1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
微晶纤维素是从谷物中提取的一种不溶性纤维，通过磷酸溶解和水再生出的具有优良凝胶和稳定乳化液性能的胶态级别的微晶纤维素，粒径大小在0.1-2m，属于可食性纤维，本身无色无味，没有热量，分散于水中可形成白色，不透明的触变胶体[1]。
由于再生微晶纤维素在水中具有较好的分散性，常被用于悬浮固体颗粒，稳定乳状液和泡沫等[2、4]。在食品行业上，具体来说是被作为固体悬浮剂、高温稳定剂、乳液稳定剂、泡沫稳定剂、冰晶控制剂、保形剂、膨化剂、脂肪替代剂以及增稠剂等[4、7]，在奶制品、乳制品、低能量制品、冷冻食品以及肉制品中都有应用[8]。对于肉制品来说，由于亲水性胶体能够有效地改善肉制品的口感、色泽等品质，并且其使用安全，无毒副作用，甚至可以被当做膳食纤维而对人体起到一定的保健作用。所以，亲水性胶体成为了备受亲睐的肉制品改良剂，被广泛的应用于肉制品中。
亲水胶体在肉制品中的作用[9]主要有以下几个方面：首先是肉的凝胶保水作用。保水性差造成大多数肉制品口感粗糙、切片性差、出品率低。通过添加能够与水有较强亲合作用的物质就可以增加肉的持水能力；其次是对蛋白质的保护作用。亲水胶体能和蛋白质(氨基酸)的极性部分发生反应，把水溶蛋白、盐溶蛋白以及后添加的其它蛋白更有效地结合在亲水胶体形成的凝胶体系中，再加上亲水胶体的保水作用，从而最大限度的保留肉制品中的味觉、嗅觉分子，并使得肉制品有弹性、耐咀嚼、柔嫩多汁；第三是增强分散体系的稳定性。乳化、稳定性的亲水胶体添加到肉汁中后，体系黏度增加，体系中的分散相不容易聚集和凝聚，因而可以使分散体系稳定；最后是作为肉品的被膜剂。亲水胶体可用作被膜剂，覆盖于肉品的表面，通常与酸类、防腐剂等共同食用，可以在食品表面形成一层保护性薄膜，保护肉品不受氧气、微生物的作用，起保质、保鲜、保香或上光等作用。
2. 研究的基本内容和问题
1研究目标
传统猪肉丸的脂肪含量较高，已不能满足消费者对低脂肉制品的追求，脂肪替代品制得的肉丸可提供与传统全脂肉丸相似的口感特性，而且能降低脂肪的摄取量，减少肥胖症，心血管疾病和恶性肿瘤等疾病的发病率，因此开发低脂猪肉丸势在必行。
再生微晶纤维素凝胶不仅能够增加体系的粘度，同时具有与脂肪类似的外观和口感，还符合理想的脂肪替代物的特征：具有与天然油脂相似的口感；稳定性好，不与其他营养成分发生相互作用；不影响其他营养物质的吸收或对营养物质生理作用的发挥起负面作用；在体内代谢的过程中，不产生生理性副作用。再生纤维素凝胶已成功地应用于降低奶酪、汉堡、烘烤、饮料和冰淇淋等产品中。再生纤维素凝胶作为猪肉丸中脂肪替代物方面的研究还未见报道。
3. 研究的方法与方案
1研究方法
以再生纤维素凝胶分别取代0%，10%，20%，30%及40%的猪背膘生产猪肉丸，并对解冻后的猪肉丸进行组成成分（脂肪、蛋白质、水分）、持水性、凝胶强度、质构（硬度、弹性、内聚性、咀嚼性、胶粘性）、色差、风味以及感官评定品质指标的测定，分析不同比例再生纤维素凝胶作为脂肪替代物对猪肉丸品质的影响并确定出猪背膘的最适替代度。
2技术路线
2.1技术路线
原料肉--预处理绞碎--配料--斩拌--凝胶化--制丸成型--煮制--冷却--真空包装--冻藏
2.2操作要点
（1）原料肉预处理:牛肉和肥膘经过清洗后用直径为6mm的孔板绞制，经绞制后放在0-4度的低温环境中备用。
（2）斩拌：将绞碎的肉糜倒入斩拌机里,再按先后秩序添加食盐、磷酸盐、香辛料、肥膘和再生微晶纤维素凝胶,并开启斩拌机高速档将肉糜斩拌成粘稠的肉馅，最后加入淀粉斩拌均匀，在整个斩拌过程中,通过加入冰水将肉馅温度控制在10度以下。斩拌时间为10分钟。
