模糊數(shù)學(xué)結(jié)合響應(yīng)面法優(yōu)化復(fù)合海藻多糖乳酸菌飲料工藝研究

摘" 要" 為提高海藻資源的精深加工和綜合利用，以復(fù)合海藻（紫菜、孔石莼、海帶）提取液為主要原料，采用復(fù)合菌種（保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、植物乳桿菌）發(fā)酵研制富含海藻多糖的乳酸菌飲料，采用模糊數(shù)學(xué)法進(jìn)行產(chǎn)品的感官評(píng)價(jià)，采用響應(yīng)面法進(jìn)行產(chǎn)品工藝優(yōu)化. 復(fù)合海藻多糖乳酸菌飲料發(fā)酵的最佳工藝條件為：復(fù)合菌質(zhì)量濃度0.9 mg/100 mL，乳清粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%，發(fā)酵時(shí)間20 h，木糖醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%. 本試驗(yàn)采用模糊數(shù)學(xué)和響應(yīng)面結(jié)合法用于優(yōu)化復(fù)合海藻多糖乳酸菌飲料的工藝，在此條件下生產(chǎn)的飲料酸甜適宜、口感柔和、清新細(xì)膩.

關(guān)鍵詞" 復(fù)合海藻；乳酸菌飲料；模糊數(shù)學(xué)；響應(yīng)面；感官品質(zhì)

中圖分類號(hào)" TQ914" " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼" A

海藻含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，其中包括蛋白質(zhì)、多糖類物質(zhì)、食物纖維和多種維生素等，另外與陸生植物不同的是，海藻還含有豐富的海藻多糖、海藻酸鈉、高度不飽和脂肪酸等多種功能性物質(zhì)和活性成分，具有抗疲勞、抗氧化、抗病毒、降血糖、降血脂、提高免疫力等功能[1-4]. 山東沿海一帶海藻資源豐富，包括紫菜、孔石莼、海帶、裙帶菜、馬尾藻等，目前此區(qū)域的海藻資源主要以鮮銷為主，也有企業(yè)提取海藻活性物質(zhì)制備膠囊作為保健食品，但關(guān)于海藻資源其他方面的精深加工研究比較少，產(chǎn)業(yè)發(fā)展滯后，產(chǎn)品附加值低[5-7].

植物發(fā)酵液飲料是近年新興的一種植物發(fā)酵食品，兼具植物原料營(yíng)養(yǎng)成分和發(fā)酵食品功效. 關(guān)于海藻發(fā)酵飲料，目前研究較多的是采用單一海藻進(jìn)行發(fā)酵制得的飲料，如研究最多的是海帶發(fā)酵飲料. 復(fù)合海藻發(fā)酵飲料研究相對(duì)較少. 以復(fù)合海藻多糖提取液為原料，利用復(fù)合菌乳酸菌發(fā)酵研制活性乳酸菌飲料，相比單一的海藻發(fā)酵具備較多優(yōu)勢(shì). 一是提取多種海藻液，可以綜合不同種類的海藻的營(yíng)養(yǎng)成分、活性物質(zhì)，提升產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；另一方面可以提高當(dāng)?shù)囟喾N海藻資源的綜合利用率，進(jìn)行海藻資源精深加工；此外，利用多種海藻提取海藻多糖溶液制備出一款具備生物活性物質(zhì)的功能性乳酸菌飲料，填補(bǔ)了目前市場(chǎng)上單一海藻飲料的空白，滿足消費(fèi)者對(duì)于植物發(fā)酵飲料在口味、功能、品質(zhì)上的追求[6].

