種具有民族特色的米類小吃，常見于中國東北地區、廣東潮汕地區、臺灣以及朝鮮半島等地，是朝鮮族、納西族、維吾爾族、錫伯族等少數民族的傳統美食，做法略有差異，但大致相似，一般是將調味后的糯米塞入洗凈后的動物腸衣，蒸熟后直接食用，獨具風味，利于保存且方便攜帶，因此受到很多人的喜愛。目前市售的米腸多為純糯米腸或者糯米血腸，原料較為單一，且營養不夠均衡全面。添加雜糧可以增加米腸的色澤及風味，且相對于精細糧食，谷物雜糧的蛋白質、維生素等含量較多，多種雜糧搭配使用營養更全面[1]，可以滿足“營養健康多樣化”的膳食要求[2]。藜麥有較高的營養價值[3]，其蛋白質、礦物質、氨基酸、纖維素含量較高，具有提高人群健康水平、調節代謝等潛在功效[4]。由于其在無麩質飲食中的適宜性、可持續性和其聲稱的超級食品品質，最近受到了越來越多消費者的關注[5]。鵝肉是營養價值極高的禽肉[6-8]，富含蛋白質、維生素、無機鹽、不飽和脂肪酸以及具有較低的膽固醇含量[9]，符合人們對現代飲食健康的需求，同時還有補虛益氣、暖胃生津的保健功效[10]。低脂肉制品是未來肉制品的重要發展方向，鵝肉雜糧米腸不僅符合現代人對于營養、健康、綠色的飲食需求，而且能為推廣及多樣化傳統民族美食帶來積極作用，具有較大的市場前景。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

新鮮鵝肉、辣椒面、五香粉、花椒粉、食鹽、生姜、料酒、醬油等調味料及豬腸衣：均購自成都市十陵鎮超市；四色糙米(糙米、黑米、燕麥米、紅米的配比為1∶1∶1∶1)：購自大連市營田公司；三色藜麥(黑藜麥、紅藜麥、白藜麥的配比為1∶1∶1)：購自漳州市品冠貿易有限公司。

1.2 儀器與設備

S2-A808型絞肉機 九陽股份有限公司；FA2204B型電子分析天平 上海佑科儀器儀表有限公司；NH300型電腦色差儀 深圳市三恩時科技有限公司；TA.XT Plus C型質構儀 超技儀器技術有限公司；DHG-9050B型恒溫鼓風干燥箱 上海瑯玕實驗設備有限公司；ZG-6000型灌腸機 石家莊博瑞食品機械有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 鵝肉雜糧米腸工藝流程

鵝肉預處理→絞制→腌制→攪拌→填充→蒸煮→冷卻→包裝→速凍→成品。

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雜糧、糯米清洗→浸泡→預蒸煮→冷卻

1.3.2 操作要點

1.3.2.1 鵝肉處理

新鮮鵝肉去骨、去內臟，浸泡去除血水，控干水分，放入絞肉機中絞成單因素需要大小、有顆粒感的肉粒，加入調味料腌制30 min。

調味料的基礎配方：鵝肉5000 g、料酒50 g、蔥姜水20 g、醬油50 g、食鹽50 g、五香粉10 g、花椒粉20 g、辣椒粉250 g。

1.3.2.2 混合雜糧米處理

將四色糙米、三色藜麥和糯米清洗去除雜質，分別用冷水浸泡4～6 h，按照相應比例混合后上鍋蒸煮40 min，冷卻后備用。

1.3.2.3 攪拌

將腌制好的鵝肉粒與蒸煮冷卻后的混合雜糧按照相應比例添加在一起進行攪拌，保證鵝肉與米混合均勻。

1.3.2.4 填充、蒸煮、冷卻

腸衣使用前用清水浸泡30 min，填充時保障香腸重量、長度準確，密封。填充好后上鍋蒸煮40 min，出鍋后產品及時進行冷卻散熱，散熱至中心溫度25 ℃時方可進入下一步操作。

