模糊綜合評(píng)價(jià)法在肉味香基感官評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

王越鵬，李 平，汪建明，胡 峰，耿 媛

（1.總后勤部軍需裝備研究所，北京 100010；

2.天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院，天津 300457）

模糊綜合評(píng)價(jià)法在肉味香基感官評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

王越鵬1，李 平2，汪建明2，胡 峰2，耿 媛2

（1.總后勤部軍需裝備研究所，北京 100010；

2.天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院，天津 300457）

以自制水解液、氨基酸和還原糖為原料，經(jīng)美拉德反應(yīng)得到具有肉味特征的香基料，以模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)作為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，半胱氨酸添加量、葡萄糖和木糖比例及大豆蛋白液的添加量是影響產(chǎn)物特征的關(guān)鍵因素，采用正交實(shí)驗(yàn)L9（33）確定最佳配比為，半胱氨酸添加量為2.5%，葡萄糖和木糖比為1∶3，大豆蛋白液添加量為30%，得到產(chǎn)物的感官評(píng)分為4.965。

模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)，肉味香基料，感官評(píng)價(jià)

肉類風(fēng)味的研究始于20世紀(jì)50年代，人們發(fā)現(xiàn)：美拉德反應(yīng)、硫胺素降解及脂肪氧化是肉類熱加工過程中產(chǎn)生風(fēng)味的主要化學(xué)反應(yīng)[1]。反應(yīng)型香料是一種模仿烹飪食品風(fēng)味、使用量很低但風(fēng)味好的食品配料。IOFI中反應(yīng)型香料的定義為通過加熱食品原料或允許在食品或加工香料中使用過的食品組分而制得的具有其風(fēng)味特征的產(chǎn)品[2]。近年來，有部分學(xué)者報(bào)道了模糊綜合評(píng)價(jià)法在食品中的應(yīng)用[3-7]，包括在評(píng)價(jià)白酒、食用植物油、洋蔥果脯、豆?jié){、牛肉品質(zhì)、發(fā)酵酒中等。應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)法評(píng)價(jià)食品的感官質(zhì)量在我國還不太普遍，因?yàn)槭称返馁|(zhì)量多以感官指標(biāo)檢驗(yàn)為主，其感官指標(biāo)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的本身是模糊的，針對(duì)這一特點(diǎn)，通過模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)法來評(píng)價(jià)食品感官質(zhì)量更為科學(xué)和客觀。食品的感官特性包括外觀（色澤等）、氣味（香味、異味等）、滋味（酸甜等）、組織（食品物性、質(zhì)地等），而對(duì)這些感官特性的評(píng)價(jià)，我們很難用準(zhǔn)確的數(shù)值來表達(dá)，故從理論上建立客觀模糊性與客觀準(zhǔn)確性兼?zhèn)洌冶容^嚴(yán)密的、客觀而科學(xué)的綜合評(píng)價(jià)模式，其意義尤為重要[8-9]。本文研究的目的是通過單因素和正交實(shí)驗(yàn)確定美拉德產(chǎn)物制備的一種最優(yōu)配方，并采用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)肉味進(jìn)行評(píng)價(jià)，探尋一種人為因素影響小，更好的肉味香味料的感官評(píng)價(jià)方法。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

大豆蛋白水解液 實(shí)驗(yàn)室自制；葡萄糖、木糖、半胱氨酸、蛋氨酸、胱氨酸、甘氨酸、酪蛋白、賴氨酸、脯氨酸、精氨酸、谷氨酸 山東濟(jì)寧耐特食品公司，食品級(jí)；氫氧化鈉、鹽酸 天津市北方天醫(yī)化學(xué)試劑廠，分析純。

立式壓力蒸汽滅菌器 上海博迅實(shí)業(yè)限公司醫(yī)療設(shè)備廠；pH計(jì) 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；KQ-100E超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司；752E紫外可見分光光度計(jì) 上海天普儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的制備 按實(shí)驗(yàn)方案，準(zhǔn)確稱取各種反應(yīng)原料于三角瓶中，加入適量的大豆蛋白水解液，超聲使反應(yīng)原料完全溶解，用1mol/L氫氧化鈉溶液和1mol/L鹽酸溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)物至pH 7，用棉塞和牛皮紙包扎好。在高壓蒸汽滅菌鍋中，115℃反應(yīng)60m in[10]，反應(yīng)結(jié)束后取出三角瓶，冷卻至室溫后進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

