基于模糊數學集模型構建的發酵蠔油品質組分評定研究

許凌志

(阜新高等?？茖W校，遼寧 阜新 123000)

蠔油又稱牡蠣發酵產物, 是我國傳統水產品加工工藝制品之一，是將牡蠣即蠔經長時間的發酵和調配而制得的調味品[1-3]，由于其中營養物質豐富，含有種類豐富的氨基酸、呈味核苷酸、有機酸以及礦物質元素，價值較高并且口味獨特，具有特殊的澀味、甜味和后味，深受大眾的喜愛[4,5]，發酵蠔油品質組分的好壞影響大眾對于蠔油產品的喜愛和選擇性。國內外研究者對牡蠣發酵蠔油的組分品質進行了分析和鑒定[6-9]。隨著計算機技術的發展，出現了很多計算機技術與食品檢測結合的新技術，模糊測度技術是指在基礎數學的前提下，加入模糊數學包括模糊理論集等，模糊測度技術作為一種先進的方法可以通過與評價體系結合運用為解決模糊性問題提供理論依據[10]。模糊數學的發展雖然為人們解決模糊系統提供了理論依據[11]，但迄今為止用模糊測度技術評價發酵蠔油品質的報道少之又少，該技術的發展和利用也是在近幾年才成熟[12,13]，本研究通過模糊測度技術對牡蠣發酵蠔油的品質組分進行分析，為發酵蠔油的品質測定提供了一種更方便有利的方法。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

從水產品市場購買的新鮮牡蠣；食鹽；三氯乙酸；索氏提取器；氨基酸分析儀等。

1.2 實驗方法

1.2.1 發酵蠔油制作流程

新鮮牡蠣→20%食鹽腌制并發酵→基本調味料調節口味→產品。

1.2.2 實驗方法

1.2.2.1 蛋白質的測定方法

嚴格按照GB 5009.5-2016《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》的第二法分光光度計法測定。

1.2.2.2 脂肪的測定方法

按照GB 5009.6-2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》的第一法索氏提取法測定。

1.2.2.3 氨基酸的測定方法

用15%三氯乙酸對蛋白質進行沉淀，離心取上清，過0.22 μm水膜，采用氨基酸分析儀進行分析。

1.2.3 建立因素集、模糊集、權重集以及隸屬度矩陣

因素集為評價發酵蠔油組分的指標脂肪含量、蛋白質含量以及氨基酸含量組成，通過查閱資料獲得，發酵蠔油的組分評價指標中較為關鍵的為脂肪、蛋白質以及氨基酸，不僅對蠔油的口感有明顯的作用，而且對其營養成分的作用也極為重要，因此，U1表示為脂肪含量，U2表示為蛋白質含量，U3表示為氨基酸含量，U=(U1，U2，U3 )，U=(脂肪含量，蛋白質含量，氨基酸含量)。通過查閱資料確定牡蠣不同發酵時間的蠔油產品的組分指標值并記錄在表1中。

表1 3種不同發酵時間的發酵蠔油的綜合評價指標Table 1 Comprehensive evaluation indexes of fermented oyster sauce with three different fermentation time %

建立隸屬函數，確定隸屬度矩陣，只有確定了隸屬度函數和隸屬值才能正確利用模糊統計運算。隸屬度函數是進行模糊度統計的基礎，隸屬度函數的確定本質上是客觀的，作為模糊控制的基礎，模糊概念又帶有一定的主觀性。因此對于隸屬度函數的確定方式較多且都在實驗階段，沒有準確的公式，隸屬度函數的建立根據每個研究者對于一個模糊概念的理解不同具有不同的表達形式。但是所有解決一個問題的隸屬度函數大致相同，將確定的評價因素代入隸屬度函數中進行統計運算，得到隸屬度值，最后進行歸一化處理，建立隸屬矩陣，見表2。

隸屬矩陣的確定：矩陣的確定是表示模糊度集合的工具。由于這種模糊度的不確定性，矩陣中的數值用[0，1]表示，值越大，則證明其隸屬程度越高。

表2 3種不同發酵時間的發酵蠔油的隸屬度矩陣Table 2 Membership matrix of fermented oyster sauce with three different fermentation time %

權重集為W，即評價指標的權重系數的集合，發酵蠔油不同發酵時間的產品各組分對產品品質的影響程度，通過查閱資料后發現發酵蠔油中的各組分的重要程度所構成的權重集W={脂肪含量，蛋白質含量，氨基酸含量}，即W={0.2，0.3，0.5}，確定權重向量W=(0.2，0.3，0.5)，最后的評價結果則需要運用模糊集B。

求出評價結果向量B=R×W，通過算法運算，得到最終評價結果B。

本研究的隸屬值采用以下公式：

式中：Xij為其中的平均值；Xjmin為最小值；Xjmax為結果的最大值。

將各指標隸屬度進行歸一化處理，得到隸屬度矩陣:

B=R×W=B=W×R=(0.2,0.3,0.5)×

2 結果與討論

2.1 實驗結果

測得牡蠣不同發酵時間的發酵蠔油組分評價值，見表3。

表3 不同發酵時間的發酵蠔油組分Table 3 Components of fermented oyster sauce with different fermentation time %

由表3可知，隨著發酵時間的延長，蛋白質變化最為明顯，發酵期間的脂肪含量從1.41%變為1.16%。發酵過程中粗蛋白含量在發酵6個月時增加到66.2%。這些結果是由細菌或霉菌的作用引起的，它們產生小蛋白質和多肽。然而，氨基酸含量變化平緩，并且沒有觀察到明顯的變化，在發酵6個月時為14.88%，氨基酸含量豐富對于蠔油的品質影響較大，通過上述結果比較可知，發酵6個月的發酵蠔油品質最優。

2.2 結果分析

根據隸屬矩陣以及權重集相乘得到的評價結果可以得出結論：發酵6個月的蠔油隸屬度為0.5，結果最大；發酵4個月的蠔油隸屬度為0.437，隸屬度其次；并且和發酵2個月的隸屬度相差不大，但是發酵2個月的結果最低，隸屬度為0.063，與其他兩者相差較大，這個結果與試劑測得的結果較為相似，隨著發酵時間的延長，蠔油的組分中脂肪含量不斷分解，有所下降，但是蛋白質和氨基酸總量逐漸上升，其中氨基酸的種類較多，各種氨基酸的變化趨勢不相同，但從總量來看，三者差距較少，因此可以得出模糊測度技術的計算結果與實際結果差距較小，該方法的結果較為直觀、準確。

3 結論

隨著數學和計算機技術的不斷進步和發展，模糊測度技術不斷成熟，使用頻率和范圍越來越廣，關于隸屬矩陣的應用也越來越多，主要是應用于最優工藝和技術的判斷，該方式既方便又準確，對于水產品加工工藝以及其他食品加工工藝手段的比較和評價，采用傳統的方式較為復雜繁瑣，使用該方法更加的直觀，目前來看，該方法在各個領域的應用還不是很廣泛，尤其是食品加工領域，因此需要不斷地完善和簡化該方法的運算過程，被更多的研究者采用。