模糊數(shù)學(xué)法在糖醋排骨感官評價中的應(yīng)用

張樂樂，崔 婧，黃林玉，劉雨晴，王奕文，劉生杰,2

（阜陽師范大學(xué)1.信息工程學(xué)院食品系；2.生物與食品工程學(xué)院，安徽 阜陽 236041）

關(guān)鍵字：糖醋排骨；模糊數(shù)學(xué)法；色度

糖醋排骨是我國經(jīng)典的傳統(tǒng)菜，選用鮮豬肋排為原料，成品色澤油潤紅亮，酸甜醇厚，同時排骨含有豐富的骨黏蛋白、骨膠原、磷酸鈣、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)，深受消費者喜愛[1,2]。

不同地域的糖醋排骨有不同的烹飪方式，常有炸制的工序[3]，但油炸食品脂肪含量較多，容易引發(fā)肥胖癥，反復(fù)高溫加熱的油脂會產(chǎn)生致癌物質(zhì)丙烯酰胺，增加癌癥的發(fā)生率，對人體健康造成很大的危害[4]。

糖在食品的風味和色澤上起到關(guān)鍵的作用[5]，而糖在高溫加熱條件下融化，脫水后得到了一種天然食品增色劑[6]，自然產(chǎn)生琥珀色，而無需添加醬油增色。焦糖化反應(yīng)主要應(yīng)用于食品的飲料生產(chǎn)過程中，對烹飪過程中添加食品焦糖色研究不多,呈色作為中式菜肴品質(zhì)評價的重要組成部分[7]，而目前對中式菜肴制作過程中呈色工藝研究較少。本文在焦糖化反應(yīng)的基礎(chǔ)上，用煸炒的方式代替排骨油炸的過程，分析不同種類的糖醋搭配對糖醋排骨呈色和風味的影響，探究糖醋排骨最佳工藝。

模糊綜合評價法將影響感官質(zhì)量的多因素間關(guān)系進行數(shù)學(xué)抽象化并建立理想化評價模式[8]，該方法已經(jīng)在食醋[9]、羊肉湯[10]、保健香腸[11]中得到廣泛應(yīng)用和推廣。本文通過建立模糊數(shù)學(xué)法進行“量化”評價[12]，減少主觀因素在評定過程中的誤差，同時結(jié)合色度檢測建立與感官評價的線性關(guān)系，為糖醋排骨的工藝優(yōu)化提供理論依據(jù)。

1 實驗材料與設(shè)備

1.1 實驗材料

豬肋排、白砂糖、單晶體冰糖、綿白糖、糖漿、恒順鎮(zhèn)江香醋、恒順陳醋、恒順白醋、恒順米醋、料酒、食鹽、大蔥、姜市購。

1.2 實驗設(shè)備

食品秤（上?；ǔ彪娖饔邢薰荆撼村?，美的電磁爐（型號：C21-WK2102），3nh 智能型分光測色儀（型號：YS3060）。

2 實驗方法

2.1 制作的工藝流程

排骨切塊→焯水→洗凈瀝干水分→

炒糖色→煸炒排骨→成品。

2.2 原料的預(yù)處理

將豬肉排骨，去除多余肥肉，切成3 cm 塊，洗凈。冷水下鍋，加入適量的料酒，蔥段、姜混合均勻焯水5 min，去除血沫，撈出瀝干水分。

2.3 炒糖色

炒鍋洗凈擦干置于中火，加入花生油50 g 和80 g 糖，不停翻炒，使糖塊慢慢熔化發(fā)生焦糖反應(yīng)，待糖液呈棕紅色并產(chǎn)生小氣泡時，加少量水，倒入400 g 焯過水的排骨進行不停翻炒上色。炒制的過程中掌握適當火候。添加25 g 醋、3 g 食鹽。收汁，直至排骨表面水分炒干即可起鍋盛出。

2.4 糖醋排骨工藝優(yōu)化

在預(yù)實驗的基礎(chǔ)上，采用單因素實驗，探究糖、醋的種類，對糖醋排骨風味的影響。

2.4.1 糖的種類對糖醋排骨工藝的影響

經(jīng)過前期預(yù)實驗，400 g 糖醋排骨的工藝制作過程中添加80 g 白砂糖的糖量較適宜。因此，設(shè)計80 g 白砂糖、80 g 冰糖、80 g 綿白糖，80 g 糖漿，進行炒糖色工藝過程。之后倒入400 g 排骨進行翻炒，淋25 g 香醋翻炒收汁起鍋，利用模糊數(shù)學(xué)法和色度檢測，選擇適宜的糖種類。

