猪肉与鱼糜复合肉圆制备工艺优化

肉圆是湖北武汉传统美食肉圆和黄陂三鲜的关键食材，因其外观圆润饱满、色泽金黄、口感肥而不腻而广受消费者喜爱[1]。传统肉圆的制作配方中猪瘦肉占原料肉的七成，成本较高。而我国淡水鱼资源丰富，鲢鱼糜售价不足猪瘦肉的50%，且鱼糜蛋白质含量高、脂肪含量低，具有良好的凝胶形成能力[2]。在猪瘦肉中添加适当比例鱼糜（6∶4～7∶3）不仅可以降低成品中脂肪含量和原料成本，还能改善制品的风味和凝胶品质[3-4]。传统肉圆通常采用高温油炸工艺生产，不仅导致产品中脂肪含量过高，而且肉类在油炸过程中生成的杂环胺、丙烯酰胺及多环芳烃等致癌物会对人体健康造成较大威胁[5]。水煮法是我国传统烹饪方法，其烹饪温度相对较低，可降低有害物质产生风险，且与其他烹饪方法相比，水煮法能最大程度保留食材营养，食用品质更佳[6-9]。鉴于此，本研究以猪肉与鱼糜为主要原料，采用水煮法生产复合肉圆，研究猪瘦肉形状、盐斩时间、水煮温度和水煮时间对肉圆穿刺特性、质地剖面分析（texture profile analysis，TPA）参数、色度值、持水性、感官品质的影响，并采用响应面法对肉圆制作工艺进行优化，以确定猪肉与鱼糜复配凝胶制品肉圆的适宜加工工艺，为开发猪肉与鱼糜复合肉圆工业化生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

猪瘦肉及猪肥膘正大食品（襄阳）有限公司；冷冻鲢鱼糜（AAA级，水分质量分数78%）洪湖市井力水产食品股份有限公司；财成牌马铃薯淀粉、金色洪湖牌谷物鸡蛋、云鹤牌精制食盐、大桥牌味精及生姜等辅料均采购于华中农业大学教育超市。

1.2 仪器与设备

博朗FP3010斩拌搅打机合嘉信厨具机械厂；HH-2数显恒温水浴锅常州澳华仪器有限公司；TA-XT Plus物性测试仪英国Stable Micro System公司；CR-400色差仪日本柯尼卡美能达公司；5424R高速台式冷冻离心机德国Eppendorf公司。

1.3 方法

1.3.1 猪肉与鱼糜复合肉圆制备

先将猪瘦肉切分（丁状：1 cm×1 cm×1 cm，条状：3 cm×1 cm×0.5 cm，糜状：以斩拌机斩碎）、猪肥膘斩碎；另将解冻后的鱼糜空斩2 min，以猪瘦肉与鱼糜按质量比6∶4复配后的总质量为基准，加盐1.5%斩拌1～5 min。根据前期实验确定的肉圆配方将猪瘦肉与鱼糜复配，再以猪瘦肉与鱼糜总质量为基准，加入20%猪肥膘、6%淀粉、1.2%味精、2.1%蛋清、3%生姜末、10%冰水进行搅打[9-10]。搅打完后按肉圆成品规格30 g/个称取混合肉糜，捏制为圆子状，放入水浴锅（82～90 ℃）中进行一次加热煮制（25～45 min），煮制完成后捞出成品（成品中猪瘦肉与鱼糜分别约占肉圆质量的42.2%和28.1%），冷却后于4 ℃冰箱冷藏备用。

1.3.2 单因素试验及响应面优化设计

按照1.3.1节方法制备猪肉与鱼糜复合肉圆，先分别研究猪瘦肉形状（丁状、条状、糜状）、盐斩时间（1、2、3、4、5 min）、水煮温度（82、84、86、88、90 ℃）和水煮时间（25、30、35、40、45 min）对肉圆穿刺特性、质构特性、持水性、色度值和感官品质的影响，以确定各因素的适宜范围，4 个因素的固定水平为条状猪瘦肉、盐斩时间3 min、水煮温度86 ℃、水煮时间35 min。

