模糊數(shù)學(xué)與響應(yīng)面法結(jié)合的杏鮑菇料酒發(fā)酵參數(shù)優(yōu)化

DOI：10.3969/j.issn.1000-9973.2025.05.025

中圖分類(lèi)號(hào)：TS264.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1000-9973（2025）05-0181-05

Optimization of Fermentation Parameters of Pleurotus eryngii Cooking Wine by Combining Fuzzy Mathematics with Response Surface Method

FU Li-fang，YANG Yong， ZHANG Xiang-qin （Henan University of Animal Husbandry and Economy， Zhengzhou 45oo44，China）

Abstract：In order to develop cooking wine with new flavor，glutinous rice is usedas the main fermentation material，and Pleurotus eryngi is added during the fermentation process to make Pleurotus eryngi cooking wine.Response surface method is used to optimize the fermentation process of Pleurotus eryngii cooking wine.Fuzzy mathematics sensory evaluation method is used to evaluate the effects of fermentation time （15，17， 19d） ，fermentation temperature （28，32，36^°C ） and Pleurotus eryngii addition amount （mass ratio of 1% ， 5% ， 8% ） on the amino acid nitrogen content， total sugar content and sensory score of Pleurotus eryngii cooking wine during the secondary fermentation process. The results show that using fuzzy mathematics sensory evaluation method for quadratic fiting and regresion analysis can objectively and comprehensively evaluate the sensory score of Pleurotus eryngii cooking wine. When the addition amount of Pleurotus eryngii is 8% ，the secondary fermentation time is 19d ，and the secondary fermentation temperature is 32^°C ， the sensory score of Pleurotus eryngii cooking wine could reach 47.7 points， the amino acid nitrogen content is （0.61±0.03）g/L ，and the total sugar content is （43.28±0.21）g/L . The overall color of cooking wine is bright and transparent，with bright orange color，uniform texture and coordinated aroma of wine and Pleurotus eryngii.

Key Words： Pleurotus eryngii cooking wine; fuzzy mathematics; response surface method; parameter optimization

料酒作為中國(guó)烹飪中一種不可或缺的調(diào)味品，自古以來(lái)在中國(guó)飲食文化中占有重要地位[]。它是由黃酒、米酒或其他釀造酒經(jīng)過(guò)稀釋和調(diào)配而成，具有獨(dú)特的酒香和醇厚的口感。在古代，料酒的使用與釀造技術(shù)同步發(fā)展，反映了中國(guó)飲食文化的歷史變遷和烹飪技藝的提升[2]。

料酒中含有蛋白質(zhì)、脂肪、多糖、鈉、維生素、膳食纖維等多種營(yíng)養(yǎng)素。在制作過(guò)程中主要以黃酒為基酒，加入香辛料和調(diào)味料制成，因此具有黃酒的營(yíng)養(yǎng)成分，并且富含多種人體必需的氨基酸[3]。此外，料酒中的成分如糊精、有機(jī)酸、氨基酸、酯類(lèi)、醛類(lèi)和雜醇油等，不僅能增加食物的香味，去腥解膩，而且能減少烹飪對(duì)蔬菜中葉綠素的破壞[4]。

杏鮑菇（Pleurotuseryngii）為真菌界、擔(dān)子菌門(mén)、蘑菇目、側(cè)耳科、側(cè)耳屬大型真菌。因其富含蛋白質(zhì)、碳水化合物和維生素B、C、D族等多種維生素[5]，以及鈣、鎂、銅、鋅等礦物質(zhì)，對(duì)人體具有降血脂、降膽固醇、改善消化系統(tǒng)、提高免疫力、抗氧化等功能，深受老百姓喜愛(ài)[6]。目前市面上多數(shù)杏鮑菇以鮮食為主，僅有少量研究報(bào)道以香鮑菇為原料進(jìn)行深加工產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)利用[，添加杏鮑菇進(jìn)行料酒發(fā)酵未見(jiàn)報(bào)道。

