基于計算機控制的新型雞精組分建模研究

邱文嚴(yán)

(鄭州電力高等?？茖W(xué)校，鄭州 450000)

雞精(chicken bouillon)是以雞肉粉、味精、食鹽、白砂糖、淀粉等原輔料經(jīng)過配制、混合、干燥等過程加工而成的一種復(fù)合調(diào)味品[1,2]，其具有雞肉的鮮香風(fēng)味，受到廣大消費者的青睞。雞精產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度相當(dāng)驚人，市場上的雞精產(chǎn)品有雞肉、核苷酸等成分，具有一定的營養(yǎng)價值，但含鈣量普遍較低，含鹽量(鈉)較高，品種單一，質(zhì)量參差不齊，部分不良商家生產(chǎn)的雞精含有大量色素、香精，甚至完全不含雞源性成分。由于消費者健康意識的提高，亟需開發(fā)一種高鈣低鈉的新型雞精。

計算機技術(shù)在食品領(lǐng)域已經(jīng)有廣泛的應(yīng)用[3,4]，劉宇姍[5]采用HMM模型和層次分析法以乳制品為例進行了風(fēng)險評估。龔哲衍等[6]針對罐頭滅菌過程，建立滅菌鍋系統(tǒng)模型和罐頭系統(tǒng)模型并用計算機進行仿真測試。本文利用計算機技術(shù)設(shè)計新型雞精的組分，可以計算出各個原料的比例，大大減少了實驗量，保證了精確度，為食品組分分析提出了新的思路。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

鮮雞肉粉(富鈣型)、味精、食鹽、白砂糖、淀粉等原料：購自鄭州市某大型超市，均為食品級。

1.1.2 儀器

2300型自動凱氏定氮儀 瑞士FOSS 公司；L-8900型全自動氨基酸分析儀 日本日立公司；TU1901型紫外可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司。

1.2 5種原料中4種物質(zhì)含量的測定

利用紫外分光光度法分別測定5種原料中谷氨酸鈉和呈味核苷酸二鈉的含量[7]，利用凱氏定氮法測定總氮含量[8]，利用干燥法測定水分含量，結(jié)果見表1。

表1 各原料中各物質(zhì)含量Table 1 The content of each substance in each raw material %

1.3 計算機建模流程、數(shù)學(xué)模型及結(jié)果

1.3.1 計算機建模流程

本程序用JAVA語言編寫[9]，具體流程見圖1。在滿足國標(biāo)對味精的規(guī)定之余，我們還輸入了成本，將成本考慮到最終方案的篩選中。

圖1 計算機建模流程圖Fig.1 Computer modeling flow chart

1.3.2 數(shù)學(xué)模型的建立以及數(shù)據(jù)結(jié)果

a11X1+a12X2+a13X3+a14X4+a15X5≥35.0，

a21X1+a22X2+a23X3+a24X4+a25X5≥1.1，

a31X1+a32X2+a33X3+a34X4+a35X5≥3.0，

a41X1+a42X2+a43X3+a44X4+a45X5≤3.0。

矩陣中X1為鮮雞肉粉；X2為味精；X3為食鹽；X4為白砂糖；X5為淀粉；aij(i=1，2，3，4；j=1，2，3，4，5)為5種原料樣品中4種物質(zhì)(谷氨酸鈉、呈味核苷酸二鈉、總氮、水分)的百分含量(0%～100%)；Xj為各種原料樣品的添加量(Xj≥0且ΣXj=84，其余添加劑等占16%)。物質(zhì)含量的標(biāo)準(zhǔn)均參考國標(biāo)。

本程序用MyEclipse 6.5-Milestone 1軟件運行程序，輸出了264組解。根據(jù)配方給出的4種物質(zhì)的含量和成本從這264組解中整理出較優(yōu)的數(shù)據(jù)8組，見表2。

表2 計算機輸出的較優(yōu)8組數(shù)據(jù)結(jié)果Table 2 Superior eight groups of data results by computer output %

續(xù) 表

1.4 雞精的制備[10]

根據(jù)計算機輸出的以上8組方案中的配比，將原輔料制作成雞精粉，具體流程如下：

1.5 雞精中4種物質(zhì)含量測定

測定制備好的8組雞精中的4種物質(zhì)，方法同1.2部分。

1.6 雞精中氨基酸組分測定[11]

