雞血制備肉味香精前體物酶解工藝的優(yōu)化

摘要：為建立和優(yōu)化肉味香精前體物的最佳酶解工藝，該試驗(yàn)利用蛋白水解酶制備肉味香精前體物，以雞血的理化分析為基礎(chǔ)，以雞血蛋白水解度為水解參考指標(biāo)，通過(guò)單因素試驗(yàn)研究酶解時(shí)間、酶解溫度、加酶量和酶種類4個(gè)因素對(duì)水解度的影響；在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面法設(shè)計(jì)四因素三水平的優(yōu)化方案，為避免試驗(yàn)條件下工藝參數(shù)在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中缺乏適應(yīng)性的問(wèn)題，參考層次分析法確定酶解生產(chǎn)過(guò)程中模糊優(yōu)選因素的權(quán)重值，通過(guò)模糊數(shù)學(xué)決策法結(jié)合響應(yīng)面多元二次回歸模型進(jìn)行矩陣變換運(yùn)算，建立多元回歸模型，確定最佳的酶解工藝參數(shù)。結(jié)果表明，雞血蛋白質(zhì)含量為（16.53±0.41）%，經(jīng)預(yù)處理后蛋白質(zhì)含量高達(dá)（48.65±0.28）%，表明雞血具有良好的制備肉味香精的應(yīng)用潛力；層次分析得出權(quán)重集C=（生產(chǎn)效率0.32，原料利用率0.14，原料及設(shè)備成本0.24，能耗0.30），對(duì)多元二次回歸模型得到的排名前20的工藝條件進(jìn)行模糊數(shù)學(xué)決策法矩陣變換計(jì)算，得到最佳酶解工藝為酶解時(shí)間3 h、酶解溫度37 ℃、加酶量3 605 U/g、酶種類胰蛋白酶，此工藝條件下分?jǐn)?shù)最高，為0.713分。通過(guò)驗(yàn)證，此最佳酶解工藝方案可行，對(duì)于雞肉香精的制備具有良好的實(shí)踐參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：雞血；肉味香精；酶解；模糊數(shù)學(xué)決策法

中圖分類號(hào)：TS264.3""""" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A"""" 文章編號(hào)：1000-9973（2024）12-0124-08

Optimization of Enzymatic Hydrolysis Process for Preparation of

Meat-Flavor Essence Precursor with Chicken Blood

YUE Hui1，2，3， ZOU Meng-lin3， MA Ji-yuan3， HAN Hao-lan3， FENG Yan-li3， HU Yuan-liang3， LIU Jun1，2，3*

（1.Hubei Key Laboratory of Edible Wild Plants Conservation and Utilization， Hubei Normal

University， Huangshi 435002， China; 2.Hubei Engineering Research Center of

Characteristic Wild Vegetable Breeding and Comprehensive Utilization

Technology， Huangshi 435002， China; 3.College of Life Sciences，

Hubei Normal University， Huangshi 435002， China）

Abstract： In order to establish and optimize the optimal enzymatic hydrolysis process of meat-flavor essence precursor， in this study， meat-flavor essence precursor is prepared using protein hydrolase. Based on the physicochemical analysis of chicken blood， with the degree of hydrolysis of chicken blood protein as the hydrolysis reference index， single factor test is conducted to investigate the effect of four factors such as enzymatic hydrolysis time， enzymatic hydrolysis temperature， enzyme addition amount and enzyme type on the degree of" hydrolysis. Based on the single factor test， a four-factor and three-level

optimization scheme is designed through response surface method. In order to avoid the problem of lack of adaptability of process parameters under test conditions in actual production process， the weight values of fuzzy selected factors in enzymatic hydrolysis production process are determined by referring to the analytic hierarchy process. A multiple regression model is established using fuzzy mathematics decision method combined with response surface multiple quadratic regression model for matrix transformation operation to determine the optimal enzymatic hydrolysis process parameters. The results show that the protein content of chicken blood is （16.53±0.41）%， which increases to （48.65±0.28）% after pretreatment， indicating that chicken blood has great application potential for preparing meat-flavor essence. Through analytic hierarchy，" a weight set C is obtained （C=production efficiency 0.32， raw material utilization rate 0.14， cost of raw material and equipment 0.24， energy consumption 0.30）. Fuzzy mathematics decision method matrix transformation calculation is conducted on the top 20 process conditions obtained from the multiple quadratic regression model， and the optimal enzymatic hydrolysis process is obtained as follows：" enzymatic hydrolysis time is 3 h， enzymatic hydrolysis temperature is 37 ℃， enzyme addition amount is 3 605 U/g， and enzyme type is trypsin. Under such process conditions， the score is the highest of 0.713 points.Through verification， it is found that the optimal enzymatic hydrolysis process is feasible and has good practical reference value for the preparation of chicken essence.

