模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)法優(yōu)化甜面醬面糕曲的研究

周 琳，王明東，鐘小廷，肖龍泉，劉達(dá)玉

（成都大學(xué) 食品校企聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610106）

甜面醬是以小麥粉為主要原料，經(jīng)吸水熟化后，利用微生物及其產(chǎn)生的酶，將淀粉、蛋白質(zhì)等水解，形成咸中帶甜具有獨(dú)特滋味和形態(tài)的發(fā)酵品[1-2]，因具滋味獨(dú)特，且有醬香和酯香，被廣泛用于烹飪與醬肉制作中。傳統(tǒng)發(fā)酵的甜面醬，能自然接種環(huán)境中的微生物，而發(fā)酵菌種豐富[3-4]；工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中，甜面醬常采用單菌種滬釀3.042 發(fā)酵，得到的甜面醬品質(zhì)稍差。為了優(yōu)化甜面醬的品質(zhì)，以小麥粉、大豆粉、黑米為配方原料，采用篩選的米曲霉和黑曲霉菌種，分開(kāi)制曲后與紅曲構(gòu)建組合發(fā)酵。感官評(píng)價(jià)在食品評(píng)價(jià)體系中至關(guān)重要，為了對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行更客觀、準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)，模糊數(shù)學(xué)模型廣泛應(yīng)用于加工食品的感官評(píng)價(jià)[5]。因此，運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)法，對(duì)米曲霉面糕曲與黑曲霉面糕曲的最佳發(fā)酵發(fā)酵配方進(jìn)行優(yōu)化，為制備醬肉的高品質(zhì)甜面醬提供酶解工藝基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

材料為新鮮、符合標(biāo)準(zhǔn)的小麥粉、黃豆、黑米、紅曲粉；米曲霉與黑曲霉，為實(shí)驗(yàn)室分離誘變保存菌種。

1.2 主要儀器與設(shè)備

GNP-9160 型隔水式恒溫培養(yǎng)箱，常州雙瑞儀器制造有限公司產(chǎn)品；JMS-60 型膠體磨，上海田崗豆制品機(jī)械制造公司產(chǎn)品；CS-220 型精密色差儀，杭州彩譜科技有限公司產(chǎn)品；HSU-80 型手持鹽度計(jì)、UV-1800PC 型紫外分光光度計(jì)，上海精密儀器儀表有限公司產(chǎn)品。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

甜面醬工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 甜面醬工藝流程

1.3.2 操作要點(diǎn)

試驗(yàn)選用的特質(zhì)一等小麥粉，及符合標(biāo)準(zhǔn)的飽滿優(yōu)質(zhì)的大豆、黑米，沖洗表面泥沙并晾干，分別用粉碎機(jī)粉碎后過(guò)80 目篩子后備用。小麥粉、大豆粉、黑米粉按照10.0∶1.0∶0.5 的比例先混勻，再加入原料總質(zhì)量30%的飲用水拌和，將和好的面料放入曲盤(pán)內(nèi)，放入蒸鍋蒸15~30 min。蒸料結(jié)束后冷卻至40 ℃以下，分別接種米曲霉、黑曲霉，培養(yǎng)成面糕曲。

再將不同比例的面糕曲與紅曲置于1 000 mL 燒杯中，等待自然升溫到35 ℃左右。再?gòu)拿鎸铀闹苄煨熳⑷肱c面糕曲同質(zhì)量的，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14%的鹽水（鹽水需煮沸后冷卻至50~60 ℃） 于發(fā)酵容器內(nèi)。待鹽水全部滲入曲內(nèi)，在燒杯頂部蓋2 層醫(yī)用脫脂紗布進(jìn)行，在45 ℃的環(huán)境中進(jìn)行保溫發(fā)酵，每隔24 h進(jìn)行一次均勻攪拌，保溫釀造7 d 后結(jié)束發(fā)酵。擴(kuò)大試驗(yàn)則在專(zhuān)門(mén)保溫發(fā)酵池（缸） 中進(jìn)行。