（3）凝胶化：将斩拌后的肉馅在滚揉间静置1h，使其乳化完全。
（4）定型煮制:然后手工搓丸，注意控制肉丸直径为3cm左右，在80℃热水中定型5min，然后升温至100℃，煮5min，直至肉丸手捏有弹性、光滑或漂浮时即可，取出后在常温下冷却。
（5）真空包装：将冷却的肉丸用塑料袋进行真空包装。
（6）冻藏将上述包装的肉丸迅速放入-25℃冰箱中冷冻,24h后取出，于-18℃下保藏。
3实验方案
3.1微晶纤维素凝胶的制作
3.1.1称取3g微晶纤维素，加9ml蒸馏水润胀(用玻璃棒搅匀)，再分三次加入150ml85%磷酸(冰箱预冷到4℃),第一次加磷酸用vortex处理（制备10瓶）。
3.1.20℃条件下，冷冻水浴恒温振荡器转速150rpm培育24h。
3.1.3取出将其加入五倍体积的蒸馏水(以磷酸体积计)中稀释，混合均匀后静置2小时。
3.1.4反复离心至PH恒定（用分散机处理，转速10000rpm，至纤维素分散良好），弃去上清液。离心时采用最大离心瓶（500ml），离心力比最高离心力低1000rpm，20min／次，T：5℃。①离心机型号：BeckmancoulterJA-10。②分散机型号：IKART25digitalultra-turraxR，转子型号S25N-107.128530。
3.1.5收集各瓶中的胶，称湿重。
3.1.6称取上述制备的凝胶5g，进行烘干称重（三个平行）。
烘箱温度：105℃，时间：3-4小时。
恒温鼓风干燥箱：DHG-903385-Ⅲ。
3.1.7测产率及浓度。（4.45%）
3.2猪肉丸的制作
3.2.1配方
原料肉1000g(瘦猪肉700g、猪背膘300g小于30%)、食盐25g、三聚磷酸盐2.4g、亚硝酸钠10mg，异抗坏血酸钠0.2g、焦磷酸盐1.6g、白糖20g、木薯淀粉150g、大豆分离蛋白150g、冰水200mL、复合香辛料17g（味精4g，五香粉2g，黑胡椒粉8g，姜粉2g，蒜粉1g）。
3.2.2脂肪取代的方案
表1不同脂肪取代度的猪肉丸的成分
脂肪取代度 | 0 | 10% | 20% | 30% | 40% |
再生微晶纤维素凝胶（g） | 0 | 30 | 60 | 90 | 120 |
猪背膘（g） | 300 | 270 | 240 | 210 | 180 |
3.2.3猪肉丸加工工艺
原料肉--预处理绞碎--配料--斩拌--凝胶化--制丸成型--煮制--冷却--真空包装--冻藏
3.3肉丸的色差
采用色差仪对其色泽形成进行定量分析。
将猪肉丸对称切成两半，附上一层保鲜膜用便携式色差仪分别测定其表面和切面的色差。记录CIEL*，a*，b*值。室温下进行检测,每组处理3个重复，每个重复取6个样，实验结果为6次测定结果的平均值。
3.4猪肉丸质构的测定
取出冻藏好的肉丸在沸水中加热15min取出冷却至室温或者直接将冷却至室温的肉丸切成厚度为15mm的鼓状，釆用SMSP/36R型探头对样品进行全质构测试，测定参数：测前速度1mm/s；测试速度5mm/s；测后速度5mm/s；压缩程度55%；两次压缩之间停留时间5s；触发类型自动，触发力5g。室温下进行检测，每组处理3个重复，每个重复取6个样，实验结果为6次测定结果的平均值。
3.5猪肉丸持水性的测定
将样品切成厚1cm的薄片并称其质量(W1)，下面放3张滤纸，上面放2张滤纸，用1kg的重物压制并保持8min，去掉滤纸,再次称量(W2)，失水率为U=(W1-W2)/W1*100%，每组实验重复3次，每个重复取6个样，实验结果为6次测定结果的平均值。