Key words： chicken blood; meat-flavor essence; enzymatic hydrolysis; fuzzy mathematics decision method

收稿日期：2024-05-13

基金項(xiàng)目：國(guó)家星火計(jì)劃（2015GA880005）;湖北省高等學(xué)校優(yōu)秀中青年科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)計(jì)劃項(xiàng)目（T2022028）;湖北師范大學(xué)人才引進(jìn)項(xiàng)目（20230050）

作者簡(jiǎn)介：樂(lè)惠（2000—），女，碩士研究生，研究方向：微生物及農(nóng)產(chǎn)品資源加工利用。

*通信作者：劉軍（1993—），男，講師，博士，研究方向：微生物及農(nóng)產(chǎn)品資源加工利用。

血液作為維持機(jī)體運(yùn)轉(zhuǎn)的重要運(yùn)輸介質(zhì)，其營(yíng)養(yǎng)元素豐富，具有高蛋白質(zhì)、低脂肪等特點(diǎn)，還含有氨基酸、礦物質(zhì)、維生素和血紅素鐵等多種活性物質(zhì)，特別是血紅蛋白含量豐富，高達(dá)17%，因此血液被稱為“液體肉”［1］。雞血作為肉雞屠宰過(guò)程中的主要副產(chǎn)物，占胴體質(zhì)量的6%～8%，2019年我國(guó)肉雞產(chǎn)量為1 380萬(wàn)噸，可產(chǎn)雞血約110萬(wàn)噸［2］。由于飲食習(xí)慣和深加工技術(shù)等因素的限制，雞血副產(chǎn)品長(zhǎng)期以來(lái)并未受到市場(chǎng)關(guān)注和利用，這在一定程度上限制了肉雞產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，同時(shí)屠宰時(shí)雞血的傳統(tǒng)處理方式也給環(huán)境帶來(lái)了一定的污染［3］。

近年來(lái)，已有學(xué)者對(duì)雞血的利用進(jìn)行了探究，鄭召君等［4］以雞血為原料，利用蛋白酶酶解雞血制備抗氧化肽；呂永平等［5］以制作符離集燒雞產(chǎn)生的雞血為原料進(jìn)行鹵制，探索醬鹵雞血軟包裝食品；劉宇佳等［6］以雞血和大豆為原料，制作雙蛋白雞血內(nèi)酯豆腐，所得產(chǎn)品的膠凝效果好，品質(zhì)細(xì)嫩、柔軟；梁肖娜［7］以雞血為原料，研究雞血發(fā)酵液作為液體肥料的應(yīng)用潛力。目前，對(duì)雞血的可食用性研究依舊較少，導(dǎo)致雞血的利用程度仍然較低［8］?，F(xiàn)階段制備肉味香精的前體物多為植物蛋白，其天然風(fēng)味成分在生產(chǎn)過(guò)程中極易改變，使得肉味香精圓潤(rùn)、細(xì)膩的口感和芳香味等存在不足［9］。研究表明，利用酶解技術(shù)對(duì)扇貝［10］、雞骨［11］、豬血［12］進(jìn)行處理制備的肉味香精味道鮮美、肉味濃郁。因此，利用酶解處理屠宰過(guò)程中的副產(chǎn)物——雞血制備肉味香精，能有效利用雞血，提高雞血的附加值。

目前有關(guān)肉味香精前體物酶解工藝的研究主要集中在實(shí)驗(yàn)室階段，盡管基礎(chǔ)理論的研究是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，但實(shí)際生產(chǎn)所面臨的生產(chǎn)效率、工藝復(fù)雜程度及各項(xiàng)成本也是重要的影響因素。本研究在對(duì)雞血中蛋白、脂肪、無(wú)機(jī)鹽等進(jìn)行理化分析的基礎(chǔ)上，利用木瓜蛋白酶（M）、胰蛋白酶（Y）、堿性蛋白酶（J）、胃蛋白酶（W）和風(fēng)味蛋白酶（F）對(duì)雞血蛋白進(jìn)行酶解，篩選得到最適水解酶；以水解度（氨基態(tài)氮含量）為指標(biāo)，確定酶解最佳工藝條件和酶解條件的多元二次回歸模型；以生產(chǎn)效率、原料利用率、原料及設(shè)備成本、能耗為酶解工藝選擇權(quán)重因子，通過(guò)模糊數(shù)學(xué)決策法的矩陣變換原理篩選雞血蛋白的最佳酶解工藝。本研究結(jié)果為充分利用肉雞屠宰過(guò)程中的副產(chǎn)物雞血、肉味香精的工業(yè)化生產(chǎn)提供了理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

