響應曲面法結合模糊感官評定在細葉韭風味香腸研制中的應用

DOI：10.3969/j.issn.1000-9973.2024.07.017

引文格式：馮嫣.響應曲面法結合模糊感官評定在細葉韭風味香腸研制中的應用.中國調味品，2024，49（7）：112-118.

FENG Y.Application of response surface methodology combined with fuzzy sensory evaluation in development of Allium tenuissimum L.-flavor sausage.China Condiment，2024，49（7）：112-118.

摘要：以豬肉為主要原料，添加細葉韭、食鹽、五香粉和土豆淀粉等制成風味獨特的細葉韭風味香腸，旨在制作一款健康、美味的香腸產品。以細葉韭用量、土豆淀粉用量、五香粉用量、食鹽用量為單因素，以感官評分為指標，進行模糊感官評定和響應面試驗設計，最終得出最佳配比：細葉韭用量為2.161%，五香粉用量為2.304%，土豆淀粉用量為20.489%；采用最佳配比制作的細葉韭風味香腸的感官評分最高，為89.744分。在最佳配比方案下生產出的細葉韭風味香腸切片表面平整，組織緊密，口感細膩，有韌性，無粉狀感，有細葉韭特有的香味，表面顏色明亮。

關鍵詞：細葉韭；豬肉；響應面試驗；工藝優(yōu)化

中圖分類號：TS251.65""""" 文獻標志碼：A""""" 文章編號：1000-9973（2024）07-0112-07

Application of Response Surface Methodology Combined with Fuzzy Sensory

Evaluation in Development of Allium tenuissimum L.-Flavor Sausage

FENG Yan

（Department of Biological and Food Engineering， Lyuliang University， Lyuliang 033001， China）

Abstract： With pork as the main raw material， Allium tenuissimum L.， salt， five-spice powder and potato starch are added to prepare Allium tenuissimum L.-flavor sausage with unique flavor. The aim is to prepare a kind of healthy and delicious sausage product. With the dosage of Allium tenuissimum L.， potato starch， five-spice powder and salt as the single factors and sensory score as the index， fuzzy sensory evaluation and response surface test design are conducted. The optimal ratio is determined as follows： the dosage of Allium tenuissimum L. is 2.161%， the dosage of five-spice powder is 2.304% and the dosage of potato starch is 20.489%. The sensory score of Allium tenuissimum L.-flavor sausage made with the optimal ratio is the highest of 89.744 points. The Allium tenuissimum L.-flavor sausage slices produced under the optimal ratio scheme have smooth surface， tight texture， delicate taste， toughness， no powdery sensation， unique aroma of Allium tenuissimum L. and bright surface color.

Key words： Allium tenuissimum L.; pork; response surface test; process optimization

收稿日期：2023-12-18

基金項目：山西省基礎研究計劃項目（202303021212283）；山西省呂梁市科技局項目（2022NYGG25）；山西省重點實驗室項目計劃（201805D111012）；山西省重點研發(fā)計劃項目（201803D221011-6）

作者簡介：馮嫣（1986—），女，講師，碩士，研究方向：食品科學。

細葉韭，別名麻麻花、扎蒙花等，是北方特有的草本類植物，適應環(huán)境的能力比較強，生命力比較旺盛，一般在夏季開花，并且喜歡生長在陽光充足的沙壤土中，它主要分布在我國的草原、高原和一些山脈地區(qū)。細葉韭花中含有46種化合物，包括亞油酸及其乙酯類、十六酸及其酯類等。在這些化合物中，呈香物質以碳氫化合物、含硫化合物、醛類、酮類、長鏈烯烴類為主。細葉韭花具有降血糖、降血脂、軟化血管等作用，屬于藥食同源的調味品。

