模糊綜合評價法在肉味香基感官評價中的應用

王越鵬，李 平，汪建明，胡 峰，耿 媛

（1.總后勤部軍需裝備研究所，北京 100010；

2.天津科技大學食品工程與生物技術學院，天津 300457）

模糊綜合評價法在肉味香基感官評價中的應用

王越鵬1，李 平2，汪建明2，胡 峰2，耿 媛2

（1.總后勤部軍需裝備研究所，北京 100010；

2.天津科技大學食品工程與生物技術學院，天津 300457）

以自制水解液、氨基酸和還原糖為原料，經美拉德反應得到具有肉味特征的香基料，以模糊數學綜合評價作為評判標準。單因素實驗結果表明，半胱氨酸添加量、葡萄糖和木糖比例及大豆蛋白液的添加量是影響產物特征的關鍵因素，采用正交實驗L9（33）確定最佳配比為，半胱氨酸添加量為2.5%，葡萄糖和木糖比為1∶3，大豆蛋白液添加量為30%，得到產物的感官評分為4.965。

模糊數學綜合評價，肉味香基料，感官評價

肉類風味的研究始于20世紀50年代，人們發現：美拉德反應、硫胺素降解及脂肪氧化是肉類熱加工過程中產生風味的主要化學反應[1]。反應型香料是一種模仿烹飪食品風味、使用量很低但風味好的食品配料。IOFI中反應型香料的定義為通過加熱食品原料或允許在食品或加工香料中使用過的食品組分而制得的具有其風味特征的產品[2]。近年來，有部分學者報道了模糊綜合評價法在食品中的應用[3-7]，包括在評價白酒、食用植物油、洋蔥果脯、豆漿、牛肉品質、發酵酒中等。應用模糊數學評價法評價食品的感官質量在我國還不太普遍，因為食品的質量多以感官指標檢驗為主，其感官指標評價標準的本身是模糊的，針對這一特點，通過模糊數學評價法來評價食品感官質量更為科學和客觀。食品的感官特性包括外觀（色澤等）、氣味（香味、異味等）、滋味（酸甜等）、組織（食品物性、質地等），而對這些感官特性的評價，我們很難用準確的數值來表達，故從理論上建立客觀模糊性與客觀準確性兼備，且比較嚴密的、客觀而科學的綜合評價模式，其意義尤為重要[8-9]。本文研究的目的是通過單因素和正交實驗確定美拉德產物制備的一種最優配方，并采用模糊綜合評價法對肉味進行評價，探尋一種人為因素影響小，更好的肉味香味料的感官評價方法。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

大豆蛋白水解液 實驗室自制；葡萄糖、木糖、半胱氨酸、蛋氨酸、胱氨酸、甘氨酸、酪蛋白、賴氨酸、脯氨酸、精氨酸、谷氨酸 山東濟寧耐特食品公司，食品級；氫氧化鈉、鹽酸 天津市北方天醫化學試劑廠，分析純。

立式壓力蒸汽滅菌器 上海博迅實業限公司醫療設備廠；pH計 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；KQ-100E超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司；752E紫外可見分光光度計 上海天普儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 美拉德反應產物的制備 按實驗方案，準確稱取各種反應原料于三角瓶中，加入適量的大豆蛋白水解液，超聲使反應原料完全溶解，用1mol/L氫氧化鈉溶液和1mol/L鹽酸溶液調節反應物至pH 7，用棉塞和牛皮紙包扎好。在高壓蒸汽滅菌鍋中，115℃反應60m in[10]，反應結束后取出三角瓶，冷卻至室溫后進行感官評價。

1.2.2 單因素實驗設計

1.2.2.1 氨基酸種類單因素實驗設計 添加的氨基酸分別為半胱氨酸1%、賴氨酸1%、蛋氨酸1%、甘氨酸1%、脯氨酸1%，酪蛋白1%，其他原料添加量分別為葡萄糖和木糖各1%，大豆蛋白液30%。

1.2.2.2 還原糖添加量單因素實驗設計 添加的還原糖總量為2%，葡萄糖和木糖的比例分別是1∶0、0∶1、1∶1、1∶2、2∶1、3∶1、1∶3，氨基酸添加量為氨基酸種類單因素實驗中確定的最佳氨基酸，大豆蛋白液30%。

