基于模糊數(shù)學(xué)法評價高溫殺菌處理后丹棱凍粑的品質(zhì)

古明亮

(四川茂華食品有限公司，四川 眉山 620038)

基于模糊數(shù)學(xué)法評價高溫殺菌處理后丹棱凍粑的品質(zhì)

古明亮

(四川茂華食品有限公司，四川 眉山 620038)

為延長丹棱凍粑保質(zhì)期，采用高溫殺菌處理充氮包裝后的丹棱凍粑，并利用模糊數(shù)學(xué)綜合評價法對高溫殺菌處理的樣品進行感官綜合評定和微生物指標測定，優(yōu)化獲得高溫殺菌處理工藝。結(jié)果表明：最佳工藝條件為為高溫?zé)崴疁囟?15℃、殺菌時間10 min、降溫時間8 min。在此條件下，丹棱凍粑的感官品質(zhì)好，其好贊成比率及較好贊成比率均為44%，總和達到了88%，同時徹底殺滅了丹棱凍粑中致病菌、引起腐敗的細菌以及在通常情況下能繁殖的霉菌。丹棱凍粑在陰涼、通風(fēng)、干燥的貯藏條件下保質(zhì)期可達120 d。

模糊數(shù)學(xué)；感官評價；高溫殺菌；丹棱凍粑；品質(zhì)

丹棱凍粑，四川省丹棱縣特色小吃，中國國家地理標志產(chǎn)品，其文字記載的歷史可追溯到南齊建武年間，距今1 400多年[1]。丹棱凍粑以丹棱縣無公害大米為主要原料，添加適量大豆、玉米、白砂糖、赤砂糖、豬油等輔料精制而成，深受大眾喜愛。

在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)：丹棱凍粑保質(zhì)期短(2～3 d)，冷鏈運輸成本高，在流通、銷售及食用方面都受到嚴重限制，銷售范圍主要在丹棱縣周邊地區(qū)，制約了丹棱凍粑銷售市場的發(fā)展壯大；市售丹棱凍粑常出現(xiàn)霉變、發(fā)酸、變餿、大腸菌群超標及霉菌超標等不良現(xiàn)象[2],產(chǎn)品中常常添加雙乙酸鈉、丙酸鈣、山梨酸鉀、脫氫乙酸鈉等防腐劑來保鮮；丹棱凍粑存在微生物污染、過量添加允許范圍內(nèi)的防腐劑以及違禁使用范圍外的防腐劑等食品安全風(fēng)險。從生產(chǎn)工藝上解決丹棱凍粑生產(chǎn)中微生物超標、防腐劑超量、防腐劑超范圍使用質(zhì)量安全問題，延長保質(zhì)期，實現(xiàn)常溫貯藏及運輸，已成必然的趨勢。

本研究目的是通過對充氮包裝后的丹棱凍粑進行高溫殺菌，從工藝上解決丹棱凍粑存在的質(zhì)量安全問題、延長保質(zhì)期、實現(xiàn)常溫貯藏及運輸，以確保丹棱凍粑的食品安全，提高消費者對丹棱凍粑的質(zhì)量安全信心，同時也可拓寬丹棱凍粑的銷售途徑與范圍，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，提高丹棱凍粑的生命力和丹棱凍粑生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)濟效益，為振興丹棱凍粑產(chǎn)業(yè)，將“小凍粑”做成大產(chǎn)業(yè)、丹棱凍粑的工業(yè)化及規(guī)?；a(chǎn)提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1材料與設(shè)備

丹棱凍粑：眉山市丹棱縣四川麻妹子農(nóng)業(yè)科技有限公司提供的白糖味丹棱凍粑，配料為秈米、水、糯米、白砂糖、食用豬油、碳酸氫鈉、復(fù)合膨松劑等，質(zhì)量為18～20 g/個，工藝流程及操作要點按DB 511524/T 17—2014 《地理標志保護產(chǎn)品丹棱凍粑加工技術(shù)規(guī)范》中的規(guī)定執(zhí)行。

所用化學(xué)試劑，均為分析純。

主要試驗儀器與設(shè)備：1200×3600型全自動噴淋帶換熱器式殺菌鍋，DL520型全自動連續(xù)充氮拉伸膜包裝機，BS-600L電子天平(感量0.01 g)，YM50F滅菌鍋，303-1恒溫培養(yǎng)箱，DCD海信冰箱，XSP-02-640X顯微鏡。

1.2試驗方法

預(yù)研究表明，丹棱凍粑需在充氮保護條件下，進行高溫殺菌處理才不會對其感官造成不良影響，才能保持白糖味丹棱凍粑質(zhì)地蓬松、口感綿軟、咀嚼有彈性、入口即化的感官特性。

