张根生，葛英亮，聂志强，岳晓霞，韩 冰
（哈尔滨商业大学食品工程学院，黑龙江省普通高等学校食品科学与工程重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150076）
摘 要：以马铃薯膳食纤维作为脂肪替代物，制备马铃薯膳食纤维低脂肉丸。以产品感官评价和质构特性为指标，确定猪肉丸的最佳初始配方，再将马铃薯膳食纤维作为脂肪替代物添加到猪肉丸中，确定马铃薯膳食纤维低脂肉丸的最佳配方（以瘦肥比和膳食纤维的总质量计，下同）：瘦肉70%、肥肉24%、膳食纤维6%、马铃薯淀粉16%、大豆分离蛋白2.5%、水30%，同时将普通肉丸和马铃薯膳食纤维低脂肉丸的营养成分进行对比，发现后者的品质得到了改善，感官评分达到90.73分、硬度4 189.14 g、弹性0.70、黏聚性0.45、咀嚼性921.24 g。脂肪含量降低了39%，可以达到低脂的目的。
关键词：低脂猪肉丸；马铃薯膳食纤维；感官评分；质构特性
膳食纤维是以多糖为主的一类大分子物质的总称 [1]，由纤维素、果胶类物质、半纤维素和糖蛋白等物质组成的聚合体 [2]，称之为“第七大类营养素” [3]。膳食纤维因其不易被人体消化吸收，在食品加工过程中常被去除 [4]。随着科学的进步，人们逐渐认识到，摄取食物过于精细会导致多种疾病的发生，而食用富含膳食纤维的食品则可大大降低发病率 [5]。每天能摄入适量的膳食纤维食品，不仅能预防疾病，而且能增加饱腹感，防止进食过饱，具有减肥之功效 [6]。
膳食纤维在食品方面的应用广泛，最广泛的应用是在焙烤方面，主要产品有高膳食纤维的面包、蛋糕和饼干等，它可以使面团的可塑性增加、弹性降低，使饼干易成型、模纹清晰、酥脆性增加、产品口感好。膳食纤维还可以作为脂肪替代物，应用于肉制品中，如火腿肠、肉丸、午餐肉、调味的酱料等 [7]，不仅降低热量，而且能预防糖尿病、便秘 [8-9]、心脑血管病 [10]、肠癌 [11]等，也不必担心摄入过多的脂肪而发胖。
本实验以感官评价和质构特性为指标，以马铃薯膳食纤维作为脂肪的替代物，制备马铃薯膳食纤维低脂肉丸，确定其产品配方，测定营养成分，旨在为制备低脂、健康的肉丸提供工艺参考。
1.1 材料与试剂
猪瘦肉、猪肥肉 市售；马铃薯渣膳食纤维自制；大豆分离蛋白 哈高科大豆食品有限责任公司。
水、盐、白糖、味素、姜粉、花椒粉、复合磷酸盐等均为食品级。
1.2 仪器与设备
TA-XT2i型质构仪 英国SMS公司；CCFG-21多功能电热锅 周村利群电热器厂；GR332型绞肉机 河北晓进机械制造股份有限公司；AL104分析天平 梅特勒-托利多（上海）仪器有限公司。
1.3 方法
1.3.1 工艺流程及操作要点
选肉→切块→绞碎→搅拌→成丸→煮制→冷却→成品
选择符合卫生标准的新鲜肉，除去肋膜、筋腱、猪皮、污物；将肉切成小块，用绞肉机绞碎备用；向绞碎的肉中加入各种辅料，充分搅拌均匀；手工捏成直径3 cm左右的丸子，放入开水中煮，待丸子上浮后煮2 min捞出沥干。
1.3.2 猪肉丸配方的优化
1.3.2.1 瘦肥比对肉丸品质的影响
分别称取瘦肥比（质量比）为50∶50、60∶40、70∶30、80∶20、90∶10，在马铃薯淀粉添加14%（以瘦肉和肥肉的总质量计，下同），大豆分离蛋白添加2.0%，水添加30%的条件下再添加调配料，搅拌混匀后制成丸子，熟制后以感官评分及质构为指标，确定出肉丸配方的最佳瘦肥比。
1.3.2.2 马铃薯淀粉添加量对肉丸品质的影响
称取瘦肥比70∶30，大豆分离蛋白添加2.0%，水添加30%，马铃薯淀粉添加量分别为12%、13%、14%、15%、16%，添加调配料，搅拌混匀后制成丸子，熟制后以感官评分及质构特性为指标，确定出肉丸配方中最佳马铃薯淀粉添加量。
1.3.2.3 大豆分离蛋白添加量对肉丸品质的影响
称取瘦肥比70∶30，水添加30%，马铃薯淀粉添加15%，大豆分离蛋白添加量分别为1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%，添加调配料，搅拌混匀后制成丸子，熟制后以感官评分及质构特性为指标，确定出肉丸配方中最佳大豆分离蛋白添加量。
1.3.2.4 水添加量对肉丸品质的影响
称取瘦肥比70∶30，马铃薯淀粉添加15%，大豆分离蛋白添加2.0%，水添加量分别为20%、25%、30%、35%、40%，添加调配料，搅拌混匀后制成丸子，熟制后以感官评分及质构特性为指标，确定出肉丸配方中最佳水分添加量。
1.3.2.5 猪肉丸配方正交试验
通过单因素试验的确定，以瘦肥比、马铃薯淀粉添加量、大豆分离蛋白添加量、水添加量为试验因素，以感官评分为指标，选用L 9（3 4）正交表进行优化试验（表1），平行试验3 次。
表1 猪肉丸配方正交试验表