1.2.2.3 氨基酸添加量單因素實驗設計 1.2.2.1單因素中優化出的氨基酸添加量分別為0.05%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%，還原糖的添加量為1.2.2.2單因素實驗中確定的最佳添加量，大豆蛋白液添加30%。

1.2.2.4 大豆蛋白液添加量單因素實驗設計 大豆蛋白液的添加量分為為10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%，其他原料均為單因素實驗中確定的最佳添加量。

1.2.3 正交實驗設計 根據單因素實驗結果進行L9（33）正交實驗，正交實驗因素水平表見表1所示。

表1 正交實驗因素水平表Table 1 The factors and levels of orthogonal test

1.2.4 肉味香精質量的模糊數學綜合評定方法[10-12]為了使感官評價的結果更客觀、更準確，對以感官得分為指標的實驗，將樣品的總體風味劃分成成幾種容易辨別的風味，分別評分，然后采用統計學的方法將評價結果進行統計，采用模糊數學原理對統計結果進行處理，得到樣品的總體得分。評判小組由20人（經過相關培訓的具有食品專業背景的研究生）組成，要求對每種香味分別進行評價。采用聞香紙評香法加熱到室溫，然后稀釋，每隔30s評價一個樣品。進行香味評定。具體方法如下：

對美拉德反應所得樣品，按實驗設計的實驗號進行編號，則評判對象集U為：

評判因素X為X＝{x1，…xi，…xn}={肉香味，烤香味，其他香味，硫臭味，刺激性氣味}

根據參考文獻[13]，確定其相應的權重向量為：

評價語Y={非常強，較強，一般，較弱，弱}

其相應的得分為V={5，4，3，2，0}

將每個樣品的質量評價因素進行歸一化處理，得到以下模糊矩陣：

其中，j=1，2，3……n，為樣品編號，i=1，2，3，4，5為質量評價因素，ri1、ri2、ri3、ri4、ri5分別為第I個評價因素各評價歸一化后的數據。

例如：1號樣品

可建立肉香味、烤香味、其他香味、硫臭味、刺激性氣味4個單因素的模糊評價矩陣：

依據模糊轉變原理：B=A×R，

則對第j號樣品的綜合評價結果Bj=A×Rj，則對1號樣品的評價結果為

乘以相應的感官評價分值V={5，4，3，2，0}，可得到1號樣品的模糊數學綜合評價分值：4.625。

1.2.5 美拉德反應產物褐變程度確定 采用分光光度計測定其在420nm處的吸光值，吸光度可作為產物的輔助評價指標，最終判定結果以感官評價為準。

2 結果與分析

2.1 氨基酸種類的確定

產生肉味的主要是一些含硫氨基酸，包括：胱氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、谷胱甘肽、牛磺酸等，蛋氨酸能產生一種類似于土豆的香氣。對8個樣品的簡單描述評價見表2，其褐變情況見圖1。以賴氨酸、蛋氨酸和精氨酸作為氨基酸原料的樣品都有較高的褐變值，但是從感官評價表可知其肉味不如半胱氨酸強烈，而本研究的目的是制備肉味香基料，故選擇半胱氨酸作為材料，進行以下實驗。

表2 不同氨基酸種類感官評價結果Table 2 The sensory evaluation results of different kinds of amino acids

2.2 還原糖比例的確定

圖1 氨基酸種類對美拉德產物褐變程度的影響Fig.1 The influence of amino acids kinds on the Maillard products Browning degree

戊糖比己糖更容易與氨基酸發生反應，所需加熱時間短、并能產生更好的肉味風味。在常見的四個戊糖中，核糖反應風味最好，其次是木糖、再次是阿拉伯糖與來蘇糖。雙糖產生的風味較差，但一個摩爾的蔗糖加入反應混合物中時，在很低的pH條件下，可以裂解提供一個摩爾的葡萄糖與一個摩爾的果糖，非還原性雙糖如乳糖在非裂解條件下（中等pH）不能裂解為單糖，多糖與淀粉更差。本實驗考慮工業化生產原料的來源和成本，選用木糖、葡萄糖不同比例與氨基酸和大豆水解液，以確定合適的單糖比例。褐變程度見圖2。

