基于模糊數(shù)學(xué)研究牛肝醬加工工藝及其風(fēng)味物質(zhì)成分測(cè)定

陳華榮，張星紅，張人淑

(1.河南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，鄭州 450005；2.河南工學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453003；3.焦作工貿(mào)職業(yè)學(xué)院，河南 焦作 454550)

我國(guó)屬于養(yǎng)牛大國(guó)，每年牛出欄數(shù)量超過(guò)1億頭[1]。隨著我國(guó)牛產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，牛副產(chǎn)業(yè)也呈現(xiàn)良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)[2]。牛肝中左旋肉堿、谷胱甘肽、牛黃酸、維生素A、維生素E的含量非常高[3]，相關(guān)的研究結(jié)果表明，牛肝中的多種活性物質(zhì)具有很明顯的生理和保健功效[4-5]。

隨著我國(guó)牛產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，與牛相關(guān)的附加產(chǎn)物也快速增加，但目前相關(guān)副產(chǎn)物開發(fā)力度較低，營(yíng)養(yǎng)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值都沒有得到充分的體現(xiàn)[6-7]。市場(chǎng)上以牛肝為主的產(chǎn)品還相對(duì)較少，將牛肝加工成為牛肝醬是目前最為常見的方法之一[8]，但牛肝的腥味重，打碎之后腥味更加明顯，所以在牛肝醬制作過(guò)程中，去腥顯得尤為重要[9]。曹偉峰等[10]研究鴨肝醬時(shí)，采用添加香辛料的方式去除鴨肝中腥味。陳瑤等[11]研究指出，制作雞、鴨、鵝肝醬時(shí)，可先將動(dòng)物肝臟預(yù)熱，然后去除肝臟的腥味[12]，但是預(yù)熱的過(guò)程會(huì)造成肝臟中的營(yíng)養(yǎng)成分損失[13]，所以本研究通過(guò)添加乙基麥芽酚、I+G、干貝素等復(fù)合型風(fēng)味改良劑去除牛肝中的腥味。

本研究以牛肝作為主要的原材料，通過(guò)單因素試驗(yàn)和模糊數(shù)學(xué)方法對(duì)牛肝醬進(jìn)行研究。對(duì)牛肝的清洗時(shí)間、液料比例、乙基麥芽酚添加量、I+G添加量和干貝素添加量進(jìn)行研究，以感官評(píng)分作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定牛肝醬加工工藝，為牛肝醬的生產(chǎn)提供理論科學(xué)依據(jù)和基礎(chǔ)資料。

1 試驗(yàn)材料及方法

牛肝購(gòu)買于農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)，將牛肝表面的脂肪和酯類物質(zhì)去除，并用保鮮膜將其覆蓋包裹，置于低溫冰箱(-20 ℃)中保存待用。所使用的大豆粉、淀粉、植物油和其他香料均為食品級(jí)。

1.1 試驗(yàn)材料和設(shè)備

膠體磨、電子天平、增力電動(dòng)攪拌器、組織搗碎機(jī)和高壓蒸汽滅菌鍋。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 單因素試驗(yàn)

牛肝醬的加工過(guò)程中，清洗時(shí)間(1，1.5，2，2.5，3 h)、液料比例(3∶1、4∶1、5∶1、6∶1、7∶1)、乙基麥芽酚添加量(0%、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%)、I+G添加量(0%、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%)和干貝素添加量(0%、0.05%、0.1%、0.15%、0.2%、0.25%)對(duì)牛肝醬感官評(píng)分均會(huì)產(chǎn)生較大的影響，所以通過(guò)對(duì)牛肝醬的清洗時(shí)間、液料比例、乙基麥芽酚添加量、I+G添加量和干貝素添加量進(jìn)行研究，優(yōu)化牛肝醬加工工藝。

1.2.2 模糊矩陣的建立

為了使感官評(píng)價(jià)結(jié)果更加科學(xué)，利用模糊數(shù)學(xué)方法對(duì)牛肝醬進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，牛肝醬的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 牛肝醬感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.2.2.1 確定評(píng)價(jià)對(duì)象集

待測(cè)牛肝醬樣品被稱為評(píng)價(jià)對(duì)象集，設(shè)定評(píng)價(jià)對(duì)象集Yn=(Y1，Y2，Y3……Yn)。