TTaabbllee 11 FFaaccttoorrss aanndd lleevveellss iinn oorrtthhooggoonnaall aarrrraayy ddeessiiggnn ffoorr ooppttiimmiizzaattiioonn of pork meatball recipee水平因素A瘦肥比B马铃薯淀粉添加量/% C大豆分离蛋白添加量/%D水添加量/% 165∶35141.525 270∶30152.030 375∶25162.535
1.3.3 膳食纤维低脂肉丸的配方优化
以前面确定下来的最佳肉丸配方为基准，用膳食纤维替代肥肉的比例分别为0、10%、20%、30%、40%，以感官评分及质构为指标，确定出膳食纤维低脂肉丸的最优配方。
1.3.4 指标测定
1.3.4.1 感官评分 [12-17]
结合本产品特点，评分标准如表2所示，5 项指标总分共计100 分。
表2 肉丸感官评分标准
Table 2 Criteria for sensory evaluation of pork meatballs Table 2 Criteria for sensory evaluation of pork meatballs项目分数要求弹性(30 分) 20～30指压不破裂，30 cm落下能弹跳2次10～20指压不破裂，30 cm落下能弹跳1次0～10指压即可破裂色泽(10 分) 6～10具有猪肉固有的色泽，颜色适中3～6色泽较黄，但颜色过深或者过浅0～3色泽褐变，不正常组织状态(20 分) 14～20组织紧密，无密集气孔，切片性好7～14组织较紧密，略有气孔，切片性良好0～7组织膨松，有气孔，切片性较差风味(20 分) 21～25具有猪肉的鲜味，可口，无明显异味14～20口味正常，肉味不够浓，无异味7～13口味较差，略有异味口感(30 分) 20～30鲜嫩爽口，筋道不硬实，有肉感10～20爽口，较实，不够筋道0～10松软无咬劲，黏牙
1.3.4.2 质构特性的分析
取制好的肉丸，切成1 cm的正方体，置于物性分析仪载样台中央，进行测定。采用质构剖面分析方法(texture profile analysis，TPA)；测定参数：测试前速1.0 mm/s，测试速率0.5 mm/s，测试后速0.5 mm/s，测试距离50%，两次压缩中停顿时间5.0 s，探头类型P/50，测定时环境温度25 ℃。测定结果以硬度、弹性、咀嚼性、黏聚性为指标。每个样品重复3 次取平均值。
1.3.4.3 成分含量测定
水分含量的测定：直接干燥法，参照GB/T 5009.3—2003《食品中水分的测定》；灰分的测定：灼烧称质量法，参照GB/T 5009.4—2003《食品中灰分的测定》；蛋白质的测定：凯氏定氮法，参照GB/T 5009.5—2003《食品中蛋白质的测定》；淀粉的测定：酶水解法，参照GB/T 5009.9—2003《食品中淀粉的测定》；膳食纤维的测定：AOAC法（酶-质量法），参照GB/T 5009.88—2008《食品中膳食纤维的测定》。
2.1 猪肉丸配方的优化
2.1.1 瘦肥比对肉丸品质的影响由表3可知，瘦肥比对猪肉丸的感官评分的影响显著（P＜0.05）。在实验比例范围内，感官评分先上升后降低，在瘦肥比70∶30时感官评分最高；硬度和咀嚼性在瘦肥比90∶10时达到最优，随着肥肉比例的增加两个指标都呈下降趋势，弹性在瘦肥比80∶20时最优，黏聚性在瘦肥比70∶30时最优。瘦肥比是肉丸的基础，其比例对肉丸的各个指标影响都较大，当肥肉比例超过瘦肥比70∶30时，脂肪含量增多产生油腻感，色泽、口感、弹性、组织状态等都会逐渐下降。综合考虑，选择瘦肥比70∶30作为生产肉丸的最佳工艺条件。
表3 瘦肥比对肉丸质构及感官评分的影响
TTaabbllee 33 EEffffeecctt ooff rraattiioo ooff lleeaann ttoo ffaatt mmeeaatt oonn tteexxttuurree aanndd sseennssoorryy evaluation of meatballllss瘦肥比 硬度/g弹性黏聚性咀嚼性/g感官评分90∶103 241.88±119.620.59±0.030.36±0.01731.69±21.8961.89±2.11 80∶203 158.72±99.160.61±0.020.37±0.01656.30±13.4168.91±2.05 70∶302 998.60±92.370.58±0.060.39±0.03586.95±18.3873.11±1.87 60∶402 762.41±109.130.56±0.030.36±0.02428.16±19.4266.07±2.15 50∶502 186.42±136.590.53±0.040.34±0.01389.54±11.5455.85±2.24
2.1.2 马铃薯淀粉添加量对肉丸品质的影响
表4 马铃薯淀粉添加量对肉丸质构及感官评分的影响
