豬肉與魚糜復合肉圓制備工藝優化

摘 要：以豬肉與魚糜為主要原料，采用水煮成型法制備復合肉圓，研究豬瘦肉形狀、鹽斬時間、水煮溫度和水煮時間對復合肉圓穿刺特性、質地剖面分析參數、色度值、持水性、感官品質的影響，采用響應面法對復合肉圓制作工藝進行優化，以確定豬肉與魚糜復合肉圓的最佳加工工藝。結果表明：豬瘦肉形狀、鹽斬時間、水煮溫度和水煮時間對復合肉圓品質影響顯著（P＜0.05），當豬瘦肉為條狀、鹽斬時間4 min、水煮溫度86 ℃、水煮時間40 min時，復合肉圓的各項指標較好；以水煮溫度、水煮時間、鹽斬時間為因素，以復合肉圓硬度和彈性為指標，經響應面優化后獲得的最佳工藝參數為：水煮溫度89 ℃、水煮時間44 min、鹽斬時間3 min，在該條件下制作的復合肉圓硬度和彈性最高，分別為4 324.25 g和0.852，質地優良。

關鍵詞：復合肉圓；豬肉；魚糜；制備工藝；響應面優化；凝膠制品

Optimization of the Manufacturing Process for Pork-Fish mixed Meatballs

SU Zhaoxin1，2， GAO Hanpu1，2， LIU Ting3， XIONG Shanbai1，2，*

（1. College of Food Science and Technology， Huazhong Agricultural University， Wuhan 430070， China;

2. National R&D Branch Center for Conventional Freshwater Fish Processing （Wuhan）， Wuhan 430070， China;

3. Jingzhou Yishun Food Co. Ltd.， Jingzhou 434000， China）

Abstract： In this study， pork and surimi were used as the main materials 1aeb32194e00d948dc7bb20754457277to produce mixed meatballs by the boiling method. The effects of the shape of lean pork meat， salt chopping time， boiling temperature and boiling time on the puncture characteristics， texture profile analysis （TPA） parameters， chromatic values， water-holding capacity and sensory quality of mixed meatballs were studied. The preparation process was optimized by response surface methodology （RSM）. The results showed that the shape of lean pork meat， salt chopping time， boiling temperature and boiling time had significant effects on the quality of mixed meatballs （P < 0.05）. When lean pork meat was cut into strips， salt chopping time was 4 min， boiling temperature was 86 ℃ and boiling time was 45 min， all quality indicators of mixed meatballs were good. The optimum processing parameters were determined as 89 ℃， 44 min and 3 min for boiling temperature， boiling time and salt chopping time， respectively. The mixed meatballs prepared using the optimized conditions had good texture with maximum hardness（4 324.25 g） and springiness （0.852）.

Keywords： mixed meatballs; pork; surimi; preparation process; response surface optimization; gel products

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20240709-180

中圖分類號：TS254.4 文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2024）10-0015-08

引文格式：

蘇兆新， 高漢樸， 劉婷， 等. 豬肉與魚糜復合肉圓制備工藝優化[J]. 肉類研究， 2024， 38（10）： 15-22. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20240709-180. http：//www.rlyj.net.cn

SU Zhaoxin， GAO Hanpu， LIU Ting， et al. Optimization of the manufacturing process for pork-fish mixed meatballs[J]. Meat Research， 2024， 38（10）： 15-22. （in Chinese with English abstract） DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20240709-180. http：//www.rlyj.net.cn

肉圓是湖北武漢傳統美食肉圓和黃陂三鮮的關鍵食材，因其外觀圓潤飽滿、色澤金黃、口感肥而不膩而廣受消費者喜愛[1]。傳統肉圓的制作配方中豬瘦肉占原料肉的七成，成本較高。而我國淡水魚資源豐富，鰱魚糜售價不足豬瘦肉的50%，且魚糜蛋白質含量高、脂肪含量低，具有良好的凝膠形成能力[2]。在豬瘦肉中添加適當比例魚糜（6∶4～7∶3）不僅可以降低成品中脂肪含量和原料成本，還能改善制品的風味和凝膠品質[3-4]。傳統肉圓通常采用高溫油炸工藝生產，不僅導致產品中脂肪含量過高，而且肉類在油炸過程中生成的雜環胺、丙烯酰胺及多環芳烴等致癌物會對人體健康造成較大威脅[5]。水煮法是我國傳統烹飪方法，其烹飪溫度相對較低，可降低有害物質產生風險，且與其他烹飪方法相比，水煮法能最大程度保留食材營養，食用品質更佳[6-9]。鑒于此，本研究以豬肉與魚糜為主要原料，采用水煮法生產復合肉圓，研究豬瘦肉形狀、鹽斬時間、水煮溫度和水煮時間對肉圓穿刺特性、質地剖面分析（texture profile analysis，TPA）參數、色度值、持水性、感官品質的影響，并采用響應面法對肉圓制作工藝進行優化，以確定豬肉與魚糜復配凝膠制品肉圓的適宜加工工藝，為開發豬肉與魚糜復合肉圓工業化生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豬瘦肉及豬肥膘 正大食品（襄陽）有限公司；冷凍鰱魚糜（AAA級，水分質量分數78%） 洪湖市井力水產食品股份有限公司；財成牌馬鈴薯淀粉、金色洪湖牌谷物雞蛋、云鶴牌精制食鹽、大橋牌味精及生姜等輔料均采購于華中農業大學教育超市。

