模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)法在辣椒醬配方優(yōu)化過程中的應(yīng)用

劉曉春，曾志強(qiáng)

(南昌理工學(xué)院，南昌 330044)

調(diào)味品正在向健康、快捷、口味獨(dú)特的方向轉(zhuǎn)變，以不同的調(diào)味料為原材料，添加不同的輔料，經(jīng)過一定的工藝條件加工后，即可形成不同形態(tài)和口味的調(diào)味品[1-2]。復(fù)合辣椒醬是以傳統(tǒng)辣椒醬為原材料，添加香菇以及其他復(fù)合調(diào)味品，生產(chǎn)而成的一種具有獨(dú)特風(fēng)味的復(fù)合調(diào)味品[3]。在對(duì)復(fù)合辣椒醬配方工藝進(jìn)行優(yōu)化的過程中，采用模糊數(shù)學(xué)與感官綜合評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式，從不同的品質(zhì)指標(biāo)方面對(duì)辣椒醬進(jìn)行評(píng)價(jià)，減少評(píng)價(jià)過程中的人為因素影響[4]。感官綜合評(píng)價(jià)得分最高的工藝配方即為優(yōu)化后的辣椒醬生產(chǎn)配方，該方法可為辣椒醬的生產(chǎn)工藝過程優(yōu)化提供理論依據(jù)，同時(shí)為辣椒醬的工廠化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

1 樣品制備與試驗(yàn)方法

在辣椒醬樣品制備過程中，首先將食用油加熱，加入處理完成的香辛料進(jìn)行煸炒，同時(shí)加入豆瓣醬和香菇丁，煸炒完成后即可加入蔥、姜、蒜、白糖、食鹽、酒糟等調(diào)味品，冷卻后進(jìn)行殺菌灌裝[5-6]。香辛料主要包含桂皮、八角、香葉、草果以及砂仁，混合后在160 ℃食用油中炸制20 s，炸制完成后冷卻至110 ℃。干香菇泡水后切塊，放入110 ℃食用油中進(jìn)行炒制，瀝干后制成香菇丁備用。煸炒過程中要求攪拌迅速，加入調(diào)味品后進(jìn)行快速翻炒。冷卻至室溫后進(jìn)行灌裝，并在沸水中進(jìn)行殺菌處理。

在辣椒醬制作過程中，不同原材料和調(diào)味品的添加量會(huì)對(duì)辣椒醬的品質(zhì)產(chǎn)生直接影響，在進(jìn)行辣椒醬配方優(yōu)化時(shí)，首先進(jìn)行單因素試驗(yàn)，確定基礎(chǔ)原料使用量為食用油100 g、酒糟8%、白芝麻2%、辣椒粉3%、花椒粉1%，其他調(diào)味品添加量見表1，按照不同的添加量進(jìn)行單因素試驗(yàn)，分別獲取香菇丁、豆瓣醬、食鹽、白糖以及呈味核苷酸二鈉對(duì)辣椒醬感官綜合評(píng)價(jià)得分的影響。

表1 調(diào)味品添加量單因素試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，構(gòu)建辣椒醬正交試驗(yàn)因素集，辣椒醬配方優(yōu)化的正交試驗(yàn)因素水平見表2，按照此表進(jìn)行辣椒醬配方優(yōu)化，并對(duì)最優(yōu)配方進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。

表2 辣椒醬配方正交試驗(yàn)因素水平表

利用模糊數(shù)學(xué)對(duì)辣椒醬品質(zhì)進(jìn)行感官綜合評(píng)價(jià)時(shí)，首先建立辣椒醬感官指標(biāo)權(quán)重集，構(gòu)建過程中選擇10名食品感官評(píng)價(jià)相關(guān)專家，分別從辣椒醬的色澤、香味、滋味以及組織形態(tài)4個(gè)角度進(jìn)行對(duì)比打分，確定辣椒醬品質(zhì)評(píng)定指標(biāo)因素權(quán)重集合A，辣椒醬感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 辣椒醬感官綜合評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

假設(shè)辣椒醬品質(zhì)感官綜合評(píng)價(jià)因素集為U={色澤、香味、滋味、組織形態(tài)}，評(píng)語(yǔ)集為V={優(yōu)秀、良好、一般、較差}，則根據(jù)感官評(píng)價(jià)結(jié)果即可構(gòu)建辣椒醬感官評(píng)價(jià)模糊矩陣R，可得出辣椒醬模糊數(shù)據(jù)感官綜合評(píng)價(jià)集Y=A×R。

2 單因素試驗(yàn)結(jié)果分析

按照表1確定的添加量進(jìn)行辣椒醬感官綜合評(píng)價(jià)單因素試驗(yàn)，香菇丁添加量與辣椒醬感官綜合評(píng)價(jià)得分關(guān)系試驗(yàn)結(jié)果見表4，豆瓣醬添加量與辣椒醬感官綜合評(píng)價(jià)得分關(guān)系試驗(yàn)結(jié)果見表5，食鹽添加量與辣椒醬感官綜合評(píng)價(jià)得分關(guān)系試驗(yàn)結(jié)果見表6，白糖添加量與辣椒醬感官綜合評(píng)價(jià)得分關(guān)系試驗(yàn)結(jié)果見表7，呈味核苷酸二鈉添加量與辣椒醬感官綜合評(píng)價(jià)得分關(guān)系試驗(yàn)結(jié)果見表8。