富含海藻多糖的乳酸菌飲料的口感及其他感官品質(zhì)是決定產(chǎn)品上市后是否受消費(fèi)者喜歡的重要因素. 因此研究海藻多糖乳酸菌飲料的發(fā)酵工藝，產(chǎn)品的感官評(píng)價(jià)工作具有重要作用[8]. 目前關(guān)于感官評(píng)價(jià)的研究大部分是根據(jù)感官評(píng)分法簡(jiǎn)單的打分，缺乏客觀、準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)，導(dǎo)致評(píng)價(jià)員因主觀因素評(píng)價(jià)使結(jié)果不準(zhǔn)確，進(jìn)而影響產(chǎn)品研發(fā)效果. 模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)法是用模糊數(shù)學(xué)中模糊關(guān)系對(duì)食品感官評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行綜合評(píng)判的方法[9]. 它是運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)的有關(guān)理論，采用數(shù)學(xué)方式對(duì)食品感官品質(zhì)中各個(gè)因素的制約關(guān)系抽象化，建立能夠反映感官品質(zhì)本質(zhì)特點(diǎn)和動(dòng)態(tài)過程的定量評(píng)價(jià)模式[10-11]. 目前被廣泛應(yīng)用于食品感官評(píng)價(jià)工作中. 佘敏等[12]采用模糊數(shù)學(xué)法結(jié)合響應(yīng)面法優(yōu)化空氣炸蝦條的工藝，以感官評(píng)分為響應(yīng)值，得到最優(yōu)條件下蝦條綜合評(píng)分為26.83（總分30分），風(fēng)味良好. 薛山等[13]采用模糊數(shù)學(xué)結(jié)合響應(yīng)面法優(yōu)化兔湯的高壓燉煮工藝，以感官評(píng)分和蛋白濃度為響應(yīng)值，得到了最優(yōu)的工藝條件，最終采用模型得到的感官評(píng)分和蛋白濃度分別可達(dá)到85.17和32.38 mg/mL，模型可靠，為閩南特色兔湯的研發(fā)和推廣提供實(shí)際借鑒意義. 應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)法進(jìn)行綜合感官評(píng)價(jià)，其提供的評(píng)價(jià)信息比其他方法更加全面，能夠?qū)?fù)雜的對(duì)象進(jìn)行不同角度的不同層次的分析，最重要的是可以很大程度上消除評(píng)價(jià)員因主觀因素而給感官結(jié)果造成的誤差影響，使感官評(píng)價(jià)結(jié)果更趨于客觀、真實(shí)、科學(xué).

本研究以復(fù)合海藻多糖提取液為原料，以乳清粉、木糖醇為輔料，添加復(fù)合菌種進(jìn)行發(fā)酵，制備富含海藻多糖的乳酸菌飲料，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行模糊數(shù)學(xué)綜合感官評(píng)價(jià)，采用響應(yīng)面法進(jìn)行產(chǎn)品工藝優(yōu)化，以期研制出一款富含海藻多糖的功能性活性乳酸菌飲料產(chǎn)品，為滿足消費(fèi)者口味多樣性的需求提供了思路，同時(shí)對(duì)于當(dāng)?shù)睾Ｔ遒Y源的精深加工具有實(shí)際的借鑒意義[14-15].

1" 材料與方法

1.1" 材料與試劑

紫菜、孔石莼、海帶，干制；乳清粉，河北創(chuàng)之源生物科技有限公司；木糖醇，山東福田藥業(yè)有限公司；蔗糖，市售食品級(jí). 發(fā)酵菌種（保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、植物乳桿菌），北京川秀科技有限公司.

1.2" 儀器與設(shè)備

均質(zhì)機(jī)（DR-101），萊州鼎潤(rùn)機(jī)械設(shè)備；恒溫培養(yǎng)箱（HN-60），常州恩培儀器制造；立式壓力蒸汽滅菌鍋（LS-120LD），河南信陵儀器設(shè)備；凈化工作臺(tái)（SW-CJ-2F），紹興市景邁儀器設(shè)備.

