基于模糊數學綜合評價法優化香菇油辣椒醬的制作配方

管慶林，周笑犁,*，王 瑞，吳 靜，田其明，鐘定江

（1.貴陽學院食品與制藥工程學院，貴州貴陽 550005；2.麻江縣明洋食品有限公司，貴州凱里 556000）

香菇（Lentinus edodes）也稱香菌、香信[1]，含有豐富的蛋白質、必需氨基酸、維生素B 族、維生素C、麥角固醇、礦物質和糖類，且脂肪含量較低[2]，是21 世紀“一葷一素一菇”飲食結構的理想原料；具有抗腫瘤、降血糖、降血脂、抑菌抗病毒、抗氧化等多種功效[3?6]。新鮮香菇代謝旺盛，在室溫下1～3 d 會出現開傘、失水、菌蓋褐變、腐爛等現象，從而影響鮮菇的食用價值和商品價值。因此每年因外觀品質差、采收不及時或鮮品滯銷積累了大量的等外級香菇（GB/T 38581-2020），往往都被加工成飼料或丟棄處理，造成了資源浪費。目前香菇以鮮銷、干制為主，對香菇的研究以其中多糖、多肽的提取工藝和功效研究為主[7?8]，但對其精深加工產品的研發力度不足。對香菇，尤其是以等外級香菇為主的精深加工產品的開發亟待研究，最終實現香菇加工產品的多元化，并拉長香菇產業鏈。

調味品作為改善食品色、香、味和增進人們食欲、有益人體健康的輔助食品，也是人們生產、生活中不可或缺的消耗品，擁有發展迅猛、種類多樣、市場銷售空間廣等特點，是典型的“小產品，大市場”。隨著我國整體經濟水平的快速發展，傳統調味品正向營養健康、口味獨特、方便快捷的復合調味品轉變。而復合調味料是指用兩種或兩種以上的調味料為原料，添加或不添加輔料，經相應工藝加工制成的可呈液態、半固態或固態的產品（GB 31644），現正以20%的年增速增長。對我國調味料產品來說，形式單一、風味欠缺且核心產品不足，而復合調味料在發展過程中對原料選擇、營養健康、風味組成等方面亟需有新的突破。在調味品的研究中，國外學者更傾向研究調味品，尤其是發酵調味品的風味形成機理[9]、營養成分及生物活性[10]，而國內學者則多集中在調味品的工藝優化及產品研發上，如，在傳統辣椒醬中加入大蒜和香菇、黃豆醬等開發一款蒜菇辣醬[11]；在豆瓣醬的基礎上加入茶樹菇、醬鹵牛肉、橄欖油等原料制作茶樹菇牛肉醬[12]；或以四川省通江縣特色資源香菇為原料，并輔以黃豆醬、小米辣等研制符合西南地區人群口味的香辣香菇風味醬[13]。

因此，本文在貴州傳統地方特色油辣椒醬的基礎上，以黔產等外級香菇為主要原料，結合糍粑辣椒及其他輔料研發一款具有地方風味特色的香菇復合調味品。將模糊數學評定法與感官評價結合，能使感官評價過程中由主觀性帶來的誤差減小，采用此法對香菇油辣椒醬的配方進行優化，并分析產品的色澤、質構及理化指標和衛生指標，以期為香菇及其等外級菇品的精深加工提供理論依據，也為實現香菇的綜合利用奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

干香菇、干辣椒、郫縣豆瓣醬、食用油、新鮮姜、蒜、芝麻、白糖、花椒、食鹽、I+G（呈味核苷酸二鈉）、酒糟、香辛料（八角、桂皮、草果、砂仁、大蔥、香葉）、市售產品A（香菇油辣椒）、B（招牌香菇醬）、C（香辣香菇醬）等 均購于沃爾瑪超市；平板計數瓊脂、結晶紫中性紅膽鹽瓊脂、馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養基 上海博微生物科技有限公司；硫酸鉀、硫酸銅分析純，天津市科密歐化學試劑有限公司；硫酸 分析純，重慶川東化工（集團）有限公司；無水乙醇 分析純，天津市富宇精細化工有限公司；酚酞 天津市致遠化學試劑有限公司。

YXQ-LS-50SII 立式高壓滅菌鍋 上海博訊實業有限公司醫療設備廠；SW-CJ-1G 單人超凈工作臺

上海力辰邦西儀器科技有限公司；101-2 電熱鼓風干燥箱、DH5000BⅡ電熱恒溫培養箱 天津市泰斯特儀器有限公司；AUW120D 電子分析天平、UV2700紫外分光光度計 日本島津儀器有限公司；SH420F 石墨消解儀 海能儀器股份有限公司；TA.XT.Plus 質構儀 英國SMS 公司；CR400-色差儀 日本柯尼卡美能達。