1.2.1樣品處理

將蒸制后冷卻到常溫的丹棱凍粑放入DL520型全自動連續(xù)充氮拉伸膜包裝機中進行充氮包裝，充氮壓力0.1 MPa，包裝好的樣品在2 h內(nèi)進行殺菌處理。冷卻間、包裝間投入使用前已經(jīng)過臭氧殺菌處理，至空氣沉降菌檢測為<5個細菌/皿、<3個霉菌/皿。包裝使用的耐高溫塑料底托和覆膜已在使用前用紫外燈殺菌8 h。

1.2.2高溫殺菌處理方法

將包裝好的樣品放入1200×3600型全自動噴淋帶換熱器式殺菌鍋中，在設(shè)定條件下用流量泵將高溫?zé)崴磸?fù)循環(huán)，自上而下地對產(chǎn)品進行噴淋加熱殺菌，然后降溫至40℃后移出殺菌鍋。在預(yù)試驗基礎(chǔ)上設(shè)計正交試驗，試驗因素及水平見表1。

表1 L9(33)正交試驗因素和水平

1.2.3菌落總數(shù)的測定

樣品的菌落總數(shù)按照GB 4789.2 —2016進行測定。

1.2.4大腸菌群的測定

樣品的大腸菌群按照GB 4789.3—2016，采用大腸菌群平板計數(shù)法進行測定。

1.2.5霉菌的測定

樣品的霉菌按照GB 4789.15—2016，采用霉菌和酵母平板計數(shù)法進行測定。

1.2.6沙門氏菌的測定

樣品的沙門氏菌按照GB 4789.4—2016進行測定。

1.2.7金黃色葡萄球菌的測定

樣品的金黃色葡萄球菌按照GB 4789.10—2016，采用金黃色葡萄球菌平板計數(shù)法進行測定。

1.2.8微生物檢驗中樣品的采集及處理

微生物檢驗中樣品的采集及處理按照GB 4789.1—2016執(zhí)行。

1.2.9感官評定

評定小組由5男5女共10位身體健康，無吸煙、酗酒等嗜好，對色、香、味、形有較強分辨力和較高靈敏度、食品品嘗經(jīng)驗豐富、熟悉丹棱凍粑的人員組成[3-5]。評定人員對經(jīng)過殺菌處理且復(fù)熱丹棱凍粑的形態(tài)、色澤、滋氣味、組織四個因素進行感官評定，并設(shè)定四個等級[2]，具體見表2。

評定人員在評定前12 h不吃辛辣食物，不得使用任何化妝品，用無色無味洗手液洗凈雙手。每次只評定1個樣品，在下午2點～4點進行，不能在餐后1 h參與評定，每個樣品的感官評定后必須用溫水洗手并用25℃左右的溫開水漱口，間隔10 min后再繼續(xù)評定，全部評定結(jié)束后，收集評定人員的評定表。

1.2.10模糊數(shù)學(xué)模型建立

以形態(tài)、色澤、滋氣味、組織為因素集，以好、較好、一般、較差為評語集，根據(jù)感官評定結(jié)果，建立4個單因素評價矩陣[6-8]，用模糊數(shù)學(xué)評價方法對其進行分析。

1.2.10.1因素集、評語集

因素集U={形態(tài)u1，色澤u2，滋氣味u3，組織u4}；評語集V={好v1，較好v2，一般v3，較差v4}；其中，好v1(4分)，較好v2(3分)，一般v3(2分)，較差v4(1分)。

1.2.10.2權(quán)重的確定[2]

權(quán)重集X={X1，X2，X3，X4}={0.29，0.10，0.36，0.25}，即形態(tài)29分，色澤10分，滋氣味36分，組織25分，共100分。

1.2.10.3模糊關(guān)系綜合評判集

模糊關(guān)系綜合評判集Y=X·R，其中X為權(quán)重集，R為模糊矩陣。

表2 丹棱凍粑感官評價標準

1.2.11丹棱凍粑的微生物指標的技術(shù)要求[2]

丹棱凍粑的微生物指標要求見表3。表中英文字母n、c、m、M的說明參考GB 4789.1—2016 《食品安全國家標準 食品微生物學(xué)檢驗 總則》見3.3.2條款。n為同一批次產(chǎn)品應(yīng)采集的樣品件數(shù);c為最大可允許超出m值的樣品數(shù);m為微生物指標可接受水平限量值(三級采樣方案)或最高安全限量值(二級采樣方案);M為微生物指標的最高安全限量值。舉例說明：若n=5,c=2,m=100 CFU/g,M=1 000 CFU/g。含義是從一批產(chǎn)品中采集5個樣品,若5個樣品的檢驗結(jié)果均小于或等于m值(≤100 CFU/g ),則這種情況是允許的;若不超過2個樣品的結(jié)果(X)位于m值和M值之間(100 CFU/g1 000 CFU/g ),則這種情況是絕對不允許的。