1.3" 方法

1.3.1" 復(fù)合海藻多糖提取液乳酸菌發(fā)酵工藝

由于海藻類原料本身具備較厚的細(xì)胞壁，有效成分難以溶出，發(fā)酵前通常會(huì)進(jìn)行預(yù)處理，可以利用改變溫度、pH等方式使海藻中儲(chǔ)存的碳水化合物溶出并糖化，有利于乳酸菌分解利用. 本研究采用保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌和植物乳桿菌進(jìn)行復(fù)合發(fā)酵，其中植物乳桿菌能夠有效降低孔石莼中的鈉鹽和腥味，使最終制備的飲料口感更加柔和，同時(shí)能夠?qū)⒎枷阄镔|(zhì)有效釋放使產(chǎn)品形成濃郁的風(fēng)味[16]. 選用的保加利亞乳桿菌和植物乳桿菌同屬于乳桿菌屬，在藻類發(fā)酵中使用更為廣泛，主要由于其對(duì)糖的分解能力強(qiáng)，能直接降解葡萄糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖、鼠李糖等，且產(chǎn)酸量高.

目前對(duì)海藻飲料掩腥原料多采用乳粉和果粉，本試驗(yàn)采用添加乳清粉，乳清粉中含有乳糖，乳糖不耐癥人員不能食用[17]. 添加的嗜熱鏈球菌能夠用乳清粉中的乳糖進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)生乳酸，具有改善腸道微環(huán)境的功能，同時(shí)嗜熱鏈球菌在發(fā)酵過程中可以大量的產(chǎn)生胞外多糖，胞外多糖多聚物作為增稠劑、膠凝劑增加了發(fā)酵乳飲料的黏度并改善了產(chǎn)品的品質(zhì). 為避免飲料微存腥味，在后期調(diào)配時(shí)加入水果香精，使制得的飲料既有海藻特殊香氣同時(shí)也具有水果香氣，提升產(chǎn)品的口感.

本試驗(yàn)添加的木糖醇有減肥、防齲齒、調(diào)節(jié)血糖、調(diào)節(jié)腸道和促進(jìn)有益菌增殖等功效，是有效的蔗糖替代品.

操作要點(diǎn)：

（1） 復(fù)合海藻多糖提?。焊芍瓶资?0 g、海帶140 g、紫菜60 g，粉碎. 將粉末加入5 000 mL蒸餾水，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.4%的纖維素酶和果膠酶（1∶1），在50 ℃條件下超聲提取40 min后鈍化酶，進(jìn)行真空抽濾，然后離心得到多糖提取液. 將多糖提取液蒸煮糖化2 h后，調(diào)整pH值為6.5～7.0待用.

（2） 發(fā)酵：根據(jù)前期預(yù)實(shí)驗(yàn)，接入復(fù)合菌（嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌、植物乳桿菌）進(jìn)行發(fā)酵，各菌種同質(zhì)量比例添加. 于37 ℃條件下進(jìn)行發(fā)酵一定時(shí)間.

（3） 調(diào)配：添加香蘭素和葡萄香精，提高產(chǎn)品的水果香氣，從而提升產(chǎn)品口感.

（4） 過濾：將發(fā)酵液經(jīng)200目袋式過濾、0.45 μm板框精濾、0.22 μm膜濾得復(fù)合海藻發(fā)酵飲料.

（5） 滅菌：在70～80 ℃、15～20 min條件下進(jìn)行滅菌.

1.3.2" 感官評(píng)價(jià)

通過篩選并培訓(xùn)，得到由20名專業(yè)評(píng)價(jià)員組成的感官評(píng)價(jià)小組，對(duì)復(fù)合海藻多糖乳酸菌飲料產(chǎn)品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)[18]. 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表1：

1.3.3" 模糊數(shù)學(xué)綜合感官評(píng)價(jià)法

評(píng)價(jià)小組按照復(fù)合海藻多糖乳酸菌飲料感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)分別對(duì)產(chǎn)品的色澤、香氣、滋味、組織狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，匯總結(jié)果. 根據(jù)模糊數(shù)學(xué)方法，分別確定因素集U、評(píng)語集V、權(quán)重集X，建立單因素評(píng)判矩陣R，建立模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)判模型Y＝X·R. 模糊數(shù)學(xué)綜合感官評(píng)判結(jié)果T＝Y(jié)·G，其中G為賦值矩陣.

