基于模糊數學評定與正交試驗優化香菇銀魚仔辣醬的研制

陳建旭，陳志光，卓成靖，吳婉貞

廣東美味源香料股份有限公司（陽江 529800）

香菇（Lentinusedodes）又名冬菇、香蕈、香信，屬擔子菌綱（Basidaiom-ycetes）傘菌目（Agaricales）口蘑科（Tricholomatacete）香菇屬（Lentinus）[1-3]，因其含有豐富的活性蛋白質、人體必需氨基酸、多糖、酚類物質[4]、維生素、礦物質、纖維、嘌呤[5]等營養物質，素有“菇中之王”[6]、“山珍之王”[7]、“植物皇后”[8]的美譽。香菇乃是肉質肥厚、味道鮮美、香氣獨特的藥食同源食物，不但營養豐富，還具有藥用保健療效[9]，已經成為世界第二大食用菌[10-11]，為食品行業和制藥行業提供重要資源。銀魚屬于淡水魚類，廣泛分布于東南亞水域[12-13]，營養豐富，經濟價值高[14]，肉細鮮嫩，整體可食[15]，蛋白質含量高，且脂肪含量低，還具有潤肺、止咳、利尿等功效，享有“水中人參”[16]、“長壽精品”[15]之美稱。其營養完全，非常適合體質虛弱、消化不良、高血脂、肺虛咳嗽等癥者食用[17]。

模糊數學模型感官評定已被廣泛應用于肉制品[18]、休閑食品[19-20]、調味品[21]和飲料[22-24]等食品領域，并取得良好的效果[25]。目前，市面上流通的香辣醬品類繁多，但以香菇和銀魚仔為原料研制開發的辣醬比較罕見。此試驗利用模糊數學模型結合正交試驗的方法優化香菇銀魚仔辣醬的制作，豐富了辣醬的種類，也為香菇和銀魚仔的深度開發及綜合利用提供一種新的途徑和參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

花生油（漠陽花糧油工業有限公司）；呈味核苷酸二鈉[希杰（聊城）生物科技有限公司]；食用香精（廣東美味源香料股份有限公司）；豆瓣醬（成都恒豐源食品有限公司）；香菇、銀魚仔、辣椒干、生姜、大蒜、洋蔥、花生、芝麻、白砂糖、谷氨酸鈉和食鹽（均購于廣東陽西東方農貿市場）。

1.2 儀器與設備

C12-WK2102電磁爐（美的集團股份有限公司）；LT3002E電子天平（常熟市天量儀器有限責任公司）；YX-280D（電腦型）滅菌鍋：合肥華泰醫療設備有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 香菇銀魚仔辣醬制備配方

基礎配方中原輔料的質量分數如下：花生油51%、香菇10%、辣椒干10%、銀魚仔7%、豆瓣醬7%、白砂糖2%、食用鹽5%、谷氨酸鈉2.2%、生姜1%、大蒜1%、洋蔥1%、花生1%、芝麻1%、香辛料（花椒、桂皮、八角、白芷、陳皮、草果、香葉）0.5%、呈味核苷酸二鈉0.1%、食用香精0.2%。

1.3.2 香菇銀魚仔辣醬的制備工藝流程（圖1）

圖1 工藝流程圖

1.3.3 操作要點

1.3.3.1 料預處理

挑選無損傷、無腐爛的生姜、大蒜和洋蔥，去除不可食用部分，清洗晾干，然后搗碎備用；挑選無蟲、無霉爛、完整、顏色鮮紅有光澤的新一代干辣椒，除梗，清洗浸泡，然后瀝干，切碎備用；挑選無蟲、無霉爛的香菇干，除柄，浸泡，瀝干，切粒，然后煸炒5 min，備用；挑選顏色雪白、無異味的銀魚仔，于150 ℃油炸30 s，然后冷卻備用。