3.6猪肉丸凝胶强度的测定
将制备好的牛肉丸从4度温度下取出,室温放置,当肉丸温度达到室温时，将其切成厚度为15mm的鼓状，破断强度和凹陷度直接采用质构仪测定。采用直径为5mm的球形探头，测定参数：样品高度15mm，测试前速度1mm/s；测试速度2mm/s；下压距离10mm，曲线上的第一个峰即为破断强度(Breakingforce,BF)，单位为Kg。对应的距离为凹陷度凹陷深度(Deformation,DF)，单位为mm。其中破断强度是衡量牛肉丸凝胶的脆性的指标，凹陷深度是衡量牛肉丸凝胶弹性的指标，二者的乘积即为肉丸凝胶强度(Gelstrength,GS)，单位为Kgmm。每组实验重复3次，每个重复取6个样，实验结果为6次测定结果的平均值。
3.7猪肉丸的感官评定
表2感官评定表格
3.8猪肉丸中脂肪含量（索氏抽提法）
脂肪含量测定参考Folch等的方法，分别称取不同比例替代组乳化香肠各3g，加入20mL氯仿甲醇混合液（体积比：2:1），再加入生理盐水4.4ml，充分匀浆。静置30min，3000r/min,离心15min。取下层氯仿相，旋转蒸发除去氯仿，通过称重计算样品中脂肪的比例。
3.9猪肉丸的蛋白质含量
凯氏定氮仪测定蛋白质含量
3.10猪肉丸的水分含量
采用恒重法，按照GB/T9695.15方法测定。称取上述制备的猪肉丸5g，进行烘干称重（三个平行）。烘箱温度：105℃，时间：3-4小时。恒温鼓风干燥箱：DHG-903385-Ⅲ
4可行性分析
有研究表明，再生微晶纤维素凝胶不仅能够增加体系的粘度，同时具有与脂肪类似的外观和口感]，还符合理想的脂肪替代物的特征：具有与天然油脂相似的口感；稳定性好，不与其他营养成分发生相互作用；不影响其他营养物质的吸收或对营养物质生理作用的发挥起负面作用；在体内代谢的过程中，不产生生理性副作用。由于再生微晶纤维素在水中具有较好的分散性，常被用于悬浮固体颗粒，稳定乳状液和泡沫等。在食品行业上，具体来说是被作为固体悬浮剂、高温稳定剂、乳液稳定剂、泡沫稳定剂、冰晶控制剂、保形剂、膨化剂、脂肪替代剂以及增稠剂等，在奶制品、乳制品、低能量制品、冷冻食品以及肉制品中都有应用。对于肉制品来说，亲水胶体在肉制品中的作用主要有以下几个方面：首先是肉的凝胶保水作用。其次是对蛋白质的保护作用。第三是增强分散体系的稳定性。最后是作为肉品的被膜剂。再生纤维素凝胶已成功地应用于降低奶酪、汉堡、烘烤、饮料和冰淇淋等产品中。然而，再生纤维素凝胶作为猪肉丸中脂肪替代物方面的研究还未见报道。基于已有的很多研究成果，合适的再生纤维素凝胶比例对于改善猪肉丸的品质的的基本猜想是可预测的，且实验设计合理而有效，有较强的可操作性与完成性。
本人的论文导师为张万刚教授，他长期从事脂肪替代物的研究，在这方面拥有强大的知识储备与完善的经验，可以极好的在实验中指导；且实验的具体实施地点在南京农业大学的国家肉品质量安全控制工程技术研究中心，这里拥有优秀的科研软硬件条件，可以为实验提供充分的支持。
4. 研究创新点
再生纤维素凝胶已成功地应用于降低奶酪、汉堡、烘烤、饮料和冰淇淋等产品中。然而，再生纤维素凝胶作为猪肉丸中脂肪替代物方面的研究还未见报道，寻找取代猪肉丸中脂肪的替代品，生产健康营养的猪肉丸具有重要的意义。
5. 研究计划与进展
2014年12月--2015年1月：查阅相关文献，了解研究进展，确定研究内容，拟定实验方案；
2015年2月--2015年4月：预实验和正式实验的开展；
2015年4月--2015年5月：分析数据，撰写论文。