2.4.2 不同醋的種類對糖醋排骨工藝的影響

經(jīng)過前期預(yù)實驗，糖醋排骨的工藝制作過程中25 g 香醋的量較為合適。80 g 冰糖完成炒糖色工序后，加入400 g 排骨，設(shè)計25 g 香醋、25 g 米醋、25 g 陳醋、25 g 白醋進行烹飪過程，利用模糊數(shù)學(xué)法和色度檢測，選擇適宜的醋的種類。

2.5 糖醋排骨色度的檢測

實驗選用分光測色儀測定糖醋排骨表面的色澤，色差光源設(shè)定為C1，色差空間選用L*、a*、b*。將糖醋排骨置于色差儀配備白板上測定色度。分光測色儀的測定結(jié)果多采用色空間來表示，常用是L*a*b*色彩空間，也叫CIELAB，是由一個明度系數(shù)L*和兩個色度系數(shù)a*和b*組成，L*從0-100 表示顏色的亮度，a*和b*分別表示物品顏色的色方向，a*代表從綠色到紅色，+a*即為代表紅色，-a*代表綠色，b*代表從藍色到黃色，+b*即代表黃，-b*代表藍。每組測定3 個平行樣，結(jié)果用“平均值±標準差”來表示。

2.6 感官評價的標準

選10 名食品專業(yè)學(xué)生組成，選擇感官評價人員對色澤、滋味、香氣和形態(tài)有較強的分辨力和較高的靈敏度。每評定一個樣品后用清水漱口，再評定下一個樣品。評定結(jié)束后填寫品評表，糖醋排骨評定指標見表1。

表1 糖醋排骨感官評分標準

2.7 模糊數(shù)學(xué)模型的建立

2.7.1 因素集合評語集的建立

本實驗評價菜品的感官質(zhì)量，以糖醋排骨的色澤、滋味、香氣、形態(tài)作為考慮因素，因素集U={色澤U1，滋味U2，香氣U3，形態(tài)U4}。將菜品的感官質(zhì)量劃分為四個等級，評語V={優(yōu)V1，良V2，合格V3，不合格V4}，U×V 的模糊關(guān)系可用模糊矩陣R 來表示，根據(jù)感官品評結(jié)果，用模糊數(shù)學(xué)評價方法對糖醋排骨的工藝進行分析。

2.7.2 權(quán)重的確定

采用模糊數(shù)學(xué)法進行食品感官質(zhì)量評定時，權(quán)重分配的正確性直接影響到評價結(jié)果的準確性。本實驗請5 位食品專業(yè)教師，獨立給出色澤、滋味、香氣、形態(tài)的權(quán)重，根據(jù)算術(shù)平均法，得到權(quán)重集X={0.24,0.4,0.24,0.12}。

2.7.3 模糊關(guān)系綜合評判集

綜合評判集Y 是指研究過程中，需要進行評價的產(chǎn)品集合，Y=X·R，其中Y 是綜合評判集，X是權(quán)重集，R 是模糊矩陣。

2.8 色度與感官評價關(guān)系

依據(jù)不同種類的糖烹飪的糖醋排骨的色度數(shù)值，與對應(yīng)的感官評價分數(shù)值建立線性關(guān)系。

2.9 數(shù)據(jù)處理分析

采用Origin Pro 8.6 軟件繪圖分析，并用SPPS Statistics 軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析處理，進行單向方差分析（ANOVA），所有數(shù)據(jù)用“平均值±標準差”表示。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同糖的種類對糖醋排骨色度的影響