1.2.2.2 確定感官評(píng)價(jià)因素集

影響判斷對(duì)象的指標(biāo)被稱為因素集，設(shè)因素集X=(γ，β，α)，分別代表牛肝醬的口感、色澤和風(fēng)味。

1.2.2.3 確定感官評(píng)價(jià)權(quán)重集

不同的條件對(duì)牛肝醬感官影響不同，設(shè)權(quán)重為I=(I1，I2，I3)，將牛肝醬中影響口感、色澤和風(fēng)味(γ，β，α)的權(quán)重確定為0.3，0.3，0.4，即I=(0.3，0.3，0.4)。

1.2.2.4 確定感官評(píng)價(jià)的綜合評(píng)分集和計(jì)算綜合評(píng)分

根據(jù)感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)，依次計(jì)算每個(gè)對(duì)象集的感官評(píng)分?jǐn)?shù)，即：Sn=(γ×0.3+β×0.3+α×0.4)。

1.3 牛肝醬感官評(píng)價(jià)指標(biāo)

邀請(qǐng)5名長(zhǎng)時(shí)間從事感官評(píng)價(jià)的人員，以牛肝醬的口感、色澤和風(fēng)味作為指標(biāo)，對(duì)牛肝醬進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

1.4 模糊數(shù)學(xué)正交組合試驗(yàn)

經(jīng)過(guò)單因素試驗(yàn)分析和研究，獲得牛肝醬制作的最佳加工工藝取值范圍，以A(清洗時(shí)間)、B(液料比例)、C(乙基麥芽酚添加量)、D(I+G添加量)和E(干貝素添加量)作為影響因素，感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)作為指標(biāo)，對(duì)加工工藝進(jìn)行優(yōu)化分析，正交試驗(yàn)因素水平表見表2。

表2 模糊數(shù)學(xué)正交試驗(yàn)因素水平表

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 清洗時(shí)間和液料比例對(duì)牛肝醬感官評(píng)分的影響

由圖1中a可知，隨著清洗時(shí)間的增長(zhǎng)，牛肝醬的感官評(píng)分呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，當(dāng)牛肝的清洗時(shí)間小于2 h時(shí)，牛肝醬的感官評(píng)分隨著清洗時(shí)間的增長(zhǎng)而增大，這是由于牛肝中含有牛血，隨著清洗時(shí)間的增長(zhǎng)，牛肝中的牛血逐漸減少，牛肝醬的感官評(píng)分逐漸增大。當(dāng)牛肝的清洗時(shí)間大于2 h時(shí)，牛肝醬的感官評(píng)分隨著清洗時(shí)間的增長(zhǎng)而減小。這是由于隨著牛肝清洗時(shí)間的增長(zhǎng)，牛肝中的水分含量逐漸增多[14-15]，導(dǎo)致牛肝表層組織松散，從而降低了牛肝醬的被接受度[16]。

圖1 清洗時(shí)間和液料比例對(duì)牛肝醬感官評(píng)分的影響

由圖1中b可知，隨著液料比例的增加，牛肝醬的感官評(píng)分呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。當(dāng)液料比例為6∶1時(shí)，牛肝醬的感官評(píng)分最高，為85分，當(dāng)液料比例低于6∶1時(shí)，牛肝醬的感官評(píng)分隨著液料比例的增加而逐漸增大，當(dāng)牛肝醬的液料比例大于6∶1時(shí)，牛肝醬的感官評(píng)分逐漸減小。

2.1.2 乙基麥芽酚添加量對(duì)牛肝醬品質(zhì)的影響

在肉類制品加工的過(guò)程中，添加乙基麥芽酚可以在很大程度上增加肉制品的香味，乙基麥芽酚作為食品添加劑，其添加量有一定的限制，肉類產(chǎn)品中的限制一般為0.03%～0.07%。由圖2可知，乙基麥芽酚的添加量對(duì)牛肝醬的感官評(píng)分會(huì)產(chǎn)生一定程度的影響，當(dāng)添加一定量的乙基麥芽酚時(shí)，牛肝醬的口感較為細(xì)膩，且具有明顯香味，能夠覆蓋牛肝本身的腥味，當(dāng)乙基麥芽酚的添加量小于0.04%時(shí)，牛肝醬的感官評(píng)分隨著乙基麥芽酚添加量的增加而增大；當(dāng)乙基麥芽酚的添加量大于0.04%時(shí)，牛肝醬的感官評(píng)分隨著乙基麥芽酚添加量的增加而減小。

