模糊數(shù)學(xué)評價法優(yōu)化牛排調(diào)味鹽配方

黃文壘，任憲東，寇宇龍，畢繼才

1.江蘇食品藥品職業(yè)技術(shù)學(xué)院（淮安 223003）；2.河南科技學(xué)院（新鄉(xiāng) 453003）

牛排亦稱牛扒，是西餐經(jīng)典美食，也是全球最受歡迎的主菜之一。歐洲從中世紀就開始食用牛排，發(fā)展至今，全世界已集結(jié)了大批的牛排愛好者[1-2]。牛排的烹調(diào)方法以煎和烤制為主，常配黑椒汁、紅酒汁等醬汁食用。除醬汁外，還有專門搭配牛排食用的調(diào)味鹽。美食家們認為質(zhì)量上乘的牛肉，用“鹽”調(diào)味才能凸顯牛肉本身鮮美的滋味，會吃牛排的配鹽，不會吃的配醬[3]。這里所說的“鹽”就是牛排調(diào)味鹽（以下簡稱牛排鹽）。牛排鹽由鹽、迷迭香、小茴香等調(diào)味料組成，成品咸甜適口，香味濃郁，是牛排調(diào)味的最佳選擇。

根據(jù)相關(guān)國家標準[4-7]的規(guī)定，食鹽可分為調(diào)味鹽和特殊工藝鹽兩大類。依據(jù)牛排鹽的原料選用和制作工藝判定，它屬于調(diào)味鹽范疇。國內(nèi)關(guān)于調(diào)味鹽的研究多集中在風(fēng)味和功能的開發(fā)。賞所坤等[8]利用微囊包和技術(shù)、酶解技術(shù)及超細粉碎工藝開發(fā)野生菌調(diào)味鹽；劉燁等[9]將益生菌等微生態(tài)營養(yǎng)制劑添加到食用鹽中，研究開發(fā)含益生菌的泡菜發(fā)酵用調(diào)味鹽產(chǎn)品；張宗成[10]研究了烤魚調(diào)味鹽及其制備方法。關(guān)于牛排調(diào)味料的研究較少，牛排鹽的研究更鮮見于報道。牛排鹽由食鹽、白砂糖和香辛料組成，天然健康零添加，符合現(xiàn)代人們的養(yǎng)生理念。對于牛排鹽的開發(fā)研究有重大的現(xiàn)實意義，不僅豐富了調(diào)味鹽的品種，也促進了西式調(diào)味品在中國的發(fā)展。

模糊數(shù)學(xué)綜合評判是以模糊集理論為基礎(chǔ)，將評價因素的差異在中間過渡中的不分明性數(shù)值化，從而把定性評價轉(zhuǎn)化為定量評價的一種方法[11-13]。試驗研究迷迭香、黑椒碎、甜椒粉和小茴香的添加量對牛排鹽品質(zhì)的影響試驗，并運用正交試驗和模糊數(shù)學(xué)綜合評判，確定牛排鹽的最佳配方，旨在為餐飲業(yè)或西式調(diào)料廠商提供參考和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試劑

海鹽（山東省鹽業(yè)集團有限公司）；迷迭香（江蘇樂宅客食品有限公司）；芫荽籽（上海味好美食品有限公司嘉定分公司）；白砂糖（江西巧嫂食品有限公司）；大蒜粉（上海味好美食品有限公司嘉定分公司）；黑椒碎（玉林市玉州區(qū)城北街道谷山村）；甜椒粉（上海味好美食品有限公司嘉定分公司）；小茴香（成都大紅袍食用有限公司）。

1.2 主要試驗儀器與設(shè)備

FA124萬分之一電子天平（上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司）；HZF-A500百分之一電子天平（福州華志科學(xué)儀器有限公司）；FW-80粉碎機（永光明醫(yī)療儀器廠）；101-2電熱恒溫干燥箱（泰斯特儀器有限公司）；8目手工篩（新鄉(xiāng)市克萊德環(huán)保設(shè)備有限公司）；雙螺旋錐形混合機（萊州格瑞機械有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程