1.2 儀器與設備

博朗FP3010斬拌攪打機 合嘉信廚具機械廠；HH-2數顯恒溫水浴鍋 常州澳華儀器有限公司；TA-XT Plus物性測試儀 英國Stable Micro System公司；CR-400色差儀 日本柯尼卡美能達公司；5424R高速臺式冷凍離心機 德國Eppendorf公司。

1.3 方法

1.3.1 豬肉與魚糜復合肉圓制備

先將豬瘦肉切分（丁狀：1 cm×1 cm×1 cm，條狀：3 cm×1 cm×0.5 cm，糜狀：以斬拌機斬碎）、豬肥膘斬碎；另將解凍后的魚糜空斬2 min，以豬瘦肉與魚糜按質量比6∶4復配后的總質量為基準，加鹽1.5%斬拌1～5 min。根據前期實驗確定的肉圓配方將豬瘦肉與魚糜復配，再以豬瘦肉與魚糜總質量為基準，加入20%豬肥膘、6%淀粉、1.2%味精、2.1%蛋清、3%生姜末、10%冰水進行攪打[9-10]。攪打完后按肉圓成品規格30 g/個稱取混合肉糜，捏制為圓子狀，放入水浴鍋（82～90 ℃）中進行一次加熱煮制（25～45 min），煮制完成后撈出成品（成品中豬瘦肉與魚糜分別約占肉圓質量的42.2%和28.1%），冷卻后于4 ℃冰箱冷藏備用。

1.3.2 單因素試驗及響應面優化設計

按照1.3.1節方法制備豬肉與魚糜復合肉圓，先分別研究豬瘦肉形狀（丁狀、條狀、糜狀）、鹽斬時間（1、2、3、4、5 min）、水煮溫度（82、84、86、88、90 ℃）和水煮時間（25、30、35、40、45 min）對肉圓穿刺特性、質構特性、持水性、色度值和感官品質的影響，以確定各因素的適宜范圍，4 個因素的固定水平為條狀豬瘦肉、鹽斬時間3 min、水煮溫度86 ℃、水煮時間35 min。

基于單因素試驗結果，以肉圓的硬度和彈性為響應值，采用Box-Behnken中心組合試驗設計和響應面法優化制備工藝。試驗設計見表1。

1.3.3 穿刺特性和TPA參數測定

參考楊眉等[10]的方法。將肉圓樣品切成20 mm高的立方體，采用物性測試儀測定穿刺特性（破斷力、凹陷距離、凝膠強度）和TPA參數（硬度、彈性、咀嚼性、內聚性）。穿刺特性測定條件：P/0.25S探頭，壓縮距離10 mm，間隔時間5 s，測前、測試、測后速率分別為2、1、1 mm/s。TPA參數測定條件：P/36R探頭，測前、測試、測后速率分別為2、1、2 mm/s，壓縮比50%，時間間隔5 s。每個樣品做8 個平行。

1.3.4 持水性測定

參考Kocher等[11]的方法。將肉圓樣品切成3 g左右，稱質量（m1/g），用濾紙包裹，4 000 r/min離心15 min，去掉濾紙后再次稱質量（m2/g），按式（1）計算持水性。每個樣品做3 個平行。

（1）

1.3.5 色度值測定

參考Kong Baohua等[12]的方法。將肉圓樣品切成直徑25 mm、高20 mm的圓柱體，用校正過的色差儀測定樣品的亮度值（L*）、紅度值（a*）、黃度值（b*），按式（2）計算白度（W）。每個樣品做8 個平行。（2）