（1）技術(shù)措施制定更具科學(xué)性。以往井隊(duì)把作為參考書(shū)的技術(shù)交底作為輔助內(nèi)容，靠經(jīng)驗(yàn)打井，勢(shì)必出現(xiàn)以往經(jīng)驗(yàn)老套、新的經(jīng)驗(yàn)不成熟等問(wèn)題。技術(shù)交底作為指導(dǎo)書(shū)以大量的實(shí)鉆數(shù)據(jù)和鄰井資料為依據(jù)，由公司技術(shù)專(zhuān)家制定，具有科學(xué)性。

1.3.3 感官評(píng)價(jià)方法

經(jīng)過(guò)保溫發(fā)酵的甜面醬在顏色、質(zhì)地等方面會(huì)發(fā)生很大的變化，因此將色澤、滋味、體態(tài)、香味作為感官評(píng)價(jià)的指標(biāo)。按照GB/T 16291.1 的要求，選擇10 名（5 男、5 女） 食品專(zhuān)業(yè)人員為評(píng)定人員，組成感官評(píng)定小組。評(píng)定小組在專(zhuān)業(yè)感官品評(píng)室內(nèi)進(jìn)行測(cè)評(píng)，品嘗樣品前需要使用清水漱口且2 次評(píng)價(jià)間隔時(shí)間10 min。最終按照表1 對(duì)甜面醬行感官評(píng)價(jià)按照。

甜面醬感官評(píng)定見(jiàn)表1。

表1 甜面醬感官評(píng)定

1.3.4 模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)數(shù)學(xué)模型的建立

（1） 因素集U 的確定。因素集是指感官品質(zhì)構(gòu)成因素的集合，甜面醬感官評(píng)價(jià)以色澤（U1）、滋味（U2）、體態(tài)（U3） 和風(fēng)味（U4） 為指標(biāo)，則因素集為U={U1，U2，U3，U4}。

（2） 權(quán)重集S的確定。權(quán)重是指甜面醬色澤、滋味、體態(tài)、風(fēng)味各因素對(duì)感官評(píng)價(jià)的重要程度，權(quán)重集對(duì)最終評(píng)價(jià)結(jié)果的影響是決定性的。因此，其確定是10 名對(duì)甜面醬品質(zhì)有一定了解并參與多次品嘗試驗(yàn)的研究生及企業(yè)人員，在權(quán)重調(diào)查表（表2）中寫(xiě)出自己認(rèn)為最合適的權(quán)重分配，再將收回的數(shù)據(jù)得到表3，并按下式計(jì)算：

式中：Vi——權(quán)重?cái)?shù)；

ωi——頻率；

N——序號(hào)。

得到權(quán)重集為S={ 0.36，0.30，0.21，0.13}。

權(quán)重分配調(diào)查見(jiàn)表2，甜面醬的權(quán)重分析見(jiàn)表3。

表2 權(quán)重分配調(diào)查

表3 甜面醬的權(quán)重分析

（3） 評(píng)價(jià)等級(jí)集W的確定。評(píng)價(jià)等級(jí)集由確定權(quán)重集的評(píng)價(jià)小組得出，保溫發(fā)酵的甜面醬逐級(jí)遞減分為A，B，C，D 共4 個(gè)等級(jí)。從而得到甜面醬評(píng)價(jià)集W={W1，W2，W3，W4}。試驗(yàn)中A，B，C，D分別對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)值分別在區(qū)間[80，100]，[60，79]，[30，59]，[0，29]內(nèi)，取相應(yīng)分?jǐn)?shù)的中間值，則評(píng)價(jià)等級(jí)集W={W1，W2，W3，W4}={90，70，45，15}。

（4） 樣品模糊矩陣的建立。參與感官評(píng)價(jià)的每個(gè)對(duì)象，分別對(duì)樣品從色澤、滋味、體態(tài)、風(fēng)味進(jìn)行測(cè)評(píng)，并選擇樣品對(duì)應(yīng)的A，B，C，D 等級(jí)，最終獲得矩陣R。

其中，U1A表示認(rèn)為樣品1 色澤為A 等級(jí)樣品評(píng)價(jià)人員（n） 占總?cè)藬?shù)（10） 的比率。2，3，4 依次表示甜面醬的滋味、體態(tài)、風(fēng)味。