探究白砂糖、冰糖、綿白糖、糖漿四種不同的糖在炒糖色過程中對糖醋排骨色度的影響，結(jié)果見表2。

表2 不同糖對糖醋排骨色度的影響

由于+a*值表示紅色，糖醋排骨的色度主要探究a*值。由圖1 得出，a*值冰糖＞a*值白砂糖＞a*值綿白糖＞a*值糖漿。經(jīng)過t 檢驗結(jié)果表明：冰糖烹飪的排骨色度、白砂糖烹飪的排骨色度、綿白糖烹飪的排骨色度和糖漿烹飪的排骨色度具有極顯著性差異（p＜0.01）。在烹飪過程中發(fā)現(xiàn)，白砂糖入鍋后融化速度快，易炒化，不易炒糊，上色效果好。主要是由于白砂糖是以蔗糖、甜菜或原糖為原料，經(jīng)提取糖汁或糖漿清凈處理，煮煉結(jié)晶制得，直接高溫加熱時易焦化[12]。冰糖入鍋后易炒化，上色效果佳，但需要控制好油溫和炒糖色的時間，在其冒出密集小泡時上色效果最佳。冰糖是由砂糖經(jīng)再溶、清凈處理后重結(jié)晶而制成的[13]，二者成分接近，但冰糖的純度高于白砂糖，所以冰糖也易于上色。焦糖色在制備過程中主要依賴美拉德反應(yīng)、焦糖化反應(yīng)和氧化反應(yīng)，其中焦糖化反應(yīng)中糖質(zhì)加熱分解、聚合成有色成分，氧化反應(yīng)促進顏色變深[14]。糖在強熱的情況的生成兩類物質(zhì)：一是糖的脫水產(chǎn)物，即焦糖或醬色；另一類是裂解產(chǎn)物，即一些揮發(fā)性的醛、酮類物質(zhì)經(jīng)過進一步縮合、聚合、有色物質(zhì)不斷積累，形成更高的呈色產(chǎn)物[15]。

綿白糖因其含水量高，質(zhì)地綿軟潮潤，所以入鍋后融化速度極快；綿白糖的成分是在白砂糖中加入了適量的轉(zhuǎn)化糖漿均勻混合而得，所以上色效果次于白砂糖。糖漿炒糖色，上色效果不佳，顏色較淡?？赡苁怯捎谔菨{是葡萄糖和果糖組成的一種混合糖漿。而果糖焦化反應(yīng)初級階段，生成果聚糖（2,3-脫水-β-D-呋喃果糖），二聚作用生成2-D-果糖脫水聚合物。而蔗糖焦化反應(yīng)初期是比較復(fù)雜的，當加熱并保持至160℃熔化時，則形成果聚糖，當溫度升至200℃，水解作用和脫水作用同時發(fā)生，果聚糖發(fā)生聚合反應(yīng)，蔗糖溶化后形成泡沫，每分子蔗糖脫去一分子水，生成異聚蔗糖，泡沫逐漸減少又開始產(chǎn)生，形成黃色、紅色色素的焦化產(chǎn)物——焦糖[16]。所以蔗糖比果糖更易發(fā)生焦糖化反應(yīng)，更易于上色。

綜上，在排骨烹飪過程中，發(fā)現(xiàn)冰糖上色效果最佳，紅亮油潤。白砂糖上色效果其次。綿白糖烹飪過程中上色不夠均勻。糖漿炒糖色后上色較淺，光澤感一般。在炒糖色過程中的焦糖化反應(yīng)，可以顯著提升菜肴的色澤和風味。所以，從色度上，冰糖作為糖醋排骨烹飪過程中的最佳選擇。

3.2 不同醋的種類對糖醋排骨色度影響

80g 冰糖炒完糖色，倒入400g 排骨煸炒，分別添加25g 香醋、米醋、陳醋、白醋，探究不同醋對糖醋排骨色度的影響，結(jié)果見表3。

表3 不同醋對糖醋排骨色度的影響

由表3 得出a*值香醋＞a*值米醋＞a*值白醋＞a*值陳醋。經(jīng)過t 檢驗結(jié)果表明：香醋、米醋、陳醋、白醋烹飪的排骨色度a*值具有極顯著性差異（p＜0.01）。在排骨烹飪過程中，醋的種類對糖醋排骨的色澤影響不大，但對糖醋排骨的香氣影響較大。陳醋的顏色較深，白醋透明，入鍋后顏色較淺，米醋微黃，根據(jù)色度檢測數(shù)值，香醋烹飪的糖醋排骨色度a*值最高。所以，選擇冰糖、香醋烹飪糖醋排骨，菜肴色澤紅亮油潤。