將肉類制作成香腸是我國一種傳統(tǒng)的肉類保存方式，香腸是將肉類攪碎、調味后灌入豬或羊的小腸衣中，再經過晾曬和烘烤得到的產品。金維忠等研究了一種以豬精肉、雞胸肉、芝士顆粒、玉米顆粒、椰果顆粒為主要原料，具有椰果芝士玉米風味的熏煮香腸工藝，確定影響產品感官品質主要因素的最佳配方：芝士用量8%、玉米用量10%、椰果用量6%，在102 ℃下殺菌24 min。在此基礎上結合正交試驗制作出具有椰果芝士玉米風味的熏煮香腸。劉鑫壘以實驗室自篩植物乳桿菌和木糖葡萄球菌為發(fā)酵劑，通過條件優(yōu)化確定發(fā)酵香腸的加工工藝，研究不同蒜粉添加量對發(fā)酵香腸感官品質、理化性質和色澤的影響，開發(fā)一款蒜味發(fā)酵香腸。李艷芳以豬肉為主要原料，添加香菇、食鹽、土豆淀粉、白砂糖、五香粉等開發(fā)一款功能性香腸。翁馨等以雞肉為原料，通過單因素試驗和響應面法研究蛹蟲草顆粒大小、蛹蟲草添加量、猴頭菇顆粒大小、猴頭菇添加量對復合雞肉香腸感官評分的影響，開發(fā)出一種復合雞肉香腸，為香腸的研制提供了新思路。Kim等研究一種由大米果皮膳食纖維混合物組成的肝腸，提供一種含有從稻殼中提取的膳食纖維混合物的肝腸及其生產方法，使香腸內的脂肪含量降低到25%以下。

由大量文獻報道得出，目前的研究多針對加入香菇、蒜粉等制作的香腸，對于將細葉韭加入香腸中的研究工藝還未見報道，本實驗以豬肉為主要原料，添加細葉韭、食鹽、五香粉和土豆淀粉等制作出一種風味特別的細葉韭風味香腸。采用響應面優(yōu)化試驗，以感官評分為指標，結合模糊感官評定，確定細葉韭風味香腸的最佳配方，旨在為細葉韭風味香腸的制作提供理論依據。

1" 材料與方法

1.1" 材料與儀器

本試驗所用豬肉、土豆淀粉、五香粉、食鹽均為市售（星瑪客超市），細葉韭、腸衣等均為網上購買。

1.2" 研究方法

1.2.1" 工藝流程

細葉韭烘干、粉碎→原料肉處理→腌制→攪拌→灌制、捆扎、扎眼→烘烤、蒸煮→冷卻儲藏。

1.2.2" 操作要點

1.2.2.1" 細葉韭烘干、粉碎

將細葉韭放入預熱至75 ℃左右的干燥箱中烘制30 min，取出后晾涼至室溫，然后放入粉碎機中粉碎，放入杯中備用。

1.2.2.2" 原料肉處理

在菜市場上選二肥八瘦的豬肉，切成肉丁，放入碗中備用。

1.2.2.3" 腌制

稱取一定量的瘦肉粒，加入蠔油、雞精、老抽，并加入一定量的細葉韭、食鹽、五香粉，放入容器內，與肉攪拌均勻，置于冰箱中冷藏腌制。

1.2.2.4" 攪拌

將冰箱中腌制好的肉取出，攪拌，分別加入一定量的土豆淀粉，再進行攪拌，使其充分混勻，直至肉糜無結塊、無油花。

1.2.2.5" 灌制、捆扎、扎眼

將肉餡灌入直徑為30 mm的腸衣中，用棉線進行捆扎，扎眼排氣。

1.2.2.6" 烘烤、蒸煮

將灌好的香腸放置到預熱至55 ℃左右的鼓風干燥箱中，使用鼓風干燥箱烘25 min后取出香腸，放入鍋中煮40 min，用溫度計測量，使溫度保持在80 ℃左右。

1.2.2.7" 冷卻儲藏

將烘干的香腸冷卻至室溫，于4 ℃儲藏。

1.3" 細葉韭風味香腸單因素試驗

在豬肉質量為60 g的條件下，分別選擇食鹽用量（0%、1%、2%、3%、4%）、細葉韭用量（0%、1%、2%、3%、4%）、五香粉用量（0%、1%、2%、3%、4%）、土豆淀粉用量（0%、10%、20%、30%、40%）4個因素，根據感官評定標準進行分析，研究4個因素（食鹽用量、細葉韭用量、五香粉用量、土豆淀粉用量）對細葉韭風味香腸品質的影響。

1.4" 細葉韭風味香腸的評分標準

從細葉韭風味香腸的組織形態(tài)、口感、風味和保水性4個方面進行感官評定，由10名感官品評員對細葉韭風味香腸進行感官評定，參照文獻，評分標準見表2。

1.5" 模糊感官評定

1.5.1" 評價因素集和評分集的建立

以組織形態(tài)（M1）、口感（M2）、風味（M3）和保水性（M 4）作為評價指標，構成細葉韭風味香腸的評價因素集，即 M ={M1，M2，M3，M4）。以優(yōu)（N1）、良（N2）、中（N3）、差（N4）構成細葉韭風味香腸各個因素的評分集，即N=（N1，N2，N3，N4）。試驗中將優(yōu)賦值90、良賦值80、中賦值70、差賦值60，所以評價等級集N=（N1，N2，N3，N4）=（90，80，70，60）。