Table 4 Effect of potato starch content on texture and sensory Table 4 Effect of potato starch content on texture and sensory evaluation of meatballllss 马铃薯淀粉添加量/%硬度/g弹性黏聚性咀嚼性/g感官评分122 810.33±103.210.62±0.060.35±0.02609.84±19.3665.45±1.28 133 355.89±85.430.64±0.040.36±0.01773.20±14.5271.57±1.47 143 574.10±131.200.65±0.020.38±0.01911.81±21.6174.06±1.08 153 889.53±94.750.67±0.020.41±0.02921.32±15.9376.4±1.42 163 766.42±126.910.64±0.050.42±0.01877.88±17.5873.87±1.22
由表4可知，马铃薯淀粉添加量对猪肉丸的感官评分的影响显著（P＜0.05）。在12%～16%范围内，感官评分先升高后降低，15%时达到最高；硬度、弹性和咀嚼性在添加15%时达到最优，黏聚性一直呈现上升趋势。综合考虑，选择马铃薯淀粉15%为最适添加量。
2.1.3 大豆分离蛋白添加量对肉丸品质的影响
由表5可知，大豆分离蛋白添加量对猪肉丸的感官评分影响显著（P＜0.05）。大豆分离蛋白添加量在1.0%～3.0%的范围内，感官评分先增加后降低，2.5%时感官评分最佳；硬度和咀嚼性在2.5%时达到最优，弹性和黏聚性在2.0%时最优。大豆分离蛋白具有保水、保油和凝胶等功能特性，添加大豆分离蛋白可以大大改善肉丸的质构 [18]。但是大豆分离蛋白要适量添加，添加过多，各个指标均明显下降。综合考虑，选择大豆分离蛋白2.0%为生产肉丸的最适添加量。
表5 大豆分离蛋白添加量对肉丸质构及感官评分的影响
Table 5 Effect of soy protein isolate content on texture and sensory Table 5 Effect of soy protein isolate content on texture and sensory evaluation of meatballllss大豆分离蛋白添加量/%硬度/g弹性黏聚性咀嚼性/g感官评分1.03 734.96±97.460.61±0.030.33±0.03838.13±13.5170.67±1.53 1.54 205.62±145.740.64±0.020.35±0.01956.78±15.6274.00±1.00 2.04 487.82±112.590.67±0.020.37±0.02 1 033.99±20.76 77.67±1.15 2.54 761.62±91.120.66±0.040.36±0.01 1 229.99±18.48 79.67±0.58 3.04 354.21±87.560.63±0.060.34±0.01 1 121.96±19.11 75.67±0.58
2.1.4 水添加量对肉丸品质的影响
表6 水添加量对肉丸质构及感官评分的影响
Table 6 Effect of water content on texture and sensory evaluation Table 6 Effect of water content on texture and sensory evaluation of meatbaallllss水添加量/%硬度/g弹性黏聚性咀嚼性/g感官评分204 153.32±107.42 0.63±0.030.36±0.03971.88±14.9779.28±1.65 253 793.34±121.65 0.65±0.050.39±0.01976.41±19.3482.56±1.27 303 362.27±89.470.67±0.020.44±0.011 100.20±19.2884.13±1.34 352 950.16±137.54 0.65±0.040.40±0.03809.37±21.1080.29±1.12 402 764.82±95.690.62±0.040.37±0.01654.71±15.5972.45±1.85
由表6可知，水添加量对猪肉丸的感官评分影响显著（P＜0.05）。水添加量在20%～40%范围内，感官评分先提高后降低。添加量30%时，感官评分最高；硬度呈下降趋势，弹性最优，咀嚼性和黏聚性最优。添加适量的水能够使淀粉充分的糊化，充分糊化的淀粉有助于凝胶结构的形成，提高肉丸的各项指标，与已有研究成果一致 [19-20]。综合考虑，选择水添加量30%作为生产肉丸的最佳工艺条件。
2.1.5 猪肉丸配方的正交试验
