模糊數學綜合評價法在辣椒醬配方優化過程中的應用

劉曉春，曾志強

(南昌理工學院，南昌 330044)

調味品正在向健康、快捷、口味獨特的方向轉變，以不同的調味料為原材料，添加不同的輔料，經過一定的工藝條件加工后，即可形成不同形態和口味的調味品[1-2]。復合辣椒醬是以傳統辣椒醬為原材料，添加香菇以及其他復合調味品，生產而成的一種具有獨特風味的復合調味品[3]。在對復合辣椒醬配方工藝進行優化的過程中，采用模糊數學與感官綜合評價相結合的方式，從不同的品質指標方面對辣椒醬進行評價，減少評價過程中的人為因素影響[4]。感官綜合評價得分最高的工藝配方即為優化后的辣椒醬生產配方，該方法可為辣椒醬的生產工藝過程優化提供理論依據，同時為辣椒醬的工廠化生產奠定基礎。

1 樣品制備與試驗方法

在辣椒醬樣品制備過程中，首先將食用油加熱，加入處理完成的香辛料進行煸炒，同時加入豆瓣醬和香菇丁，煸炒完成后即可加入蔥、姜、蒜、白糖、食鹽、酒糟等調味品，冷卻后進行殺菌灌裝[5-6]。香辛料主要包含桂皮、八角、香葉、草果以及砂仁，混合后在160 ℃食用油中炸制20 s，炸制完成后冷卻至110 ℃。干香菇泡水后切塊，放入110 ℃食用油中進行炒制，瀝干后制成香菇丁備用。煸炒過程中要求攪拌迅速，加入調味品后進行快速翻炒。冷卻至室溫后進行灌裝，并在沸水中進行殺菌處理。

在辣椒醬制作過程中，不同原材料和調味品的添加量會對辣椒醬的品質產生直接影響，在進行辣椒醬配方優化時，首先進行單因素試驗，確定基礎原料使用量為食用油100 g、酒糟8%、白芝麻2%、辣椒粉3%、花椒粉1%，其他調味品添加量見表1，按照不同的添加量進行單因素試驗，分別獲取香菇丁、豆瓣醬、食鹽、白糖以及呈味核苷酸二鈉對辣椒醬感官綜合評價得分的影響。

表1 調味品添加量單因素試驗

根據單因素試驗結果，構建辣椒醬正交試驗因素集，辣椒醬配方優化的正交試驗因素水平見表2，按照此表進行辣椒醬配方優化，并對最優配方進行驗證試驗。

表2 辣椒醬配方正交試驗因素水平表

利用模糊數學對辣椒醬品質進行感官綜合評價時，首先建立辣椒醬感官指標權重集，構建過程中選擇10名食品感官評價相關專家，分別從辣椒醬的色澤、香味、滋味以及組織形態4個角度進行對比打分，確定辣椒醬品質評定指標因素權重集合A，辣椒醬感官評分標準見表3。

表3 辣椒醬感官綜合評分標準

假設辣椒醬品質感官綜合評價因素集為U={色澤、香味、滋味、組織形態}，評語集為V={優秀、良好、一般、較差}，則根據感官評價結果即可構建辣椒醬感官評價模糊矩陣R，可得出辣椒醬模糊數據感官綜合評價集Y=A×R。

2 單因素試驗結果分析

按照表1確定的添加量進行辣椒醬感官綜合評價單因素試驗，香菇丁添加量與辣椒醬感官綜合評價得分關系試驗結果見表4，豆瓣醬添加量與辣椒醬感官綜合評價得分關系試驗結果見表5，食鹽添加量與辣椒醬感官綜合評價得分關系試驗結果見表6，白糖添加量與辣椒醬感官綜合評價得分關系試驗結果見表7，呈味核苷酸二鈉添加量與辣椒醬感官綜合評價得分關系試驗結果見表8。