雞血：取樣于實(shí)驗(yàn)室屠宰的白羽肉雞;肉雞：購(gòu)于濟(jì)南市歷下區(qū)十里河社區(qū)農(nóng)貿(mào)市場(chǎng);木瓜蛋白酶（M，5萬(wàn)U/g）、胰蛋白酶（Y，2.5萬(wàn)U/g）、風(fēng)味蛋白酶（F，6萬(wàn)U/g）、堿性蛋白酶（J，9萬(wàn)U/g）、胃蛋白酶（W，3萬(wàn)U/g）（均為食品級(jí)）：北京聯(lián)立信生物技術(shù)有限公司;檸檬酸三鈉（食品級(jí)）：河北鵬宇生物科技有限公司;生理鹽水（食品級(jí)）：山東華魯制藥有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

AL-204型電子天平 梅特勒-托利多儀器有限公司;DF-Ⅱ型集熱式磁力攪拌器 常州諾基儀器有限公司;HHS-21-6型電熱恒溫水浴鍋 上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;精科N4型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海精密科學(xué)儀器有限公司;ZDDN-Ⅱ型全自動(dòng)凱氏定氮儀 浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司;BCD-216STPT型家用冰箱 青島海爾股份有限公司;MDF-86V588E型-80 ℃超低溫保存箱 安徽中科都菱商用電器股份有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 雞血預(yù)處理

在新鮮雞血中加入0.6%檸檬酸三鈉抗凝，以5 000 r/min離心15 min，取下層凝聚物，加二倍體積的生理鹽水，以5 000 r/min離心15 min清洗除雜，收集下層雞血蛋白凝聚物于－20 ℃冷凍保藏［13］。

1.3.2 雞血理化性質(zhì)的測(cè)定

參考閆向民等［14］的方法，按照GB 5009.3—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》中的方法測(cè)定水分含量；參考孫曉明等［15］的方法，按照GB 5009.6—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測(cè)定》中的方法測(cè)定脂肪含量；參考劉博等［16］的方法，按照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》中的方法測(cè)定蛋白質(zhì)含量；參考魏金濤等［17］的方法，按照GB 5009.4—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中灰分的測(cè)定》中的方法測(cè)定無(wú)機(jī)鹽含量。

1.3.3 雞血蛋白酶解工藝流程

稱取20 g左右的冷凍保藏雞血蛋白凝聚物，按2∶1的比例加入超純水（雞血蛋白溶液濃度為25%），磁力攪拌1 h復(fù)溶，95 ℃水浴處理10 min，向水浴鍋內(nèi)加入自來(lái)水，將溫度降至50 ℃以下，加入一定量的蛋白水解酶，在特定溫度條件下酶解一定時(shí)間，然后加熱至90 ℃保持10 min滅酶，即得到雞肉香精前體物雞血蛋白酶解液。

1.3.4 雞血蛋白水解度的測(cè)定

采用茚三酮比色法，參考鄭麗波等［12］的方法測(cè)定雞血蛋白水解度（DH），計(jì)算公式如下：

DH（%）=D2－D1D0－D1×100%。

式中：DH表示水解度（%）；D0表示酶解液中總氨基氮質(zhì)量濃度（mg/L）；D1表示酶解前酶解液中游離氨基氮質(zhì)量濃度（mg/L）；D2表示酶解后酶解液中游離氨基氮質(zhì)量濃度（mg/L）。

1.3.5 雞血蛋白酶解單因素試驗(yàn)