由表7可知，各因素对肉丸的感官评分影响大小次序为：A＞C＞D＞B，优方案为A 2C 3D 2B 2，此方案下感官评分为86.75；各因素对肉丸的硬度影响大小次序为：C＞D＞B＞A，优方案为C 3D 3B 2A 3，此方案下感官评分为82.46；各因素对肉丸的弹性影响大小次序为：D＞B＞A＞C，优方案为D 2B 1A 2C 1，此方案下感官评分为79.89；各因素对肉丸的黏聚性影响大小次序为：D＞B＞C＞A，优方案为D 3B 3C 3A 3，此方案下感官评分为83.33；各因素对肉丸的咀嚼性影响大小次序为：A＞D＞B＞C，优方案为A 3D 3B 1C 1，此方案下感官评分为84.49（以上5 组最优组合并不在9 次试验中，均对其进行验证）。综合考虑极差分析结果，以感官评价为主导，即：瘦肥比＞大豆分离蛋白添加量＞水添加量＞马铃薯淀粉添加量。最佳优选方案为：A 2C 3D 2B 2，即瘦肥比70∶30、马铃薯淀粉15%、大豆分离蛋白2.5%、水30%。此优选方案下感官评分为86.75，硬度达到3 889.14 g，弹性达到0.68，黏聚性达到0.46，咀嚼性达到914.36 g，各项质构指标均满足肉丸品质特性要求，通过验证试验此结果正确。2.2 马铃薯膳食纤维低脂肉丸配方的优化结果
表7 正交试验方案及试验结果
Table 7 Orthogonal array program with experimental results Table 7 Orthogonal array program with experimental results试验号因素感官评分质构指标A瘦肥比B马铃薯淀粉添加量C大豆分离蛋白添加量D水添加量硬度/g弹性黏聚性咀嚼性/g 1111173.562 966.330.640.33767.45 2122284.162 987.410.650.35754.35 3133382.183 278.560.560.44778.89 4212382.032 898.640.630.42845.34 5223186.203 098.130.670.35768.38 6231285.132 942.110.660.39786.45 7313279.083 717.340.700.43919.56 8321374.983 601.450.630.39949.17 9332174.792 899.870.610.38789.60感官评分k 179.9778.2277.8978.18 k 284.4581.7880.3382.79 k 376.2880.7082.4979.73 R8.173.565.604.61优水平A 2B 2C 3D 2硬度k 13 077.433 194.103 169.962 988.11 k 22 979.633 228.992 928.643 215.62 k 33 406.223 040.183 364.683 259.55 R42.59188.82436.04271.44优水平A 3B 2C 3D 3弹性k 10.6170.6570.6430.640 k 20.6530.6500.6300.670 k 30.6470.6100.6430.607 R0.0360.0470.0130.063优水平A 2B 1C 1D 2黏聚性k 10.3730.3930.3700.353 k 20.3870.3630.3830.390 k 30.4000.4030.4070.417 R0.0270.0400.0370.064优水平A 3B 3C 3D 3咀嚼性k 1766.90844.12834.36775.14 k 2800.06823.97796.43820.12 k 3886.11784.98822.28857.80 R119.2159.1437.9382.66优水平A 3B 1C 1D 3综合优水平A 2B 2C 3D 2
由表8可知，膳食纤维的添加量对猪肉丸的感官评价影响显著（P＜0.05）。膳食纤维添加量在0%～40%的范围内，感官评分先升高后下降，20%时最高。硬度和黏聚性一直呈上升趋势，弹性20%时最优，咀嚼性一直呈下降趋势。膳食纤维具有良好的持水性、膨胀力和良好的乳化性、悬浮性及增稠性 [21]，适量的膳食纤维大大改善了肉丸的品质，但添加过多会使肉丸口感粗糙，色泽暗淡，弹性降低，组织状态变差。综合考虑，选择膳食纤维代替20%脂肪（即肥肉24%，膳食纤维6%）为生产膳食纤维低脂肉丸的最佳工艺条件。
表8 膳食纤维添加量对肉丸质构及感官评分的影响
Table 8 Effect of dietary fi ber content on texture and sensory Table 8 Effect of dietary fi ber content on texture and sensory evaluation of meatballllss膳食纤维添加量/%硬度/g弹性黏聚性咀嚼性/g感官评分03 853.32±101.780.67±0.020.42±0.021 021.78±24.12 88.34±1.24 104 030.58±130.430.69±0.040.44±0.02986.32±20.2790.06±1.85 204 189.14± 98.530.70±0.020.45±0.02921.24±17.3190.73±1.48 304 325.48±113.280.68±0.030.46±0.01859.63±19.8886.32±1.56 404 671.24±105.740.65±0.030.48±0.03674.58±13.7580.07±1.55