1.3.2.5 包裝、速凍

采用真空連續包裝機包裝,包裝好后,進入速凍庫在15 min內急速速凍,使其凍至產品的中心溫度為-18 ℃以下，成品完成。

1.3.3 單因素試驗設計

通過預試驗確定對鵝肉雜糧米腸品質影響較大的鵝肉粒徑、四色糙米添加量、三色藜麥添加量、糯米添加量以及混合雜糧預蒸煮時間。在基本配方(以5000 g鵝肉計，各組分單因素分別為鵝肉粒徑5 mm、四色糙米添加量60%、三色藜麥添加量30%、糯米添加量100%、混合雜糧預蒸煮時間40 min)的基礎上，調整鵝肉粒徑(3，4，5，8，10 mm)、四色糙米添加量(40%、50%、60%、70%、80%)、三色藜麥添加量(10%、20%、30%、40%、50%)、糯米添加量(25%、50%、100%、200%、300%)和混合雜糧預蒸煮時間(20，30，40，50，60 min)，以感官評價(見表1)為指標，依次考察以上各因素對鵝肉雜糧米腸感官品質的影響。

1.3.4 感官評定

參照張振等[11]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，依次對鵝肉雜糧米腸進行色澤、風味、口感和組織狀態方面的感官品質評價。每個評價指標分為優(V1)、中(V2)、差(V3)3個等級，具體評定標準見表1。

1.4 模糊數學模型的建立

1.4.1 正交試驗優化配方

在單因素試驗的基礎上，選取影響較大的鵝肉粒徑、四色糙米添加量、三色藜麥添加量、混合雜糧預蒸煮時間為因素，設計L9(34)正交試驗方案優化鵝肉雜糧米腸的制作配方參數，以鵝肉重量100%為標準，各因素水平見表2。

表2 鵝肉雜糧米腸正交試驗因素水平設計

1.4.2 確定感官評價對象集

評價對象集是待評定樣品的集合，表示為X={X1，X2，X3……X9}，其中X1～X9分別代表本次正交試驗中的9組樣品。

1.4.3 確定評價指標集

評價指標集是最能反映產品感官質量的一組合集[12]，本試驗將鵝肉雜糧米腸感官評價指標分為4個指標，表示為U={色澤U1，風味U2，口感U3，組織狀態U4}。

1.4.4 確定感官評定等級集

構建對各因素評價分級的合集，本試驗將鵝肉雜糧米腸品質分為3個等級，表示為V={優V1，中V2，差V3}。分數分布為：21～25分為優，15～20分為中，0～14分為差。

1.4.5 確定權重集

權重集是上述各評價因素的權重系數集合[13-14]，權重分配方案的正確與否直接影響評價結果的科學性、正確性和客觀性。參照文獻[15]和文獻[16]，采用強制確定法確定權重，表示為權重A=(0.2，0.25，0.25，0.3)，即色澤20分，風味25分，口感25分，組織狀態30分，共計100分。

1.4.6 確定模糊關系綜合評判集

根據模糊變換原理X=A·R，式中：A為權重集，R為模糊矩陣，獲取各試驗組的模糊感官評價結果。

1.5 產品品質特性分析

使用水分活度儀測定鵝肉雜糧米腸的水分活度；使用色差儀測定鵝肉雜糧米腸的色澤，使用質構儀對產品的質構特性進行分析。將米腸切成厚度均勻一致的片狀，且切面平整。對質構儀進行校正，選用P/36R探頭及調整TPA模式對產品的硬度、彈性、咀嚼性和回彈性等質構特性進行測試。設定參數為測前速率2 mm/s，測試速率1 mm/s，測后速率1 mm/s，壓縮程度70%，兩次下壓5 s，自動觸發，觸發力5 g。

1.6 鵝肉雜糧米腸理化及微生物指標

產品基本理化性質(水分、總糖、鉛)及微生物指標按照國家標準GB/T 23493-2009《中式香腸》[17]規定的方法進行測定。

1.7 數據處理

采用Excel及 IBM SPSS 24軟件對試驗數據進行處理分析，數據結果以“X±SD”表示。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 鵝肉粒徑的確定