1.2.2 單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.2.1 氨基酸種類單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 添加的氨基酸分別為半胱氨酸1%、賴氨酸1%、蛋氨酸1%、甘氨酸1%、脯氨酸1%，酪蛋白1%，其他原料添加量分別為葡萄糖和木糖各1%，大豆蛋白液30%。

1.2.2.2 還原糖添加量單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 添加的還原糖總量為2%，葡萄糖和木糖的比例分別是1∶0、0∶1、1∶1、1∶2、2∶1、3∶1、1∶3，氨基酸添加量為氨基酸種類單因素實(shí)驗(yàn)中確定的最佳氨基酸，大豆蛋白液30%。

1.2.2.3 氨基酸添加量單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 1.2.2.1單因素中優(yōu)化出的氨基酸添加量分別為0.05%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%，還原糖的添加量為1.2.2.2單因素實(shí)驗(yàn)中確定的最佳添加量，大豆蛋白液添加30%。

1.2.2.4 大豆蛋白液添加量單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 大豆蛋白液的添加量分為為10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%，其他原料均為單因素實(shí)驗(yàn)中確定的最佳添加量。

1.2.3 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行L9（33）正交實(shí)驗(yàn)，正交實(shí)驗(yàn)因素水平表見表1所示。

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素水平表Table 1 The factors and levels of orthogonal test

1.2.4 肉味香精質(zhì)量的模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)定方法[10-12]為了使感官評(píng)價(jià)的結(jié)果更客觀、更準(zhǔn)確，對(duì)以感官得分為指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)，將樣品的總體風(fēng)味劃分成成幾種容易辨別的風(fēng)味，分別評(píng)分，然后采用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法將評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，采用模糊數(shù)學(xué)原理對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行處理，得到樣品的總體得分。評(píng)判小組由20人（經(jīng)過相關(guān)培訓(xùn)的具有食品專業(yè)背景的研究生）組成，要求對(duì)每種香味分別進(jìn)行評(píng)價(jià)。采用聞香紙?jiān)u香法加熱到室溫，然后稀釋，每隔30s評(píng)價(jià)一個(gè)樣品。進(jìn)行香味評(píng)定。具體方法如下：

對(duì)美拉德反應(yīng)所得樣品，按實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)號(hào)進(jìn)行編號(hào)，則評(píng)判對(duì)象集U為：

評(píng)判因素X為X＝{x1，…xi，…xn}={肉香味，烤香味，其他香味，硫臭味，刺激性氣味}

根據(jù)參考文獻(xiàn)[13]，確定其相應(yīng)的權(quán)重向量為：

評(píng)價(jià)語Y={非常強(qiáng)，較強(qiáng)，一般，較弱，弱}

其相應(yīng)的得分為V={5，4，3，2，0}

將每個(gè)樣品的質(zhì)量評(píng)價(jià)因素進(jìn)行歸一化處理，得到以下模糊矩陣：

其中，j=1，2，3……n，為樣品編號(hào)，i=1，2，3，4，5為質(zhì)量評(píng)價(jià)因素，ri1、ri2、ri3、ri4、ri5分別為第I個(gè)評(píng)價(jià)因素各評(píng)價(jià)歸一化后的數(shù)據(jù)。

例如：1號(hào)樣品

可建立肉香味、烤香味、其他香味、硫臭味、刺激性氣味4個(gè)單因素的模糊評(píng)價(jià)矩陣：

依據(jù)模糊轉(zhuǎn)變?cè)恚築=A×R，

則對(duì)第j號(hào)樣品的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果Bj=A×Rj，則對(duì)1號(hào)樣品的評(píng)價(jià)結(jié)果為

乘以相應(yīng)的感官評(píng)價(jià)分值V={5，4，3，2，0}，可得到1號(hào)樣品的模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)分值：4.625。

1.2.5 美拉德反應(yīng)產(chǎn)物褐變程度確定 采用分光光度計(jì)測定其在420nm處的吸光值，吸光度可作為產(chǎn)物的輔助評(píng)價(jià)指標(biāo)，最終判定結(jié)果以感官評(píng)價(jià)為準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 氨基酸種類的確定