1.3.4" 單因素試驗(yàn)

在1.3.1工藝條件下，對(duì)各因素進(jìn)行單因素試驗(yàn)：復(fù)合菌質(zhì)量濃度（mg/100 mL）選擇0.2、0.4、0.6、0.8、1.0，發(fā)酵時(shí)間選擇6 h、12 h、18 h、24 h、32 h、48 h，乳清粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)選擇2%、4%、6%、8%、10%，木糖醇添加量質(zhì)量分?jǐn)?shù)選擇1%、2%、3%、4%、5%. 以感官評(píng)分作為測(cè)定指標(biāo)，確定各因素的最佳水平.

1.3.5" 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在1.3.1工藝條件下，依據(jù)前期單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)，根據(jù)Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理，以感官評(píng)分為響應(yīng)值，設(shè)計(jì)響應(yīng)面試驗(yàn)，優(yōu)化復(fù)合海藻多糖乳酸菌飲料工藝.

1.3.6" 產(chǎn)品理化及微生物指標(biāo)的測(cè)定[20]

蛋白質(zhì)、酸度、可溶性固形物、乳酸菌、大腸桿菌分別依據(jù)《GB 5009.5-2016食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》、《GB 5009.239-2016食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品酸度的測(cè)定》、《GB/T 12143-2008飲料通用分析方法》、《GB 4789.35-2016食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)" 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 乳酸菌檢驗(yàn)》、《GB 4789.3-2016食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn)" 大腸菌群計(jì)數(shù)》.

1.3.7" 數(shù)據(jù)處理

采用Design Expert 11進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)果分析.

2" 結(jié)果與分析

2.1" 單因素試驗(yàn)結(jié)果分析

由圖1可知，固定其他條件，改變其中任何一個(gè)單因素，產(chǎn)品的感官評(píng)分變化趨勢(shì)基本是一致的. 隨著各單因素值的增加，產(chǎn)品的感官評(píng)分均呈現(xiàn)先增加后降低或趨于平緩的趨勢(shì). 于佩佩等研究海藻植物發(fā)酵液飲料的研制，在優(yōu)化發(fā)酵劑對(duì)感官得分的影響與本試驗(yàn)結(jié)果趨勢(shì)一致[19]. 任壯等采用正交試驗(yàn)優(yōu)化海帶多糖飲料的工藝研究時(shí)，研究發(fā)酵時(shí)間、白砂糖添加量對(duì)感官評(píng)分的影響與本試驗(yàn)結(jié)果趨勢(shì)一致[21]. 分析確定，復(fù)合海藻多糖木糖醇乳酸菌飲料的復(fù)合菌接種量、發(fā)酵時(shí)間、乳清粉添加量、木糖醇添加量的最佳水平分別為0.8%、24 h、4%、4%.

2.2" 復(fù)合海藻多糖乳酸菌飲料模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)

（1） 因素集的建立

根據(jù)感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，可以將色澤、香氣、滋味、組織狀態(tài)作為考慮因素，建立評(píng)判對(duì)象的因素集為U＝（u1，u2，u3，u4）＝（色澤，香氣，滋味，組織狀態(tài)）[22].

（2） 評(píng)語集的建立

評(píng)語集是由若干個(gè)能夠反映乳酸菌飲料感官質(zhì)量的指標(biāo)建立，本試驗(yàn)選擇文字表示，即根據(jù)感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，建立評(píng)語集V＝（v1，v2，v3）＝（優(yōu)，中，差）[23].