1.3.6 感官評價

根據SB/T 10610—2011《肉丸》制定感官評價標準，選擇8 名經過感官培訓的人員，在感官實驗室根據肉圓感官評價標準對樣品各指標評分并計算總評分[13]。評價標準見表2。

1.4 數據處理

實驗重復3 次，結果以平均值±標準差表示。采用Design Expert 11繪圖，運用SPSS 25進行統計分析，并作方差分析及Duncan多重范圍檢驗，以P＜0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 豬瘦肉形狀對復合肉圓品質的影響

由表3可知，豬瘦肉形狀對復合肉圓的凹陷距離、凝膠強度、咀嚼性和色度值有顯著影響（P＜0.05），但對復合肉圓的破斷力、持水性和感官評分無顯著影響（P＞0.05）。在3 種豬瘦肉形狀中，條狀組肉圓的凹陷距離、凝膠強度、咀嚼性最高，分別為6.90 mm、189.77 g·mm和807.02 g，表明添加條狀豬瘦肉肉圓的質地和口感較好，這與口感評分最高的結果相一致，其原因是條狀豬瘦肉最大程度保存了其肌肉組織完整性，肌原纖維蛋白結構破壞程度低，肉圓彈性較好。豬肉為紅肉，魚糜為白肉，兩者的復配比例及肉糜均勻程度會對肉圓色澤產生影響。添加條狀豬瘦肉組肉圓的W較高、b*最低，表明添加條狀豬瘦肉的肉糜混合較均勻，肉圓的色澤較好。

2.2 鹽斬時間對復合肉圓品質的影響

魚糜的斬拌是豬肉與魚糜復合肉圓制作過程極為重要的一道工序，通常可分為空斬和加鹽斬拌，通過斬拌促使鹽溶性蛋白充分溶出并形成肌動球蛋白溶膠，使原料乳化性、黏結性最大化[14-15]。由表4可知，魚糜鹽斬時間對復合肉圓品質影響顯著（P＜0.05），其破斷力、凝膠強度、硬度、咀嚼性、內聚性、持水性、W、色澤評分、組織狀態評分和總評分隨鹽斬時間的延長整體呈先上升后下降的趨勢，并且基本在鹽斬時間4 min時達到最大值。適當的鹽斬時間可促進肌原纖維蛋白溶出和肌球蛋白α-螺旋展開，進而形成良好的三維網絡結構，增強魚糜凝膠強度[16]。而鹽斬時間過短，魚糜顆粒較大，魚糜中肌原纖維蛋白溶出較少，魚糜凝膠強度低、彈性差；鹽斬時間過長則會使魚糜溫度升高，易導致肌原纖維蛋白變性，凝膠形成能力下降[17-19]。色度值反映制品顏色的色調和飽和度，魚糜的鹽斬時間對豬肉與魚糜復合肉圓的色度值有一定影響。隨著鹽斬時間的延長，豬肉與魚糜復合肉圓的L*和W逐漸增加，鹽斬時間4 min時其L*和W分別為80.71和78.69，繼續延長鹽斬時間，肉圓的L*和W出現下降，而肉圓a*則呈現相反的變化趨勢，魚糜鹽斬時間4 min時肉圓a*最小。

2.3 水煮溫度對復合肉圓品質的影響

穿刺特性和TPA參數是肉糜凝膠制品品質評價重要指標[20]。實驗室前期研究結果表明，復合肉糜中豬瘦肉比例較大時，其凝膠形成過程不存在凝膠劣化現象，且豬瘦肉最終以條狀加入，成品凝膠品質較糜狀豬瘦肉更好，選用一段式加熱法制備復合肉圓。由表5可知，水煮溫度對肉圓的穿刺特性、TPA參數、持水性、色度值和感官評分均有顯著影響（P＜0.05），其破斷力、凹陷距離、凝膠強度、硬度、彈性、咀嚼性、持水性、L*、W、色澤評分、組織狀態評分和總評分均隨水煮溫度升高呈先上升后下降的趨勢。其中破斷力、凹陷距離、凝膠強度、硬度、咀嚼性、持水性、L*、色澤評分、組織狀態評分、總評分在86 ℃達到最大，彈性和W在88 ℃達到最大。溫度較低時肉中蛋白質變性程度低，肌纖維變形不充分，質構特性較差。隨著溫度上升，蛋白質高級結構逐步展開，其活性基團得以暴露，從而使交聯作用增強[21]，質構特性變優；而溫度過高時，蛋白質分子之間及蛋白質與水分子之間的交聯作用被破壞，疏水基團暴露受阻，肌原纖維蛋白混亂無序，網狀結構松散，穿刺特性、TPA參數變差[22-23]。同時，溫度升高會使肌肉表面纖維結構變得疏松，加速內部水分滲出使汁液積于肉制品表面，使之對光的反射能力增強，W增大[24]。溫度進一步上升，自由水含量下降使光反射降低，且肉制品發生的美拉德反應更為劇烈，生成更多褐色物質，W下降。感官評價是一種直觀且快速的食品質量檢測方法，可以反映消費者對該產品的接受性[25]。當溫度升高時，蛋白質變性導致肌纖維收縮產生的牽引力不斷增強[26]，水分子與蛋白質結合緊密，產品感官品質較優。溫度過高時，蛋白質發生劇烈變性，蛋白質分子之間的共價交聯被破壞，導致肉圓的持水性降低[27]，產品多汁性受到影響，總體感官品質變差。