表3 丹棱凍粑微生物指標的技術(shù)要求

1.2.12保質(zhì)期測試

將經(jīng)高溫殺菌處理后，完全殺滅致病菌、引起腐敗作用的細菌以及在通常情況下能繁殖的霉菌且模糊感官評分最高的樣品留樣觀察，貯藏環(huán)境為陰涼、通風(fēng)、干燥。在預(yù)試驗基礎(chǔ)上留樣前三月，每個月評定一次，從第四個月起每隔10 d，對留樣產(chǎn)品進行感官綜合評定和微生物指標測定。根據(jù)實踐經(jīng)驗，以樣品綜合評定為好贊成比率及較好贊成比總和達到55%及以上，且微生物指標均合格的期限定為高溫殺菌處理后丹棱凍粑的保質(zhì)期。

2 結(jié)果與分析

2.1高溫殺菌處理前后樣品微生物檢測結(jié)果

將高溫殺菌處理前樣品、經(jīng)過高溫殺菌處理后的9組樣品，均按GB 7099-2015《食品安全國家標準 糕點、面包》、GB 29921-2013《食品安全國家標準 食品中致病菌限量》中的規(guī)定，除霉菌外的其他微生物檢測項目均做5組平行樣，進行微生物檢測，檢測結(jié)果見表4、表5、表6。

由表4可知,殺菌前沙門氏菌、金黃色葡萄球菌未檢出，符合標準的規(guī)定；菌落總數(shù)雖符合標準規(guī)定，但檢測的5組平行樣都有檢出，最高達3 000 CFU/g；霉菌不符合標準規(guī)定，達500 CFU/g；大腸菌群也不符合標準規(guī)定，檢測的5組平行樣都有檢出，最高達400 CFU/g。導(dǎo)致菌落總數(shù)偏高以及霉菌、大腸菌群超標的原因是丹棱凍粑加工企業(yè)人員文化素質(zhì)偏低、食品安全管控知識極其缺乏造成[2]。丹棱凍粑水分高達40%以上[2]且營養(yǎng)豐富，產(chǎn)品中存在的菌落總數(shù)、霉菌、大腸菌群，易導(dǎo)致丹棱凍粑常出現(xiàn)霉變、發(fā)酸、變餿等不良現(xiàn)象。

表4 高溫殺菌處理前樣品的微生物檢測結(jié)果

表5 高溫殺菌處理后樣品的菌落總數(shù)、大腸菌群及霉菌檢測結(jié)果

表6 高溫殺菌處理后樣品的致病菌檢測結(jié)果

由表5、表6可知，9組樣品經(jīng)過高溫殺菌處理后，均徹底殺滅了引起腐敗作用的細菌以及在通常情況下能繁殖的霉菌，樣品完全達到了“無菌”，完全能杜絕出現(xiàn)霉變、發(fā)酸、變餿等不良現(xiàn)象。

2.2樣品感官評定結(jié)果

2.2.1模糊評判矩陣的結(jié)果

10名感官評定員按照制定的評定方法和標準，對9組樣品進行等級確定，確定各個因素在每個等級中的票數(shù)分布見表7。

表7 丹棱凍粑感官評定票數(shù)分布

由表7可知，1～9號樣品的模糊矩陣如下：

2.2.2模糊變換及綜合評判

Y1=X·R1={0.29，0.10，0.36，0.25}·

其中Y11=(0.29∧0.8)∨(0.10∧0.6)∨(0.36∧0.5)∨(0.25∧0.7)=0.29∨0.1∨0.36∨0.25=0.36。

同理得Y12=0.36，Y13=0.10，Y14=0.0，即Y1=(0.36,0.36,0.10,0.0),歸一化后得Y1=(0.44,0.44,0.12,0.0)。

機械手末端最大加速度由4 575 mm/s2優(yōu)化至4 226 mm/s2，減小約7.6 %。即機械手的慣性力減小約7.6 %。圖7所示為設(shè)計變量對最大水平位移量的影響。

歸一化后的數(shù)據(jù)說明，在高溫?zé)崴疁囟?15℃、殺菌時間10 min、然后8 min降溫至40℃條件下，有44%的感官評定人員認為在此條件下處理的丹棱凍粑感官品質(zhì)好，44%認為較好，12%認為一般，0%的人認為較差。