原料準備→過篩→稱重→混合→包裝→成品

1.3.2 操作要點

原料準備：所有原料均選用食品級。過篩：顆粒海鹽過約2.4 mm孔徑的篩，迷迭香干葉按6 mm切制，黑胡椒碎過約1.7 mm孔徑的篩，甜椒粉過約0.8 mm孔徑的篩，大蒜粉過約0.4 mm孔徑的篩，中粒白砂糖（0.45~1.25 mm），小茴香、芫荽籽選整粒。混合：將稱量好的原料放入混合機中，混合30 min。包裝：混合完畢的原料稱量后分裝至研磨瓶，包裝即可。

1.4 單因素試驗

1.4.1 迷迭香添加量對牛排鹽品質(zhì)的影響

試驗分為4組，在其他原料不變的條件下，分別稱取8%，10%，12%和14%迷迭香，添加至各試驗組，通過感官評定來確定其最適添加量。

1.4.2 甜椒粉添加量對牛排鹽品質(zhì)的影響

試驗分為4組，稱取40%海鹽、10%芫荽籽、10%白砂糖、7%大蒜粉，分別稱取1%，2%，3%和4%甜椒粉，添加至各試驗組，通過感官評定來確定甜椒粉的最適添加量。

1.4.3 黑椒碎添加量對牛排鹽品質(zhì)的影響

試驗分為4組，在其他原料同1.4.2條件下，分別添加1%，2%，3%和4%黑椒碎，添加至各試驗組，通過感官評定來確定其最適添加量。

1.4.4 小茴香添加量對牛排鹽品質(zhì)的影響

試驗分為4組，在其他原料同1.4.2條件下，分別稱取8%，10%，12%和14%小茴香，添加至各試驗組，通過感官評定來確定其最適添加量。

1.5 感官鑒定評分標準

邀請10名具有感官品鑒經(jīng)驗的人員組成感官評定小組，男女各占一半，要求感官評定人員之間有間隔，在一個相對獨立的空間進行感官評定[14]。由于樣品中香料的香氣成分會揮發(fā)，需要對試驗樣品進行隨機編號并用保鮮膜封口。迷迭香和黑椒碎留在口中的味感比較持久，要求評定人員每評定完一個樣品要及時用水漱口，口中沒有余留樣品味道后再對下一個樣品進行評定。感官評定的內(nèi)容主要是顏色、香味、滋味、形態(tài)4項指標，具體評定標準見表1。

表1 牛排鹽感官評定標準

1.6 正交試驗優(yōu)化

通過預(yù)試驗和單因素試驗結(jié)果，選擇影響牛排鹽品質(zhì)的4個主要因素做正交優(yōu)化試驗。采用L9(34)正交試驗對牛排鹽的配方進行優(yōu)化，正交試驗因素與水平設(shè)計見表2。

表2 牛排鹽正交試驗因素水平表 單位：%

1.7 模糊數(shù)學(xué)法模型的建立

1.7.1 因素集、評語集和加權(quán)重集的建立

因素集U={迷迭香，甜椒粉，黑椒碎，鹽}；評語集V={優(yōu)，良，中，差}；采用強制決定法[15]，確定影響牛排鹽的各個感官指標的權(quán)重X=（0.20，0.30，0.30，0.20），即顏色0.20、香味0.30、滋味0.30、狀態(tài)0.20。

1.7.2 模糊關(guān)系綜合評判集

牛排鹽感官指標的綜合評定結(jié)果用Y表示。

式中：X是權(quán)重，R為模糊矩陣。R是由每個因素各等級評價人數(shù)除以總評價人數(shù)得到的[16]。

2 結(jié)果與討論

2.1 迷迭香添加量對牛排鹽感官品質(zhì)的影響結(jié)果

迷迭香屬于濃香型香料，是牛排鹽中主要的提味香料，其添加量直接關(guān)系到牛排鹽的品質(zhì)。在其他原料不變的情況下，考察不同迷迭香添加量對牛排鹽整體風(fēng)味的影響，試驗結(jié)果見圖1。

