藏羊肉糜制品加工工艺优化

王琪1,张锐2,孙耀薇1,廖谦1,路聪聪1,王美琳1,王立娜1,王琳琳1 *

(1. 西南民族大学 药学与食品学院,四川 成都 610041;2. 肉类加工四川省重点实验室,四川 成都 610106)

摘 要为研究不同配料添加比例对藏羊肉糜制品出品率、保水率、色度及感官品质影响,优化藏羊肉糜制品加工工艺,该研究以藏羊肉糜制品为研究对象,选取食盐添加量、刺槐豆胶添加量、大豆分离蛋白添加量和红薯淀粉添加量为试验因素,在单因素试验的基础上,以出品率、保水率、色度和感官评分作为响应值,采用响应面法(Box-Behnken)中心组合设计进行四因素三水平优化试验。结果表明,藏羊肉糜制品最佳加工工艺条件为食盐添加量0.6%、刺槐豆胶添加量2.75%、大豆分离蛋白添加量5%、红薯淀粉添加量19%,该工艺条件下制得的藏羊肉糜制品出品率为97.43%、保水率为97.22%、L*值为74.57、感官评分为79.74,产品质地均匀、有羊肉香味、弹性较好、咀嚼感佳、咸淡适中,整体可接受度较高。

关键词藏羊肉糜制品;加工工艺优化;出品率;保水率;感官评价

藏羊以天然放牧为主且生长在海拔3 000 m 以上的高山草原上,对低氧、高寒、强紫外线等环境有极强的适应力[1]。羊肉制品因其丰富的营养、鲜亮的色泽和独特的风味而备受青睐,成为广受消费者欢迎的食品选择[2]。然而,藏羊肉糜制品在加工过程中面临出品率偏低、保水性能不足、弹性欠佳及感官品质差等问题。近年来,通过添加适量天然护色剂和食用胶等,可有效提升其弹性、黏合性、持水性能及出品率[3]

大豆分离蛋白(soy protein isolate,SPI)以低温脱溶豆粕为原料,经过碱溶、酸沉、中和、杀菌及干燥等工艺制备而成[4]。SPI 广泛应用于肉制品中,李大虎等[5]研究发现SPI 可提升素食香肠的弹性、含水量及风味色泽。食用胶作为广泛应用的胶体稳定剂,能增强肉制品的凝胶保水性、体系稳定性及口感[6]。Manzoor 等[7]研究表明,在肉糜制品加工过程中添加亲水胶体可以减少蒸煮损失,改进肉制品组织结构。食盐能够有效促进盐溶性肌原纤维蛋白的溶解,使肉制品产生稳定的凝胶结构和独特的感官特征[8]。淀粉可作为肉类加工中的增稠剂,用于优化肉制品的组织结构,改善产品外观形态并提升产量[9]。红薯淀粉资源丰富,具有高黏度、高聚合度等特点,是一种逐渐广泛用于食品行业的淀粉。Singh 等[10]研究表明红薯淀粉替代部分精制小麦粉,可使制品的水分含量显著增加,并改善硬度、弹性等质构特性。上述研究表明,在食品加工中,尤其是肉制品加工中,使用不同的添加剂和配料可以显著改善产品质地、口感、保水性、风味和色泽等特性,因此,在实际应用中,通常将多种添加剂以复配形式加入肉制品中,以实现优势互补的效果。

目前国内对藏羊肉糜制品研究较少,虽有单独添加食盐、刺槐豆胶、大豆分离蛋白、红薯淀粉的报道,但四者复配应用于藏羊肉糜制品的研究鲜见。因此,有必要探究四者复配对藏羊肉糜制品品质的影响,筛选最优添加量,并通过响应面法优化确定最佳工艺条件及复配比例。以期为藏羊肉糜制品的加工工艺优化及品质提升提供数据支撑和理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

藏系绵羊肉、红薯淀粉:市售;大豆分离蛋白:山东华一生物科技有限公司;刺槐豆胶:河南万邦化工科技有限公司。

1.2 仪器与设备

ESJ220-4B 型电子天平,沈阳龙腾电子有限公司;CR-400 全自动色差仪:日本柯尼卡美能达公司;LD0-9240A 电热恒温鼓风干燥箱:上海龙跃仪器设备有限公司。

1.3 方法

1.3.1 藏羊肉糜制品基本配方

藏羊肉500 g(瘦肉400 g、肥肉100 g),冰水添加量为藏羊肉总质量的30%;按质量分数添加蛋清6%、生姜6%、葱6%、白砂糖2%、生抽2%、料酒2%、玉米淀粉2%、香油1%、白胡椒粉0.2%、花椒粉0.2%。食盐、大豆分离蛋白、刺槐豆胶、红薯淀粉按试验设计的质量分数分别添加。所有配料的添加量均以藏羊肉与冰水的总质量为基准计算。

1.3.2 藏羊肉糜制品制备工艺流程

原料肉预处理→绞肉→加入配料混合斩拌→生肉糜制作→煮制肉糜→贮藏。

1.3.3 藏羊肉糜制品加工操作要点

选择屠宰24 h 内的藏系绵羊后腿肉,剔除脂肪及结缔组织后切条,冲洗至无血水残留。沥干并擦干肉表面水分,绞制2~3 次得到4~6 mm 肉粒,随后投入搅拌机中搅拌5~10 min,依次加入葱姜、鸡蛋白、白糖混匀,再拌入玉米淀粉,搅打至肉糜起胶状弹性。将生肉糜制成3~6 g 的均一圆滑肉糜制品,先置于50 ℃热水中定型,待肉糜制品浮起后升温至85 ℃煮制3~5 min。成品冷却至室温后,于4 ℃冰箱冷藏保存。

1.3.4 藏羊肉丸加工工艺优化

1.3.4.1 单因素试验设计

以产品出品率、保水率、色度、感官评分为评价指标,分别考察食盐添加量(0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%)、刺槐豆胶添加量(0%、1%、2%、3%、4%、5%)、大豆分离蛋白添加量(0%、1%、3%、5%、7%、9%)、红薯淀粉添加量(0%、11%、13%、15%、17%、19%)4 个因素对藏羊肉糜制品品质的影响。