1.5.2" 權重集的確定

使用調查法確定權重集，誠邀10位評價成員對細葉韭風味香腸評價標準中的組織形態(tài)、口感、風味、保水性這些評價指標的重要性程度展開評價，從評價指標的重要性程度中獲得權重集C=（0.2，0.3，0.3，0.2），權重總和為1。

1.5.3" 模糊評價體系

通過對感官得分進行統(tǒng)計和歸一化，得到各個感官得分的模糊矩陣。模糊感官評定結果為Pi=C×Ri ，綜合評價得分 Yi=Pi×N。

1.6" 細葉韭風味香腸制備響應面試驗

根據上述單因素試驗結果，選取對細葉韭風味香腸感官質量影響最大的3個因素和最佳的3個水平，使用響應面分析軟件，將感官評分作為響應值，進行三因素三水平的響應面試驗，篩選出細葉韭風味香腸的最佳配方。

2" 試驗結果與分析

2.1" 單因素試驗結果與分析

2.1.1" 不同細葉韭用量對細葉韭風味香腸品質的影響

由圖1可知，隨著細葉韭用量的增加，細葉韭風味香腸的感官評分呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。當細葉韭用量為2%時，香腸的感官評分最高，為88.5分。首先，細葉韭用量的變化主要影響香腸的風味，當用量低于2%時，制作的細葉韭風味香腸風味較差，這是由于細葉韭用量較低時，五香粉的味道弱化了細葉韭的味道，形成的細葉韭風味不太明顯；當細葉韭用量為2%時，香腸的風味最好；當細葉韭用量超過2%時，反而不利于香腸成型，細葉韭風味過濃。其次，一定的細葉韭用量可以在保留香腸原有風味的同時，賦予香腸細葉韭的獨特風味，此時香腸的風味指標隨著細葉韭用量的增加呈上升趨勢，而后趨于平緩。此外，感官評定結果顯示，細葉韭用量對香腸的口感和保水性無顯著影響。由此可知，最佳的細葉韭用量為2%。

2.1.2" 不同五香粉用量對細葉韭風味香腸品質的影響

由圖2可知，隨著五香粉用量的增加細葉韭風味香腸的感官評分呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。當五香粉用量為2%時，香腸的感官評分最高，為89.7分。首先，五香粉用量的變化主要影響香腸的味道，當五香粉用量小于2%時，細葉韭風味香腸的風味不濃郁，這主要是因為當五香粉用量較低時，香腸除腥和增香的效果不好，細葉韭風味不濃郁；當五香粉用量為2%時，香腸的風味最好，此時得到的香腸風味最佳，香味濃郁，有濃郁的細葉韭味；當五香粉用量超過2%時，反而不利于增加細葉韭風味，因為五香粉的味道過于濃郁，掩蓋了細葉韭的味道和功效。其次，一定的五香粉用量可以調整香腸的風味。此外，感官評定結果顯示，五香粉用量對香腸的組織形態(tài)、口感和保水性無顯著影響。由此可知，最佳的五香粉用量為2%。

2.1.3" 不同食鹽用量對細葉韭風味香腸品質的影響

由圖3可知，隨著食鹽用量的增加，細葉韭風味香腸的感官評分呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，但沒有太大的波動。當食鹽用量為2%時，香腸的感官評分最高，為89.7分。由于食鹽用量的變化對于細葉韭風味香腸的組織形態(tài)、口感、風味和保水性的影響都不大，而且五香粉與細葉韭用量的改變弱化了食鹽用量對香腸品質的影響，所以在后面的響應面試驗中沒有選擇食鹽用量。食鹽用量為2%時制得的香腸表面顏色明亮，呈微黃色，細葉韭風味濃郁。由此可知，最佳的食鹽用量為2%。

2.1.4" 不同土豆淀粉用量對細葉韭風味香腸品質的影響

由圖4可知，隨著土豆淀粉用量的增加，細葉韭風味香腸的感官評分呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。當土豆淀粉用量為20%時，香腸的感官評分最高，為87.5分。土豆淀粉用量的變化主要影響香腸的組織形態(tài)和口感，當土豆淀粉用量低于20%時，細葉韭風味香腸的組織形態(tài)和口感較差，這是因為土豆淀粉用量較少時，不能使香腸保持較好的保水性。當土豆淀粉用量為20%時，香腸的組織形態(tài)最好，保水性最佳，表面光滑細膩，有韌性；當土豆淀粉用量超過20%時，反而使香腸不成型，口感變差，并且使保水性變差。一定的土豆淀粉用量可以使香腸的組織形態(tài)緊密，口感細膩，更加美觀。由此可知，最佳的土豆淀粉用量為20%。