目前常用的絞肉機或切肉機切割肉的大小多為5，8，10 mm[18]，鵝肉粒徑的大小直接影響米腸的口感、咀嚼性、含水量等感官指標，粒徑越大，鵝肉粒含水量越多，口感越好，鵝肉風味越突出，但相應的米腸組織狀態越差，黏合性越低，越不易成型。鵝肉粒徑過小時鵝肉香氣不足，風味較淡。

由圖1可知，當鵝肉粒徑在4～8 mm時，感官評分較高，此時產品鵝肉肉香突出，顆粒感明顯，咀嚼性較好，且未對米腸的結構產生影響，因此，確定鵝肉粒徑的較適宜范圍為4～8 mm。

圖1 不同鵝肉粒徑對產品感官評價的影響

2.1.2 四色糙米添加量的確定

由多種雜糧米混合而成的四色雜糧米營養價值豐富且全面，搭配合理能更好地被人體吸收利用，四色糙米中的紫米和紅米可以增加米腸的色澤，燕麥和糙米可以增加米腸的谷物香味和口感，在米腸的制作過程中起到十分重要的作用。

由圖2可知，當四色糙米添加量在50%時感官評分最高，此時產品的組織結構軟硬適中，色澤誘人，香味突出。添加四色糙米過少時，色澤不夠紅亮，缺少食欲；添加四色糙米過多時，會降低米腸的黏性及增加硬度，破壞米腸的結構及口感。因此，確定四色糙米的較適添加范圍為40%～60%。

圖2 不同四色糙米添加量對產品感官評價的影響

2.1.3 三色藜麥添加量的確定

藜麥不含麩質，是一種營養豐富、美味可口的食品，含有較多的蛋白質，且與牛奶的蛋白質含量相似，含有所有必需氨基酸[19]，可以滿足特殊人群對蛋白質和碳水化合物的需求[20]。

由圖3可知，三色藜麥中，白藜麥口感較突出，清香酥脆，黑藜麥營養價值最高，紅藜麥葉酸含量較高，所以三色藜麥同時兼具突出的口感和營養價值，是公認的健康營養食品。當三色藜麥添加量在20%～40%時，感官評分較高，藜麥添加量過少時風味不突出，存在感較低，藜麥添加量過多時顆粒感加重，影響鵝肉雜糧米腸的口感，故三色藜麥較適添加量為20%～40%。

圖3 不同三色藜麥添加量對產品感官評價的影響

2.1.4 糯米添加量的確定

糯米因其支鏈淀粉含量較高，口感軟糯，經常用來制作黏性小吃或者添加到食品中增加食品的黏性[21]，是保持鵝肉雜糧米腸結構穩定性的重要成分之一，且富含蛋白質、脂肪、淀粉、維生素、礦物質等，營養價值高。

由圖4可知，糯米添加量在200%時感官評分最高，此時產品口感軟糯，米香濃郁，結構緊密。糯米添加量過少時雜糧米比例上升，會導致米腸的結構松散不易成型，糯米添加量過多會導致其他配料香味不突出，缺少風味。除200%添加量外，其他評分差距較小，說明該單因素的影響較小，故直接選擇糯米添加量為200%，不作為正交試驗因素。

圖4 不同糯米添加量對產品感官評價的影響

2.1.5 混合雜糧預蒸煮時間的確定

預蒸煮是制作鵝肉雜糧米腸至關重要的一步，蒸煮時間的長短決定著米腸的軟硬及口感。由圖5可知，當混合雜糧預蒸煮時間為50 min時，感官評分最高，此時米腸軟硬適中，香糯可口。預蒸煮時間過短，混合雜糧米夾生，造成填充及成型困難；預蒸煮時間過長，糯米黏性過大，配料難以混合均勻，且營養損失也相應增加。因此，混合雜糧糯米預蒸煮的較適時間范圍為40～60 min。

圖5 不同雜糧預蒸煮時間對產品感官評價的影響

2.2 模糊數學感官評價

2.2.1 模糊評價矩陣建立

按照表1的感官評價標準，10名感官評定人員對鵝肉雜糧米腸進行了感官評定，將結果收集匯總并進行統計分析，結果見表3。參照魏勁松等[22]的方法，建立鵝肉雜糧米腸的模糊矩陣R。