1.3.4.2 响应面试验设计

根据单因素试验结果确定响应中心点及接近响应值区域因素取值范围,使用Design Expert 8.0.6 软件设计Box-Behnken 响应面试验,以食盐添加量(A)、刺槐豆胶添加量(B)、大豆分离蛋白添加量(C)、红薯淀粉添加量(D)4 个因素为变量,以出品率、保水率、色度和感官评分为响应值,设计四因素三水平响应面试验,共包含29 个试验点。响应面试验因素与水平见表1。

表1 响应面试验因素与水平
Table 1 Factors and levels of response surface test

水平-1 0 1 A 食盐添加量0.50 1.00 1.50 B 刺槐豆胶添加量1.00 2.00 3.00 C 大豆分离蛋白添加量5.00 7.00 9.00 D 红薯淀粉添加量15.00 17.00 19.00

1.3.5 指标测定

1.3.5.1 出品率

参考汤高奇等[11]的方法并加以修改,首先记录生肉糜制品的质量(M,g);生肉糜煮制时先进行预热,再完成定型;将成品放入4 ℃冰箱冷藏2 h 后取出,吸干样品表面水分和油脂,称量样品质量,记为m(g)。藏羊肉糜制品出品率(X,%)按以下公式计算。

1.3.5.2 保水率

参考余康等[12]的方法并加以修改,测量生肉糜的初始水分含量(Wr,g/100 g)。肉糜煮制后冷却至室温,测量其煮制后的水分含量(Wc,g/100 g)。藏羊肉糜制品保水率(X,%)按以下公式计算。

1.3.5.3 色度

参考邹金等[13]的方法并加以修改,将样品切成5 mm 厚的肉片,使用全自动色差仪进行测定(结果以L*值、a*值、b*值表示),每次测量前用校正板对仪器进行标准化,平行测量3 次取平均值。

1.3.5.4 感官评价

邀请10 位同学进行感官评价,评价标准见表2。

表2 藏羊肉糜制品的感官评价标准
Table 2 Sensory evaluation criteria for minced Tibetan mutton products

色泽香气口感组织状态分值15~20 8~<15 0~<8 15~20 8~<15 0~<8 15~20 8~<15 0~<8 15~20滋味感官指标有光泽且质地均匀,为羊肉糜制品正常熟制后的黄褐色光泽不明显,整体色泽呈灰褐色表面无光泽,色泽呈灰黑色或含其他杂色整体味道纯正,有羊肉的香气,无异味整体香味较弱,无异味有不良气味、香气差口感鲜嫩细腻,咀嚼性好,软硬度适中口感略散,咀嚼感略差,肉质不够紧实口感粗糙,肉质过硬或过软组织状态良好,弹性好,有正常、细腻的纤维结构,气孔均匀组织不够紧密,肉质略粗糙,气孔较大或不均匀组织不紧密,弹性差,气孔大,煮制后散开口感弹牙嫩滑,肉质饱满细腻,咸淡适中,咀嚼感佳原料味道不明显,略咸或略淡,无异味不具有羊肉的味道,咸淡不均匀,口感差8~<15 0~<8 15~20 8~<15 0~<8

1.4 数据处理

使用Microsoft Excel 2022 对试验数据进行整理,采用SPSS 27.0 软件对单因素试验数据进行显著性分析(P<0.05 表示差异显著),并使用Origin 2024 进行图形绘制。试验设计与回归分析通过Design Expert 8.0.6软件中的Box-Behnken 方法完成。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 食盐添加量对藏羊肉糜制品品质的影响

2.1.1.1 食盐添加量对藏羊肉糜制品出品率、保水率和感官评分的影响

食盐添加量对藏羊肉糜制品出品率、保水率和感官评分的影响见图1。

图1 食盐添加量对藏羊肉糜制品出品率、保水率和感官评分的影响
Fig.1 Effects of salt addition on yield rate,water retention rate,and sensory score of minced Tibetan mutton products

(a)出品率、保水率;(b)感官评分。同一指标不同字母表示差异显著(P<0.05)。

食盐可使肉制品的保水性、持水能力增强,并且可以使肉制品质构特性及品质得到提高[14]。由图1(a)可知,随着食盐添加量的增加,藏羊肉糜制品的出品率和保水率呈先上升后下降的变化趋势,食盐添加量增至1.0%时,出品率达峰值96.16%,保水率达97.01%,原因可能是NaCl 对钙蛋白酶活性的抑制作用会增加肉品的硬度、嫩度、弹性,使成品形态完整[15]。Ros-Polski 等[16]也证实,添加NaCl 显著提高了鸡肉的内聚性、黏性和咀嚼性。保水率增加原因可能是加入食盐后,蛋白质分子净电荷增加,分子间静电斥力增加,使蛋白质结构松弛[17]。过量添加(>1.0%)则因Cl⁻结合蛋白质正电荷基团、Na⁺迁移加速导致脱水,保水性下降[18]。如图1(b)所示,感官评分随食盐添加量先上升后下降,食盐添加量为1.0%时达峰值(76.40),显著高于其他组(P<0.05),过量添加食盐导致度过高口感劣化,评分显著下降(P<0.05)。

2.1.1.2 食盐添加量对藏羊肉糜制品色度的影响

食盐添加量对藏羊肉糜制品色度的影响见表3。

表3 食盐添加量对藏羊肉糜制品色度的影响
Table 3 Effect of salt addition on color of minced Tibetan mutton products

注:同列不同字母表示差异显著(P<0.05)。

食盐添加量/%0 0.5 1.0 1.5 2.5 L*值58.52±2.39ab 59.03±2.71ab 62.32±1.59a 59.13±2.60ab 58.01±1.04b a*值4.43±0.88b 6.85±2.05ab 8.57±3.05a 8.04±0.48a 8.09±0.55a b*值15.04±0.38b 21.95±0.97a 23.14±1.78a 22.99±0.81a 21.67±0.33a