圖1 迷迭香添加量對牛排鹽感官評價的影響結(jié)果

迷迭香添加量對牛排鹽的品質(zhì)影響較為明顯。迷迭香添加量低于8%時，其香味不突出，影響牛排鹽的整體味道，感官評分不高；迷迭香添加量大于12%時，牛排鹽的香味過于濃重，感官評分下降；添加量12%時牛排鹽香味適宜，感官評分最高。吳道偉等[17]在司康餅中添加1.7%迷迭香粉效果最佳，與試驗結(jié)果差別較大，其主要原因是牛排鹽屬于調(diào)味鹽（含鹽量40%），所用原料比重較大。

2.2 甜椒粉添加量對牛排鹽感官品質(zhì)的影響結(jié)果

甜椒粉添加量較小，但能給牛排鹽提供特殊的風(fēng)味和顏色，對于牛排鹽的品質(zhì)至關(guān)重要。在其他原料不變的情況下，考察不同甜椒粉添加量對牛排鹽整體風(fēng)味的影響，試驗結(jié)果見圖2。

圖2 甜椒粉添加量對牛排鹽感官評價的影響結(jié)果

甜椒粉添加量對牛排鹽的風(fēng)味有一定影響。甜椒粉豐富了牛排鹽的口感，甜椒粉添加量2%時，牛排鹽的整體風(fēng)味最為適宜，感官評分最高。甜椒粉被應(yīng)用于許多食品中，包括生產(chǎn)午餐肉、香腸、奶酪和其他乳制品、湯、醬汁和零食（如薯片）等食品中[18]，牛排鹽中甜椒粉的用量比直接添加到食品中的用量要大些。甜椒粉添加量低于1%時，味道太淡，容易被其他原料的味道掩蓋；甜椒粉添加量大于3%時，整體味道稍不和諧，感官評分下降。因此，最適甜椒粉添加量為2%。

2.3 黑椒添加量對牛排鹽的感官質(zhì)量的影響結(jié)果

黑椒碎具有去異增香的功能，味道與牛肉比較搭配，其添加量直接關(guān)系到牛排鹽的整體風(fēng)味。在其他原料不變的情況下，考察不同黑椒碎添加量對牛排鹽整體風(fēng)味的影響，試驗結(jié)果見圖3。

由圖3可知，黑胡椒碎添加量對牛排鹽的風(fēng)味影響較大。黑椒碎添加量低于1%時，牛排鹽的辛香味不足，感官評分較低；黑椒碎添加量大于3%時，整體的味道濃烈，沒有層次感，感官評分下降；添加量2%時，牛排鹽的整體風(fēng)味和諧，椒香風(fēng)味適宜。這結(jié)果與李昌文等[19]在黑椒牛排風(fēng)味膨化食品調(diào)味料中0.3%黑胡椒粉添加量相差較大，其原因是膨化食品調(diào)味料直接添加在食品中食用，而牛排鹽是濃縮調(diào)味品，取適量用于食物調(diào)味。

圖3 黑椒碎添加量對牛排鹽感官評價的影響結(jié)果

2.4 小茴香添加量對牛排鹽感官品質(zhì)的影響結(jié)果

小茴香味辛性溫，具有特殊的香辛味，是中西餐中常用的香料，其用量對牛排鹽的品質(zhì)影響較大。在其他原料不變情況下，考察不同小茴香添加量對牛排鹽整體風(fēng)味的影響。試驗分為4組，樣品混合均勻后進行感官品鑒，其試驗結(jié)果見圖4。

