基于模糊數學的燒烤醬預處理參數優化及成分分析

程鳳林

(衡水學院，河北 衡水 053000)

燒烤是利用加熱的方式使食物與調味品中的風味物質發生美拉德反應，并釋放出獨特香味的過程[1-2]。燒烤過程中通過人工方式對食物添加各種調味品，難以保證各種調味品的用量，制作出的燒烤食物色澤、風味以及滋味都出現不同程度的差異[3-4]。燒烤醬是一種能夠在使用過程中對食物原材料進行風味綜合的復合調味品，具有獨特的風味特征，同時也會對食物的外觀進行著色[5]。

本文采用模糊數學評價的方式對燒烤醬中的揮發性風味特征進行綜合評價，結合氣相色譜-質譜聯用技術對燒烤醬預處理參數進行優化，并結合正交實驗法分析燒烤醬主成分，為燒烤醬的工業化生產過程提供了理論依據。

1 燒烤醬制備及評分標準

燒烤醬的生產工藝過程主要包含辣椒的炒香磨粉過程、蔥、姜、蒜的炒香過程以及所有原材料的拌勻過程[6]。在進行辣椒炒香磨粉時，要求所用辣椒長度為1 cm，炒香過程中使用小火，冷卻后粉碎磨粉，并使用50目振蕩篩進行過濾。在蔥、姜、蒜炒香過程中，要求在油溫達到120 ℃時加入蔥、姜、蒜，并將油溫升高至130 ℃，保持10 min后過濾，留取油液冷卻備用。將冷卻后的油液加溫至120 ℃，加入所有原材料進行混合拌勻即可完成燒烤醬的生產[7-8]。

本文通過對10種不同品牌燒烤醬進行統計，得出燒烤醬主要原料用量統計結果，并計算10種燒烤醬原料使用量標準偏差，燒烤醬原料使用量及標準偏差見表1。

表1 燒烤醬原材料使用量統計結果及標準偏差Table 1 Statistical results and standard deviation of raw materials amount of barbecue sauce

利用模糊數學進行感官綜合評價時，需要建立評價因素集E、評價集F={9,7,5,2}以及權重因素集G={0.2175,0.235,0.27,0.1375,0.14}。根據專業評價小組成員對燒烤醬的綜合評價，采用均值法得到模糊關系數字矩陣R[9]。權重因素集G和模糊關系數字矩陣R合成后，即可得到每個燒烤醬的評價結果Y=G×R，評價結果Y與評價集矩陣F即可合成綜合評分矩陣T=Y×F[10-11]。

組成不低于8人的專業感官評價小組，分別從滋味、色澤、風味、回味以及形態5個角度對燒烤醬進行綜合評價，分值越高表示燒烤醬的綜合評分越高[12]。燒烤醬感官評價打分標準見表2。

表2 燒烤醬感官評價打分標準Table 2 Sensory evaluation scoring standard of barbecue sauce

2 單因素影響實驗

由表1中原材料使用標準偏差可知，豆瓣醬、豆豉、白糖以及大蒜的偏差較大，表明10種燒烤醬中這些原材料的使用離散度較大[13-14]。本文對該4種原材料進行單因素實驗。

實驗檢測豆瓣醬添加量對燒烤醬感官評價影響程度，當豆瓣醬添加量小于300 g時，感官評價得分隨著添加量的增加而升高，豆瓣醬添加量大于300 g后，隨著豆瓣醬添加量的增加，感官評價得分逐漸降低。

實驗檢測豆豉添加量對燒烤醬感官評價影響程度，當豆豉添加量小于11 g時，感官評價得分隨著豆豉添加量的增加而升高，豆豉添加量大于11 g后，隨著豆豉添加量的增加，感官評價得分逐漸降低。

實驗檢測白糖添加量對燒烤醬感官評價影響程度，當白糖添加量小于10 g時，感官評價得分隨著白糖添加量的增加而升高，白糖添加量大于10 g后，隨著白糖添加量的增加，感官評價得分逐漸降低。

實驗檢測大蒜添加量對燒烤醬感官評價影響程度，當大蒜添加量小于11 g時，感官評價得分隨著大蒜添加量的增加而升高，大蒜添加量大于11 g后，隨著大蒜添加量的增加，感官評價得分逐漸降低。