圖2 葡萄糖和木糖比例對美拉德產物褐變程度的影響Fig.2 The influence of glucose and xylose proportion on the Maillard products Browning degree

從圖2中可以看出葡萄糖和木糖比例為0∶1、2∶1、1∶3為褐變程度最高的三組，而感官評價排序結果為：1∶3（4.925）＞1∶2（4.855）＞0∶1（4.780）＞1∶1（4.655）＞2∶1（4.560）＞3∶1（4.465）＞1∶0（4.455），故選擇葡萄糖和木糖比例為1∶3，為以下實驗的還原糖比例。

2.3 半胱氨酸添加量的確定

圖3 半胱氨酸添加量對美拉德反應產物褐變程度的影響Fig.3 The influence of cysteine amount on the Maillard on products Browning degree

不同氨基酸和還原糖反應比例對美拉德反應產物也有大的影響，褐變程度如圖3所示，感官評價排序結果以半胱氨酸添加量（%）表示為：2.50（4.920）＞3.00=2.00（4.915）＞1.50（4.855）＞1.00（4.815）＞0.50（4.780）＞0.05（4.675）。感官評價排序結果和產物褐變程度成正相關。半胱氨酸添加量在大于2.00%時差異不明顯，考慮成本，選定半胱氨酸添加量為2.00%，即氨基酸和還原糖總量比為1∶1。

2.4 大豆蛋白液添加量的確定

水解植物蛋白（HVP）不但具有可適用的營養保健成分，而且可用作食品調味料和風味增強劑[14]。可用于方便面湯和醬包的增鮮增香；膨化食品和餅干的調味；提高糖果、飲料的蛋白質氨基含量；提高牛肉、雞肉、豬肉香料的香氣風度；提高魚、肉制品香、鮮度；調味品如海鮮醬油、辣汁、醋等得調香增鮮。本實驗研究了不同大豆蛋白液添加量對美拉德反應產物風味的影響。其產物的褐變程度可見圖4。

圖4 大豆蛋白液添加量對美拉德產物褐變程度的影響Fig.4 The influence of soy protein hydrolysates the Maillard products Browning degree

由于大豆水解液本身有一定的顏色，添加量的不同顏色也不同，因此，在大豆蛋白添加量的單因素實驗中褐變程度不能作為產品的檢測指標。感官評價排序結果以大豆蛋白液添加量（v/v，%）表示為：30（4.935）＞40（4.910）＞20（4.880）＞10（4.875）＞50（4.735）＞60（4.720）＞70（4.615）＞80（4.600）。隨著添加量的增加，酸味增加，大豆蛋白液本身的硫臭味和刺激性氣味增加明顯，故選擇大豆蛋白液添加量為30%。

2.5 正交實驗優化

表3 L9（33）正交實驗設計及模糊綜合評價結果Table 3 The L9（33）orthogonal experiment design and the results of fuzzy comprehensive sensory evaluation

單因素實驗中確定了半胱氨酸添加量、葡萄糖和木糖添加比例、大豆蛋白水解液是影響美拉德反應產物感官品質的關鍵因素，采用正交實驗L9（33）進行最佳制備工藝的探討，并應用模糊數學綜合評價法對9組樣品進行感官評價，結果見表3。

由表3正交優化實驗結果可知：各因素對影響美拉德反應產物感官品質大小排序，依次是C＞B＞A。較優水平組合為A3B3C2，由表4方差分析結果可知，以空列為誤差項，在a=0.05水平上，大豆蛋白液添加量對實驗結果的影響具有顯著性，半胱氨酸添加量、葡萄糖和木糖比例沒有顯著性。綜合考慮方差分析結果與經濟因素，選擇反應條件為半胱氨酸添加量2.5%，葡萄糖和木糖比例為1∶3，大豆蛋白液添加量30%。通過驗證實驗，在所選條件下進行美拉德反應，得到產物的感官評分為4.965。

表4 L9（33）正交實驗設計方差分析表Table 4 The analysis of variance of orthogonal experiment design