1.2 實驗方法

1.2.1 工藝流程

1.2.2 操作要點

1.2.2.1 香辛料炸制 將食用油加熱至160 ℃以上，加入0.3 g 桂皮、0.3 g 八角、0.3 g 香葉、0.2 g 草果、0.2 g 砂仁等炸制20 s 后，加入0.5 g 大蔥，再炸制20 s 后撈出，冷卻油溫降至110 ℃左右。

1.2.2.2 香菇的預處理 選用大小相近、無蛀蟲、無霉變的干香菇，復水后撈出清洗干凈后切成1 cm×1 cm×0.5 cm 的小丁，然后放入油溫為110 ℃炒2 min[14]，瀝干油后備用。

1.2.2.3 糍粑辣椒的制備 選用顏色鮮紅、無霉變的干辣椒，剪斷去籽，于溫水中浸泡隔夜，瀝干水分；將新鮮姜、蒜去皮洗凈，切粒，以辣椒質量為基準各加入10%的姜和蒜，用組織攪碎機打碎[15]。

1.2.2.4 煸炒 食用油中加入干辣椒炒出油辣椒香味，然后加入糍粑辣椒小火熬制，除去水分后再放入豆瓣醬、香菇丁煸炒，加入酒糟，快速攪拌均勻。

1.2.2.5 調味 花椒、芝麻、食鹽、白糖等調味料加入鍋中，快速翻炒1～2 min 后，冷卻。

1.2.2.6 灌裝、殺菌 待醬體冷卻至室溫后，選用玻璃罐和金屬蓋子并配用橡膠圈密封，趁熱灌裝，每瓶凈重220 g，然后在沸水中煮15～30 min 殺菌[13,15]。

1.2.3 單因素實驗 不同物料的添加量對醬體的品質影響不同，在進行香菇油辣椒醬配方優化時，首先確定了食用油100 g、酒糟8%、白芝麻2%、干辣椒粉3.3%和花椒粉1.3%等基礎配方后，再對主要影響醬體品質的香菇丁、糍粑辣椒、豆瓣醬、食鹽、白糖、 呈味核苷酸二鈉添加量進行單因素實驗，然后建立模糊數學感官綜合評價模型，從而獲得各因素對香菇油辣醬模糊數學感官綜合評價值的影響。

1.2.3.1 香菇丁添加量對醬體感官品質的影響 固定添加16.5%糍粑辣椒、13%豆瓣醬、1.98%食鹽、1.98%白糖和0.132%呈味核苷酸二鈉，香菇丁添加量選擇40%、46%、52%、58%、64%，以感官評分為指標，考察香菇丁添加量對香菇油辣椒醬感官品質的影響。

1.2.3.2 糍粑辣椒添加量對醬體感官品質的影響固定添加52%香菇丁、13%豆瓣醬、1.98%食鹽、1.98%白糖和0.132%呈味核苷酸二鈉，糍粑辣椒添加量選擇10%、13%、16.5%、20%、23%，以感官評分為指標，考察糍粑辣椒添加量對香菇油辣椒醬感官品質的影響。

1.2.3.3 豆瓣醬添加量對醬體感官品質的影響 固定添加52%香菇丁、16.5%糍粑辣椒、1.98%食鹽、1.98%白糖和0.132%呈味核苷酸二鈉，豆瓣醬添加量選擇7%、10%、13%、16.5%、20%，以感官評分為指標，考察豆瓣醬添加量對香菇油辣椒醬感官品質的影響。

1.2.3.4 食鹽添加量對醬體感官品質的影響 固定添加52%香菇丁、16.5%糍粑辣椒、13%豆瓣醬、1.98%白糖和0.132%呈味核苷酸二鈉，食鹽添加量選擇0.66%、1.32%、1.98%、2.64%、3.31%，以感官評分為指標，考察食鹽添加量對香菇油辣椒醬感官品質的影響。

1.2.3.5 白糖添加量對醬體感官品質的影響 固定添加52%香菇丁、16.5%糍粑辣椒、13%豆瓣醬、1.98%食鹽和0.132 呈味核苷酸二鈉，白糖添加量選擇0.66%、1.32%、1.98%、2.64%、3.31%，以感官評分為指標，考察白糖添加量對香菇油辣椒醬感官品質的影響。