由表3 可知,藏羊肉糜制品的L*值随食盐添加量的增加呈先上升后下降的趋势,在添加量为1.0%时达峰值,可能的原因是L*值与肉的保水性有关,在藏羊肉经过宰后的一系列处理后,由于肌肉蛋白的逐步变性导致了汁液的损失,以及游离水的增多,从而改变了羊肉的表面反射性质,在经搅拌等一系列处理后,大量水进入肌肉细胞中,改变了肉的反射特性,提高了肉的亮度[19]。此外,统计分析显示食盐添加量对a*值、b*值有显著性影响。结合出品率和保水率结果,选择食盐添加量0.5%、1.0%、1.5%进行响应面试验。

2.1.2 刺槐豆胶添加量对藏羊肉糜制品品质的影响

2.1.2.1 刺槐豆胶添加量对藏羊肉糜制品出品率、保水率和感官评分的影响

刺槐豆胶添加量对藏羊肉糜制品出品率、保水率和感官评分的影响见图2。

图2 刺槐豆胶添加量对藏羊肉糜制品出品率、保水率和感官评分的影响
Fig.2 Effects of locust bean gum addition on the yield,water retention rate,and sensory score of minced Tibetan mutton products

(a)出品率、保水率;(b)感官评分。同一指标不同字母表示差异显著(P<0.05)。

刺槐豆胶具有增稠、稳定和持水性能。由图2(a)可知,出品率随刺槐豆胶添加量的增加呈先上升后稍微下降的趋势,添加量为2% 时出品率最高。保水性的提高与添加刺槐豆胶有关,因为刺槐豆胶能在肉糜中吸水形成致密凝胶结构,锁住水分子,从而有助于提升肉糜制品的出品率和保水性[20]。由图2(b)可知,藏羊肉糜感官评分随刺槐豆胶添加量的增加呈先上升后下降的趋势,刺槐豆胶添加量为2%时感官评分最高,为76.4,显著高于其他组(P<0.05),可能因其增稠和稳定作用提升了黏稠度和内聚性。该结果与庄沛锐等[21]研究一致。

2.1.2.2 刺槐豆胶添加量对藏羊肉糜制品色度的影响

刺槐豆胶添加量对藏羊肉糜制品色度的影响见表4。

表4 刺槐豆胶添加量对藏羊肉糜制品色度的影响
Table 4 Effect of locust bean gum addition on the color of minced Tibetan mutton products

注:同列不同字母表示差异显著(P<0.05)。

刺槐豆胶添加量/%0 1 2 3 4 5 L*值58.52±2.39a 58.90±3.62a 62.00±1.42a 58.36±2.30a 57.54±2.82a 56.69±3.32a a*值4.43±0.88c 9.13±1.48a 10.08±1.25a 9.66±0.69a 8.26±1.45ab 7.00±0.76b b*值15.04±0.38d 23.05±1.14a 24.30±1.32a 22.90±0.99ab 21.63±0.50bc 20.58±0.30c

由表4 可知,刺槐豆胶添加量对藏羊肉糜制品的L*值无显著影响(P>0.05),但对藏羊肉糜制品的a*值、b*值有显著影响(P<0.05),且在刺槐豆胶添加量为2%时达峰值(10.08、24.30)。结合出品率和保水率结果,选择刺槐豆胶添加量1%、2%、3%进行响应面试验。

2.1.3 大豆分离蛋白添加量对藏羊肉糜制品品质的影响

2.1.3.1 大豆分离蛋白添加量对藏羊肉糜制品出品率、保水率和感官评分的影响

大豆分离蛋白添加量对藏羊肉糜制品出品率、保水率和感官评分的影响见图3。

图3 大豆分离蛋白添加量对藏羊肉糜制品出品率、保水率和感官评分的影响
Fig.3 Effects of soybean protein isolate addition on yield rate,water retention rate,and sensory score of minced Tibetan mutton products

(a)出品率、保水率;(b)感官评分。同一指标不同字母表示差异显著(P<0.05)。

大豆分离蛋白(SPI)对水有吸附作用,且有保水能力。由图3(a)可知,随着SPI 添加量的增加,藏羊肉糜制品的出品率呈先显著上升后缓慢变化的趋势,上升的原因可能是SPI 加热后冷却形成凝胶,使其具有较好的凝胶结构。当SPI 添加量为7% 时,藏羊肉糜制品的出品率达到峰值95.70%,显著高于未添加SPI 的出品率(P<0.05)。同时,当SPI 添加量为7%时,肉丸制品的保水率也达到最高值95.64%,与其他添加量无显著差异(P>0.05)。保水率增加的原因可能是蛋白质在加热条件下与水分子充分接触,大量水分子将蛋白质包裹住,使蛋白质分子表现出一定的保水性[22]。由图3(b)可知,藏羊肉糜的感官评分随着SPI 的增加,呈先上升后下降的趋势,在大豆分离蛋白添加量为7%时达到最高,为76.4,与其他添加量相比差异显著(P<0.05),该结果与范丽军等[23]研究结果相似。

2.1.3.2 大豆分离蛋白添加量对藏羊肉糜制品色度的影响

大豆分离蛋白添加量对藏羊肉糜制品色度的影响见表5。

表5 大豆分离蛋白添加量对藏羊肉糜制品色度的影响
Table 5 Effect of soybean protein isolate addition on color of minced Tibetan mutton products

注:同列不同字母表示差异显著(P<0.05)。

大豆分离蛋白添加量/%0 1 3 5 7 9 L*值58.52±2.39a 58.97±1.84a 59.08±1.61a 59.52±1.75a 60.84±0.92a 59.51±3.19a a*值4.43±0.88c 6.13±1.17b 6.97±0.55ab 7.57±0.59ab 8.02±1.42a 7.97±0.49a b*值15.04±0.38c 21.12±0.18b 22.96±0.43a 23.85±1.55a 23.86±1.74a 22.38±1.09ab