在食品開(kāi)發(fā)中，如何優(yōu)化生產(chǎn)工藝、提高產(chǎn)品品質(zhì)一直是研究的重點(diǎn)[8]。利用響應(yīng)面法與模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)法結(jié)合，對(duì)食品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的關(guān)鍵因素進(jìn)行優(yōu)化分析，可以有效提升產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的效率和效果[9]。響應(yīng)面法通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型，分析各因素對(duì)產(chǎn)品性能的影響，從而找到最優(yōu)的工藝參數(shù)組合。而模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)法利用模糊數(shù)學(xué)原理，對(duì)食品感官指標(biāo)進(jìn)行量化評(píng)價(jià)，使評(píng)價(jià)結(jié)果更加客觀、準(zhǔn)確。

本文以糯米為發(fā)酵主料，在發(fā)酵過(guò)程中添加杏鮑菇生產(chǎn)香鮑菇料酒。利用響應(yīng)面法優(yōu)化香鮑菇料酒發(fā)酵工藝，以模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)法評(píng)價(jià)發(fā)酵過(guò)程中二次發(fā)酵時(shí)間（15，17，19d）、二次發(fā)酵溫度 （28，32，36^°C） 、杏鮑菇添加量（質(zhì)量比 1%.5%.8% 對(duì)杏鮑菇料酒氨基酸態(tài)氮含量、總糖含量和感官評(píng)分的影響，為杏鮑菇的深加工產(chǎn)品提供了新工藝，也為新風(fēng)味料酒的開(kāi)發(fā)提供了技術(shù)支持。

1材料與方法

1. 1 材料與試劑

杏鮑菇、糯米、食鹽、酒曲、黃酒：均購(gòu)于鄭州市大潤(rùn)發(fā)超市隴海店。

無(wú)水乙醇、氫氧化鈉、甲醇（均為分析純）：購(gòu)于河南省紅榮化學(xué)試劑公司。

1.2 儀器與設(shè)備

GNE-201型恒溫培養(yǎng)箱、GBQ-01型電子天平天津拓至明實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備有限公司；BSE-2000型生化培養(yǎng)箱、GU-A01型立式蒸汽滅菌器湖南集邁通儀器制造有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1杏鮑菇料酒發(fā)酵生產(chǎn)流程

1. 3.1.1 篩選及熟制糯米

去除雜質(zhì)和殘?jiān)?，篩選出完整、干凈的糯米顆粒。將清洗后的糯米放入高壓鍋內(nèi)蒸煮 35min 至糯米熟透但不軟爛，取出冷卻至室溫待用。

1.3.1.2 杏鮑菇處理

杏鮑菇經(jīng)無(wú)菌水清洗后切成 1cm×1cm×1 cm的塊。

1.3.1.3 初發(fā)酵

向糯米中加入制酒酒曲、麥母（糯米質(zhì)量的 1% ，同時(shí)加入杏鮑菇塊，充分混合均勻。 36^°C 靜置發(fā)酵 ^48h ，使酒曲充分發(fā)酵。過(guò)濾初發(fā)酵產(chǎn)物，去除糯米殘?jiān)碗s質(zhì)。

1. 3.1.4 糖化

過(guò)濾初發(fā)酵液，控制溫度在 60°C ，糖化處理 2d 。

1.3.1.5 二次發(fā)酵

加入黃酒后進(jìn)行二次發(fā)酵。

1. 3.1.6 殺菌過(guò)濾

對(duì)二次發(fā)酵產(chǎn)物在 121^°C 下進(jìn)行高溫高壓滅菌處 理 20min 。冷卻后過(guò)濾得杏鮑菇料酒。

1.3.2 杏鮑菇料酒發(fā)酵工藝優(yōu)化

1.3.2.1 單因素實(shí)驗(yàn)

杏鮑菇添加量：固定其他發(fā)酵工藝參數(shù)，在初發(fā)酵過(guò)程中添加杏鮑菇時(shí)，以熟制糯米質(zhì)量的 1%.5%.8% 添加杏鮑菇塊，進(jìn)行杏鮑菇料酒發(fā)酵，比較發(fā)酵效果。