表4 香菇丁添加量與辣椒醬感官綜合評(píng)價(jià)得分關(guān)系

表5 豆瓣醬添加量與辣椒醬感官綜合評(píng)價(jià)得分關(guān)系

表6 食鹽添加量與辣椒醬感官綜合評(píng)價(jià)得分關(guān)系

表7 白糖添加量與辣椒醬感官綜合評(píng)價(jià)得分關(guān)系

表8 呈味核苷酸二鈉添加量與辣椒醬感官綜合評(píng)價(jià)得分關(guān)系

香菇丁作為辣椒醬的主要添加原料，對(duì)醬體的色澤和組織形態(tài)產(chǎn)生直接影響，由表4可知，當(dāng)香菇丁添加量為50%時(shí)，感官綜合評(píng)分最高，辣椒醬色澤和組織形態(tài)較好，當(dāng)香菇丁添加量高于或者低于50%時(shí)，醬體的組織形態(tài)和色澤有所降低[7]。豆瓣醬添加量直接影響醬體的香味和色澤，由表5可知，當(dāng)豆瓣醬添加量為13%時(shí)，辣椒醬的感官綜合評(píng)分最高，辣椒醬香味協(xié)調(diào)，顏色紅潤(rùn)且醬體具有較好的光澤，當(dāng)豆瓣醬添加量高于或者低于13%時(shí)，會(huì)出現(xiàn)醬香味較重和醬體顏色過深或醬體流動(dòng)性較差的現(xiàn)象。食鹽和白糖添加量是影響辣椒醬滋味的重要因素，對(duì)辣椒醬的風(fēng)味產(chǎn)生直接影響[8-9]。由表6和表7可知，當(dāng)食鹽和白糖的添加量為2%時(shí)，醬體品質(zhì)最好，醬體整體口感適中，滋味協(xié)調(diào)且色澤鮮亮。由表8可知，當(dāng)呈味核苷酸二鈉添加量為0.15%時(shí)，辣椒醬的感官綜合評(píng)分最高，此時(shí)醬體鮮味適中，滋味豐富。

3 模糊數(shù)學(xué)感官綜合評(píng)價(jià)

對(duì)10名食品感官評(píng)價(jià)相關(guān)專家的評(píng)判結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，確定辣椒醬色澤、香味、滋味以及組織形態(tài)的權(quán)重系數(shù)，由此建立辣椒醬模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)權(quán)重集：

按照表2構(gòu)建16組正交試驗(yàn)，并請(qǐng)10名食品感官評(píng)價(jià)相關(guān)專家進(jìn)行品嘗評(píng)價(jià)，得出感官評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，見表9。

表9 辣椒醬感官綜合評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

根據(jù)辣椒醬感官評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)結(jié)果建立以辣椒醬色澤、香味、滋味以及組織形態(tài)為評(píng)價(jià)指標(biāo)的模糊數(shù)學(xué)矩陣，經(jīng)歸一化處理后，得出辣椒醬模糊數(shù)學(xué)感官綜合評(píng)價(jià)模糊矩陣[10-11]。

將模糊矩陣與權(quán)重矩陣相乘，進(jìn)行辣椒醬模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)，由此得出：

同理可以得出16組正交試驗(yàn)感官評(píng)價(jià)集，見表10。

表10 辣椒醬正交試驗(yàn)感官評(píng)價(jià)結(jié)果集

將感官評(píng)價(jià)結(jié)果集與評(píng)價(jià)指標(biāo)等級(jí)分值相乘，得出辣椒醬模糊數(shù)學(xué)感官綜合評(píng)價(jià)分值，并在正交試驗(yàn)表格內(nèi)分別進(jìn)行直觀分析和方差分析[12-14]。辣椒醬正交試驗(yàn)感官綜合評(píng)價(jià)結(jié)果見表11。

表11 辣椒醬正交試驗(yàn)感官綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

由表11可知，對(duì)辣椒醬感官綜合評(píng)分產(chǎn)生影響的因素排序?yàn)橄愎蕉?A)>呈味核苷酸二鈉(E)>豆瓣醬(B)>食鹽(C)>白糖(D)，其中香菇丁、豆瓣醬、呈味核苷酸二鈉對(duì)辣椒醬的感官品質(zhì)產(chǎn)生顯著性影響(p<0.05)，按照模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)分排序，確定辣椒醬的最佳配方為A2B2C2D1E3，即香菇丁50%、豆瓣醬15%、白糖2%、食鹽1.3%以及呈味核苷酸二鈉0.2%，此時(shí)感官評(píng)價(jià)綜合得分為80.1分。

4 結(jié)論

采用模糊數(shù)學(xué)感官綜合評(píng)價(jià)進(jìn)行辣椒醬配方優(yōu)化能夠降低人為因素對(duì)評(píng)價(jià)過程造成的影響，提高評(píng)價(jià)過程的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)結(jié)果表明，辣椒醬制作過程中基礎(chǔ)原料使用量為食用油100 g、酒糟8%、白芝麻2%、辣椒粉3%、花椒粉1%，為達(dá)到最優(yōu)的感官評(píng)價(jià)值，調(diào)味品添加量為香菇丁50%、豆瓣醬15%、白糖2%、食鹽1.3%以及呈味核苷酸二鈉0.2%，生產(chǎn)而成的辣椒醬顏色紅潤(rùn)，外觀光澤鮮亮，具有協(xié)調(diào)的香氣和濃郁的香菇味，口感鮮明。