模糊數(shù)學(xué)法優(yōu)化低鹽益生菌發(fā)酵梅片配方研究

謝桂勉 林海濱 楊培新 劉蕓 黃桂珍

摘要? ? 研究低鹽益生菌發(fā)酵梅片的配方工藝，以色澤、風(fēng)味和組織狀態(tài)為評價指標，采用正交試驗結(jié)合模糊數(shù)學(xué)感官評價優(yōu)化產(chǎn)品的制備工藝。結(jié)果表明，低鹽益生菌發(fā)酵梅片最優(yōu)配方為益生菌發(fā)酵梅漿65.0%、黑糖7.0%、食鹽2.0%、姜粉1.6%。在此條件下制備的低鹽益生菌發(fā)酵梅片，總糖為13.5%、總酸2.4%、鹽分5.2%，具有色澤鮮亮、口感豐富、風(fēng)味獨特的特點。

關(guān)鍵詞? ? 青梅;低鹽益生菌發(fā)酵梅片;模糊數(shù)學(xué)法;配方優(yōu)化

中圖分類號? ? TS252.54? ? ? ? 文獻標識碼? ? A? ? ? ? 文章編號? ?1007-5739（2019）09-0213-03

Abstract? ? Formula and process of low salt probiotic green plum tablet were studied. With the color，flavor and appearance as indicators，orthogonal test combined with fuzzy comprehensive evaluation was designed to determine the best formula. The results showed that the optimized process parameters for low salt probiotic green plum tablet was as follows：probiotic green plum juice 65.0%，brown-sugar 7.0%，salt 2.0%，ginger powder 1.6%. Under this conditions，the low salt probiotic green plum tablet was characterized by a fresh color，rich in taste and unique flavor with total sugar of 13.5%，total acidity of 2.4% and salinity 5.2%.

Key words? ? green plum;low salt probiotic green plum tablet;fuzzy mathematics;formula optimization

青梅低糖、高酸，富含蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物和多種無機鹽、有機酸，屬于天然的堿性食品，具有很高的營養(yǎng)價值。青梅中有機酸、多酚、黃酮、萜烯、甾醇等有益成分在抑制細菌[1]、抗過敏[2]、抗氧化[3]、抗腫瘤[4]、抗血栓[5]、保護支氣管上皮細胞和角蛋白細胞[6]以及提高免疫力等方面具有一定的作用。

青梅不易保藏且因為高酸不宜直接食用，通常先經(jīng)過鹽腌、日曬加工成半成品干濕梅[7]，再進一步加工成蜜餞[8-9]等產(chǎn)品。而傳統(tǒng)的話梅、梅餅、調(diào)味梅等青梅制品因為高鹽高糖而致食用價值降低。開發(fā)低鹽、低糖、富營養(yǎng)價值的青梅蜜餞成為當(dāng)前消費升級的所需。本研究創(chuàng)新采用干濕梅為原料，利用益生菌發(fā)酵制備梅漿，再進一步加工成梅片。通過正交試驗結(jié)合模糊數(shù)學(xué)感官評價優(yōu)化產(chǎn)品配方，有效提高產(chǎn)品的感官品質(zhì)并延長產(chǎn)品保質(zhì)期。解決青梅不易保藏，以及傳統(tǒng)水果發(fā)酵制品以鮮果為起始原料，存在季節(jié)性和批次差異等問題，有利于青梅蜜餞的常年生產(chǎn)。同時，制作的產(chǎn)品低鹽低糖、營養(yǎng)健康，克服了傳統(tǒng)青梅蜜餞高鹽高糖、不利于健康的缺點。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 材料與儀器

供試材料為干濕梅，廣東殿羽田食品有限公司;益生菌粉（含植物乳桿菌、嗜酸乳桿菌、副干酪乳桿菌、乳雙歧桿菌、鼠李糖乳桿菌），北京川秀國際貿(mào)易有限公司;甜菊糖，曲阜海根甜菊制品有限公司;三氯蔗糖，山東康寶科技有限公司;檸檬酸，濰坊英軒實業(yè)有限公司。