二次發(fā)酵時(shí)間：固定其他發(fā)酵工藝參數(shù)，在二次發(fā)酵時(shí)以 32°C 進(jìn)行發(fā)酵，比較發(fā)酵時(shí)間為15，17，19d時(shí)的發(fā)酵效果。

二次發(fā)酵溫度：固定其他發(fā)酵工藝參數(shù)，在二次發(fā)酵時(shí)將發(fā)酵時(shí)間固定在17d，比較發(fā)酵溫度為28，32，36^°C 時(shí)的發(fā)酵效果。

1.3.2.2 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

依據(jù)Box-Behnken中心組合設(shè)計(jì)原理，以單因素實(shí)驗(yàn)為前提，以香鮑菇添加量、二次發(fā)酵時(shí)間、二次發(fā)酵溫度為自變量，以感官評(píng)分、總糖含量和氨基酸態(tài)氮含量為響應(yīng)值，進(jìn)行三因素三水平響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)分析，實(shí)驗(yàn)因素與水平見(jiàn)表1。

表1杏鮑菇料酒發(fā)酵工藝優(yōu)化因素與水平

1.3.3 杏鮑菇料酒理化指標(biāo)檢測(cè)

氨基酸態(tài)氮含量和總糖含量的測(cè)定均參考GB/T13662—2018《黃酒》。氨基酸態(tài)氮含量的測(cè)定采用電位滴定法；總糖含量的測(cè)定采用亞鐵氰化鉀滴定法。

1.3.4杏鮑菇料酒感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

參考黃和升等[10]的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)并略作修改。邀請(qǐng)具有食品專(zhuān)業(yè)背景和食品感官分析經(jīng)驗(yàn)的5名男生、5名女生組成10人感官評(píng)價(jià)小組，參照表2中的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行獨(dú)立評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)總分為50分，計(jì)算每人獨(dú)立評(píng)分總和，取小數(shù)點(diǎn)后一位。最終評(píng)價(jià)結(jié)果為10名評(píng)價(jià)小組成員加和的平均值。

1.3.5 模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)方法建立

根據(jù)香鮑菇料酒感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)不同二次發(fā)酵時(shí)間、二次發(fā)酵溫度和杏鮑菇添加量下杏鮑菇料酒感官指標(biāo)進(jìn)行模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)，建立模糊數(shù)學(xué)模型。

對(duì)象集 U={u₁，u₂，u₃，u₄，u₅，u₆，u₇，…，u₁₅} ，共計(jì)15個(gè)杏鮑菇料酒樣品。

因素集 X={X₁，X₂，X₃，X₄} 為杏鮑菇料酒的4個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，即色澤、氣味、滋味和風(fēng)味。

評(píng)分集 A={A₁，A₂，A₃，A₄} 為杏鮑菇料酒感官評(píng)分總分，分別對(duì)應(yīng)45，40，35，30分。

權(quán)重集 Y={Y₁，Y₂，Y₃，Y₄} ，強(qiáng)制設(shè)置權(quán)重為 Y= {0.2，0.3，0.3，0.2}[11]

邀請(qǐng)10名評(píng)價(jià)員從色澤、氣味、滋味和風(fēng)味4個(gè)角度對(duì)不同發(fā)酵條件和不同杏鮑菇添加量下發(fā)酵生產(chǎn)的杏鮑菇料酒進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，評(píng)分后將總分劃歸到對(duì)應(yīng)評(píng)分集中，根據(jù)評(píng)分結(jié)果得到杏鮑菇料酒感官評(píng)價(jià)模糊關(guān)系矩陣 R_x 。 x 表征15個(gè)杏鮑菇料酒樣品，每行指標(biāo)代表質(zhì)量因素的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)結(jié)果。

1.4 數(shù)據(jù)分析

所得數(shù)據(jù)平行測(cè)定4次，利用Excel2010和SPSS20.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖表繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1發(fā)酵過(guò)程單因素優(yōu)化

2.1.1杏鮑菇添加量對(duì)杏鮑菇料酒品質(zhì)的影響

在杏鮑菇添加量為 1%.5%.8% 的條件下，杏鮑菇料酒的感官評(píng)分見(jiàn)表3。以表3中每個(gè)料酒樣品的感官因素級(jí)別對(duì)應(yīng)其評(píng)分人數(shù)，再除以總評(píng)分人數(shù)，即得每組評(píng)分結(jié)果的模糊矩陣。