由表5 可知,添加不同比例的SPI 藏羊肉糜制品的L*值与空白组间差异均不显著(P=0.239>0.05),因此SPI 对藏羊肉糜制品亮度无显著影响。添加不同比例的SPI 对藏羊肉糜制品的a*值、b*值影响显著(P<0.05),原因可能是SPI 本身呈淡黄色,将其添加到肉糜中后,会增加肉糜的黄色度。结合出品率和保水率结果,选择SPI 添加量5%、7%、9%进行响应面试验。

2.1.4 红薯淀粉添加量对藏羊肉糜制品品质影响

2.1.4.1 红薯淀粉添加量对藏羊肉糜制品出品率、保水率和感官评分的影响

红薯淀粉添加量对藏羊肉糜制品出品率、保水率和感官评分的影响见图4。

图4 红薯淀粉添加量对藏羊肉糜制品出品率、保水率和感官评分的影响
Fig.4 Effects of sweet potato starch addition on yield rate,water retention rate,and sensory score of minced Tibetan mutton products

(a)出品率、保水率;(b)感官评分。统一指标不同字母表示差异显著(P<0.05)。

红薯淀粉具有高黏度、高透明度和良好凝胶性,可提升产品的出品率与稳定性。如图4(a)所示,添加红薯淀粉对出品率有显著影响(P<0.05),红薯淀粉添加量为17%时出品率达峰值(97.30%),可能是因为红薯淀粉与羊肉蛋白质共同作用形成稳定凝胶网状结构,固定更多水分子,增强凝胶强度,从而提高出品率[24]。同时,当红薯淀粉添加量为17% 时,肉丸的保水率也达到最高值;当增加淀粉添加量时,保水率降低,可能因红薯淀粉添加量过高直链淀粉总量过多,蛋白质分子之间结合不紧密,导致持水率的下降[25]。如图4(b)所示,当红薯淀粉添加量为17% 时,感官评分达到最大值,红薯淀粉添加量超过17% 时,感官评分降低。可能是因为过量的红薯淀粉导致产品质地粗糙、弹性下降以及淀粉味过重,这与Khalil [26]研究的结果相符。

2.1.4.2 红薯淀粉添加量对藏羊肉糜制品色度的影响

红薯淀粉添加量对藏羊肉糜制品色度的影响见表6。

表6 红薯淀粉添加量对藏羊肉糜制品色度的影响
Table 6 Effect of sweet potato starch addition on the color of minced Tibetan mutton products

注:同列不同字母表示差异显著(P<0.05)。

b*值15.04±0.38c 22.40±0.74ab 23.39±1.37a 23.58±1.79a 23.60±0.39a 21.17±0.53b红薯淀粉添加量/%0 11 13 15 17 19 L*值58.52±2.39ab 57.45±0.88ab 57.85±1.09ab 58.19±0.82ab 59.61±0.91a 54.16±4.36b a*值4.43±0.88c 7.25±0.84b 8.15±0.52ab 9.21±1.19a 9.24±1.06a 6.80±0.64b

由表6 可知,藏羊肉糜制品的L*值、a*值、b*值随红薯淀粉添加量的增加呈先上升后下降的趋势,红薯淀粉添加量为17% 时,L*值、a*值、b*值均达峰值(59.61、9.24、23.60),可能是由于肉糜凝胶在加热糊化等过程中,样品的糊化程度及水分吸收差异提高了反射率,使得L*值增加[27]。结合出品率和保水率结果,选择红薯淀粉添加量15%、17%、19%进行响应面试验。

2.2 响应面优化及参数分析

2.2.1 回归模型建立及其方差分析

根据单因素试验结果,以食盐添加量(A)、刺槐豆胶添加量(B)、大豆分离蛋白添加量(C)、红薯淀粉添加量(D)为试验因子,以藏羊肉糜制品的出品率(Y1)、保水率(Y2)、色度(Y3)、感官评分(Y4)为响应值,进行四因素三水平的Box-Behnken 试验,响应面试验设计方案及结果见表7。

表7 Box-Behnken 响应面试验设计结果
Table 7 Results of Box-Behnken response surface test design

试验序号A B C D Y1 Y2 Y3 Y4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 11 12 13 14 15 16 17 18 19 0.50 1.50 0.50 1.50 1.00 1.00 1.00 1.00 0.50 1.50 0.50 1.50 1.00 1.00 1.00 1.00 0.50 1.50 0.50 1.00 1.00 3.00 3.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 1.00 3.00 1.00 3.00 2.00 2.00 2.00 7.00 7.00 7.00 7.00 5.00 9.00 5.00 9.00 7.00 7.00 7.00 7.00 5.00 5.00 9.00 9.00 5.00 5.00 9.00 17.00 17.00 17.00 17.00 15.00 15.00 19.00 19.00 15.00 15.00 19.00 19.00 17.00 17.00 17.00 17.00 17.00 17.00 17.00 94.94 95.59 97.87 96.75 95.92 96.45 97.94 97.88 95.93 97.38 98.71 96.76 96.43 96.60 95.89 97.90 95.49 97.84 98.06 97.88 97.00 97.22 97.89 97.83 97.60 97.64 97.73 97.54 97.63 97.82 97.63 97.45 97.73 97.53 97.57 97.53 97.51 97.48 68.59 72.25 72.83 59.93 72.89 73.92 72.51 72.04 75.10 69.15 68.45 68.76 68.92 69.41 69.36 65.22 72.38 63.89 67.79 69.40 70.00 72.40 70.20 76.20 70.60 71.40 72.60 61.00 71.20 68.60 59.00 71.20 80.40 71.80 70.20 69.20 62.60 62.20

续表7 Box-Behnken 响应面试验设计结果
Continue table 7 Results of Box-Behnken response surface test design