供試儀器為清洗機，中根機械有限會社NSK-500;打漿機、攪拌機、刮片機、切片機，杭州杭盛機械設(shè)備有限公司;烘干機，廣州馳騰能源科技有限公司CT-RB6;重量檢測機，日本安立株式會社KW5366BW66;X射線異物檢出機，日本安立株式會社KD740KP;Brix糖度計，ATAGO（愛拓）中國分公司PAL-3;電子天平，美國雙杰JJ1000Y。

1.2? ? 試驗方法

1.2.1? ? 工藝流程。干濕梅→脫鹽→配料→發(fā)酵→去核→打漿→調(diào)配→刮片→烘干→切片→包裝→異物檢測→貼標、捆包→登記入庫。

1.2.2? ? 操作要點。

（1）取200份干濕梅，用飲用水浸泡脫鹽至鹽分≤3.0%，裝入無菌發(fā)酵罐。

（2）將100份黑糖、15份檸檬酸加入200份飲用水中溶解，煮沸3 min，冷卻至室溫，加入1份益生菌粉，攪拌均勻，裝入上述無菌發(fā)酵罐，再加入50份檸檬，靜置發(fā)酵2個月。

（3）發(fā)酵完成，分離益生菌發(fā)酵干濕梅和發(fā)酵液，備用[10]。

（4）將益生菌發(fā)酵干濕梅去核，用打漿機打成梅漿，過濾去除大塊果皮，取配方重量份梅漿備用。

（5）稱取配方重量份的黑糖、食鹽、姜粉、甜菊糖苷、三氯蔗糖與上述梅漿混勻，調(diào)味。

（6）將混合物料裝盤，用刮片機刮成3 mm薄片。

（7）轉(zhuǎn)入烘房，設(shè)置溫度（40±3）℃，烘干至水分≤10.0%。

（8）將烘干后薄片切割成整齊正方形或長方形小片，包裝，即為成品。

（9）成品經(jīng)過X光機異物檢測，合格產(chǎn)品貼標、捆包，登記入庫。

1.2.3? ? 單因素試驗。

（1）益生菌發(fā)酵梅漿添加量試驗。選取益生菌發(fā)酵梅漿添加量分別為55.0%、60.0%、65.0%、70.0%、75.0%，各3個平行，其他因素水平分別為黑糖5.2%、食鹽3.3%、姜粉1.2%、甜菊糖苷0.1%、三氯蔗糖0.02%。

（2）黑糖添加量試驗。選取黑糖添加量分別為1.0%、3.0%、5.0%、7.0%、9.0%，各3個平行，其他因素水平分別為益生菌發(fā)酵梅漿65.4%、食鹽3.3%、姜粉1.2%、甜菊糖苷0.1%、三氯蔗糖0.02%。

（3）食鹽添加量試驗。選取食鹽添加量分別為1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%，各3個平行，其他因素水平分別為益生菌發(fā)酵梅漿65.4%、黑糖5.2%、姜粉1.2%、甜菊糖苷0.1%、三氯蔗糖0.02%。

（4）姜粉添加量試驗。選取姜粉添加量分別為0.1%、0.6%、1.1%、1.6%、2.1%，各3個平行，其他因素水平分別為益生菌發(fā)酵梅漿65.4%、黑糖5.2%、食鹽3.3%、甜菊糖苷0.1%、三氯蔗糖0.02%。

1.2.4? ? 正交試驗設(shè)計。在單因素試驗基礎(chǔ)上，選取益生菌發(fā)酵梅漿、黑糖、食鹽、姜粉4個因素，以模糊數(shù)學(xué)感官評定綜合得分為評價指標，設(shè)計L9（34）正交試驗，確定低鹽益生菌發(fā)酵梅片的最佳配方。試驗因素水平見表1。