2.4 水煮時間對復合肉圓品質的影響

熱加工時間長短與成品的品質密切相關。由表6可知，水煮時間對肉圓的破斷力、凝膠強度、硬度、彈性、咀嚼性、內聚性、持水性、L*、a*、W及感官評分（除氣味、口感評分外）有顯著影響（P＜0.05），而對肉圓的凹陷距離、b*、氣味評分和口感評分無顯著影響（P＞0.05）。肉圓的破斷力、凝膠強度、硬度、彈性、咀嚼性、內聚性和持水性隨水煮時間的延長呈先上升后下降的趨勢，在水煮時間為40 min時最大。在一定的水煮時間內，蛋白質逐漸發生變性，高級結構伸展且交聯程度不斷增大，形成致密且穩定的網狀結構[28-29]，產品的質地品質得到提高。水煮時間會顯著影響產品中發生的物理、化學變化，且肉類原料中含有70%～75%水分，兩者均會對肉制品品質產生影響[30]。值得注意的是，肉圓的持水性隨水煮時間的延長先增大后減小，而肉圓的L*和W隨水煮時間延長呈先下降后上升的趨勢，在水煮時間為35 min時肉圓的L*和W最小。研究[31]表明，W與樣品水分含量相關，隨著水煮時間的延長，肉圓中的水分不斷溢出，水分含量下降，W降低。當時間進一步延長時，肉質的纖維組織變得松散，產品中的脂肪不斷融化且為白色，W增大[32-33]。豬肉與魚糜復合肉圓的色澤、組織狀態、滋味評分及總評分隨著水煮時間的延長顯著增加（P＜0.05），水煮時間為45 min時肉圓感官評分最高。這是因為樣品水分含量隨水煮時間延長而下降，結構更加致密，熟化程度適宜，且由美拉德反應等產生的物質增多，風味更好。

2.5 復合肉圓加工工藝優化

根據單因素試驗結果，選擇水煮溫度（A）、水煮時間（B）、鹽斬時間（C）為因素，以豬肉與魚糜復合肉圓的硬度和彈性為響應值進行響應面試驗，結果見表7。

2.5.1 加工工藝參數對復合肉圓硬度的影響

采用響應面分析軟件，以硬度為響應值對表7數據進行回歸擬合，可得硬度（Y1）與水煮溫度（A）、水煮時間（B）、鹽斬時間（C）的二次回歸方程：Y1＝2 763.69＋518.70A＋349.74B－156.10C－369.40AB＋317.49AC－122.59BC＋492.76A2＋224.11B2＋570.42C2。由表8可知，以硬度為響應值時，擬合模型P＜0.01，失擬項P＝0.412 4＞0.05，方程的擬合效果達到極顯著水平，模型可信度高，且R2＝0.980 0＞0.9，說明實驗結果與模型擬合效果較好，可用其推測和分析實驗結果。A、B、AB、AC、A2、C2對硬度有極顯著影響（P＜0.01），C、B2對硬度有顯著影響（P＜0.05），BC對硬度無顯著影響（P＞0.05），F（A）＞F（B）＞F（C），即3 個因素對復合肉圓影響程度依次為：水煮溫度＞水煮時間＞鹽斬時間。