试验序号20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 A B C D Y1 Y2 Y3 Y4 1.50 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 2.00 1.00 3.00 1.00 3.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 9.00 7.00 7.00 7.00 7.00 7.00 7.00 7.00 7.00 7.00 17.00 15.00 15.00 19.00 19.00 17.00 17.00 17.00 17.00 17.00 97.14 94.26 97.57 96.79 95.87 96.11 95.47 95.74 95.32 95.44 97.50 97.58 97.47 97.44 97.73 97.80 97.75 97.80 97.70 97.67 70.16 77.00 71.42 70.85 68.78 70.54 71.12 71.33 71.36 68.36 67.40 78.80 72.60 70.20 75.20 68.40 72.80 67.80 70.60 71.60

用Design Expert 软件对上述试验结果进行回归分析,得到藏羊肉糜制品出品率、保水率、色度、感官评分的二次回归方程如下。

回归模型的方差分析见表8 所示。

表8 回归模型的方差分析
Table 8 Analysis of variance for regression models

指标出品率均方2.23 0.23 0.28 0.100 F 值9.82 P 值<0.000 1变异来源模型残差失拟项误差总差模型残差失拟项误差总差模型残差失拟项误差总差自由度14 14 10 4 28 14 14 10 4 28 14 14 10 4 28平方和31.26 3.18 2.79 0.40 34.44 0.98 0.068 0.055 0.014 1.05 285.76 28.68 22.29 6.39 314.44显著性**2.79 0.167 4保品率0.070 0.004 882 0.005 462 0.003 43 14.36<0.000 1**1.59 0.346 5色度20.41 2.05 2.23 1.60 9.96<0.000 1**1.40 0.400 2

续表8 回归模型的方差分析
Continue table 8 Analysis of variance for regression models

注:**表示影响极显著 (P<0.01)。

指标感官评分变异来源模型残差失拟项误差总差自由度14 14 10 4 28平方和561.00 62.32 44.45 17.87 623.3均方40.07 4.45 4.44 4.47 F 值9.00 P 值<0.000 1显著性**0.99 0.550 8

由表8 可知,4 个模型均显著,失拟项不显著,且R2 均大于0.9,表明模型预测值与实际值拟合良好,试验误差较小,试验自变量与响应值之间关系显著,可用于预测与优化藏羊肉糜制品制备工艺参数。

2.2.2 不同试验因素回归模型系数检验

为进一步明确各具体因素对响应值的贡献程度,在验证模型整体有效性的基础上,对回归系数进行了显著性检验,结果见表9。

表9 不同试验因素回归系数检验
Table 9 Regression coefficient tests for different test factors

注:*表示影响显著(P<0.05);**表示影响极显著 (P<0.01)。

出品率保水率色度感官评分模型项显著性显著性显著性A B C D A B****均方0.018 6.25 0.8 3.46 0.78 2.67 2.89 0.85 4.47 0.087 3.66 8.83×10-6 5.09 2.54 F 值0.078 27.47 3.52 15.19 3.44 11.75 12.7 3.72 19.66 0.38 16.09 3.88×10-5 22.39 11.18 P 值0.784 8 0.000 1 0.081 6 0.001 6 0.084 7 0.004 1 0.003 1 0.074 3 0.000 6 0.546 2 0.001 3 0.995 1 0.000 3 0.004 8显著性********AC AD BC BD CD A2 B2 C2 D2***********************************均方8.01×10-3 0.044 6.53×10-3 9.63×10-3 0.6 4.00×10-4 0.02 0.014 0.04 0.026 0.099 0.13 0.027 4.33×10-5 F 值1.64 9.1 1.34 1.97 123.03 0.082 4.01 2.95 8.19 5.24 20.32 26.48 5.6 8.87×10-3 P 值0.221 1 0.009 3 0.266 7 0.181 9<0.000 1 0.778 9 0.064 8 0.107 9 0.012 5 0.038 1 0.000 5 0.000 1 0.032 9 0.926 3***均方36.75 31.3 0.19 27.27 68.56 29.48 9.8 5.36 3.08 0.56 18.26 6.72 1.8 33.46 F 值17.94 15.28 0.093 13.31 33.47 14.39 4.78 2.62 1.5 0.27 8.91 3.28 0.88 16.33 P 值0.000 8 0.001 6 0.765 2 0.002 6<0.000 1 0.002 0 0.046 2 0.128 1 0.240 3 0.608 5 0.009 8 0.091 7 0.364 8 0.001 2**均方0.48 7.68 21.87 14.96 1.96 34.81 98.01 29.16 31.36 11.56 155.95 91.05 1.15 2.51 F 值0.11 1.73 4.91 3.36 0.44 7.82 22.02 6.55 7.04 2.6 35.03 20.45 0.26 0.56 P 值0.747 5 0.210 1 0.043 7 0.088 1 0.517 8 0.014 3 0.000 3 0.022 7 0.018 9 0.129 4<0.000 1 0.000 5 0.618 7 0.465 4

F 值和P 值用于评估试验因素对响应值的影响程度。F 值越大、P 值越小,表明该因素在回归方程中的影响越显著[28]。如表9 所示,在藏羊肉糜制品出品率回归模型中,一次项BP=0.000 1)和DP=0.001 6)对模型影响极显著;而AC 影响不显著(P>0.05)。交互项ACADBD 对模型影响极显著(P<0.01);而ABBCCD 影响不显著(P>0.05)。

保水率回归模型中,一次项BP=0.009 3)影响极显著,ACD 影响不显著(P>0.05);交互项ABP<0.000 1)影响极显著,BDP=0.012 5)和CDP=0.038 1)影响显著,而ACADBC 影响不显著(P>0.05)。

色度回归模型中,一次项AP=0.000 8)、BP=0.001 6)和DP=0.002 6)影响极显著,C 影响不显著(P=0.765 2);交互项ABP<0.000 1)和ACP=0.002 0)影响极显著,ADP=0.046 2)影响显著,而BCBDCD影响不显著(P>0.05)。