1.2.5? ? 模糊數(shù)學(xué)模型的建立。

（1）感官評定因素集和等級集。低鹽益生菌發(fā)酵梅片屬于蜜餞制品，參照蜜餞國家標準[11]制定產(chǎn)品感官評分標準，建立模糊數(shù)學(xué)評價模型[12-14]。設(shè)定因素集U={色澤u1，風(fēng)味u2，組織狀態(tài)u3}，等級集V={優(yōu)v1，良v2，中v3，差v4}，設(shè)置各評價等級分值v1=90、v2=80、v3=70、差v4=60，即V={90，80，70，60}。

（2）權(quán)重的確定。采用“0～4評判法”[15]確定每個因素的權(quán)重，得到色澤、風(fēng)味、組織狀態(tài)3個因素的權(quán)重分別為0.22、0.42、0.36，即低鹽益生菌發(fā)酵梅片的權(quán)重集X={0.22， 0.42，0.36}。

（3）模糊矩陣和綜合評價集。將不同等級票數(shù)除以總票數(shù)得到模糊矩陣R，將權(quán)重集X和模糊矩陣R合成得到每個樣品的綜合評價集為Yi=X×Ri（i為樣品的序號）。將綜合評價集Y和等級集V合成得到評分矩陣W，即Wi=Yi×V（i為樣品的序號）。

1.2.6? ? 產(chǎn)品質(zhì)量指標測定。

（1）氯化鈉、總糖及總酸含量測定。按照《蜜餞通則》（GB/T 10782-2006）規(guī)定測定產(chǎn)品的氯化鈉和總糖含量[16]，按照《食品中總酸的測定》（GB/T 12456-2008）[17]規(guī)定測定產(chǎn)品的總酸（以檸檬酸計）。

（2）微生物指標的測定。按照《食品安全國家標準? 蜜餞》（GB 14884-2016）[11]規(guī)定測定產(chǎn)品的菌落總數(shù)、大腸菌群和霉菌。

（3）產(chǎn)品感官評分標準。參照蜜餞國家標準制定低鹽益生菌發(fā)酵梅片的感官評分標準。組織專業(yè)感官評定人員共10人，采用隨機雙盲試驗設(shè)計，按照色澤、風(fēng)味和組織狀態(tài)3個指標對產(chǎn)品感官品質(zhì)進行評價（根據(jù)“0～4評判法”確定色澤、風(fēng)味和組織狀態(tài)的權(quán)重分別為0.22、0.42、0.36），統(tǒng)計各因素優(yōu)、良、中、差4個等級的票數(shù)。產(chǎn)品感官評分標準如表2所示。

2? ? 結(jié)果與分析

2.1? ? 益生菌發(fā)酵梅漿對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響

干濕梅脫鹽后，經(jīng)益生菌發(fā)酵制成的梅片具有濃郁的發(fā)酵梅風(fēng)味。本研究中益生菌發(fā)酵梅漿的添加量主要影響產(chǎn)品的風(fēng)味和組織狀態(tài)。由圖1可知，產(chǎn)品的感官得分隨著益生菌發(fā)酵梅漿的增加呈先增加后減少的趨勢。當(dāng)添加量達到65.0%時，感官得分最高，產(chǎn)品質(zhì)地均勻，有一定咀嚼性，不粘牙，滋味濃郁協(xié)調(diào)，發(fā)酵風(fēng)味適中。

2.2? ? 黑糖對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響

為提高產(chǎn)品的保健價值，采用黑糖加甜味劑的方式，避免高糖的使用，同時賦予產(chǎn)品黑糖滋味并改善產(chǎn)品的色澤。由圖2可知，黑糖添加量較少時，黑糖滋味不明顯，色澤改善不理想，當(dāng)添加量達到5.0%時，產(chǎn)品呈均勻紅棕色，滋味協(xié)調(diào)，酸甜適中，感官得分最高。