基于单因素试验结果，以肉圆的硬度和弹性为响应值，采用Box-Behnken中心组合试验设计和响应面法优化制备工艺。试验设计见表1。

1.3.3 穿刺特性和TPA参数测定

参考杨眉等[10]的方法。将肉圆样品切成20 mm高的立方体，采用物性测试仪测定穿刺特性（破断力、凹陷距离、凝胶强度）和TPA参数（硬度、弹性、咀嚼性、内聚性）。穿刺特性测定条件：P/0.25S探头，压缩距离10 mm，间隔时间5 s，测前、测试、测后速率分别为2、1、1 mm/s。TPA参数测定条件：P/36R探头，测前、测试、测后速率分别为2、1、2 mm/s，压缩比50%，时间间隔5 s。每个样品做8 个平行。

1.3.4 持水性测定

参考Kocher等[11]的方法。将肉圆样品切成3 g左右，称质量（m1/g），用滤纸包裹，4 000 r/min离心15 min，去掉滤纸后再次称质量（m2/g），按式（1）计算持水性。每个样品做3 个平行。

1.3.5 色度值测定

参考Kong Baohua等[12]的方法。将肉圆样品切成直径25 mm、高20 mm的圆柱体，用校正过的色差仪测定样品的亮度值（L*）、红度值（a*）、黄度值（b*），按式（2）计算白度（W）。每个样品做8 个平行。

根据SB/T 10610—2011《肉丸》制定感官评价标准，选择8 名经过感官培训的人员，在感官实验室根据肉圆感官评价标准对样品各指标评分并计算总评分[13]。评价标准见表2。

1.4 数据处理

实验重复3 次，结果以平均值±标准差表示。采用Design Expert 11绘图，运用SPSS 25进行统计分析，并作方差分析及Duncan多重范围检验，以P＜0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 猪瘦肉形状对复合肉圆品质的影响

由表3可知，猪瘦肉形状对复合肉圆的凹陷距离、凝胶强度、咀嚼性和色度值有显著影响（P＜0.05），但对复合肉圆的破断力、持水性和感官评分无显著影响（P＞0.05）。在3 种猪瘦肉形状中，条状组肉圆的凹陷距离、凝胶强度、咀嚼性最高，分别为6.90 mm、189.77 g·mm和807.02 g，表明添加条状猪瘦肉肉圆的质地和口感较好，这与口感评分最高的结果相一致，其原因是条状猪瘦肉最大程度保存了其肌肉组织完整性，肌原纤维蛋白结构破坏程度低，肉圆弹性较好。猪肉为红肉，鱼糜为白肉，两者的复配比例及肉糜均匀程度会对肉圆色泽产生影响。添加条状猪瘦肉组肉圆的W较高、b*最低，表明添加条状猪瘦肉的肉糜混合较均匀，肉圆的色泽较好。

2.2 盐斩时间对复合肉圆品质的影响

鱼糜的斩拌是猪肉与鱼糜复合肉圆制作过程极为重要的一道工序，通常可分为空斩和加盐斩拌，通过斩拌促使盐溶性蛋白充分溶出并形成肌动球蛋白溶胶，使原料乳化性、黏结性最大化[14-15]。由表4可知，鱼糜盐斩时间对复合肉圆品质影响显著（P＜0.05），其破断力、凝胶强度、硬度、咀嚼性、内聚性、持水性、W、色泽评分、组织状态评分和总评分随盐斩时间的延长整体呈先上升后下降的趋势，并且基本在盐斩时间4 min时达到最大值。适当的盐斩时间可促进肌原纤维蛋白溶出和肌球蛋白α-螺旋展开，进而形成良好的三维网络结构，增强鱼糜凝胶强度[16]。而盐斩时间过短，鱼糜颗粒较大，鱼糜中肌原纤维蛋白溶出较少，鱼糜凝胶强度低、弹性差；盐斩时间过长则会使鱼糜温度升高，易导致肌原纤维蛋白变性，凝胶形成能力下降[17-19]。色度值反映制品颜色的色调和饱和度，鱼糜的盐斩时间对猪肉与鱼糜复合肉圆的色度值有一定影响。随着盐斩时间的延长，猪肉与鱼糜复合肉圆的L*和W逐渐增加，盐斩时间4 min时其L*和W分别为80.71和78.69，继续延长盐斩时间，肉圆的L*和W出现下降，而肉圆a*则呈现相反的变化趋势，鱼糜盐斩时间4 min时肉圆a*最小。