感官评价回归模型中,一次项CP=0.043 7)影响显著,ABD 影响不显著(P>0.05);交互项ADP=0.000 3)影响极显著,ACP=0.014 3)、BCP=0.022 7)和BDP=0.018 9)影响显著,而ABCD 影响不显著(P>0.05)。

2.3 藏羊肉糜制品响应面交互作用分析

对试验自变量食盐添加量、刺槐豆胶添加量、大豆分离蛋白添加量与红薯淀粉添加量之间的两两相互作用进行分析,得到交互因子的响应面图。等高线和响应曲面展示了两变量间的交互作用及其对响应值的影响程度[29],响应曲面越陡峭,表明该变量对响应值的影响越大;响应曲面越平缓,则表明影响越小[30-31],由此可评估各试验变量及其交互作用对藏羊肉糜出品率、保水率、色度和感官品质的影响程度。

2.3.1 4 个因素交互作用对藏羊肉糜制品出品率的影响

4 个因素交互作用对藏羊肉糜制品出品率的影响响见图5。

图5 4 个因素对藏羊肉糜制品出品率影响响应曲面
Fig.5 Response surfaces of effects of four factors on the yield rate of minced Tibetan mutton products

(a)AC 交互作用;(b)AD 交互作用;(c)BD 交互作用。

由图5(a)可知,食盐和SPI 添加量增加时出品率上升,曲面变陡,等高线呈椭圆形,表明二者对出品率影响极显著,与方差分析一致。由图5(b)、5(c)可知,当固定其他因素时,食盐添加量与红薯淀粉添加量、刺槐豆胶添加量与红薯淀粉添加量的交互作用对出品率影响极显著,响应曲面变陡,等高线呈椭圆形。

2.3.2 4 个因素交互作用对藏羊肉糜制品保水率的影响

4 个因素交互作用对藏羊肉糜制品保水率的影响见图6。由图6(a)可知,食盐与刺槐豆胶添加量增加时,保水率呈先微弱下降后上升趋势,二者交互作用极显著;由图6(b)可知,刺槐豆胶与红薯淀粉添加量增加时保水率先升至峰值97.8%后下降,交互作用显著;图6(c)表明,SPI 添加量与红薯淀粉添加量交互作用对保水率影响显著,其中SPI 添加量作用更突出。

图6 4 个因素对藏羊肉糜制品保水率影响响应曲面
Fig.6 Response surfaces of effects of four factors on the water retention rate of minced Tibetan mutton products

(a)AB 交互作用;(b)BD 交互作用;(c)CD 交互作用。

2.3.3 4 个因素交互作用对藏羊肉糜制品色度的影响4 个因素交互作用对藏羊肉糜制品色度的影响见图7。

图7 4 个因素对藏羊肉糜制品色度影响响应曲面
Fig.7 Response surfaces of effects of four factors on the chromaticity of minced Tibetan mutton products

(a)AB 交互作用;(b)AC 交互作用;(c)AD 交互作用。

由图7(a)、图7(c)可知,食盐与刺槐豆胶、食盐与红薯淀粉添加量增加时,色度上升,响应曲面陡峭,表明两组添加剂交互作用对色度影响极显著。图7(b)表明,食盐和SPI 添加量增加时色度逐渐上升,食盐添加量影响更显著,二者交互作用对色度有极显著影响。

2.3.4 4 个因素交互作用对藏羊肉糜制品感官评价的影响

4 个因素交互作用对藏羊肉糜制品感官评分的影响见图8。

图8 4 个因素对藏羊肉糜制品感官评分影响响应曲面
Fig.8 Response surfaces of effects of four factors on sensory evaluation of minced Tibetan mutton products

(a)AC 交互作用;(b)AD 交互作用;(c)BD 交互作用。

由图8(a)可知,食盐与SPI 添加量增加时感官评分先上升后下降,响应面陡峭,交互作用显著;由图8(b)可知,食盐与红薯淀粉添加量增加时感官评分持续上升,食盐添加量的影响更突出,交互作用极显著;图8(c)、图8(d)表明,刺槐豆胶与SPI、刺槐豆胶与红薯淀粉添加量增加时感官评分缓慢上升,响应面陡峭,两组交互对感官评价影响显著。

2.3.5 食盐、刺槐豆胶、大豆分离蛋白和红薯淀粉最佳复配比例的预测及验证

通过Box-Behnken 响应面法建立回归模型,预测藏羊肉糜制品最佳工艺参数为食盐添加量0.62%、刺槐豆胶添加量2.75%、大豆分离蛋白添加量5.00%、红薯淀粉添加量19.00%;对应预测指标为出品率98.20%、保水率98.00%、L*值75.20、感官评分80.50。根据实际情况,将工艺参数调整为食盐添加量0.6%、刺槐豆胶添加量2.75%、大豆分离蛋白添加量5%、红薯淀粉添加量19%,进行3 次平行验证试验,此条件下出品率为97.43%、保水率为97.22%、L*值为74.57、感官评分为79.74。验证结果与预测值相对误差均小于1.00%,表明回归模型拟合度良好,可用于藏羊肉糜制品工艺参数的优化与预测。

3 结论

通过响应面优化,确定藏羊肉糜制品的最佳工艺条件为食盐添加量0.6%、刺槐豆胶添加量2.75%、大豆分离蛋白添加量5%、红薯淀粉添加量19%。此条件下得到的产品质地均匀,具有羊肉香气,弹性良好,咀嚼感佳,咸淡适中,整体可接受度较高。试验测得出品率为97.43%、保水率为97.22%、L*值为74.57、感官评分为79.74,与理论值相对误差较小,表明回归方程确定的参数合理可行。

参考文献:

[1] 师希雄,张攀高,赵瑞娜,等. 冰温贮藏甘南藏羊肉色稳定性与线粒体MMb 还原能力研究[J]. 农业机械学报,2022,53(5): 400-405.SHI Xixiong,ZHANG Pangao,ZHAO Ruina,et al. Color stability and mitochondrial MMb reducing ability of Gannan Tibetan sheep meat by freezing point storage[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2022,53(5): 400-405.