3.3 感官評定結(jié)果

3.1 不同糖對糖醋排骨的感官影響

10 人感官評定小組按照制定的評定方法和評定標準對四種不同糖烹飪的糖醋排骨進行感官評定，評定的結(jié)果見表4。不同糖與香醋組合的模糊矩陣分別記為R1，R2，R3，R4。

由表4 可知，在10 人對糖醋排骨色澤的評價中，對白砂糖和香醋組合的糖醋排骨有6 人認為優(yōu)，2 人認為良，2 人認為合格，0 人認為不合格，則得到A 色澤={0.6 0.2 0.2 0}。對滋味的評價結(jié)果中，有8 人認為優(yōu)，1 人認為良，1 人認為合格，0 人認為不合格，則得到A 滋味={0.8 0.1 0.1 0}。同理得到，A 香氣={0.6 0.3 0.1 0}，A 形態(tài)={0.7 0.1 0.2 0}。因此得到矩陣R1-R4。

表4 不同的糖對糖醋排骨感光評價結(jié)果

根據(jù)模糊數(shù)學(xué)綜合評定集Y=X·R，其中權(quán)重X={0.24,0.4,0.24,0.12}，R 為模糊矩陣，將得到的結(jié)果歸一化處理，得到

Y1={0.692 0.172 0.136 0}，經(jīng)模糊數(shù)學(xué)關(guān)系綜合評判的峰值為0.692；

Y2={0.816 0.124 0.06 0}，得到模糊數(shù)學(xué)關(guān)系綜合評判的峰值為0.816；

Y3={0.476 0.224 0.164 0.136}，得到模糊數(shù)學(xué)關(guān)系綜合評判的峰值為0.476；

Y4={0.4 0.236 0.188 0.2}，得到模糊數(shù)學(xué)關(guān)系綜合評判的峰值為0.4。

經(jīng)模糊數(shù)學(xué)評價法，由結(jié)果可知，Y2＞Y1＞Y3＞Y4，所以不同糖在糖醋排骨烹飪中，冰糖的制作的分數(shù)最高；其次是白砂糖、綿白糖，糖漿制作糖醋排骨的分數(shù)最低。感官評價分數(shù)結(jié)果與色度檢測結(jié)果相一致。

3.2 不同醋對糖醋排骨感官影響

10 人感官評定小組按照制定的評定方法和評定標準，對四種不同醋烹飪的糖醋排骨進行感官評定，評定的結(jié)果見表5。冰糖與不同醋組合的模糊矩陣分別為R2，R5，R6，R7。

表5 不同的醋對糖醋排骨感光評價結(jié)果

由表5 可知，在10 人對糖醋排骨色澤的評價中，把上述得到的冰糖與4 種不同醋烹飪的糖醋排骨，分別得到模糊矩陣。根據(jù)模糊關(guān)系綜合判定集Y=X·R，把得到的結(jié)果歸一化處理，得到

Y2={0.816 0.124 0.06 0}，得到模糊數(shù)學(xué)關(guān)系綜合評判的峰值為0.816；

Y5={0.584 0.2 0.112 0.104}，得到模糊數(shù)學(xué)關(guān)系綜合評判的峰值為0.584；

Y6={0.296 0.248 0.24 0.216}，得到模糊數(shù)學(xué)關(guān)系綜合評判的峰值為0.296；

Y7={0.42 0.184 0.164 0.2}，得到模糊數(shù)學(xué)關(guān)系綜合評判的峰值為0.42。

由結(jié)果可知，Y2＞Y5＞Y7＞Y6，所以得出添加不同食醋的糖醋排骨感官評分中，樣品組合得分最高的是香醋，其次是米醋、白醋，得分最低的是陳醋。此結(jié)果與醋對糖醋排骨色度的影響相一致。食醋的香味物質(zhì)主要來源于發(fā)酵的原料及發(fā)酵過程。發(fā)酵工藝不同，釀制的食醋中顏色、風味、香氣等物質(zhì)種類及含量截然不同。對食醋的香味物質(zhì)主要影響有：醇類、醛類、酸類、酯類、雜環(huán)類[17]。