2.3 水煮温度对复合肉圆品质的影响

穿刺特性和TPA参数是肉糜凝胶制品品质评价重要指标[20]。实验室前期研究结果表明，复合肉糜中猪瘦肉比例较大时，其凝胶形成过程不存在凝胶劣化现象，且猪瘦肉最终以条状加入，成品凝胶品质较糜状猪瘦肉更好，选用一段式加热法制备复合肉圆。由表5可知，水煮温度对肉圆的穿刺特性、TPA参数、持水性、色度值和感官评分均有显著影响（P＜0.05），其破断力、凹陷距离、凝胶强度、硬度、弹性、咀嚼性、持水性、L*、W、色泽评分、组织状态评分和总评分均随水煮温度升高呈先上升后下降的趋势。其中破断力、凹陷距离、凝胶强度、硬度、咀嚼性、持水性、L*、色泽评分、组织状态评分、总评分在86 ℃达到最大，弹性和W在88 ℃达到最大。温度较低时肉中蛋白质变性程度低，肌纤维变形不充分，质构特性较差。随着温度上升，蛋白质高级结构逐步展开，其活性基团得以暴露，从而使交联作用增强[21]，质构特性变优；而温度过高时，蛋白质分子之间及蛋白质与水分子之间的交联作用被破坏，疏水基团暴露受阻，肌原纤维蛋白混乱无序，网状结构松散，穿刺特性、TPA参数变差[22-23]。同时，温度升高会使肌肉表面纤维结构变得疏松，加速内部水分渗出使汁液积于肉制品表面，使之对光的反射能力增强，W增大[24]。温度进一步上升，自由水含量下降使光反射降低，且肉制品发生的美拉德反应更为剧烈，生成更多褐色物质，W下降。感官评价是一种直观且快速的食品质量检测方法，可以反映消费者对该产品的接受性[25]。当温度升高时，蛋白质变性导致肌纤维收缩产生的牵引力不断增强[26]，水分子与蛋白质结合紧密，产品感官品质较优。温度过高时，蛋白质发生剧烈变性，蛋白质分子之间的共价交联被破坏，导致肉圆的持水性降低[27]，产品多汁性受到影响，总体感官品质变差。

2.4 水煮时间对复合肉圆品质的影响

热加工时间长短与成品的品质密切相关。由表6可知，水煮时间对肉圆的破断力、凝胶强度、硬度、弹性、咀嚼性、内聚性、持水性、L*、a*、W及感官评分（除气味、口感评分外）有显著影响（P＜0.05），而对肉圆的凹陷距离、b*、气味评分和口感评分无显著影响（P＞0.05）。肉圆的破断力、凝胶强度、硬度、弹性、咀嚼性、内聚性和持水性随水煮时间的延长呈先上升后下降的趋势，在水煮时间为40 min时最大。在一定的水煮时间内，蛋白质逐渐发生变性，高级结构伸展且交联程度不断增大，形成致密且稳定的网状结构[28-29]，产品的质地品质得到提高。水煮时间会显著影响产品中发生的物理、化学变化，且肉类原料中含有70%～75%水分，两者均会对肉制品品质产生影响[30]。值得注意的是，肉圆的持水性随水煮时间的延长先增大后减小，而肉圆的L*和W随水煮时间延长呈先下降后上升的趋势，在水煮时间为35 min时肉圆的L*和W最小。研究[31]表明，W与样品水分含量相关，随着水煮时间的延长，肉圆中的水分不断溢出，水分含量下降，W降低。当时间进一步延长时，肉质的纤维组织变得松散，产品中的脂肪不断融化且为白色，W增大[32-33]。猪肉与鱼糜复合肉圆的色泽、组织状态、滋味评分及总评分随着水煮时间的延长显著增加（P＜0.05），水煮时间为45 min时肉圆感官评分最高。这是因为样品水分含量随水煮时间延长而下降，结构更加致密，熟化程度适宜，且由美拉德反应等产生的物质增多，风味更好。

2.5 复合肉圆加工工艺优化

根据单因素试验结果，选择水煮温度（A）、水煮时间（B）、盐斩时间（C）为因素，以猪肉与鱼糜复合肉圆的硬度和弹性为响应值进行响应面试验，结果见表7。

2.5.1 加工工艺参数对复合肉圆硬度的影响

采用响应面分析软件，以硬度为响应值对表7数据进行回归拟合，可得硬度（Y1）与水煮温度（A）、水煮时间（B）、盐斩时间（C）的二次回归方程：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，以硬度为响应值时，拟合模型P＜0.01，失拟项P＝0.412 4＞0.05，方程的拟合效果达到极显著水平，模型可信度高，且R2＝0.980 0＞0.9，说明实验结果与模型拟合效果较好，可用其推测和分析实验结果。A、B、AB、AC、A2、C2对硬度有极显著影响（P＜0.01），C、B2对硬度有显著影响（P＜0.05），BC对硬度无显著影响（P＞0.05），F（A）＞F（B）＞F（C），即3 个因素对复合肉圆影响程度依次为：水煮温度＞水煮时间＞盐斩时间。