參考柳倩［13］、張崟等［18］的方法制備雞血肉味香精工藝，加酶量3 500 U/g（以蛋白計(jì)），既能保證香精風(fēng)味又能節(jié)約時(shí)間，實(shí)際工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中，在保證工藝的前提下，能耗和原料及設(shè)備成本是需要考慮的重要因素，固定底物濃度，設(shè)置酶解時(shí)間、酶解溫度、加酶量和酶種類為單因素，進(jìn)行酶解工藝優(yōu)化，工藝優(yōu)化固定條件由預(yù)試驗(yàn)的結(jié)果確定。

酶解時(shí)間的優(yōu)化：固定酶解溫度為40 ℃、加酶量為3 500 U/g、酶種類為風(fēng)味蛋白酶，將酶解時(shí)間分別設(shè)置為2，2.5，3，3.5，4 h進(jìn)行酶解，測(cè)定雞血蛋白的水解度。

酶解溫度的優(yōu)化：固定酶解時(shí)間為3 h、加酶量為3 500 U/g、酶種類為風(fēng)味蛋白酶，將酶解溫度分別設(shè)置為35，40，45，50，55 ℃進(jìn)行酶解，測(cè)定雞血蛋白的水解度。

加酶量的優(yōu)化：固定酶解時(shí)間為3 h、酶解溫度為40 ℃、酶種類為風(fēng)味蛋白酶，將加酶量分別設(shè)置為1 500，2 500，3 500，4 500，5 500 U/g進(jìn)行酶解，測(cè)定雞血蛋白的水解度。

酶種類的優(yōu)化：固定酶解時(shí)間為3 h、加酶量為3 500 U/g、酶解溫度為不同酶的最適推薦溫度（酶活說(shuō)明推薦的最佳酶解溫度為木瓜蛋白酶50 ℃、堿性蛋白酶55 ℃、風(fēng)味蛋白酶45 ℃、胰蛋白酶37 ℃、胃蛋白酶37 ℃）、加酶量3 500 U/g（以蛋白計(jì)）進(jìn)行酶解，測(cè)定雞血蛋白的水解度。

1.4 響應(yīng)面試驗(yàn)酶解工藝優(yōu)化

在1.3.5試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，確定4個(gè)因素的最適范圍，建立四因素三水平的響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)。以水解度為指標(biāo)，優(yōu)化肉味香精前體物的酶解工藝條件，響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平見(jiàn)表1。

1.5 酶解工藝模糊數(shù)學(xué)決策法綜合優(yōu)選

在響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化的基礎(chǔ)上，利用模糊數(shù)學(xué)決策法綜合優(yōu)選酶解方案，旨在避免水解度的單一效率分析在整個(gè)工業(yè)化生產(chǎn)中的局限性，因此，采用能將效率分析和生產(chǎn)工藝相結(jié)合進(jìn)行多因素綜合比較分析的方法，即模糊數(shù)學(xué)決策法，對(duì)最佳酶解工藝范圍進(jìn)行對(duì)比分析，以尋求高效、合理、經(jīng)濟(jì)的肉味香精前體物酶解工藝。

模糊數(shù)學(xué)決策法的主要步驟如下：

確定酶解工藝選擇比較的單因素集和成本指標(biāo)，建立水解度的二次多項(xiàng)回歸模型優(yōu)化酶解工藝，通過(guò)響應(yīng)面回歸模型和方差分析確定影響酶解工藝的關(guān)鍵因素，參考生產(chǎn)效率、原料利用率、能耗、原料及設(shè)備成本等指標(biāo)確定各因素的權(quán)重值，包括酶解工藝在內(nèi)的其他各項(xiàng)參數(shù)的重要程度有所不同，影響因素也各有差異，而且相互之間并非完全獨(dú)立，因此，需確定各因素的權(quán)重［19］。用層次分析法確定各因素的權(quán)重值，首先依據(jù)各因素的隸屬關(guān)系建立各自的層次結(jié)構(gòu)模型，見(jiàn)圖1。

每個(gè)層次對(duì)各因素的含義見(jiàn)表2，1～5表示標(biāo)度的比較方法，進(jìn)行綜合性評(píng)定，得出模糊判斷矩陣。

對(duì)工藝進(jìn)行模糊優(yōu)選前，需對(duì)各因素指標(biāo)進(jìn)行無(wú)量綱化，使各因素之間具有可比性。定量指標(biāo)Xuv通過(guò)下式確定：