2.2" 模糊感官評定結果

根據單因素試驗結果，選取細葉韭用量、五香粉用量、土豆淀粉用量3個因素進行響應面試驗，因素水平見表3，響應面試驗感官評定結果見表4，響應面中各評價對象的綜合評判集和感官評分見表5。

由表4可知，樣品1的組織狀態(tài)評價中，有10人評價優(yōu)，0人評價良，0人評價中，0人評價差；口感評價中，10人評價優(yōu)，0人評價良，0人評價中，0人評價差；風味評價中，10人評價優(yōu)，0人評價良，0人評價中，0人評價差；保水性評價中，9人評價優(yōu)，1人評價良，0人評價中，0人評價差，以此類推。將細葉韭風味香腸各個感官因素評價人數除以總人數，得到感官矩陣為Ri（i=1，2，3，4…，17），再通過模糊矩陣乘法計算每組樣品的結果Pi（i=1，2，3，4…，17）=C×Ri=（0.2，0.3，0.2，0.3）×Ri，再將所得綜合評判集P乘以評語集后相加，得到各個樣品的最終感官評分Yi=（90，80，70，60）×Pi。

根據表4所得的模糊矩陣為：

P1=1000100010000.90.100，

P2=0.70.3000.70.3000.80.2000.80.200，

P3=00.20.20.400.30.20.50.20.20.20.40.20.10.20.5，

P4=0.900.1010000.90.1001000，

P5=0.90.1000.80.2000.90.1000.80.200，

P6=0.40.20.10.30.50.10.10.30.60.10.20.10.70.10.10.1，

P7=0.20.20.20.40.30.10.10.50.30.20.10.40.40.10.10.4，

P8=0.40.20.10.30.50.10.10.30.30.20.20.30.40.10.20.3，

P9=0.40.20.20.20.50.20.20.10.40.20.20.20.50.20.10.2，

P10=0.50.30.200.60.20.10.10.50.30.10.10.40.40.10.1，

P11=0.60.20.10.10.40.40.10.10.60.20.200.60.20.20，

P12=0.20.30.20.30.20.30.10.40.30.30.20.20.40.20.20.2，

P13=0.20.20.10.50.30.20.20.30.20.20.10.50.30.30.20.2，

P14=0.40.20.20.20.30.30.20.20.40.30.20.10.20.40.20.2，

P15=0.80.2000.80.2000.90.1000.80.200，

P16=0.30.40.10.20.40.30.10.20.50.40.100.60.20.20，

P17=0.30.10.10.50.40.30.10.20.30.30.20.20.40.30.10.2。

2.3" 響應面試驗

2.3.1" 方差分析

采用單因素試驗篩選出對細葉韭風味香腸感官評分影響較大的3個因素，分別為細葉韭用量、五香粉用量、土豆淀粉用量，最終確定了細葉韭用量為2%，五香粉用量為2%，土豆淀粉用量為20%，并使用Design-Expert 8.0.6響應面數據分析系統(tǒng)軟件完成了測試設計，以感官評定的分值為測試的最大響應值（Y），完成了三因素三水平的響應面優(yōu)化試驗，得到了17個試驗組，試驗結果見表6，回歸方程方差分析結果見表7。

根據響應面軟件對分析結果進行多元回歸模型擬合，得到的方程為Y=5.11+35.385A+24.258 75B+1.803 38C+0.375AB-0.077 5AC+0.000 25BC-8.021 25A2-5.443 75B2－0.039 938C2。

由表7可知17組試驗點得出的模型結果，其P值lt;0.01，表示影響極顯著。失擬項的P值為0.290 3gt;0.05，表明失擬項對該試驗點模型的影響不顯著，說明此試驗模型有應用意義。模型的R2=0.983 4，接近于1，說明模型已經具有較高的可信度。由RAdj2和C.V.可知，回歸過程與實際情況相符合，可用來對試驗結果進行預測。模型的一次項A（細葉韭用量）、B（五香粉用量）的P值＜0.01，極顯著。二次項A2、B2和C2的P值均＜0.01，極顯著。

由F值的大小可以判斷出各因素對細葉韭風味香腸感官評分影響的大小，其順序為B（五香粉用量）gt;A（細葉韭用量）gt;C（土豆淀粉用量）。

2.3.2" 等高線及響應面分析結果

通過響應面軟件進行處理，得到3個因素之間的三維空間曲面和等高線圖，可以更直觀地表達出因素之間的相互作用。等高線呈橢圓形說明交互作用顯著。三維曲面圖的坡度越陡說明交互作用越顯著。