（5） 感官評(píng)分計(jì)算方法。采用綜合評(píng)分公式計(jì)算、矩陣乘法進(jìn)行計(jì)算，避免誤差的產(chǎn)生。先按公式Y(jié)=SR計(jì)算出綜合評(píng)價(jià)集，再根據(jù)評(píng)分集W，按照公式Z=YW算出每個(gè)樣品的最終感官評(píng)分。

1.3.5 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

4 種混合比例進(jìn)行試驗(yàn)，由于不同的面糕曲比例對(duì)成品的感官影響較大，預(yù)試驗(yàn)顯示黑曲霉面糕曲比例過(guò)大，導(dǎo)致醬的色澤偏黑，感官變差，紅曲米粉添加過(guò)量時(shí)甜面醬出現(xiàn)輕微苦澀味。因此，在添加米曲霉面糕曲質(zhì)量2.0%紅曲米的基礎(chǔ)上，分別以米曲霉∶黑曲霉面糕曲配比為10∶0.5，10∶1.0，10∶2.0。

2 結(jié)果與分析

2.1 甜面醬模糊數(shù)學(xué)感官綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

在添加米曲霉面糕曲質(zhì)量2.0% 紅曲米的基礎(chǔ)上，米曲霉、黑曲霉面糕曲按照10∶0.5，10∶1.0，10∶1.5，10∶2.0 的比例混合，且分別標(biāo)號(hào)為1，2，3，4 組。由10 名感官評(píng)價(jià)員對(duì)4 種混合比例發(fā)酵得到的甜面醬的4 項(xiàng)感官指標(biāo)逐一進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果收集匯總。

甜面醬的感官評(píng)價(jià)指標(biāo)票數(shù)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表4。

表4 甜面醬的感官評(píng)價(jià)指標(biāo)票數(shù)統(tǒng)計(jì)/票

2.2 模糊矩陣的運(yùn)算結(jié)果

按模糊數(shù)學(xué)感光評(píng)價(jià)法，4 個(gè)樣品的矩陣分別為：

按照Y=SR得到4 個(gè)樣品評(píng)價(jià)結(jié)果：

同理，可得

最終感官評(píng)價(jià)得分為Z=Y×W，且評(píng)價(jià)等級(jí)集W={90，70，45，15}，Y1={0.539，0.156，0.229，0.079}。因此，樣品1 的模糊綜合評(píng)價(jià)總分：

同理，可得Z2=76.14，Z3=68.14，Z4=66.52，并且得到表5。

不同甜面醬的感官評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 不同甜面醬的感官評(píng)價(jià)結(jié)果/分

由表5 感官評(píng)價(jià)結(jié)果可知，隨著黑曲霉面糕曲的比例增加，感官評(píng)分也增加，與米曲霉面糕曲的比例為1∶10 時(shí)，感官評(píng)分最高，此時(shí)甜面醬的顏色不黑，滋味較好；若在此基礎(chǔ)上再增加黑曲霉面糕曲的用量，甜面醬可能出現(xiàn)部分酸味、澀味等不良?xì)馕都白涛叮绊懱鹈驷u的品質(zhì)。因此，米曲霉面糕曲與黑曲霉面糕曲10∶1 的比例，保溫發(fā)酵后的甜面醬品質(zhì)較高。此時(shí)，甜面醬各組成部分添加量分別為米曲霉面糕曲89.3%，黑曲霉面糕曲8.9%，紅曲1.8%。

3 結(jié)論

在添加米曲霉面糕曲質(zhì)量2.0% 紅曲的基礎(chǔ)上，米曲霉、黑曲霉面糕曲按照10∶0.5，10∶1.0，10∶1.5，10∶2.0 的比例混合，且分別標(biāo)號(hào)為1，2，3，4 組，在45 ℃的環(huán)境中進(jìn)行保溫發(fā)酵，每隔24 h 進(jìn)行一次均勻攪拌，保溫釀造7 d 后結(jié)束發(fā)酵。通過(guò)建立模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)模型，并采用模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)法對(duì)甜面醬的感官品質(zhì)進(jìn)行了綜合測(cè)定，得出甜面醬最佳面糕曲配方為米曲霉面糕曲89.3%，黑曲霉面糕曲8.9%，紅曲1.8%，試驗(yàn)可獲得較好的組合菌種酶解效果。