Xuv=0.1+fvmax－fuvdt，fv為負(fù)指標(biāo)0.1+fuv－fvmindt，fv為正指標(biāo)。

dt（極差）=fvmax－fvmin1－0.1。

式中：fvmax為v因素指標(biāo)的最大值；fvmin為v因素指標(biāo)的最小值；fuv為u方案的v因素指標(biāo)值。

工藝的選取需要利用數(shù)值語(yǔ)言代替選擇語(yǔ)言進(jìn)行定性指標(biāo)賦值，對(duì)定性指標(biāo)采用等級(jí)評(píng)定的方法，按五級(jí)賦值標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)評(píng)定值，見(jiàn)圖2。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析

利用 Microsoft Office Excel 2010對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和繪制表格，表3中的數(shù)據(jù)表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差；利用Origin 2018b進(jìn)行作圖，利用響應(yīng)面軟件Design-Expert 8.0.6進(jìn)行響應(yīng)面回歸方差分析、建立二次回歸多項(xiàng)式模型、Contour和3D Surface作圖，利用MatrixUser 2.0進(jìn)行模糊優(yōu)選的矩陣計(jì)算；所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)每組測(cè)試3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 雞血理化性質(zhì)

對(duì)屠宰后的雞血及雞血預(yù)處理后的蛋白凝聚物組成進(jìn)行檢測(cè)分析，結(jié)果見(jiàn)表3。

由表3可知，雞血中主要成分為水分，含量為（81.21±0.14）%，蛋白質(zhì)含量為（16.53±0.41）%，脂肪含量和無(wú)機(jī)鹽含量較低，均不足1%；通過(guò)預(yù)處理得到蛋白凝聚物的蛋白質(zhì)含量高達(dá)（48.65±0.28）%。分析發(fā)現(xiàn)雞血最主要的加工資源是蛋白質(zhì)，以轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白為主，負(fù)責(zé)機(jī)體的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝廢物的排出，還有一部分蛋白質(zhì)具有免疫功能，因此，雞血中蛋白質(zhì)含量占比較高，還有微量的脂肪和無(wú)機(jī)鹽。若對(duì)雞血進(jìn)行有效的開(kāi)發(fā)利用，可實(shí)現(xiàn)雞血蛋白質(zhì)的二次利用，充分發(fā)揮其附加值，具有經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益。研究發(fā)現(xiàn)，盡管雞血中蛋白質(zhì)含量較高，但由于人體消化率很低，不能被人體直接利用，因此，對(duì)其開(kāi)發(fā)需充分考慮這一特性。利用蛋白水解酶將雞血蛋白質(zhì)進(jìn)行水解，制備雞肉香精前體物，對(duì)生產(chǎn)高附加值的肉味香精具有較高的可行性。

2.2 雞血蛋白酶解單因素分析

依據(jù)單因素試驗(yàn)設(shè)置酶解時(shí)間、酶解溫度、加酶量和酶種類4個(gè)單因素，結(jié)果見(jiàn)圖3。商業(yè)蛋白水解酶成品具有良好的穩(wěn)定性和較高的特異性，在溫和的溶液體系中具有良好的催化水解作用，能將大分子蛋白水解成多肽和氨基酸，且不會(huì)造成溶液體系穩(wěn)定性的改變，可以在很大程度上保護(hù)雞血中其他營(yíng)養(yǎng)活性成分。酶解時(shí)間決定蛋白水解酶和底物的作用時(shí)間，酶解時(shí)間越長(zhǎng)，水解酶與底物的有效反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)，酶解越充分，酶解體系中游離氨基氮質(zhì)量濃度越高。

由圖3可知，隨著酶解時(shí)間的延長(zhǎng)，水解度呈增加趨勢(shì)，但在3.5 h后水解度增加變緩，這是因?yàn)榈孜锏乃馔瓿珊螅舛炔粫?huì)隨酶解時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。蛋白水解酶的最佳活性范圍受溫度的影響最大，酶解溫度較低時(shí)參考阿倫尼烏斯公式［20］，酶解體系內(nèi)分子的運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散速率較小，酶與底物的結(jié)合率降低，加之水解酶活性未被完全激發(fā)，此時(shí)酶解效率較低；此外，酶的催化活性也需要能量的激發(fā)，使之充分活化。隨著酶解溫度的升高，體系內(nèi)分子的運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散速率增加，當(dāng)達(dá)到酶的最適溫度時(shí)，酶的活性達(dá)到最大值，酶解溫度能夠使分子之間的鍵更容易結(jié)合和被破壞。在一定溫度范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，水解度隨之升高，當(dāng)酶的活性達(dá)到最大值時(shí)，酶解溫度的繼續(xù)升高會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，降低酶的活性，水解度反而降低［21］。