響應面平緩程度反映該因素對響應值的影響程度，曲面越陡則影響越大；等高線形狀反映變量之間交互作用大小，形狀越接近橢圓則交互作用越強[34-35]。由圖1和表8可知，AC、AB交互作用等高線呈橢圓狀，表明鹽斬時間和水煮溫度、水煮溫度和水煮時間交互作用對硬度影響顯著；BC交互作用等高線趨于圓形，表明鹽斬時間和水煮時間交互作用對硬度影響較小。由圖1可知，Y1在因素水平范圍內存在極大值，即存在提高肉圓硬度的最優生產工藝參數，對方程進行求導并求最大值，結果表明，鹽斬時間2 min、水煮溫度89 ℃、水煮時間44 min時制得的復合肉圓硬度最大（4 447.73 g）。

2.5.2 加工工藝參數對復合肉圓彈性的影響

采用響應面分析軟件，以彈性為響應值對表7數據進行擬合分析，可得彈性（Y2）與水煮溫度（A）、水煮時間（B）、鹽斬時間（C）的二次回歸方程：Y2＝0.859＋0.021 9A＋0.040 3B－0.006C－0.010 3AB－0.017AC＋0.001BC－0.038A2－0.031B2－0.026C2。由表9可知，以彈性為響應值時，擬合模型P＜0.01，失擬項P＝0.652 0＞0.05，方程的擬合效果達到極顯著水平，模型可信度高，且R2＝0.990 0＞0.9，說明試驗結果與模型擬合效果較好，可用其推測和分析試驗結果。A、B、AC、A2、B2、C2對彈性有極顯著影響（P＜0.01），C、AB對彈性有顯著影響（P＜0.05），BC對彈性影響不顯著（P＞0.05）。F（B）＞F（A）＞F（C），即3 個因素對復合肉圓影響程度的順序依次為水煮時間＞水煮溫度＞鹽斬時間。

由圖2可知，當水煮溫度一定時，等高線為圓形，說明水煮時間和鹽斬時間交互作用對彈性的影響較小。當水煮時間或鹽斬時間一定時，等高線為橢圓形，說明水煮溫度和鹽斬時間、水煮溫度和水煮時間交互作用對彈性影響顯著。Y2存在極大值，即存在提高復合肉圓彈性的最優生產工藝參數，對方程進行求導并求最大值，結果顯示，鹽斬時間3 min、水煮溫度88 ℃、水煮時間44 min時制得的復合肉圓彈性最大（0.871）。

2.6 驗證實驗結果

以豬肉與魚糜復合肉圓的硬度和彈性達到最大為目標，兩者貢獻權重分別為50%，由加工工藝對硬度、彈性影響的擬合方程得到的最佳工藝參數為：水煮溫度89.11 ℃、水煮時間44.21 min、鹽斬時間2.88 min，結合實際選擇鹽斬時間3 min、水煮溫度89 ℃、水煮時間44 min進行驗證，在3 次實驗中，復合肉圓的硬度分別為4 308.58、4 280.24、4 380.94 g，平均值為4 324.25 g，與預測值4 438.08 g的誤差為2.56%；彈性分別為0.837、0.860、0.858，平均值為0.852，與模型預測值0.842的誤差為1.19%，表明該模型對結果的預測較為準確。

3 結 論

本研究以豬瘦肉與魚糜為主要原料，以水煮成型工藝生產豬肉與魚糜復合肉圓，研究生產條件對復合肉圓品質的影響并優化其生產工藝參數。豬瘦肉形狀、鹽斬時間、水煮溫度和水煮時間對豬肉與魚糜復合肉圓品質有顯著影響（P＜0.05）。添加條狀豬瘦肉的復合肉圓品質優于添加丁狀和糜狀豬瘦肉的復合肉圓。經響應面優化，復合肉丸的最佳工藝參數為：鹽斬時間3 min、水煮溫度89 ℃、水煮時間44 min。在該條件下制作的復合肉圓的硬度和彈性最高，分別為4 324.25 g和0.852，口感柔軟而有彈性。采用該工藝生產復合肉圓不僅加工特性、質構和感官品質優良，而且可顯著降低肉圓生產原料成本，對開發豬肉與魚糜復合肉圓工業化生產技術具有指導意義。

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收稿日期：2024-07-09

基金項目：國家現代農業（大宗淡水魚）產業技術體系建設專項（CARS-45）；湖北省重點研發計劃項目（2023BBB137）

第一作者簡介：蘇兆新（1999—）（ORCID： 0009-0007-1510-6026），男，碩士研究生，研究方向為水產品加工及貯藏。E-mail： 1040192561@qq.com

*通信作者簡介：熊善柏（1963—）（ORCID： 0000-0001-8863-0362），男，教授，碩士，研究方向為水產品加工及貯藏。E-mail： xiongsb@mail.hzau.edu.cn