2.3 两种肉丸的营养成分对比
表9 两种肉丸的营养成分对比
Table 9 Comparison of nutrients in meatballs with and Table 9 Comparison of nutrients in meatballs with and without fat substitutiioonn %营养成分猪肉丸最优配方马铃薯膳食纤维低脂肉丸配方水分66.21±3.2567.89±2.91灰分1.78±0.212.01±0.14蛋白质11.51±1.3011.07±0.96脂肪20.28±1.5412.30±1.22可溶性膳食纤维 3.18±0.76不溶性膳食纤维 3.42±0.52其他0.220.13
由表9可知，膳食纤维作为脂肪替代物加到猪肉丸中，使脂肪含量由20.28%降到12.30%，脂肪降低了39%，对其他营养成分影响不大，而且还改善肉丸的品质，降低成本。
3通过单因素及正交试验确定了马铃薯膳食纤维低脂猪肉丸最佳配方（以瘦肥比及膳食纤维的总质量计，下同）：瘦肉70%、肥肉24%、膳食纤维6%、马铃薯淀粉16%、大豆分离蛋白2.5%、水30%。此方案下生产出的肉丸感官评分达到90.73，硬度达到4 189.14 g，弹性达到0.70，黏聚性达到0.45，咀嚼性达到921.24 g。经过测定，马铃薯膳食纤维低脂猪肉丸的脂肪含量由原来的20.28%降到12.30%，脂肪降低了39%，其他营养成分变化不大，同时肉丸的品质也得到了改善，感官评分由原来的86.75分增加到90.73分，提高了3.98分，达到了预期的目的。
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Optimization of the Formulation of Low-Fat Pork Meatballs with Potato Dietary Fiber
ZHANG Gensheng, GE Yingliang, NIE Zhiqiang, YUE Xiaoxia, HAN Bing
(Key Laboratory for Food Science and Engineering of Heilongjiang Province, School of Food Engineering, Harbin University of Commerce, Harbin 150076, China)
Abstract：This research study aimed to determining, using sensory and textural qualities as response parameters, an optimized low-fat meatball formulation with pork fat substitution by potato dietary fi ber. The optimization showed that a formulation consisting of 70% lean, 24% fat and 6% potato dietary fi ber (fat substitution by 20%) with 16% potato starch, 2.5% soybean protein isolate and 30% water added indicated improved sensory quality and textural properties with sensory score, hardness, elasticity, cohesiveness and chewiness of up to 90.73, 4 189.14 g, 0.70, 0.45 and 921.24 g, respectively, when compared with common pork meatballs, in addition to a 39% reduction in fat content.
Key words：pork meatballs； potato dietary fi ber； sensory evaluation； texture properties
中图分类号：TS251.51
文献标志码：A
文章编号：1001-8123（2015）08-0008-05
doi：10.7506/rlyj1001-8123-201508003
收稿日期：2015-03-19
基金项目：黑龙江省教育厅科学技术研究项目（12531158）
作者简介：张根生（1964—），男，教授，硕士，研究方向为畜产品加工。E-mail：zhanggsh@163.com