稱取一定量樣品，加入6 mol/L HCl(含有1%苯酚)，在105 ℃水解24 h，定容，成水解液。吸取20 mL上述水解液真空干燥，樣品衍生，再次進行干燥。將樣品稀釋液與干燥樣品混合溶解，以10000 r/min的轉(zhuǎn)速、4 ℃的溫度離心10 min，高效液相分析。色譜柱：PICO-TAG柱，長度150 mm；流動相A：醋酸-醋酸鈉緩沖液(pH 6.6)；流動相B：60%乙腈溶液；檢測波長：254 nm；流速：1.0 mL/min。

1.7 雞精中鈣含量測定[12]

參考GB 5009.92-2016《食品中鈣的測定》。

1.8 雞精感官評價[13]

準(zhǔn)確稱量10 g雞精樣品，充分溶解于100 mL熱水中，置于55 ℃水浴鍋中備用。10名感官評價人員首先嗅聞，然后品嘗，綜合8組雞精溶液的雞肉味、動物膻味、辛辣味、鮮味、余味持久性進行評分。評分采用10分制，0～2基本無；2～4弱；4～6中等；6～8強；8～10非常強。

2 結(jié)果與分析

2.1 雞精中4種物質(zhì)含量

按照計算機輸出的8組配方制作出8組雞精，其谷氨酸鈉、呈味核苷酸二鈉、總氮、水分測定結(jié)果見表3，這是對模型的驗證。按照配比，實際測量出的各物質(zhì)含量與計算機輸出的結(jié)果幾乎吻合，證明計算機模型有良好的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性[14]，其中第1組數(shù)據(jù)最精確，谷氨酸鈉、呈味核苷酸二鈉、總氮含量較高，水分含量較低，且成本相對較低，可認(rèn)為是最佳方案。

表3 雞精中4種物質(zhì)和鈣的實際測定值Table 3 Actual measured values of four substances and calcium in chicken bouillon

續(xù) 表

2.2 雞精中氨基酸組分

8組雞精中氨基酸組分見表4。

表4 雞精中氨基酸組分Table 4 Amino acid components in chicken bouillon

人體所必需的8種氨基酸均齊全，且占比較高，這說明利用計算機建模的新型雞精的營養(yǎng)價值較高，符合消費者的需求。對比8組雞精，相互之間差距不大，說明在谷氨酸鈉、呈味核苷酸二鈉、總氮、水分這4種主要物質(zhì)的控制之下，氨基酸組分均能達(dá)到較高水平，差別是細(xì)微的，對組別的篩選沒有明顯作用[15]。

2.3 雞精中鈣含量

8組雞精中鈣含量見表3，鈣含量均較高，在6 g/kg以上，其中第1組鈣含量最高，為6.39 g/kg，綜合2.1、2.2和2.3部分，說明第1組營養(yǎng)價值最高，再次證明它是最優(yōu)方案，合理可行。

2.4 感官評價結(jié)果

8種雞精的感官評價結(jié)果見表5。

表5 雞精感官評價結(jié)果Table 5 Sensory evaluation results of chicken bouillons

由表5可知，在雞肉味、動物膻味、辛辣味、鮮味中，雞肉味和鮮味為主要氣味，而動物膻味和辛辣味均較弱。感官屬性可以直觀地解釋不同組別的雞精的風(fēng)味特征，第1組的雞肉味、鮮味以及余味持久性最強，動物膻味和辛辣味適中，風(fēng)味最好。

3 結(jié)論

將鮮雞肉粉(富鈣型)、味精、食鹽、白砂糖、淀粉這幾種原料的谷氨酸鈉、呈味核苷酸二鈉、總氮、水分的含量輸入計算機，進行建模，按照輸出的8組較優(yōu)的方案配比，制成雞精，上述4種物質(zhì)的含量與模型非常接近，其中第1組方案的營養(yǎng)價值和感官評價均最好，具體來講，其含氮量高，氨基酸組成較優(yōu)，含鈣量高達(dá)6.39 g/kg，鮮味足，成本較低。配方為鮮雞肉粉(富鈣型)14%、味精22%、食鹽36%、白砂糖7%、淀粉5%，其余為食品添加劑等少量輔料。實驗結(jié)果表明基于計算機控制的新型雞精組分建模是合理可行的，可用于指導(dǎo)生產(chǎn)。