同理，第2～9號樣品的綜合評定結(jié)果依次如下：

Y2=(0.31,0.38,0.31,0.0)；

Y3=(0.28,0.36,0.36,0.0)；

Y4=(0.32,0.38,0.30,0.0)；

Y5=(0.28,0.40,0.32,0.0)；

Y6=(0.22,0.39,0.39,0.0)；

Y7=(0.0,0.13,0.39,0.48)；

Y9=(0.0,0.0,0.45,0.55)。

好贊成比率最大的樣品即可認定為模糊感官評分最高，即在此高溫殺菌處理條件下的丹棱凍粑感官品質(zhì)最佳[7-9]。從以上綜合評價結(jié)果可以得出，1號樣品的好贊成比率最大，為44%，超過其他編號的產(chǎn)品，好贊成比率及較好贊成比率總和達到了88%，結(jié)合1號樣品中無致病菌、引起腐敗作用的細菌以及在通常情況下能繁殖的霉菌，可以判定1號樣品對應(yīng)的處理條件即為高溫殺菌最優(yōu)工藝條件，即高溫?zé)崴疁囟?15℃、殺菌時間10 min、降溫時間8 min。

2.3保質(zhì)期測試結(jié)果

2.3.1模糊評判矩陣的結(jié)果

根據(jù)本試驗保質(zhì)期測試的規(guī)定，將1號樣品貯存在陰涼、通風(fēng)、干燥處，按規(guī)定時間間隔進行感官評定和微生物檢測(除霉菌外的其它微生物檢測項目均做5組平行樣)，其感官評定的票數(shù)分布見表8，微生物指標檢測結(jié)果見表9。

由表8可知，各觀察時間模糊矩陣如下：

表8 1號樣品留樣期內(nèi)的感官評定票數(shù)分布

表9 1號樣品留樣期內(nèi)的菌落總數(shù)、大腸菌群及霉菌檢測結(jié)果

注：考慮到1號樣品殺菌前后致病菌均未檢出，留樣期間只測定了菌落總數(shù)、大腸菌群和霉菌。

2.3.2模糊變換及綜合評判

同2.2.2節(jié)中的計算方法，各觀察時間綜合評定結(jié)果依次如下：

Y30 d=(0.39,0.39,0.11,0.11)；

Y60 d=(0.42,0.35,0.23,0.0)；

Y90 d=(0.34,0.28,0.19,0.19)；

Y100 d=(0.34,0.28,0.19,0.19)；

Y110 d=(0.47,0.13,0.13,0.26)；

Y120 d=(0.28,0.28,0.24,0.20)；

Y130 d=(0.27,0.27,0.27,0.19)。

從以上感官綜合評價結(jié)果可以得出：留樣30、60、90、100、110、120、130 d好贊成比率及較好贊成比率總和分別為78%、77%、62%、62%、60%、56%、54%。

由表9可知,在130 d留樣期間均未檢出菌落總數(shù)、大腸菌群、霉菌。根據(jù)設(shè)定的保質(zhì)期確認標準，可以得出經(jīng)115℃高溫?zé)崴磸?fù)循環(huán)，自上而下地對產(chǎn)品進行噴淋加熱殺菌10 min后，在8 min降溫至40℃的丹棱凍粑，在陰涼、通風(fēng)、干燥貯藏條件下的保質(zhì)期為120 d。

3 結(jié)論

采用模糊數(shù)學(xué)綜合評價法得出高溫殺菌處理丹棱凍粑的最佳工藝為：高溫?zé)崴疁囟?15℃、殺菌時間10 min、降溫時間8 min；在此條件下，丹棱凍粑的感官品質(zhì)好，其好贊成比率及較好贊成比率均為44%，總和達到了88%，同時徹底殺滅了丹棱凍粑中的的致病菌、引起腐敗作用的細菌以及在通常情況下能繁殖的霉菌，在陰涼、通風(fēng)、干燥貯藏條件下的保質(zhì)期可達120 d。

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QualityevaluationofDanlingDongbaprocessedbyhightemperaturesterilizationbasedonfuzzymathematicmethod

GU Ming-liang

(Sichuan Maohua Food Co.,Ltd.，Meishan 620038,China)

To prolong the shelf life of Danling Dongba, using nitrogen filled packaging after high temperature sterilization, and the samples sensory evaluation and microbiological index by fuzzy comprehensive evaluation method, the optimum conditions of high temperature sterilization treatment process were obtained. The results showed that the optimum conditions for high temperature hot water temperature 115℃,sterilization time 10 min, cooling time 8 min.Under this condition, the sensory quality of Danling Dongba, its good and better approval ratio were both 44%, the total reached 88%, at the same time, the pathogenic bacteria in Danling Dongba, bacteria caused the corruption and fungi were completely killed.In the case of shade, ventilation and dry storage conditions,the shelf life of Danling Dongba was up to 120 d.

fuzzy mathematics;sensory evaluation;high temperature sterilization;Danling Dongba;quality

2017-05-10；

2017-09-20

古明亮(1981-)，男，高級工程師，本科，從事農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮與加工、傳統(tǒng)特色食品品質(zhì)改良、食品安全與檢測。

10.7633/j.issn.1003-6202.2017.10.008

TS213.3;TS207.4;TS205.9

A

1003-6202(2017)10-0035-06

(責(zé)任編輯趙琳琳)