表4 香菇丁添加量與辣椒醬感官綜合評價得分關系

表5 豆瓣醬添加量與辣椒醬感官綜合評價得分關系

表6 食鹽添加量與辣椒醬感官綜合評價得分關系

表7 白糖添加量與辣椒醬感官綜合評價得分關系

表8 呈味核苷酸二鈉添加量與辣椒醬感官綜合評價得分關系

香菇丁作為辣椒醬的主要添加原料，對醬體的色澤和組織形態產生直接影響，由表4可知，當香菇丁添加量為50%時，感官綜合評分最高，辣椒醬色澤和組織形態較好，當香菇丁添加量高于或者低于50%時，醬體的組織形態和色澤有所降低[7]。豆瓣醬添加量直接影響醬體的香味和色澤，由表5可知，當豆瓣醬添加量為13%時，辣椒醬的感官綜合評分最高，辣椒醬香味協調，顏色紅潤且醬體具有較好的光澤，當豆瓣醬添加量高于或者低于13%時，會出現醬香味較重和醬體顏色過深或醬體流動性較差的現象。食鹽和白糖添加量是影響辣椒醬滋味的重要因素，對辣椒醬的風味產生直接影響[8-9]。由表6和表7可知，當食鹽和白糖的添加量為2%時，醬體品質最好，醬體整體口感適中，滋味協調且色澤鮮亮。由表8可知，當呈味核苷酸二鈉添加量為0.15%時，辣椒醬的感官綜合評分最高，此時醬體鮮味適中，滋味豐富。

3 模糊數學感官綜合評價

對10名食品感官評價相關專家的評判結果進行統計，確定辣椒醬色澤、香味、滋味以及組織形態的權重系數，由此建立辣椒醬模糊數學感官評價權重集：

按照表2構建16組正交試驗，并請10名食品感官評價相關專家進行品嘗評價，得出感官評價統計結果，見表9。

表9 辣椒醬感官綜合評價統計結果

根據辣椒醬感官評價統計結果建立以辣椒醬色澤、香味、滋味以及組織形態為評價指標的模糊數學矩陣，經歸一化處理后，得出辣椒醬模糊數學感官綜合評價模糊矩陣[10-11]。

將模糊矩陣與權重矩陣相乘，進行辣椒醬模糊數學感官評價，由此得出：

同理可以得出16組正交試驗感官評價集，見表10。

表10 辣椒醬正交試驗感官評價結果集

將感官評價結果集與評價指標等級分值相乘，得出辣椒醬模糊數學感官綜合評價分值，并在正交試驗表格內分別進行直觀分析和方差分析[12-14]。辣椒醬正交試驗感官綜合評價結果見表11。

表11 辣椒醬正交試驗感官綜合評價結果

由表11可知，對辣椒醬感官綜合評分產生影響的因素排序為香菇丁(A)>呈味核苷酸二鈉(E)>豆瓣醬(B)>食鹽(C)>白糖(D)，其中香菇丁、豆瓣醬、呈味核苷酸二鈉對辣椒醬的感官品質產生顯著性影響(p<0.05)，按照模糊數學感官評分排序，確定辣椒醬的最佳配方為A2B2C2D1E3，即香菇丁50%、豆瓣醬15%、白糖2%、食鹽1.3%以及呈味核苷酸二鈉0.2%，此時感官評價綜合得分為80.1分。

4 結論

采用模糊數學感官綜合評價進行辣椒醬配方優化能夠降低人為因素對評價過程造成的影響，提高評價過程的科學性和準確性。模糊數學感官評價結果表明，辣椒醬制作過程中基礎原料使用量為食用油100 g、酒糟8%、白芝麻2%、辣椒粉3%、花椒粉1%，為達到最優的感官評價值，調味品添加量為香菇丁50%、豆瓣醬15%、白糖2%、食鹽1.3%以及呈味核苷酸二鈉0.2%，生產而成的辣椒醬顏色紅潤，外觀光澤鮮亮，具有協調的香氣和濃郁的香菇味，口感鮮明。