表3 模糊感官評定結果

續 表

以樣品1為例，色澤投票結果優、中、差投票人數分別為2，7，1，則R色澤=(2，7，1)，同理，R風味=(1，7，2)；R口感=(2，6，2)；R組織狀態=(0，5，5)。將以上4個因素評價結果轉化為矩陣：

2.2.2 計算模糊數學感官評價

根據模糊變換公式X=A·R，可得第一個樣品的綜合評價結果為：

(0.115，0.515，0.270)。

同理可得9組樣品的綜合評價結果，見表4。

表4 鵝肉雜糧米腸綜合評價結果

續 表

根據鵝肉雜糧米腸的評價等級集，分別賦予優、中、差 3個等級95，80，60分，再將綜合評價結果的各數值乘以對應的等級分數，結果相加得到每個樣品的最終模糊感官評分，結果見表5。

表5 鵝肉雜糧米腸正交試驗結果

2.3 正交試驗結果分析

鵝肉雜糧米腸的正交試驗結果見表5，各因素對產品品質的影響主次順序為 B>A>D>C，即四色糙米添加量>鵝肉粒徑>混合雜糧預蒸煮時間>三色藜麥添加量。其中，顯著影響因素為四色糙米添加量。優化方案為A1B2C3D2，即鵝肉粒徑4 mm、四色糙米添加量50%、三色藜麥添加量40%、混合雜糧預蒸煮時間50 min(以鵝肉重量100%為標準)。該優化配方下鵝肉雜糧米腸的感官評分為89.67分，高于正交試驗方案A1B2C2D2中的89.33分，此時產品軟糯彈牙，香味獨特，色澤紅亮，整體風味協調，極具特色。

2.4 鵝肉雜糧米腸品質特性分析

利用質構儀、水分活度儀、色差儀，將工藝優化后的鵝肉雜糧米腸與市售普通糯米腸進行質構、水分活度、色度特性的測定，見表6。

表6 優化后鵝肉雜糧米腸的特性

續 表

與市售糯米腸相比，鵝肉雜糧米腸的硬度較大，彈性較好，黏聚性較低，咀嚼性較好，說明混合雜糧可以降低糯米的黏性，解決糯米腸過于黏糯的問題，使米腸更易于咀嚼及消化，適合老人及小孩食用。優化雜糧糯米腸的水分活度低于市售糯米腸，說明更利于貯藏。從色度來看，兩者的亮度(L*)相似，優化雜糧糯米腸的紅度(a*)及黃度(b*)高于市售糯米腸，說明添加四色糙米及三色藜麥可以明顯改善糯米腸的色澤。

2.5 鵝肉雜糧米腸的理化及微生物指標

鵝肉雜糧米腸的各項檢測指標參照國家標準GB 19295-2011《速凍面米制品》[23]及GB/T 23493-2009《中式香腸》的標準要求，確定了鵝肉雜糧米腸的主要質量指標和衛生指標，并對最優配方條件下該產品的相關指標進行了檢測，結果表明此配方的產品符合商業化生產要求。

表7 鵝肉雜糧米腸理化及微生物指標檢測結果

3 結論

采用模糊數學感官評價法優化鵝肉雜糧米腸的制作配方參數。結果顯示：感官評分最高的配方為鵝肉粒徑4 mm、四色糙米添加量50%、三色藜麥添加量40%、糯米添加量200%、混合雜糧預蒸煮時間50 min (以鵝肉重量100%為標準)。該優化配方下鵝肉雜糧米腸的感官評分為89.67分，由此制得的產品軟糯彈牙，軟硬適中，香味獨特，色澤紅亮，整體風味協調。利用質構儀、水分活度儀及色差儀確定了優化后鵝肉雜糧米腸的特性：與市售米腸相比，該優化后的產品具有較好的彈性，較低的黏聚性及較好的咀嚼性，改善了口感，更易于咀嚼消化，有利于老人及小孩食用；較低的水分活度有利于貯藏；較高的紅度(a*)及黃度(b*)明顯改善了糯米腸的色澤，提高了感官特性，更受消費者喜愛。此研究為開發傳統風味產品提供了新思路。