圖2 乙基麥芽酚添加量對(duì)牛肝醬品質(zhì)的影響

2.1.3 I+G添加量對(duì)牛肝醬品質(zhì)的影響

食品添加劑I+G具有強(qiáng)力味精之稱，能夠增強(qiáng)肉類的香味，抑制牛肝的腥味。在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，I+G添加量不能超過(guò)0.06%。由圖3可知，當(dāng)I+G添加量為0%～0.02%時(shí)，牛肝醬的感官評(píng)分受I+G添加量的影響較?。划?dāng)I+G添加量為0.02%～0.04%時(shí)，牛肝醬的感官評(píng)分隨著I+G添加量的增加而增大；當(dāng)I+G添加量大于0.04%時(shí)，牛肝醬的感官評(píng)分隨著I+G添加量的增加而減小。當(dāng)I+G添加量為0.04%時(shí)，牛肝醬的口感較為細(xì)膩，香味濃郁，整體風(fēng)味較佳。

圖3 I+G添加量對(duì)牛肝醬品質(zhì)的影響

2.1.4 干貝素添加量對(duì)牛肝醬品質(zhì)的影響

干貝素能夠增加牛肝醬的鮮味，但是其添加量有一定的限制，一般需要低于0.5%。由圖4可知，干貝素對(duì)牛肝醬的品質(zhì)影響較大，不添加干貝素時(shí)，牛肝醬整體風(fēng)味單一，有明顯的腥味，隨著干貝素添加量逐漸增加，牛肝醬的整體風(fēng)味較為細(xì)膩，風(fēng)味比其他未添加干貝素的牛肝醬好[17]。當(dāng)干貝素添加量持續(xù)增加時(shí)，牛肝醬的鮮味過(guò)大，遮蓋了牛肝醬特有的風(fēng)味，導(dǎo)致其感官評(píng)分下降，所以最優(yōu)的干貝素添加量為0.2%。

圖4 干貝素添加量對(duì)牛肝醬品質(zhì)的影響

2.2 基于模糊數(shù)學(xué)優(yōu)化牛肝醬制作工藝

采用模糊數(shù)學(xué)的方法對(duì)牛肝醬加工工藝的影響因素進(jìn)行分析。采用不同的組合方式，牛肝醬的感官評(píng)分存在一定的差異，牛肝醬的感官評(píng)分結(jié)果見表3。

表3 牛肝醬感官評(píng)價(jià)結(jié)果

由表3可知，采用不同的組合方式，牛肝醬的感官評(píng)分存在一定差異。采用模糊數(shù)學(xué)的方法對(duì)牛肝醬的組合方式進(jìn)行計(jì)算。結(jié)果表明，牛肝醬的最佳制作工藝為A2B1C0D2E2，即清洗時(shí)間2.5 h、液料比例6∶1、乙基麥芽酚添加量0.03%、I+G添加量0.05%和干貝素添加量0.25%，此時(shí)牛肝醬的感官評(píng)分為86分。

2.3 牛肝醬中揮發(fā)性成分研究

在加熱的過(guò)程中，牛肝醬受熱會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，這些物質(zhì)主要來(lái)源于蛋白質(zhì)中的美拉德反應(yīng)和酯化反應(yīng)，主要包括醇類、酸類、醛類、酮類、酯類和一些其他具有香氣的揮發(fā)性成分，一共有37種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)在牛肝醬中被檢出，見表4。

表4 牛肝醬中風(fēng)味物質(zhì)成分測(cè)定

3 小結(jié)

采用模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)的方法，獲得制作牛肝醬的最佳加工工藝為清洗時(shí)間2.5 h、液料比例6∶1、乙基麥芽酚添加量為0.03%、I+G添加量為0.05%和干貝素添加量為0.25%，此時(shí)牛肝醬的感官評(píng)分為86分。在牛肝醬中一共檢測(cè)出37種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，這些揮發(fā)性物質(zhì)使得牛肝醬成為一種高蛋白、低脂肪的健康營(yíng)養(yǎng)類食品[18-20]。