2.3? ? 食鹽對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響

干濕梅的鹽分通常在23.0%以上，為保證益生菌正常發(fā)酵，需要將鹽分降至3.0%以下，而為了協(xié)調(diào)最終產(chǎn)品的滋味需重新適當(dāng)添加食鹽。由圖3可知，食鹽添加量顯著影響產(chǎn)品的感官品質(zhì)，添加量為3.0%時，感官得分最高。

2.4? ? 姜粉對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響

姜粉賦予產(chǎn)品更豐富的滋味層次，姜辣味與青梅的酸味結(jié)合恰到好處，提神效果明顯。由圖4可知，產(chǎn)品感官得分隨著姜粉的增加呈上升趨勢，添加量為1.6%時，感官品質(zhì)最佳。姜粉添加量超過1.6%后，姜辣味開始掩蓋發(fā)酵梅的風(fēng)味。

2.5? ? 低鹽益生菌發(fā)酵梅片配方優(yōu)化

低鹽益生菌發(fā)酵梅片的感官評分結(jié)果如表3所示。將不同等級票數(shù)除以總票數(shù)得到模糊矩陣R。例如樣品1的模糊矩陣R1如下：

R1=0.4? ? 0.4? ? 0.2? ? 00.4? ? 0.2? ? 0.4? ? 00.4? ? 0.4? ? 0.2? ? 0

將模糊矩陣R1與權(quán)重集X合成得到樣品1的綜合評價集為Y1=（0.4? 0.32? 0.28? 0）。將綜合評價集Y1和等級集V合成得到樣品1的感官得分W1，即W1=0.4×90+0.32×80+0.28×70+0×60=81.2。同理可得到W1、W2、…W9。

以模糊數(shù)學(xué)評定法對正交試驗各試驗組的樣品進行感官評價，結(jié)果如表4所示。由極差R值可知，各因素對低鹽益生菌發(fā)酵梅片品質(zhì)影響的主要順序依次為益生菌發(fā)酵梅漿>黑糖>姜粉>食鹽。由試驗結(jié)果可知，低鹽益生菌發(fā)酵梅片配方的最佳組合為A2B3C1D2，即最佳配方為益生菌發(fā)酵梅漿65.0%、黑糖7.0%、食鹽2.0%、姜粉1.6%，此時感官得分為88.0分。

2.6? ? 低鹽益生菌發(fā)酵梅片產(chǎn)品質(zhì)量指標

感官指標：紅棕色，質(zhì)地均勻，有一定咀嚼性，滋味濃郁協(xié)調(diào)，口感豐富，具有益生菌發(fā)酵梅特有風(fēng)味和姜辣味。理化指標：總糖（以葡萄糖計）≤25.0%，總酸≤6.0%，鹽分 ≤6.0%。微生物指標：菌落總數(shù)采樣方案及限量為n=5，c=2，m=103 CFU/g，M=104 CFU/g，大腸菌群采樣方案及限量為n=5，c=2，m=10 CFU/g，M=102 CFU/g，霉菌≤50 CFU/g。

3? ? 結(jié)論

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，通過正交試驗結(jié)合模糊數(shù)學(xué)感官評價法，以產(chǎn)品感官得分為評價指標，得到低鹽益生菌發(fā)酵梅片的最優(yōu)配方為益生菌發(fā)酵梅漿65.0%、黑糖7.0%、食鹽2.0%、姜粉1.6%。在此條件下，產(chǎn)品感官得分為88.0分，總糖13.5%，總酸2.4%，鹽分5.2%，具有色澤鮮亮、口感豐富、風(fēng)味獨特的特點。

4? ? 參考文獻

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基金項目? ?2017年廣東省省級科技計劃項目（2017A020225003）。

作者簡介? ?謝桂勉（1982-），男，廣東揭陽人，碩士，副教授，從事食品科學(xué)教學(xué)與科研工作。

收稿日期? ?2019-01-27