3 正交實驗及模糊數學分析

根據單因素實驗結果，對燒烤醬中豆瓣醬添加量、豆豉添加量、白糖添加量以及大蒜添加量進行正交實驗，對燒烤醬配方進行優化，燒烤醬配方優化正交實驗表見表3。

表3 燒烤醬原材料添加量優化正交實驗表Table 3 Orthogonal experiment table of optimization of raw materials additive amount of barbecue sauce g

按照表3實驗因素進行正交實驗，并對實驗結果進行感官評價，正交實驗所得燒烤醬感官評價數據見表4。

表4 燒烤醬感官評價數據Table 4 Sensory evaluation data of barbecue sauce

根據以上正交實驗評價結果，利用均值法可得每組實驗模糊關系數字矩陣：

根據模糊數學評分模型，代入權重因素集G、模糊關系數字矩陣R以及評價集矩陣F，可以得出每組實驗綜合評分結果Ti=G×Ri×F。計算結果見表5。

表5 燒烤醬感官評價得分Table 5 Sensory evaluation scores of barbecue sauce

將感官綜合評價結果代入正交實驗表，正交實驗結果見表6。

表6 燒烤醬正交實驗結果Table 6 The orthogonal experiment results of barbecue sauce

續 表

由表6可知，大蒜添加量對燒烤醬感官評價影響程度最大，豆豉添加量對燒烤醬感官評價影響程度最小，同時從正交實驗結果可以看出，燒烤醬最佳生產工藝組合方式為A2B1C2D2，對應豆瓣醬添加量為300 g，豆豉添加量為9 g，白糖添加量為10 g，大蒜添加量為11 g。

4 揮發性風味物質成分檢測分析

采用氣相色譜-質譜聯用技術對燒烤醬揮發性風味物質成分進行檢測，檢測結果見表7。

表7 燒烤醬揮發性風味物質成分檢測數據Table 7 Detection data of volatile flavor substances in barbecue sauce

燒烤醬中的醇類物質主要來自于豆瓣醬、醬油等發酵類原材料，醇類物質為燒烤醬提供花果香、黃油香等芳香氣味，其中苯乙醇和芳樟醇為豆瓣醬提供了獨特的風味特征。與醇類物質相似，酯類物質也主要來自于原材料中的發酵類原材料，原材料之間發生化合反應，也會生成部分酯類物質，酯類物質為燒烤醬提供奶香氣味，同時能夠掩蓋游離脂肪酸產生的異味，其中乙酯類物質可為燒烤醬提供酸辣香氣。醛類物質由原材料中的不飽和脂肪酸和糖類物質發生降解而成，為燒烤醬提供花香和焦香氣味，苯乙醛、苯甲醛以及正己醛是燒烤醬中的主要醛類物質，主要來自于豆瓣醬，因此燒烤醬含有濃郁的豆瓣醬氣味。燒烤醬中酮類物質含量較少，主要是由其中的不飽和脂肪酸發生氧化和降解而成，氨基酸降解也會生成少量的酮類物質，因含量較少，對燒烤醬的風味特征幾乎不會產生較大的影響。燒烤醬中酚類物質為乙基苯酚和甲氧基苯酚，含量較低，產生一種焦香和辛香的口味。酚類物質主要來自于豆瓣醬，酚類物質含量較低，不會對豆瓣醬的風味特征產生較大的影響。烯類物質主要是來自于燒烤醬原材料中的辣椒或生姜發酵，產生多種烯類物質，能夠有效地掩蓋燒烤醬中的肉腥味，烯類物質含量較高，但不會對燒烤醬的風味特征產生較大影響。燒烤醬中的含硫化合物主要來自于蔥、姜、蒜，能夠釋放出烯丙基硫醚和烯丙二基硫醚，為燒烤醬賦予濃郁的蒜香風味特征，對燒烤醬的風味特征有較大影響。

5 結論

基于模糊數學和正交實驗的方法對燒烤醬配方進行優化，并采用感官綜合評價的方式獲取最優配比，利用氣相色譜-質譜聯用技術對最優配方生產的燒烤醬進行揮發性風味物質檢測，實驗結果對燒烤醬的生產過程和風味物質特征控制具有一定的指導意義。