（3） 權(quán)重集的建立

邀請(qǐng)專家人士根據(jù)感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和因素集，采用德爾菲法[4]對(duì)各個(gè)因素在整個(gè)感官品質(zhì)中的影響程度進(jìn)行賦權(quán)打分. 設(shè)定權(quán)重集X＝（x1，x2，x3，x4），權(quán)重所有集合xi的總和為1，即

■xi＝1

采用“0～4評(píng)判法”[11]確定每個(gè)因素的權(quán)重. 邀請(qǐng)10名專家對(duì)復(fù)合海藻多糖乳酸菌飲料產(chǎn)品的每?jī)蓚€(gè)因素進(jìn)行重要性比較，根據(jù)重要性打分，即從很重要到很不重要，打分4～0，較重要到不很重要，打分3～1，同樣重要，打分2～2. 統(tǒng)計(jì)所有專家的打分，得到每個(gè)因素的總分，再除以所有指標(biāo)總分之和，得到各因素的權(quán)重因子.

10名專家采用德爾菲法進(jìn)行加權(quán)賦分，得到專家的賦分結(jié)果表2：

將各項(xiàng)因素所得總分除以全部因素總分得到權(quán)重集合X＝（0.275，0.162，0.317，0.246）.

（4） 模糊矩陣的建立

選取的20名感官評(píng)價(jià)員按照感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)29種飲料進(jìn)行感官評(píng)價(jià). 評(píng)價(jià)結(jié)果如表3：

對(duì)各個(gè)被評(píng)價(jià)的因素建立從U到V的模糊關(guān)系矩陣R，從而得出單因素的評(píng)價(jià)集.

R＝r11" r12" …" r1nr21" r22" …" r2n…" …" " " …rm1" rm1 …" rmm

這里的元素rij表示從因素ui到該因素的評(píng)判結(jié)果Vj的隸屬程度. 以樣品1為例：模糊關(guān)系矩陣R1＝0.7" "0.1" "0.20.6" "0.1" "0.30.7" "0.1" "0.20.6" "0.1" "0.3. 依次類推，得出R2～R29.

（5） 模糊數(shù)學(xué)評(píng)判模型的建立

建立模糊數(shù)學(xué)評(píng)判模型Y＝X·R，式中：Y為模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)判結(jié)果，X為權(quán)重集，R為單因素評(píng)判的模糊矩陣[23].

Y1＝X·R＝（0.275，0.162，0.317，0.246）0.7" "0.1" "0.20.6" "0.1" "0.30.7" "0.1" "0.20.6" "0.1" "0.3＝（0.659 2，0.100 0，0.240 8）. 依次類推，得出Y2～Y29.

（6） 模糊數(shù)學(xué)綜合感官評(píng)分

對(duì)等級(jí)因素賦值，得到賦值矩陣G，產(chǎn)品的模糊綜合感官評(píng)分T＝Y(jié)·G. 對(duì)等級(jí)因素賦值，得到賦值矩陣G＝957555，樣品1最終模糊數(shù)學(xué)綜合感官評(píng)分T1＝Y(jié)1·G＝（0.659 2，0.100 0，0.240 8）957555＝83.4. 同理可得到其他28個(gè)樣品的模糊數(shù)學(xué)綜合感官評(píng)分T2～T29.

2.3" 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果分析

2.3.1" 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果及分析

以影響復(fù)合海藻多糖乳酸菌飲料產(chǎn)品感官品質(zhì)的四個(gè)因素：復(fù)合菌、發(fā)酵時(shí)間、乳清粉、木糖醇為自變量X，以感官評(píng)分為因變量Y，進(jìn)行四因素三水平的響應(yīng)面試驗(yàn)，試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)如表4：

響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果如表5：

利用Design Expert 11對(duì)響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸擬合，得到回歸方程如下：感官評(píng)分Y＝91.52＋0.666 7A＋0.65B+1.06C＋0.975D＋1.28AB＋0.15AC－1.57AD＋2.32BC＋0.5BD＋0.9CD－0.955 8A2－3.06B2－4.19C2－4.64D2