由圖5可知，五香粉用量的坡度比細葉韭用量的坡度陡峭，說明五香粉用量比細葉韭用量對細葉韭風味香腸感官評分的影響更顯著，這是因為五香粉的氣味芳香，具有辛辣味，起到了調味的作用。五香粉的味道比細葉韭的味道更能影響香腸的品質。等高線圖雖然呈橢圓形，但不密集，且AB的P值gt;0.05，說明五香粉用量與細葉韭用量的交互作用不顯著。

由圖6可知，細葉韭的最大值與最小值之間的差值比土豆淀粉的最大值與最小值之間的差值更大，這是由于細葉韭主要影響香腸的風味，土豆淀粉主要影響香腸的組織形態(tài)和保水性，但是影響香腸風味的因素更重要，所以細葉韭用量比土豆淀粉用量對香腸品質的影響更顯著；細葉韭用量和土豆淀粉用量交互作用下的等高線為橢圓形，但不密集，且AC的P值gt;0.05，說明細葉韭用量與土豆淀粉用量的交互作用不顯著。

由圖7可知，五香粉用量的坡度比土豆淀粉用量的坡度陡峭，說明五香粉用量比土豆淀粉用量對細葉韭風味香腸感官評分的影響更顯著，這是由于五香粉與土豆淀粉對香腸品質的影響方面不同，相比之下，五香粉對香腸風味的影響比土豆淀粉大。等高線圖雖然呈橢圓形，但不密集，而且BC的P值gt;0.05，說明五香粉用量與土豆淀粉用量的交互作用不顯著。

由以上結果可知，AB、AC、BC的交互作用顯著性從大到小為ACgt;ABgt;BC。

2.4" 優(yōu)化配方的確定和驗證

使用Design-Expert 8.0.6軟件Box-Behnken法對預測結果進行優(yōu)化后，得到細葉韭用量2.161%、五香粉用量2.304%、土豆淀粉用量20.489%為細葉韭風味香腸的最優(yōu)組合。

對上述細葉韭風味香腸最優(yōu)組合進行驗證試驗，并進行3組平行試驗。結果顯示，根據最佳配比制作的香腸感官評分為88.3分，接近理論值89.744分。在此條件下制作的細葉韭風味香腸切片表面平整，組織緊密，口感細膩，有韌性，無粉狀感，有細葉韭特有香味，表面顏色明亮。

3" 結論

由上述試驗可知，細葉韭風味香腸的最優(yōu)組合為細葉韭用量2.161%、五香粉用量2.304%、土豆淀粉用量20.489%；采用最優(yōu)組合制作的細葉韭風味香腸的感官評分最高，為89.744分。先對細葉韭用量、五香粉用量、食鹽用量、土豆淀粉用量4個因素進行了單因素試驗，選出對香腸感官評定影響最大的3個因素，通過試驗得出細葉韭用量、五香粉用量和土豆淀粉用量對香腸的影響最大。對這3個因素進行響應面試驗，采用最優(yōu)配比制作的細葉韭風味香腸切片表面平整，組織緊密、口感細膩，有韌性，無粉狀感，有細葉韭特有的香味，表面顏色明亮。

選擇細葉韭制作香腸是因為細葉韭盛產于北方，且營養(yǎng)價值較高，有藥物功效，可以調理身體。試驗通過模糊數學法進行感官評定，能夠有效地綜合多種不同的評價指標，使綜合評價結果更加準確和全面。選擇細葉韭用量、五香粉用量、土豆淀粉用量、食鹽用量作為單因素，其中細葉韭用量主要影響香腸的風味和藥用功效，五香粉用量主要影響香腸除腥和增香的效果，土豆淀粉用量主要影響香腸的組織形態(tài)和口感，食鹽用量主要影響香腸的保水性。其中食鹽用量對香腸品質的影響比其他單因素小，響應面試驗時未選擇此因素，選擇了對香腸品質影響較大的細葉韭用量、五香粉用量、土豆淀粉用量進行模糊感官評定和響應面試驗，得到了細葉韭用量2.161%、五香粉用量2.304%、土豆淀粉用量20.489%為細葉韭風味香腸的最優(yōu)組合。在此條件下制作的細葉韭風味香腸切片表面平整，組織緊密，口感細膩，有韌性，無粉狀感，有細葉韭特有香味，表面顏色明亮。

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