1.3.3.2 炒制

炒鍋中加入花生油，加熱至145 ℃時，將制備好的辣椒和豆瓣醬放入鍋中炒制，油溫保持在115 ℃左右，翻炒6 min至辣椒表皮發白發亮時，再加入生姜、大蒜和洋蔥，繼續翻炒7 min至醬料油亮、色澤紅潤、香氣濃郁時，加入香菇和銀魚仔炒制2 min，然后加入其他剩余的原輔料調味即可，待醬體溫度降至70 ℃時，加入食用香精攪拌均勻。炒制過程中，嚴格控制油溫和炒制的時間，從而確保制作過程中不同批次炒制的辣醬基本一致。

1.3.3.3 裝瓶滅菌

玻璃瓶清洗干凈置于滅菌鍋121 ℃滅菌10 min，香菇銀魚仔辣醬出鍋后趁熱裝罐，擰緊并倒置，然后采用水浴殺菌。

1.3.4 單因素試驗

基礎配方中其他原輔料含量不變，對香菇銀魚仔辣醬原輔料進行單因素試驗，研究香菇添加量（3%，6%，9%，12%和15%）、銀魚仔添加量（3%，6%，9%，12%和15%）、辣椒添加量（1%，4%，7%，10%和13%）、豆瓣醬添加量（2%，4%，6%，8%和10%）對香菇銀魚仔辣醬感官評分的影響，每批次炒制以300 g辣醬為基準，按配方比例準確稱取，不足部分或者超出部分以花生油作為調整。

1.3.5 香菇銀魚仔辣醬配方優化試驗[26]

在單因素試驗的基礎上，以香菇銀魚仔辣醬的色澤、滋味、狀態和氣味為評價指標，結合模糊數學模型評定方法以香菇銀魚仔辣醬綜合評分作為最終的評價指標，設計L9(34)正交試驗，優選香菇銀魚仔辣醬的最佳配方，因素和水平情況見表1。

表1 正交試驗因素水平表 單位：%

1.3.6 感官評價方法

參照辣椒醬的感官評價要求[27]，邀請10名研發部食品工程師組成感官評價小組，制定感官評價標準，見表2。

表2 香菇銀魚仔辣醬感官評分標準

1.3.7 模糊數學模型的建立[28-29]

以香菇銀魚仔辣醬的色澤、滋味、狀態、氣味作為評價因素，組成評價因素集U=（U1，U2，U3，U4）；評語集為V=（V1，V2，V3，V4）T=（優，良，中，差）T，其中：優90分；良80分；中70分；差60分。各因素權重集K的確定：由10位技術中心研發部食品工程師為各個因素打分（見表3），得出各因素的權重集K=（K1，K2，K3，K4）=（色澤，滋味，狀態，氣味）=（0.290，0.275，0.225，0.210）。

表3 香菇銀魚仔辣醬各因素權重打分

構建模糊數學模型，如式（1）所示。

式中：Yj為模糊數學感官評價結果；K為各因素的權重集；Rj為每個樣品的模糊評價矩陣。然后對等級因素進行賦值，得到感官評分，如式（2）所示。

式中：Sj為感官評分；Yj為模糊數學感官評價結果；V為評價集。

1.3.8 數據處理

利用Excel 2007軟件對單因素試驗結果進行繪圖以及正交試驗結果的分析處理，試驗結果采用M±SD的形式表示。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 香菇添加量對香菇銀魚仔辣醬感官品質的影響

在辣醬中添加香菇除了可以增加其營養性和功能性外，還可以給辣醬帶來特殊的香菇特有的香氣和嚼勁，提升辣醬的味覺。圖2表明，在試驗范圍內，感官評分隨著香菇添加量的增加而升高，但到達一定量后，感官評分又開始呈現下降的趨勢。有可能是因為香菇添加量過多時，掩蓋了銀魚仔的咀嚼感，整體滋味和口感下降。

圖2 香菇添加量對香菇銀魚仔辣醬感官評分的影響

2.1.2 銀魚仔添加量對香菇銀魚仔辣醬感官品質的影響銀魚仔不但蛋白含量高，富含各種微量元素，而且還可以賦予辣醬特殊的風味。由圖3可知，感官評分隨著銀魚仔的增加而升高，但是超過12%后，感官評分趨于平緩下降。可能是因為銀魚仔添加量過多，腥味會過于突出，影響醬體的氣味和形態。