圖4 小茴香添加量對牛排鹽感官評價的影響結(jié)果

不同小茴香添加量對牛排鹽的風(fēng)味影響比較明顯。小茴香添加量10%時，感官評分最高，牛排鹽的香味和諧，辛香味適宜。牛排鹽添加量大于12%時，隨著小茴香添加量的增加，其特殊的辛香味越來越強，造成牛排鹽整體風(fēng)味改變，感官評分逐漸下降。因此，最適小茴香添加量為10%。張郁松[20]研究小茴香粉在麻辣香菇醬中的最佳添加量是1.0%，與牛排鹽中小茴香粒的用量差異較大，究其原因在于香菇醬是可以直接食用的調(diào)味醬，而牛排鹽則是根據(jù)個人口味需要適量添加的調(diào)味鹽。

2.5 模糊感官評定及模糊矩陣建立

由10人組成的綜合評判小組，以牛排鹽的色澤、香氣、滋味、形態(tài)為評價因素，按照優(yōu)、良、中、差的評價等級在食品感官評定實驗室逐一對9組試樣進行感官評定。感官評價結(jié)果匯總見表3。

表3 牛排鹽評價要素統(tǒng)計結(jié)果

將表3中各個樣品的質(zhì)量因素各等級評價人數(shù)除以總評價人數(shù)得到模糊矩陣。以1號樣品為例，顏色評價結(jié)果為3人選優(yōu)，3人選良，3人選中，1人選差；則R顏色=（0.3，0.3，0.3，0.1）。同樣地，R香味=（0.1，0.2，0.5，0.2），R滋味=（0，0.4，0.5，0.1），R形態(tài)=（0.2，0.3，0.4，0.1）。由表4可得1~9號樣品的模糊矩陣Rj。

依據(jù)模糊變換原理Y=X×R，對應(yīng)第j號樣品評價結(jié)果為Yj=X×Rj，以1號樣品為例，對樣品進行綜合評價的結(jié)果為：Y1=X×R1=（0.20，0.30，0.30，0.20）×

同理可得2~9號的組合的矩陣。經(jīng)計算得出9組的結(jié)果，見表4。

表4 綜合評判結(jié)果

2.6 正交試驗結(jié)果

將表4中綜合評價結(jié)果的各個量與相對應(yīng)的分值（優(yōu)為90分，良為80分，中為70分，差為60分）相乘，再相加，最后得到每個樣品的綜合得分，見表5。

由表5可知，各因素對牛排鹽的影響趨勢是B＞A＞C＞D，即迷迭香的添加量對產(chǎn)品的影響最為顯著，其次是甜椒粉添加量，再次是黑椒碎添加量，最后是小茴香添加量。最優(yōu)水平組合為A2B2C1D2，即迷迭香添加量12%、甜椒粉添加量2%、黑椒碎添加量2%、小茴香添加量10%。

表5 正交試驗結(jié)果

2.7 驗證試驗

按照正交試驗得出的最優(yōu)組合條件，分3組進行驗證試驗，按照表1牛排鹽的感官評分標準，由感官小組分別對3批樣品進行評分，結(jié)果見表6。

表6 驗證試驗結(jié)果

按正交試驗結(jié)果所得最優(yōu)組合所配制的3批樣品，感官評分均較高，品質(zhì)也最好。3批樣品的得分均超過正交試驗中最高得分82.7分。結(jié)果表明，正交試驗所得最佳工藝參數(shù)準確，即迷迭香12%、甜椒粉2%、黑椒碎2%、小茴香10%。

3 結(jié)論

以牛排鹽為研究對象，通過對牛排鹽配方的量化和優(yōu)化，開發(fā)出一款牛排專用調(diào)味料。對影響產(chǎn)品的主要因素，即迷迭香添加量、甜椒粉添加量、黑椒碎添加量和小茴香添加量進行單因素試驗和正交試驗，利用模糊數(shù)學(xué)綜合評判方法對各試驗組進行分析，試驗確定的牛排鹽配方為海鹽40%、芫荽籽10%、白砂糖10%、大蒜粉7%、迷迭香12%、甜椒粉2%、黑椒碎2%、小茴香10%。由此配方制作的牛排鹽咸甜適口、香味濃郁，能最大限度地激發(fā)牛排鮮嫩的口感。