1.2.3.6 呈味核苷酸二鈉對醬體感官品質的影響固定添加52%香菇丁、16.5%糍粑辣椒、13%豆瓣醬、1.98%食鹽和1.98%白糖，呈味核苷酸二鈉（I+G）添加量選擇0%、0.066%、0.132%、0.198%、0.265%，以感官評分為指標，考察呈味核苷酸二鈉添加量對香菇油辣椒醬感官品質的影響。

1.2.4 正交試驗 根據單因素實驗結果，對主要影響醬體品質的6 個因素進行正交試驗，選用L18（37）設計表格進行香菇油辣椒醬的配方優化，并對最優配方進行驗證實驗，因素水平見表1。

表1 正交試驗因素水平表Table 1 Factors and levels table of orthogonal experiment

1.2.5 香菇油辣椒醬感官評價模糊數學法模型的建立

1.2.5.1 香菇油辣椒醬感官指標權重集的確定 選擇20 名長期從事食品行業的人員（男女各10 名）對香菇油辣椒醬的色澤、香味、滋味、組織狀態四個因素采用德爾菲法[16]進行兩兩比較打分，統計獲得各評定因素的權重集AU。

1.2.5.2 香菇油辣椒醬因素集、評語集、模糊綜合評定集的建立 根據胡梁斌、高子武等[11?12]的試驗方法，香菇油辣椒醬感官評價因素集U={色澤，香味，滋味，組織狀態}；評語集={優，良，中，差}。香菇油辣椒醬綜合評定集（隸屬度）用Y 表示，即 Y=A×R，其中，A 表示色澤、香味、滋味、組織狀態的權重集，R 表示感官評定人員對樣品進行感官評價后的模糊矩陣。

1.2.6 感官評分標準 選擇10 名長期從事食品行業的人員（男女各5 名）組成評定小組，要求他們健康良好、感知靈敏且感官前未食用或接觸刺激性物品；醬體整體感觀評價等級分為優（（90-100]分）、良（（80-90]分）、中（（60-80]分）、差([0-60]分），感官評價時具體的評分標準見表2。

表2 香菇油辣椒醬感官評分標準表Table 2 Sensory evaluation standard of mushroom oil chili sauce

1.2.7 理化及微生物指標檢測 蛋白質的測定：參考GB 5009.5-2016《食品安全國家標準食品中蛋白質的測定》[17]；水分的測定：參考GB 5009.3-2010《食品安全國家標準食品中水分的測定》[18]；氨基酸態氮的測定：參考GB 5009.235-2016《食品安全國家標準食品中氨基酸態氮的測定》[19]。

菌落總數的測定：參考GB 4789.2-2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數測定》[20]；霉菌的測定：參考GB 4789.15-2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗霉菌和酵母計數》[21]；大腸菌群的測定：參考GB 4789.3-2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗大腸桿菌測定》[22]。

1.2.8 色澤及質構特性分析 對最終產品和三款市售產品的色澤、香菇丁質構特性進行分析，色澤測定參考高雅文、王念等[23?24]的實驗方法；質構參考王瑩鈺、翟眾貴等[14,25]的實驗方法。

1.3 數據處理

以上實驗色澤、質構特性平行5 次，理化及微生物指標平行3 次，數據用平均值±標準差表示。采用IBM SPSS 22.0 進行統計分析和方差分析，以P<0.05作為差異顯著性判斷標準。

2 結果與分析

2.1 單因素實驗

各物料添加量對香菇油辣椒醬感官評分影響的單因素實驗結果見圖1，隨著各物料添加量的不斷增加，香菇油辣椒醬的感官評分呈現先增加后減小的趨勢。

香菇丁作為本產品的主要原料，影響著醬體滋味、色澤與組織狀態。如圖1（A）所示，香菇丁添加量在52%時，評分達到最大，醬體滋味濃郁，色澤、組織狀態較好，但與46%組的評分差異不顯著（P>0.05）；當高于或低于該添加量時，醬體組織狀態及菇味欠缺，因此，香菇丁添加量范圍選擇46%～58%，在高子武等[12]和趙瑞華等[26]的研究中，茶樹菇和蟹味菇在配方中的添加量分別為12%、35%，而本產品的香菇添加量較高，可能使產品具有較濃郁的香菇風味及其營養作用具有更高的貢獻，還能緩解等外級菇的產量過剩并提高其附加值。

辣椒用量對醬體的風味、口感、色澤具有重要作用[26]，如圖1（B）所示，糍粑辣椒添加量在16.5%時，感官評分達到最大，醬體辣度適中、油辣椒味濃郁且紅潤有光澤，與13%添加量差異不顯著（P>0.05）。當辣椒用量較少時醬體的風味、滋味不足、色澤暗淡，不能激發消費者的食欲；反之，辣椒用量過多，辣椒的辣掩蓋了香菇及其他物料的風味，賦予消費者只有辣椒的灼痛感，因此，糍粑辣椒添加量選擇13%～20%。