响应面平缓程度反映该因素对响应值的影响程度，曲面越陡则影响越大；等高线形状反映变量之间交互作用大小，形状越接近椭圆则交互作用越强[34-35]。由图1和表8可知，AC、AB交互作用等高线呈椭圆状，表明盐斩时间和水煮温度、水煮温度和水煮时间交互作用对硬度影响显著；BC交互作用等高线趋于圆形，表明盐斩时间和水煮时间交互作用对硬度影响较小。由图1可知，Y1在因素水平范围内存在极大值，即存在提高肉圆硬度的最优生产工艺参数，对方程进行求导并求最大值，结果表明，盐斩时间2 min、水煮温度89 ℃、水煮时间44 min时制得的复合肉圆硬度最大（4 447.73 g）。

2.5.2 加工工艺参数对复合肉圆弹性的影响

采用响应面分析软件，以弹性为响应值对表7数据进行拟合分析，可得弹性（Y2）与水煮温度（A）、水煮时间（B）、盐斩时间（C）的二次回归方程：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，以弹性为响应值时，拟合模型P＜0.01，失拟项P＝0.652 0＞0.05，方程的拟合效果达到极显著水平，模型可信度高，且R2＝0.990 0＞0.9，说明试验结果与模型拟合效果较好，可用其推测和分析试验结果。A、B、AC、A2、B2、C2对弹性有极显著影响（P＜0.01），C、AB对弹性有显著影响（P＜0.05），BC对弹性影响不显著（P＞0.05）。F（B）＞F（A）＞F（C），即3 个因素对复合肉圆影响程度的顺序依次为水煮时间＞水煮温度＞盐斩时间。

由图2可知，当水煮温度一定时，等高线为圆形，说明水煮时间和盐斩时间交互作用对弹性的影响较小。当水煮时间或盐斩时间一定时，等高线为椭圆形，说明水煮温度和盐斩时间、水煮温度和水煮时间交互作用对弹性影响显著。Y2存在极大值，即存在提高复合肉圆弹性的最优生产工艺参数，对方程进行求导并求最大值，结果显示，盐斩时间3 min、水煮温度88 ℃、水煮时间44 min时制得的复合肉圆弹性最大（0.871）。

2.6 验证实验结果

以猪肉与鱼糜复合肉圆的硬度和弹性达到最大为目标，两者贡献权重分别为50%，由加工工艺对硬度、弹性影响的拟合方程得到的最佳工艺参数为：水煮温度89.11 ℃、水煮时间44.21 min、盐斩时间2.88 min，结合实际选择盐斩时间3 min、水煮温度89 ℃、水煮时间44 min进行验证，在3 次实验中，复合肉圆的硬度分别为4 308.58、4 280.24、4 380.94 g，平均值为4 324.25 g，与预测值4 438.08 g的误差为2.56%；弹性分别为0.837、0.860、0.858，平均值为0.852，与模型预测值0.842的误差为1.19%，表明该模型对结果的预测较为准确。

3 结论

本研究以猪瘦肉与鱼糜为主要原料，以水煮成型工艺生产猪肉与鱼糜复合肉圆，研究生产条件对复合肉圆品质的影响并优化其生产工艺参数。猪瘦肉形状、盐斩时间、水煮温度和水煮时间对猪肉与鱼糜复合肉圆品质有显著影响（P＜0.05）。添加条状猪瘦肉的复合肉圆品质优于添加丁状和糜状猪瘦肉的复合肉圆。经响应面优化，复合肉丸的最佳工艺参数为：盐斩时间3 min、水煮温度89 ℃、水煮时间44 min。在该条件下制作的复合肉圆的硬度和弹性最高，分别为4 324.25 g和0.852，口感柔软而有弹性。采用该工艺生产复合肉圆不仅加工特性、质构和感官品质优良，而且可显著降低肉圆生产原料成本，对开发猪肉与鱼糜复合肉圆工业化生产技术具有指导意义。

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