由表6可知，采用響應(yīng)面法優(yōu)化復(fù)合海藻多糖乳酸菌飲料建立的模型F值為22.17，此模型的p＜0.000 1，具有極顯著性；模型的失擬項(xiàng)：F＝4.44，p＝0.081 8＞0.05，不顯著；即本實(shí)驗(yàn)誤差小，回歸方程擬合度良好，可較好地用其估算試驗(yàn)結(jié)果[22]. 同時(shí)回歸方程的相關(guān)系數(shù)R2＝0.956 8，調(diào)整系數(shù)R2Adj＝0.913 7，這表明方程和實(shí)際試驗(yàn)的擬合度較好，自變量與因變量呈顯著線性關(guān)系，可用于復(fù)合海藻多糖乳酸菌飲料感官評(píng)分的預(yù)測(cè). 離散系數(shù)CV值為1.17%，說明試驗(yàn)的可靠性和精密度較高. 綜合來看，回歸模型擬合度好，試驗(yàn)操作可信度高，能夠較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)復(fù)合海藻多糖乳酸菌飲料的感官品質(zhì).

同時(shí)一次項(xiàng)C、D極顯著，A、B顯著；交叉項(xiàng)AD、BC極顯著，AB顯著；二次項(xiàng)B2、C2、D2極顯著，A2顯著[23]；由F值可知，各因素對(duì)響應(yīng)值感官評(píng)分的影響大小排序?yàn)椋篊＞D＞A＞B，即乳清粉影響最大，其次是木糖醇，復(fù)合菌、發(fā)酵時(shí)間對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)影響較小. 分析原因，乳清粉對(duì)乳酸菌飲料保持均一、穩(wěn)定的組織狀態(tài)有著重要作用，同時(shí)可以使飲料具有奶香氣，因此乳清粉的添加量對(duì)飲料的感官品質(zhì)影響較大. 木糖醇的添加對(duì)于改善飲料產(chǎn)品的甜度具有重要作用，因此對(duì)產(chǎn)品的感官品質(zhì)影響也較大. 對(duì)于復(fù)合菌和發(fā)酵時(shí)間，在提取液含糖量一定的情況下，復(fù)合菌的量和發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)產(chǎn)品的口感、氣味等感官品質(zhì)影響不是太大.

利用Design Expert 11對(duì)各因素進(jìn)行交互分析，得到響應(yīng)面3D圖和等高線圖，如圖2：

從各個(gè)曲面圖來看，各個(gè)三維曲面傾斜程度顯著，等高線呈橢圓形，即兩兩因素交互作用顯著.

2.3.2" 驗(yàn)證試驗(yàn)

根據(jù)響應(yīng)面優(yōu)化建立的模型，最優(yōu)的試驗(yàn)參數(shù)為：復(fù)合菌質(zhì)量濃度為0.905 mg/100 mL，發(fā)酵19.839 h，乳清粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)4.226%，木糖醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)4.055%. 結(jié)合實(shí)際，為方便生產(chǎn)，選擇參數(shù)：復(fù)合菌質(zhì)量濃度為0.9 mg/100 mL，發(fā)酵20 h，乳清粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%，木糖醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%. 做3次平行試驗(yàn)，得到最終的復(fù)合海藻多糖乳酸菌飲料的感官評(píng)分為89.8，與模型預(yù)測(cè)結(jié)果相差不大. 因此該模型可用于優(yōu)化本研究的復(fù)合海藻多糖的乳酸菌飲料產(chǎn)品[24-25].

2.4" 復(fù)合海藻多糖乳酸菌飲料理化及微生物指標(biāo)

通過理化和微生物檢測(cè)，采用模糊數(shù)學(xué)法結(jié)合響應(yīng)面法優(yōu)化的復(fù)合海藻多糖乳酸菌飲料產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)均符合國(guó)標(biāo)要求.