圖1 單因素實驗結果Fig.1 Results of single factor experiments

如圖1（C）所示，豆瓣醬對醬體的香味、色澤起著關鍵作用[13]，評分在13%添加量時較高，醬體香味協調、顏色紅潤有光澤，與7%、10%、16.5%添加量差異不顯著（P>0.05）；用量較少時，醬體香味不協調，用量過多時，醬香味較重，醬體顏色過深。高子武等[12]在茶樹菇牛肉醬制作工藝優化單因素實驗中，豆瓣醬添加量在30%～40%時，醬體口味鮮美、粘稠適中，而本實驗豆瓣醬添加量較低，由于過高豆瓣醬添加量阻礙了醬體的流動性，且掩蓋了香菇的滋味；并且本實驗主要以糍粑辣椒進行熬制制醬，為產品提供主要的油辣醬風味，替代傳統以豆瓣醬[11?12,27]或黃豆醬[13,28?29]為主的風味調料品；因此，豆瓣醬添加量選擇10%～16.5%。

咸、甜、鮮味作為組成醬體滋味重要的組成成分，可以很好的改善產品風味[27]。如圖1（D）～（F）所示，當鹽、糖添加量為1.98%時，評分達到最大，醬體咸、甜味適中、滋味協調、且色澤紅潤，但與鹽添加量為1.32%、2.64%的評分差異不顯著（P>0.05），白糖的各添加量之間評分差異不顯著（P>0.05）。趙瑞華等[26]和王騰飛等[28]在蟹味菇辣椒醬和猴頭菇調味醬工藝優化中，添加3%食鹽，醬體品質最好，略高于本試驗的范圍，可能是本實驗添加的豆瓣醬也具有一定的食鹽含量，并且隨著消費者對于健康的重視，相對低鹽的產品更符合這一需求；而添加2%和1%白糖醬體品質最好，與本實驗結果相似。因此，鹽和白糖添加量分別選擇1.32%～2.64%；I+G 添加量為0.132%時，評分較高，醬體鮮味適中，滋味豐富，與未加鮮味劑的評分差異顯著（P<0.05），與孟敏[29]添加0.1%的I+G 結果相近，因此，I+G 添加量選擇0.066%～0.198%。

2.2 香菇油辣椒醬感官評價模糊數學法模型的建立

2.2.1 感官評分權重統計結果 感官評分的指標的標準是評定員判定的權重系數得分統計結果，20 名評定者對香菇油辣椒醬的感官指標進行統計，確定色澤、香味、滋味、組織狀態的權重系數分別為0.20、0.25、0.35、0.20，即權重集AU=[AU1, AU2, AU3, AU4]=[0.20, 0.25, 0.35, 0.20]。

2.2.2 模糊數學感官評價統計結果 10 名（男女各5 名）評定員對正交試驗的18 組樣品進行品嘗，評價結果見表3。

2.2.3 模糊矩陣的建立 如表3 所示，將香菇油辣椒醬感官評分中的色澤、香味、滋味及組織狀態分為四個等級（優、良、中、差），統計感官評定人員在相應等級下得到r1～r18模糊數學矩陣，如下：

表3 模糊數學感官評價統計結果Table 3 Statistical results of fuzzy mathematics sensory evaluation

將r1～r18進行歸一化處理得到模糊矩陣R1～R18，

表4 香菇油辣椒醬綜合評定集結果表Table 4 Results of comprehensive evaluation set of mushroom oil chili sauce

2.3 正交試驗

將表4 中各量的綜合評分結果（隸屬度）與優、良、中、差賦予的分值90、80、70、60 相乘，得到正交試驗各組的感官評分，將分值填入正交試驗表格進行直觀分析和方差分析，結果見表5。

由表5 可知，影響醬體感官評分的主次因素依次為A（香菇丁）>F（I+G）>B（糍粑辣椒）>C（豆瓣醬）>E（食鹽）>D（白糖），由表6 可知，香菇丁、糍粑辣椒、豆瓣醬和I+G 顯著地影響著香菇油辣椒醬產品的感官品質（P<0.05）。因此，在基礎配方（食用油100 g、酒糟8%、白芝麻2%、干辣椒粉3.3%、花椒粉1.3%）的基礎上，經模糊數學綜合評價法優化后，香菇油辣椒醬的最優配方為A2B2C2D2E1F2，即香菇丁52%、糍粑辣椒16.5%、豆瓣醬13%、白糖1.98%、食鹽1.32%和I+G 0.132%。