加酶量直接影響酶解體系中底物和酶的濃度比，在較短時(shí)間內(nèi)雞血蛋白溶液中酶的濃度越大，酶解速率越快；隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，體系中底物濃度降低，出現(xiàn)酶過(guò)剩的現(xiàn)象，因此，酶解速率和酶濃度并非呈線性相關(guān)性。本研究選取了5種商業(yè)酶，篩選具有較好水解作用的水解酶；單一的5種酶表現(xiàn)出不同的催化活性：堿性蛋白酶（J）＞風(fēng)味蛋白酶（F）＞胰蛋白酶（Y）＞木瓜蛋白酶（M）＞胃蛋白酶（W）。Yu等［22］發(fā)現(xiàn)木瓜蛋白酶可以有效地鈍化反應(yīng)體系中其余蛋白水解酶，因?yàn)槟竟系鞍酌傅慕Y(jié)構(gòu)類似于底物的結(jié)構(gòu)，它可以與底物競(jìng)爭(zhēng)水解酶的活性中心，從而阻礙酶-底物復(fù)合物的形成并降低酶解體系中其他酶的活性；胃蛋白酶在pH低于5.0時(shí)才具有較高的活性。通過(guò)水解度分析得出堿性蛋白酶、風(fēng)味蛋白酶、胰蛋白酶具有較好的活性。

2.3 響應(yīng)面酶解工藝與模型的構(gòu)建

建立響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)，見(jiàn)表4。以水解度作為擬合模型的指標(biāo)，應(yīng)用該模型基于二次多項(xiàng)式方程優(yōu)化酶解條件，通過(guò)多組重復(fù)性試驗(yàn)構(gòu)建二次多項(xiàng)式回歸模型：水解度（%）=+33.25－0.90A+0.14B+0.13C－1.14D－1.01AB+0.084AC－0.084AD－2.07BC－3.00BD+2.03CD－6.26A2－4.11B2－8.90C2－12.61D2。

通過(guò)完整的試驗(yàn)設(shè)計(jì)矩陣和基于Box-Behnken試驗(yàn)運(yùn)行的結(jié)果，方差分析結(jié)果見(jiàn)表5。

由表5可知，該模型的P值lt;0.000 1，表明該模型具有99.99%的置信區(qū)間，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。模型的F值為78.986 2，表明該模型顯著；回歸分析顯示，決定系數(shù)R2為0.994 7，表明該模型無(wú)法解釋總變量的0.53%；調(diào)整后的決定系數(shù)RAdj2為0.994 9，表明試驗(yàn)值和預(yù)測(cè)值之間有很好的一致性。如果失擬項(xiàng)值較高，則試驗(yàn)的可靠性較低。在該研究中，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了較低的失擬項(xiàng)值，且P值gt;0.05，不顯著，表明該模型具有很高的可靠性［23］。

對(duì)水解度影響最顯著的因素是D酶種類（Plt;0.01），其次是A酶解時(shí)間（Plt;0.01），最后是B酶解溫度（Plt;0.05）和C加酶量（Plt;0.05）。AB、AD、BD、AC、BC、CD的交互作用的P值均lt;0.05，說(shuō)明酶解時(shí)間、酶解溫度、加酶量和酶種類兩兩交互對(duì)水解度均有顯著影響［24］。

為了進(jìn)一步了解4個(gè)變量對(duì)水解度的影響，建立了3D響應(yīng)面圖和等高線圖，見(jiàn)圖4～圖9。響應(yīng)面圖有助于揭示兩個(gè)變量及其最佳范圍之間的相互作用，在3D響應(yīng)面圖中，曲線越陡峭、弧度越明顯，表明該因素對(duì)水解度的影響越顯著。控制任意兩個(gè)自變量不變，其余兩個(gè)因素的交互作用對(duì)響應(yīng)值水解度的影響從等高線圖中也能體現(xiàn)，等高線圖能反映出兩因素交互作用的顯著程度，等高線圖中橢圓圖形越扁、離心率越大表示交互作用越顯著，越接近圓形、離心率越小表示交互作用越不顯著［25］。