[2] BARZEGAR F,KAMANKESH M,MOHAMMADI A. Heterocyclic aromatic amines in cooked food: A review on formation,health risktoxicology and their analytical techniques[J]. Food Chemistry,2019,280: 240-254.

[3] RATHER S A,MASOODI F A,AKHTER R,et al. Effects of guar gum as fat replacer on some quality parameters of mutton goshtaba,a traditional Indian meat product[J]. Small Ruminant Research,2016,137: 169-176.

[4] 耿亚鑫,陈金玉,张坤生,等. 改性大豆分离蛋白在肉制品中的应用研究进展[J]. 食品研究与开发,2021,42(18): 159-165.GENG Yaxin,CHEN Jinyu,ZHANG Kunsheng,et al.[J]. Food Research and Development,2021,42(18): 159-165.

[5] 李大虎,李超,王冉,等. 大豆分离蛋白素食香肠加工工艺及贮藏品质研究[J]. 商丘师范学院学报,2024,40(12): 51-58.LI Dahu,LI Chao,WANG Ran,et al. Study on processing technology and storage quality of soy protein isolate vegetarian sausage[J].Journal of Shangqiu Normal University,2024,40(12): 51-58.

[6] 赵改名,孟子晴,祝超智,等. 不同食用胶与肉糜结合力的比较及对牛肉凝胶性能的影响研究[J]. 现代食品科技,2020,36(4):1-8.ZHAO Gaiming,MENG Ziqing,ZHU Chaozhi,et al. Study on the comparison of the binding capacity of different edible gums and minced meat and their effects on the properties of beef gels[J]. Modern Food Science and Technology,2020,36(4): 1-8.

[7] MANZOOR M,SINGH J,BANDRAL J D,et al. Food hydrocolloids: Functional,nutraceutical and novel applications for delivery of bioactive compounds[J]. International Journal of Biological Macromolecules,2020,165: 554-567.

[8] 芮李彤,李海静,张婷婷,等. 食盐对肉制品品质形成的作用及减盐技术研究进展[J]. 肉类研究,2022,36(7): 61-67.RUI Litong,LI Haijing,ZHANG Tingting,et al. Progress in research on the effect of sodium on meat product quality and sodium reduction technologies[J]. Meat Research,2022,36(7): 61-67.

[9] 王健. 淀粉在肉制品加工中的应用[J]. 农村新技术,2009(6): 25-26.WANG Jian. Application of starch in meat product processing[J].New Rural Technology,2009(6): 25-26.

[10] SINGH T,PATHAK V,GOSWAMI M. Quality evaluation of potato starch incorporated chicken meat momos[J]. Meat Science,2017,12(2): 10-13

[11] 汤高奇,宿时,钱志伟,等. 响应曲面法优化苜蓿肉丸生产配方[J]. 黑龙江畜牧兽医,2017(6): 72-75.TANG Gaoqi,SU Shi,QIAN Zhiwei,et al.[J]. Heilongjiang Animal Science and Veterinary Medicine,2017(6): 72-75.

[12] 余康,邹俊,袁梦,等. 纳米茶籽油微囊对低脂猪肉糜制品品质影响[J]. 食品工业科技,2024,45(4),61-69.YU Kang,ZOU Jun,YUAN Meng,et al. Effects of nano-camellia oil microcapsules on the quality of low-fat pork emulsion products[J]. Science and Technology of Food Industry,2024,45(4): 61-69.

[13] 邹金,徐宝钗,尚雪娇,等. 添加大豆分离蛋白对鲊广椒肉丸品质的影响[J]. 肉类研究,2018,32(4): 27-32.ZOU Jin,XU Baochai,SHANG Xuejiao,et al. Effect of soybean protein isolate addition on the quality of meatballs with Zhaguangjiao,a Chinese traditional fermented chill product[J]. Meat Research,2018,32(4): 27-32.

[14] 李龙祥,赵欣欣,夏秀芳,等.食盐对调理重组牛肉制品品质及水分分布特性的影响[J]. 食品科学,2017,38(19): 143-148.LI Longxiang,ZHAO Xinxin,XIA Xiufang,et al. Effects of salt on quality and moisture distribution characteristics of prepared restructured beef products[J]. Food Science,2017,38(19): 143-148

[15] YALÇıN M Y,ŞEKER M. Effect of salt and moisture content reduction on physical and microbiological properties of salted,pressed and freeze dried Turkey meat[J]. LWT - Food Science and Technology,2016,68: 153-159.

[16] ROS-POLSKI V,KOUTCHMA T,XUE J,et al. Effects of high hydrostatic pressure processing parameters and NaCl concentration on the physical properties,texture and quality of white chicken meat[J]. Innovative Food Science & Emerging Technologies,2015,30: 31-42.

[17] 田文广,张琼琼. 减盐对肉制品质量特性的影响及改善策略[J].肉类工业,2022(3): 44-49.TIAN Wenguang,ZHANG Qiongqiong. Effects of salt reduction on quality characteristics of meat products and improvement strategies[J]. Meat Industry,2022(3): 44-49.

[18] ZHANG Y W,GUO X Y,PENG Z Q,et al. A review of recent progress in reducing NaCl content in meat and fish products using basic amino acids[J]. Trends in Food Science & Technology,2022,119:215-226.

[19] 苑瑞生,张佳,王秀江,等. 滚揉时间和食盐水浓度对鸡肉调理制品食用品质的影响[J]. 食品与发酵工业,2011,37(8): 184-189.YUAN Ruisheng,ZHANG Jia,WANG Xiujiang,et al. Effect of rubbing time and sodium chloride concentrations on the quality of prepared chicken[J]. Food and Fermentation Industries,2011,37(8):184-189.