表3不同杏鮑菇添加量下杏鮑菇料酒的感官評(píng)分

所得模糊矩陣 R₁ ：

參考杏鮑菇料酒模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)模型 S_x=Y×R_x 對(duì)15個(gè)樣品的感官評(píng)分計(jì)算所得綜合評(píng)價(jià)結(jié)果為 S₁= Y×R₁=42.40 。

不同香鮑菇添加量下香鮑菇料酒的氨基酸態(tài)氮含量和總糖含量見(jiàn)表4。

表4不同杏鮑菇添加量下杏鮑菇料酒的氨基酸態(tài)氮含量和總糖含量

Table 4 Amino acid nitrogen content and total sugar content ofPleurotus eryngii cooking wine with different

由表4可知，隨著香鮑菇添加量的增加，杏鮑菇料酒中氨基酸態(tài)氮含量和總糖含量均呈現(xiàn)升高趨勢(shì)， 8% 杏鮑菇添加量下香鮑菇料酒中氨基酸態(tài)氮含量和總糖含量最高，分別達(dá) （0.53±0.02） g/L和 （35，46±0.23）g/I 由于杏鮑菇中含有大量蛋白質(zhì)、淀粉等，經(jīng)發(fā)酵后可產(chǎn)生大量氨基酸、有機(jī)酸及糖類(lèi)物質(zhì)[12-14]，因此，當(dāng)杏鮑菇添加量升高時(shí)會(huì)出現(xiàn)杏鮑菇料酒中氨基酸態(tài)氮含量和總糖含量升高的現(xiàn)象。在3種香鮑菇添加量下，初步確定 8% 為最佳香鮑菇添加量。

2.1.2二次發(fā)酵時(shí)間對(duì)香鮑菇料酒品質(zhì)的影響

二次發(fā)酵過(guò)程中微生物與初發(fā)酵液中的蛋白質(zhì)、糖類(lèi)物質(zhì)進(jìn)一步酵解產(chǎn)生大量呈味氨基酸、還原糖等，使料酒具有豐富的香氣[4]。

表5不同二次發(fā)酵時(shí)間下杏鮑菇料酒的感官評(píng)分

表6不同二次發(fā)酵時(shí)間下杏鮑菇料酒的氨基酸態(tài)氮含量和總糖含量

由表5和表6可知，隨著二次發(fā)酵時(shí)間的增加，杏鮑菇料酒的感官評(píng)分、氨基酸態(tài)氮含量和總糖含量均逐漸增加，在二次發(fā)酵時(shí)間為19d時(shí)，感官評(píng)分為41.6分，氨基酸態(tài)氮含量為 （0.74±0.01 ） g/L ，總糖含量為 （42.37± 0.19） g/L 因此，確定二次發(fā)酵時(shí)間為19d時(shí)杏鮑菇料酒的品質(zhì)最佳。

2.1.3二次發(fā)酵溫度對(duì)杏鮑菇料酒品質(zhì)的影響

杏鮑菇料酒中的氨基酸態(tài)氮是其風(fēng)味、滋味的決定性因素之一，其含量越高，杏鮑菇料酒的風(fēng)味越濃郁[15]，微生物發(fā)酵過(guò)程中溫度對(duì)其活性和分解效率產(chǎn)生影響[16]。

表7不同二次發(fā)酵溫度下杏鮑菇料酒的感官評(píng)分

表8不同二次發(fā)酵溫度下杏鮑菇料酒的氨基酸態(tài)氮含量和總糖含量

Table8 Amino acid nitrogen content and total sugar content of Pleurotus eryngii cooking wine at different secondary fermentation temperatures