鎮(zhèn)江香醋生產(chǎn)所用固態(tài)分層發(fā)酵技術(shù)分制酒、制醅、淋醋等三大工藝過程，共40 多道工序，從糯米原料到食醋成品前后需經(jīng)歷60 多天時間[18]。香醋烹飪的排骨香氣酸甜適中。米醋以優(yōu)質(zhì)大米為主要原料，采用傳統(tǒng)的米醋釀造工藝釀制而成，米醋烹飪的排骨酸度稍淡，但具有獨特發(fā)酵清香。陳醋烹飪的排骨酸度稍酸，入鍋后在一定程度上掩蓋其他味道，主要是食醋在陳釀過程中，酒精發(fā)生氧化生成乙醛，同時食醋中的有機酸會與醇反應(yīng)生成各種酯。陳釀的時間越長，形成的酯的數(shù)量越多[19]。白醋入鍋后，顏色較淺，醋味一般，整體香味不足。

李愛平[19]等人發(fā)現(xiàn)鎮(zhèn)江香醋中丙氨酸、異亮氨酸、乳酸、膽堿、β-葡萄糖、羥甲基糠醛、色氨酸、乙酰羥甲基糠醛較高，谷氨酸、苯甲酸鈉含量較低。而白醋中所含的氨基酸較少，防腐劑苯甲酸鈉含量較高。陳醋乳酸、乳糖的含量較高，而亮氨酸、膽堿、酪氨酸、色氨酸、富馬酸含量較低。各種醋中成分不同，影響到糖醋排骨的特色品質(zhì)。香醋烹飪得到的糖醋排骨感官評價分數(shù)最高，可能與其較高的氨基酸含量有關(guān)。白醋和陳醋中氨基酸含量較低，但陳醋中乳酸含量較高，所以陳醋烹飪得到的糖醋排骨的感官分數(shù)最低。

3.3 色度與感官評價的線性關(guān)系

在糖醋排骨的烹飪過程中，炒糖色是非常重要的步驟，如果時間短，糖色顏色淺，如果時間過長，糖色過度，口感偏苦。本研究初步探討色度與感官評價的線性關(guān)系，結(jié)果如圖1 所示。

本研究的過程中發(fā)現(xiàn)，糖醋排骨色度a*值和感官評價分數(shù)趨勢相一致。根據(jù)圖1 可以看出，色度a*值在8.02-15.71 范圍內(nèi)，a*值和感官評價分數(shù)的線性關(guān)系為，y=0.8257x-58.243，R2=0.9531，通過相關(guān)系數(shù)的檢查表，得到x 與y 有顯著的線性關(guān)系。通過建立函數(shù)模型，利用數(shù)學(xué)方法量化計算，解決實際問題[20]，通過檢測糖醋排骨的色度，推算糖醋排骨的口感，為糖醋排骨工藝優(yōu)化提供一定的理論依據(jù)。

圖1 不同糖在烹飪糖醋排骨中的色度與感官評價的線性關(guān)系

食品的色、香、味、形是人們通過感官評價食品的四大要素，一道色彩誘人，味道濃郁的美食會提升人們的食欲和飲食的愉悅感，食品的色澤還與其營養(yǎng)價值、保健活性密切相關(guān)[21]。在食品加工烹飪過程中改善食品的呈色是一個重要目標，建立食品的色度與感官評價之間的函數(shù)關(guān)系，從而加強對食品的品質(zhì)控制。

4 結(jié)論

在糖醋排骨烹飪過程中，添加不同糖和醋的種類，采用模糊數(shù)學(xué)法對糖醋排骨的感官品質(zhì)進行判定，結(jié)果表明：冰糖烹飪的糖醋排骨感官評價分數(shù)最高，白砂糖和綿白糖其次，糖漿感官評價分數(shù)最低；香醋烹飪的糖醋排骨感官評價分數(shù)最高，米醋和白醋其次，陳醋感官評價分數(shù)最低。同時在檢測糖醋排骨色度時，發(fā)現(xiàn)：色度a*值與模糊感官評價的趨勢一致，并且在色度a*值8.02-15.71范圍內(nèi)，a*值和感官評價分數(shù)的線性方程是，y=0.8257x-58.243，R2=0.9531，x 與y 有顯著的線性關(guān)系。模糊數(shù)學(xué)法結(jié)合色度檢測，提高綜合評價效果，同時通過量化指標對糖醋排骨的品質(zhì)進行良好預(yù)測，為糖醋排骨工藝優(yōu)化提供一定參考價值。