模糊數(shù)學(xué)方法是一種較好的客觀方法，在食品領(lǐng)域常用于感官品質(zhì)的評(píng)價(jià)，相較于簡(jiǎn)單評(píng)分法更加客觀、科學(xué). 響應(yīng)面法常用于優(yōu)化產(chǎn)品的工藝，是進(jìn)行產(chǎn)品優(yōu)化常用的一種試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法. 近年來模糊數(shù)學(xué)和響應(yīng)面兩種方法常常結(jié)合起來應(yīng)用于產(chǎn)品的配方、工藝優(yōu)化，用于研發(fā)新產(chǎn)品以獲得良好的風(fēng)味和口感. 在飲料新產(chǎn)品的開發(fā)方面，劉加友等[9]采用這兩種方法結(jié)合起來開發(fā)一款葛根乳酸菌飲料，得到葛根乳酸菌發(fā)酵飲料的最佳配方，所得葛根乳酸菌飲料的色、香、味與組織形態(tài)均較好. 賈慶超等[18]采用兩種方法結(jié)合優(yōu)化枸杞雞樅菌復(fù)合飲料的配方，得到了最佳配方條件下，產(chǎn)品的感官評(píng)分為92.55分，具有較好的風(fēng)味. 此外模糊數(shù)學(xué)法還可以與正交試驗(yàn)進(jìn)行結(jié)合優(yōu)化產(chǎn)品的配方和工藝，魏仲珊等人采用兩種方法結(jié)合起來研制出一款獼猴桃乳酸菌飲料，得到了最優(yōu)產(chǎn)品，同時(shí)確定了影響產(chǎn)品感官品質(zhì)的因素大小順序[26]. 本試驗(yàn)通過采用模糊數(shù)學(xué)法和響應(yīng)面法進(jìn)行結(jié)合，開發(fā)了一款復(fù)合海藻多糖乳酸菌飲料，所得的模型可靠，為指導(dǎo)企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)、加強(qiáng)海洋資源利用、促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義.

3" 結(jié)" 論

本研究采用模糊數(shù)學(xué)綜合感官評(píng)價(jià)法對(duì)研制的復(fù)合海藻多糖乳酸菌飲料的感官品質(zhì)進(jìn)行分析，得到較客觀的感官評(píng)分；采用響應(yīng)面法優(yōu)化飲料的工藝條件，得到最優(yōu)工藝條件為：復(fù)合菌質(zhì)量濃度為0.9 mg/100 mL，乳清粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%，發(fā)酵時(shí)間20 h，木糖醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%. 從回歸方程、響應(yīng)曲面分析可知，響應(yīng)面法能夠較好的優(yōu)化產(chǎn)品工藝，按照最優(yōu)工藝驗(yàn)證試驗(yàn)，得到最終的產(chǎn)品的感官評(píng)分為89.8，與預(yù)測(cè)值接近. 經(jīng)檢測(cè)，研制的復(fù)合海藻多糖乳酸菌飲料產(chǎn)品的各項(xiàng)理化和微生物指標(biāo)均符合國(guó)標(biāo)要求.

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Optimization of Lactic Acid Bacteria Beverage with Compound Seaweed Polysaccharide by Fuzzy Mathematics Combined with Response Surface Methodology

CONG Yijie

（Department of Food and Medicine， Weihai Ocean Vocational College， Rongcheng 264300， Shandong， China）

Abstract： In order to improve the intensive processing and comprehensive utilization of seaweed resources. The extract of compound seaweed （Laver， Ulva perva， kelp） was used as the main raw material to produce lactic acid bacteria beverage rich in seaweed polysaccharide by fermentation of Lactobacillus bulgaricus， Streptococcus thermophilus and Lactobacillus plantarum. Fuzzy mathematics method was used to evaluate the sensory evaluation of the product， and response surface method was used to optimize the product process. The optimum fermentation conditions were as follows： 0.9mg/100mL lactic acid bacteria， 4% whey powder， fermentation time 20h， 5% xylitol. In this study， fuzzy mathematics and response surface method were used to optimize the process of compound seaweed polysaccharide lactobacillus beverage. The beverage produced under these conditions is sweet and sour， soft in taste， fresh and delicate.

Keywords： compound seaweed; lactic acid bacteria beverage; fuzzy mathematics; response surface; sensory quality