由表7和表8可知，隨著二次發(fā)酵溫度的升高，杏鮑菇料酒的感官評(píng)分、氨基酸態(tài)氮含量和總糖含量均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，在二次發(fā)酵溫度為 32^°C 時(shí)達(dá)到峰值，此時(shí)杏鮑菇料酒的感官評(píng)分為47.6分，氨基酸態(tài)氮含量為 （0.53±0.08） ） g/L ，總糖含量為 （43.16±0.19）g/L 當(dāng)二次發(fā)酵溫度升高至 36^°C 時(shí)，感官評(píng)分等指標(biāo)開(kāi)始下降至與 28°C 相當(dāng)?shù)乃?，這可能是由于二次發(fā)酵溫度超過(guò) 32°C 后酵母菌活性提升，使發(fā)酵液中的糖分分解，產(chǎn)生酒精，導(dǎo)致其發(fā)酵產(chǎn)物的酒味過(guò)于濃烈，氣味平衡受到影響。因此，確定杏鮑菇料酒的最佳二次發(fā)酵溫度為 32°C 。

2.2杏鮑菇料酒發(fā)酵過(guò)程響應(yīng)面分析

以單因素實(shí)驗(yàn)為前提，以杏鮑菇添加量、二次發(fā)酵時(shí)間、二次發(fā)酵溫度為自變量，以感官評(píng)分、氨基酸態(tài)氮含量和總糖含量為響應(yīng)值，進(jìn)行三因素三水平響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)分析，15個(gè)杏鮑菇料酒樣品的感官評(píng)分和響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果分別見(jiàn)表9和表10。

通過(guò)Design-Expert對(duì)響應(yīng)面數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以杏鮑菇料酒的感官評(píng)分為響應(yīng)值進(jìn)行回歸擬合，得到回歸方程 ：Y=0.37+0.752A-0.482B+3.281C-2.841AB+ 3.142AC-0.483BC+0.991A²-1.843B²+6.311C²

對(duì)回歸方程進(jìn)行二次擬合和多元線(xiàn)性回歸分析后，所得方差分析結(jié)果見(jiàn)表11。

表11杏鮑菇料酒發(fā)酵因素回歸模型方差分析

由表11可知，以杏鮑菇料酒的感官評(píng)分為響應(yīng)值的回歸方程的 Plt;0. 000 1 ，達(dá)到極顯著水平，表明該回歸方程真實(shí)可信；回歸方程的決定系數(shù)為 98.22% +表明方程的實(shí)驗(yàn)誤差小，可以用來(lái)描述各響應(yīng)值與變量之間的關(guān)系；校正決定系數(shù)為0.9124，表明該方程可以解釋 91.24% 的杏鮑菇料酒感官評(píng)分變化。由 P 值可知，杏鮑菇添加量（A）交互項(xiàng) AB 和 AC 以及二次項(xiàng) A² 和B² 對(duì)感官評(píng)分的影響極顯著，二次發(fā)酵時(shí)間 （B ）和二次發(fā)酵溫度（C）、交互項(xiàng)BC、二次項(xiàng) C² 對(duì)感官評(píng)分的影響不顯著。由此可知，杏鮑菇添加量對(duì)杏鮑菇料酒感官評(píng)分的影響高于二次發(fā)酵時(shí)間和二次發(fā)酵溫度。

3 討論與結(jié)論

本文利用模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)法結(jié)合響應(yīng)面法，以糯米為發(fā)酵主料，在料酒發(fā)酵過(guò)程中添加杏鮑菇，通過(guò)不同杏鮑菇添加量 （1%.5%.8%） 、二次發(fā)酵時(shí)間（15，17，19d）和二次發(fā)酵溫度 （28，32，36^°C 的單因素實(shí)驗(yàn)，對(duì)比其感官評(píng)分、氨基酸態(tài)氮含量和總糖含量，最終確定在杏鮑菇添加量 8% 、二次發(fā)酵時(shí)間19d、二次發(fā)酵溫度32°C 時(shí)，杏鮑菇料酒的感官評(píng)分達(dá)47.7分，氨基酸態(tài)氮含量為 （0.61±0.03）g/L ，總糖含量為 （43.28±0.21）g/L ，料酒整體色澤透亮，呈明亮橘色，組織均勻，酒味與杏鮑菇香味協(xié)調(diào)。

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