3 結論

本研究采用正交實驗L9（33）進行美拉德反應產物的最佳制備工藝探討，確定最佳配比為半胱氨酸添加量為2.5%，葡萄糖和木糖比為1∶3，大豆蛋白液添加量為30%。應用模糊綜合評判法對產物進行評價，以彌補傳統感官品評普遍采用的加權平均法、總分法等存在的缺陷。運用此法采用權重分配方案和乘法算子，綜合考察肉味香基料的各種香味，使評判結果更為準確和科學，為肉味香味料的評價提供了一種新方法，也為其他香精香料的評價提供了依據。

[1]M achiels D，van Ruth SM，Posthumus M A，et al.Gas chromatography-olfactometry analysisof the volatile compoundsof two commercial Irish beefmeats[J].Talanta，2003，60：755-764.

[2]Manley C H.Process Flavors and Precurs or Systems[M]. Washington D C：American Chemical Society，1994：16-25.

[3]黃治國，程鐵轅，羅惠波.模糊模型識別方法在濃香型白酒酒質評價中的應用研究[J].釀酒科技，2009（6）：60-64.

[4]華旭斌.模糊數學評價法在洋蔥果脯研制中的應用[J].安徽農業科學，2009，37（23）：11170-11171，11173.

[5]曹冬梅，王淑娟，王靜.模糊數學在豆漿感官評定中的應用[J].沈陽農業大學學報，2004，35（1）：39-41.

[6]劉麗，王麗哲，周光宏.應用模糊數學方法感官評定不同部位牛肉的品質[J].屠宰及肉類加工，2001：57-58.

[7]殷建忠，王琦，吳少雄，等.正交實驗法研究了優化水提紫甘薯色素廢渣發酵酒工藝及模糊綜合評判模型評價感官質量[J].食品科學，2011，32（6）：131-134.

[8]花旭斌，李正濤，林巧.模糊數學綜合評價方法在苦蕎麥食品研究中的應用[J].西昌農業高等專科學校學報，2004，18（3）：41-42.

[9]李里特.食品物性學[M].北京：中國農業出版社，2001.

[10]李大明，宋煥祿，祖道海，等.Maillard反應肉味香精的制備和香味成分的檢測[J].食品與機械，2006（2）：69-73.

[11]彭幫柱，岳田利，袁亞宏，等.基于模糊綜合評判的蘋果酒酵母優選技術研究[J].農業工程學報，2005，21（12）：163-166.

[12]趙志華，岳田利，王燕妮，等.基于模糊綜合評判蘋果酒感官評價的研究[J].釀酒科技，2006（9）：27-29.

[13]姬長英.感官模糊綜合評價中權重分配的正確制定[J].食品科學，1991（3）：9-10.

[14]汪秋安.蛋白水解物的生產與應用[J].食品工業科技，1999，20（4）：66-67.

App lication of fuzzy com prehensive evaluation to sensory quality analysis ofmeat favour aroma

WANG Yue-peng1，LIPing2，WANG Jian-m ing2，HU Feng2，GENG Yuan2
（1.The Quartermaster Equipment Institute，Gld，Beijing 100010，China；
2.College of Food Engineering and Biotechnology，Tianjin University of Science and Technology，Tianjin 300457，China）

A fuzzy integ rity evaluation model was app lied to assess meat favour aroma p roducted by Maillard reaction from am ino acids and reducing sugars（g lucose and xylose）w ith soy-p rotein hyd rolysates p roduced by oneself.The result indicated that L-Cysteine，the ratio of g lucose and xylose，and soy-p rotein hyd rolysates were the key fac tors during Maillard reaction.Orthogonalarray design was used to set op timalp rocessing.The op timal p rocessing parameters were L-Cysteine 2.5%，the ratio of g lucose and xylose 1∶3，and soy-p rotein hyd rolysates 30%，and the score was 4.965.

fuzzy com p rehensive evaluation；meat flavor aroma；sensory evaluation

TS202.3

A

1002-0306（2012）22-0155-04

2012－04－23

王越鵬（1973-），男，本科，工程師，從事軍用食品工程研究。