2.4 酶解工藝模糊決策法優(yōu)選

依據(jù)二次多項(xiàng)式回歸模型利用響應(yīng)面法優(yōu)化出50種酶解工藝，優(yōu)化工藝的可信度皆接近于1，按照水解度的大小排序選取前20種進(jìn)行模糊決策法優(yōu)選，見(jiàn)表6。根據(jù)1.5所介紹的模糊綜合評(píng)判步驟、原理和方法，結(jié)合響應(yīng)面法優(yōu)化最佳酶解工藝進(jìn)行模糊決策法優(yōu)選矩陣R的計(jì)算。

參考模糊數(shù)學(xué)決策法的綜合評(píng)判步驟和原理，通過(guò)對(duì)各因素指標(biāo)判斷矩陣的無(wú)量綱化結(jié)合賦值等級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，確定各因素的權(quán)重值C=（0.32，0.14，0.24，0.30）。

根據(jù)模糊數(shù)學(xué)決策法的矩陣變換原理K=C×F，C指B1、B2、B3、B4 4個(gè)因素所占的權(quán)重集（0.32，0.14，0.24，0.30），即生產(chǎn)工藝選取時(shí)決策的參考度；F指該工藝在層次結(jié)構(gòu)模型中C1～C6的賦值評(píng)定分?jǐn)?shù)，得到模糊矩陣F1～F20，則對(duì)第i號(hào)樣品評(píng)定結(jié)果為Ki=C×Fi。第1～20組樣品的綜合評(píng)定結(jié)果如下所示：

Ki=C×Fi=（0.32，0.14，0.24，0.30）×0.60.30.5… 0.30.40.70.20.70.9… 0.250.40.6。

其中，K1=0.414、K20=0.395表示通過(guò)模糊決策法矩陣變換后所得到的工藝1和20的分?jǐn)?shù)；同理可得其他工藝的模糊優(yōu)選結(jié)果，K2=0.345、K3=0.478、K4=0.489、K5=0.327、K6=0.534、K7=0.435、K8=0.512、K9=0.534、K10=0.437、K11=0.697、K12=0.423、K13=0.578、K14=0.345、K15=0.484、K16=0.574、K17=0.611、K18=0.352、K19=0.601、K20=0.395。根據(jù)最大隸屬度原則，分析發(fā)現(xiàn)K11組在進(jìn)行模糊優(yōu)選時(shí)獲得最高分?jǐn)?shù)。

2.5 最佳工藝條件的檢驗(yàn)

通過(guò)模糊優(yōu)選得出酶解時(shí)間為3 h、酶解溫度為41.35 ℃、加酶量為3 605 U/g和酶種類為胰蛋白酶（Y），由于胰蛋白酶的最適酶解溫度為37 ℃，因此，在酶解時(shí)間為3 h、酶解溫度為37 ℃、加酶量為3 605 U/g和酶種類為胰蛋白酶（Y）的條件下進(jìn)行酶解效果、生產(chǎn)工藝和成本的評(píng)估。結(jié)果表明，在此條件下水解度為26.35%、K修正為0.713，雖然酶解速率降低，但應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中能避免能耗和原料成本的浪費(fèi)，實(shí)際生產(chǎn)指標(biāo)良好。

3 結(jié)論

本研究利用模糊數(shù)學(xué)決策法綜合優(yōu)選雞血制備雞肉香精前體物的最佳工藝，旨在改善試驗(yàn)條件下的工藝參數(shù)在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的適應(yīng)性。通過(guò)優(yōu)選得出生產(chǎn)效率、原料利用率、原料及設(shè)備成本、能耗的權(quán)重分別為0.32，0.14，0.24，0.30，得到各因素的重要性。在對(duì)雞血組分和不同酶組合分析的基礎(chǔ)上，利用響應(yīng)面法構(gòu)建酶解時(shí)間、酶解溫度、加酶量和酶種類的回歸模型，得出酶種類是影響酶解工藝最重要的因素，其次是酶解時(shí)間、酶解溫度和加酶量。通過(guò)多元二次回歸模型優(yōu)化酶解工藝，結(jié)合模糊數(shù)學(xué)決策法綜合優(yōu)選，得到最佳酶解工藝為酶解時(shí)間3 h、酶解溫度37 ℃、加酶量3 605 U/g和酶種類胰蛋白酶（Y）。此工藝下生產(chǎn)效率、原料利用率、原料及設(shè)備成本、能耗的權(quán)重分值為0.713分，得到的酶解工藝參數(shù)真實(shí)可靠。

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