表5 正交試驗結果Table 5 Results of orthogonal test

表6 方差分析表Table 6 Variance analysis

2.4 驗證實驗及理化、微生物指標

對最優配方A2B2C2D2E1F2進行驗證，最終產品的感官評分為88.75±3.07，高于正交試驗中的18 次實驗評分，醬體顏色紅潤且有光澤，香氣協調，菇味濃郁，還具有油辣椒的風味和豆瓣醬的醬香，口感層次分明且鮮美，組織流動性好，是制作菜肴以及粉面伴侶的理想材料。優化配方后制備的香菇油辣椒醬產品，對其水分、蛋白質及氨基酸態氮、微生物指標進行測定，如表7 所示，本產品含有適量的蛋白質和氨基酸態氮，說明食用該產品具有一定的營養價值。本產品中較高的香菇添加量使產品可能具有調節機體免疫力、抗氧化的作用，適合各類人群的食用，尤其在現有產品的基礎上豐富了以糍粑辣椒為醬體的香菇調味產品。而較低的水分含量，為產品的貯藏期奠定基礎；菌落總數符合要求，霉菌和大腸菌群未檢出，表明此配方的香菇油辣椒醬產品符合商業化生產要求，同時也說明模糊數學感官評價結合正交試驗優化香菇油辣椒醬制作配方的實驗條件和結果可靠，可運用該方法指導具體實踐。

表7 理化及微生物指標分析結果Table 7 Analysis of physicochemical and microbiological indexes

2.5 色澤、質構特性分析

色澤、質構特性是用于科學描述、評價產品組織形態、品相及口感的重要指標；基于前期模糊數學法感官評價結合正交試驗優化確定的香菇油辣椒醬制作配方，再利用質構儀、色差儀測定具有準確、靈敏度高的特點[23?24]，本文對市售的3 種知名香菇辣醬的質構特性和色澤進行測定，并將其結果區間定義為受消費者喜歡的質構區間。如表8 所示，測定結果均在消費者喜愛的質構特性區間內，其中香菇丁的硬度低于市售產品C（P<0.05），但和市售產品A、B 差異不顯著（P>0.05）；擠壓恢復力顯著高于產品B、C（P<0.05），與產品A 不顯著（P>0.05）；而產品的彈性和咀嚼性與市售三種產品均不顯著（P>0.05）；說明在貴州傳統地方特色油辣椒醬的基礎上，以黔產等外級香菇為主要原料研發的香菇油辣醬具有良好的質構特性，其香菇丁硬度適中，彈性、咀嚼性較好。如表8 所示，L*、a*和b*均較高，其中L*值顯著高于其他三組市售產品（P<0.05），a*和b*值顯著高于市售產品A 和C（P<0.05），和市售產品B 差異不顯著（P>0.05），這可能由于本產品中未添加黃豆醬，主要以地方特色的糍粑辣椒進行熬制醬體，使得產品的醬體顏色紅潤光澤。

表8 產品的質構特性、色澤測定結果Table 8 Texture and color properties results of samples

3 結論

采用模糊數學綜合評價法進行香菇油辣椒醬制作配方的優化相對減少了感官評價的人為主觀評判誤差，使評價結果具有一定科學性。結果表明，在食用油100 g、酒糟8%、白芝麻2%、干辣椒粉3.3%、花椒粉1.3%的基礎上，采用模糊數學綜合評價法優化香菇油辣椒醬產品的最優配方為：香菇丁52%，糍粑辣椒16.5%，豆瓣醬13%，白糖1.98%，食鹽1.32%和I+G 0.132%；由此制得香菇油辣椒醬產品顏色紅潤有光澤，香氣協調，菇味濃郁，菇粒軟硬適中，彈性、咀嚼性良好，口感層次分明且鮮美；其中香菇丁、糍粑辣椒、豆瓣醬和I+G 的添加對產品的感官影響最為顯著。經測定，該產品的蛋白質含量為（5.58±0.47）g/100 g、水分為（5.11±0.08）g/100 g，氨基酸態氮為（4.87±0.06）g/100 g，菌落總數≤50 CFU/g、大腸菌群和霉菌未檢出；質構儀測定的優化后產品的質構特性，硬度、彈性、咀嚼性和擠壓恢復力分別為992.86±50.55、 0.91±0.07、 674.58±112.63 和 0.32±0.05 g。本研究結果可為香菇油辣椒醬的生產、品質控制提供參考依據，也能對等外級香菇的綜合利用提供一定的理論支撐。