產(chǎn)生肉味的主要是一些含硫氨基酸，包括：胱氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、谷胱甘肽、?；撬岬?，蛋氨酸能產(chǎn)生一種類似于土豆的香氣。對(duì)8個(gè)樣品的簡單描述評(píng)價(jià)見表2，其褐變情況見圖1。以賴氨酸、蛋氨酸和精氨酸作為氨基酸原料的樣品都有較高的褐變值，但是從感官評(píng)價(jià)表可知其肉味不如半胱氨酸強(qiáng)烈，而本研究的目的是制備肉味香基料，故選擇半胱氨酸作為材料，進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。

表2 不同氨基酸種類感官評(píng)價(jià)結(jié)果Table 2 The sensory evaluation results of different kinds of amino acids

2.2 還原糖比例的確定

圖1 氨基酸種類對(duì)美拉德產(chǎn)物褐變程度的影響Fig.1 The influence of amino acids kinds on the Maillard products Browning degree

戊糖比己糖更容易與氨基酸發(fā)生反應(yīng)，所需加熱時(shí)間短、并能產(chǎn)生更好的肉味風(fēng)味。在常見的四個(gè)戊糖中，核糖反應(yīng)風(fēng)味最好，其次是木糖、再次是阿拉伯糖與來蘇糖。雙糖產(chǎn)生的風(fēng)味較差，但一個(gè)摩爾的蔗糖加入反應(yīng)混合物中時(shí)，在很低的pH條件下，可以裂解提供一個(gè)摩爾的葡萄糖與一個(gè)摩爾的果糖，非還原性雙糖如乳糖在非裂解條件下（中等pH）不能裂解為單糖，多糖與淀粉更差。本實(shí)驗(yàn)考慮工業(yè)化生產(chǎn)原料的來源和成本，選用木糖、葡萄糖不同比例與氨基酸和大豆水解液，以確定合適的單糖比例。褐變程度見圖2。

圖2 葡萄糖和木糖比例對(duì)美拉德產(chǎn)物褐變程度的影響Fig.2 The influence of glucose and xylose proportion on the Maillard products Browning degree

從圖2中可以看出葡萄糖和木糖比例為0∶1、2∶1、1∶3為褐變程度最高的三組，而感官評(píng)價(jià)排序結(jié)果為：1∶3（4.925）＞1∶2（4.855）＞0∶1（4.780）＞1∶1（4.655）＞2∶1（4.560）＞3∶1（4.465）＞1∶0（4.455），故選擇葡萄糖和木糖比例為1∶3，為以下實(shí)驗(yàn)的還原糖比例。

2.3 半胱氨酸添加量的確定

圖3 半胱氨酸添加量對(duì)美拉德反應(yīng)產(chǎn)物褐變程度的影響Fig.3 The influence of cysteine amount on the Maillard on products Browning degree

不同氨基酸和還原糖反應(yīng)比例對(duì)美拉德反應(yīng)產(chǎn)物也有大的影響，褐變程度如圖3所示，感官評(píng)價(jià)排序結(jié)果以半胱氨酸添加量（%）表示為：2.50（4.920）＞3.00=2.00（4.915）＞1.50（4.855）＞1.00（4.815）＞0.50（4.780）＞0.05（4.675）。感官評(píng)價(jià)排序結(jié)果和產(chǎn)物褐變程度成正相關(guān)。半胱氨酸添加量在大于2.00%時(shí)差異不明顯，考慮成本，選定半胱氨酸添加量為2.00%，即氨基酸和還原糖總量比為1∶1。

2.4 大豆蛋白液添加量的確定

水解植物蛋白（HVP）不但具有可適用的營養(yǎng)保健成分，而且可用作食品調(diào)味料和風(fēng)味增強(qiáng)劑[14]。可用于方便面湯和醬包的增鮮增香；膨化食品和餅干的調(diào)味；提高糖果、飲料的蛋白質(zhì)氨基含量；提高牛肉、雞肉、豬肉香料的香氣風(fēng)度；提高魚、肉制品香、鮮度；調(diào)味品如海鮮醬油、辣汁、醋等得調(diào)香增鮮。本實(shí)驗(yàn)研究了不同大豆蛋白液添加量對(duì)美拉德反應(yīng)產(chǎn)物風(fēng)味的影響。其產(chǎn)物的褐變程度可見圖4。