[20] 张彬. 低钠盐白鲢鱼糜制品的制备及其凝胶特性的研究[D]. 合肥: 合肥工业大学,2012.ZHANG Bin. Preparation of low sodium surimi product and research on its gel properties from silver carp (Hypophthalmichthys molitrix)[D]. Hefei: Hefei University of Technology,2012.

[21] 庄沛锐,杨园媛,孙为正,等. 卡拉胶/刺槐豆胶对猪肉糜品质的影响研究[J]. 现代食品科技,2013,29(5): 986-988.ZHUANG Peirui,YANG Yuanyuan,SUN Weizheng,et al. Effect of carrageenan/locust bean gum on the properties of comminuted pork[J]. Modern Food Science and Technology,2013,29(5): 986-988.

[22] 刘建华,苏琦,朱旻琪,等. 糖基化凝胶增强剂对鱼糜制品凝胶特性的影响[J]. 食品科学,2019,40(4): 102-107.LIU Jianhua,SU Qi,ZHU Minqi,et al. Effect of glycosylated gel enhancers on the gel properties of surimi

[23] 范丽军,王旭成,张龙阵,等. 猪肉、鸡肉、大豆分离蛋白复合型FD 即食猪肉丸工艺配方研究[J]. 食品工业,2024,45(4): 119-123.FAN Lijun,WANG Xucheng,ZHANG Longzhen,et al. Study on the formula of compound type FD ready-to-eat pig meatball with pork,chicken and soybean protein isolate[J]. The Food Industry,2024,45(4): 119-123.

[24] 赵泽润,邢通,赵雪,等. 大豆分离蛋白添加量对低盐木质化鸡肉糜凝胶特性的影响[J]. 食品科学,2022,43(6): 49-56.ZHAO Zerun,XING Tong,ZHAO Xue,et al. Effect of addition of soy protein isolate on the gelation properties of low-salt wooden chicken breast meat batter[J]. Food Science,2022,43(6): 49-56.

[25] ZHANG D,LI H J,EMARA A M,et al. Effect of in vitro oxidation on the water retention mechanism of myofibrillar proteins gel from pork muscles[J]. Food Chemistry,2020,315: 126226.

[26] KHALIL A H. Quality characteristics of low-fat beef patties formulated with modified corn starch and water[J]. Food Chemistry,2000,68(1): 61-68.

[27] ENGMANN F N,MA Y K,TCHABO W,et al. Ultrasonication treatment effect on anthocyanins,color,microorganisms and enzyme inactivation of mulberry (Moraceae nigra) juice[J]. Journal of Food Processing and Preservation,2015,39(6): 854-862.

[28] YE F Y,LI J F,ZHAO G H. Physicochemical properties of differentsized fractions of sweet potato starch and their contributions to the quality of sweet potato starch[J]. Food Hydrocolloids,2020,108:106023.

[29] ZHANG Y F,LIU Z,LI Y L,et al. Optimization of ionic liquidbased microwave-assisted extraction of isoflavones from Radix puerariae by response surface methodology[J]. Separation and Purification Technology,2014,129: 71-79.

[30] FILIP S,PAVLIĆ B,VIDOVIĆ S,et al. Optimization of microwaveassisted extraction of polyphenolic compounds from Ocimum basilicum by response surface methodology[J]. Food Analytical Methods,2017,10(7): 2270-2280.

[31] HE H J,WANG Y M,FARKAS B,et al. Analysis and prediction of the diameter and orientation of AC electrospun nanofibers by response surface methodology[J]. Materials&Design,2020,194:108902.

Optimization of Processing Technology for Minced Tibetan Mutton Products

WANG Qi1,ZHANG Rui2,SUN Yaowei1,LIAO Qian1,LU Congcong1,WANG Meilin1,WANG Lina1,WANG Linlin1 *

(1. College of Pharmacy and Food,Southwest Minzu University,Chengdu 610041,Sichuan,China;2. Meat Processing Key Laboratory of Sichuan Province,Chengdu 610106,Sichuan,China)

Abstract: This paper aimed to study the effects of adding different proportions of ingredients on the yield,water retention,color,and sensory quality of minced Tibetan mutton products,and to optimize the best processing technology for Tibetan mutton balls. With Tibetan mutton balls as the research object,this paper selected salt addition,locust bean gum addition,soy protein isolate addition,and sweet potato starch addition as experimental factors. Based on single-factor experiments,yield,water retention,color,and sensory scores were taken as response values. A four-factor,three-level optimization experiment was conducted using the response surface methodology (Box-Behnken) central composite design. The results showed that the optimal processing conditions for Tibetan mutton balls were 0.6% salt,2.75% locust bean gum,5% soy protein isolate,and 19% sweet potato starch. Under these conditions,the produced mutton balls had a yield of 97.43%,water retention of 97.22%,L* value of 74.57,and sensory score of 79.74. The product had a uniform texture,a mutton aroma,good elasticity,pleasant chewiness,and moderate saltiness,with overall high acceptability.

Key words: minced Tibetan mutton product;optimization of processing technology;yield;water retention;sensory evaluation

DOI: 10.12161/j.issn.1005-6521.2026.06.015

基金项目: 国家重点研发计划项目(2021YFD1600205);西藏自治区重点研发及转化重点专项(XZ202502ZY0046);中央高校基本科研业务费专项资金项目(ZYN2025080);西南民族大学大学生创新创业训练计划项目(D202411231431274242);肉类加工四川省重点实验室开放基金项目资(No.24-R-06)

作者简介: 王琪(2002—),女(土家),本科,研究方向:畜产品加工与质量安全。

*通信作者: 王琳琳(1988—),女,副教授,博士,研究方向:畜产品加工与质量安全。

引文格式:

王琪,张锐,孙耀薇,等. 藏羊肉糜制品加工工艺优化[J]. 食品研究与开发,2026,47(6):120-129,145.

WANG Qi,ZHANG Rui,SUN Yaowei,et al. Optimization of Processing Technology for Minced Tibetan Mutton Products[J].Food Research and Development,2026,47(6):120-129,145.

加工编辑:王雪

收稿日期:2025-09-11