圖4 大豆蛋白液添加量對(duì)美拉德產(chǎn)物褐變程度的影響Fig.4 The influence of soy protein hydrolysates the Maillard products Browning degree

由于大豆水解液本身有一定的顏色，添加量的不同顏色也不同，因此，在大豆蛋白添加量的單因素實(shí)驗(yàn)中褐變程度不能作為產(chǎn)品的檢測指標(biāo)。感官評(píng)價(jià)排序結(jié)果以大豆蛋白液添加量（v/v，%）表示為：30（4.935）＞40（4.910）＞20（4.880）＞10（4.875）＞50（4.735）＞60（4.720）＞70（4.615）＞80（4.600）。隨著添加量的增加，酸味增加，大豆蛋白液本身的硫臭味和刺激性氣味增加明顯，故選擇大豆蛋白液添加量為30%。

2.5 正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化

表3 L9（33）正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果Table 3 The L9（33）orthogonal experiment design and the results of fuzzy comprehensive sensory evaluation

單因素實(shí)驗(yàn)中確定了半胱氨酸添加量、葡萄糖和木糖添加比例、大豆蛋白水解液是影響美拉德反應(yīng)產(chǎn)物感官品質(zhì)的關(guān)鍵因素，采用正交實(shí)驗(yàn)L9（33）進(jìn)行最佳制備工藝的探討，并應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)法對(duì)9組樣品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，結(jié)果見表3。

由表3正交優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知：各因素對(duì)影響美拉德反應(yīng)產(chǎn)物感官品質(zhì)大小排序，依次是C＞B＞A。較優(yōu)水平組合為A3B3C2，由表4方差分析結(jié)果可知，以空列為誤差項(xiàng)，在a=0.05水平上，大豆蛋白液添加量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響具有顯著性，半胱氨酸添加量、葡萄糖和木糖比例沒有顯著性。綜合考慮方差分析結(jié)果與經(jīng)濟(jì)因素，選擇反應(yīng)條件為半胱氨酸添加量2.5%，葡萄糖和木糖比例為1∶3，大豆蛋白液添加量30%。通過驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，在所選條件下進(jìn)行美拉德反應(yīng)，得到產(chǎn)物的感官評(píng)分為4.965。

表4 L9（33）正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方差分析表Table 4 The analysis of variance of orthogonal experiment design

3 結(jié)論

本研究采用正交實(shí)驗(yàn)L9（33）進(jìn)行美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的最佳制備工藝探討，確定最佳配比為半胱氨酸添加量為2.5%，葡萄糖和木糖比為1∶3，大豆蛋白液添加量為30%。應(yīng)用模糊綜合評(píng)判法對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行評(píng)價(jià)，以彌補(bǔ)傳統(tǒng)感官品評(píng)普遍采用的加權(quán)平均法、總分法等存在的缺陷。運(yùn)用此法采用權(quán)重分配方案和乘法算子，綜合考察肉味香基料的各種香味，使評(píng)判結(jié)果更為準(zhǔn)確和科學(xué)，為肉味香味料的評(píng)價(jià)提供了一種新方法，也為其他香精香料的評(píng)價(jià)提供了依據(jù)。

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App lication of fuzzy com prehensive evaluation to sensory quality analysis ofmeat favour aroma

WANG Yue-peng1，LIPing2，WANG Jian-m ing2，HU Feng2，GENG Yuan2
（1.The Quartermaster Equipment Institute，Gld，Beijing 100010，China；
2.College of Food Engineering and Biotechnology，Tianjin University of Science and Technology，Tianjin 300457，China）

A fuzzy integ rity evaluation model was app lied to assess meat favour aroma p roducted by Maillard reaction from am ino acids and reducing sugars（g lucose and xylose）w ith soy-p rotein hyd rolysates p roduced by oneself.The result indicated that L-Cysteine，the ratio of g lucose and xylose，and soy-p rotein hyd rolysates were the key fac tors during Maillard reaction.Orthogonalarray design was used to set op timalp rocessing.The op timal p rocessing parameters were L-Cysteine 2.5%，the ratio of g lucose and xylose 1∶3，and soy-p rotein hyd rolysates 30%，and the score was 4.965.

fuzzy com p rehensive evaluation；meat flavor aroma；sensory evaluation

TS202.3

A

1002-0306（2012）22-0155-04

2012－04－23

王越鵬（1973-），男，本科，工程師，從事軍用食品工程研究。