圖3 銀魚仔添加量對香菇銀魚仔辣醬感官評分的影響

2.1.3 辣椒添加量對香菇銀魚仔辣醬感官品質的影響辣椒味辛、性熱，營養豐富，能促進消化液分泌，增進食欲。由圖4可知，在試驗范圍內隨著辣椒添加量的增加，感官評分隨之增大，當超過7%時，感官評分開始下降。可能是因為辣椒含量過高，使得醬體過于辛辣，整體可接受程度降低。

圖4 辣椒添加量對香菇銀魚仔辣醬感官評分的影響

2.1.4 豆瓣醬添加量對香菇銀魚仔辣醬感官品質的影響

添加豆瓣醬可以豐富辣醬的醬香，柔和銀魚的香氣，優質的豆瓣醬鮮亮棕紅，氣味醇厚，給人愉悅可口的快感，促進食欲。由圖5可知，隨著豆瓣醬添加量的增大，感官評分緩緩升高，超過6%之后，感官評分呈現下降趨勢，可能是因為豆瓣醬的量過多，造成香菇銀魚仔辣醬的鹽分過高，影響口感和滋味。

圖5 豆瓣醬添加量對香菇銀魚仔辣醬感官評分的影響

2.2 正交試驗優化試驗設計及結果分析

2.2.1 模糊數學感官評價結果

在單因素試驗結果的基礎上，采用正交試驗進行試驗設計，得到9種試驗方案，由公司技術中心研發部10位食品研發工程師，對9種不同配方的香菇銀魚仔辣醬進行優、良、中、差四級感官評價，評價結果見表4。

表4 香菇銀魚仔辣醬感官評價結果

根據模糊數學模型，得到1號樣品的模糊評價矩陣：

綜合評價：根據模糊數學模型Yj=K·Rj，得到1號樣品的綜合評價矩陣：

同理可得：

Y2=（0.372 5，0.322 5，0.276 0，0.029 0），Y3=（0.519 5，0.251 5，0.150 0，0.079 0），Y4=（0.356 5，0.422 5，0.200 0，0.021 0），Y5=（0.550 0，0.276 0，0.174 0，0.000 0），Y6=（0.216 0，0.455 0，0.256 5，0.072 5），Y7=（0.543 5，0.343 5，0.113 0，0.000），Y8=（0.608 0，0.200 0，0.171 0，0.021 0），Y9=（0.206 5，0.266 0，0.363 0，0.164 5）。

模糊數學感官評分：對綜合評價矩陣進行等級賦值Sj=Yj·V，得到1號樣品的模糊數學感官評分：

同理可得：

S2=80.39分，S3=82.12分，S4=81.15分，S5=83.76分，S6=78.15分，S7=84.31分，S8=83.95分，S9=75.15分。

2.2.2 正交試驗以及配方的優化

在單因素試驗基礎上，根據9組香菇銀魚仔辣醬的模糊數學感官評分結合正交試驗進行結果分析，其試驗結果見表5。

表5 香菇銀魚仔辣醬感官評分的正交試驗結果

通過正交試驗結果分析可得：香菇銀魚仔辣醬的最佳工藝配方組合為A3B2C3D3，即豆瓣醬添加量6%，銀魚仔添加量12%，辣椒添加量10%，香菇添加量12%，影響香菇銀魚仔辣醬感官評分的先后順序為C＞B＞D＞A，即辣椒添加量＞銀魚仔添加量＞香菇添加量＞豆瓣醬添加量。

2.3 最佳工藝條件試驗驗證

在優化得到的最佳工藝條件（豆瓣醬6%，銀魚仔12%，辣椒10%，香菇12%）下進行香菇銀魚仔辣醬感官評分的驗證試驗，做3份平行試樣，結果如表6所示。

表6 最優條件下香菇銀魚仔辣醬感官評分

由表6可知，在最佳工藝條件下所得的香菇銀魚仔辣醬感官評分為85.32±0.65分，優于正交試驗中所有試驗方案，并且數據穩定。

2.4 香菇銀魚仔辣醬各項指標的檢測[27,30-31]

根據GB 5009.3—2016《食品安全國家標準食品中水分的測定》，采用直接干燥法，測得成品的水分含量為（6.86±0.29）g/100 g，符合國家標準；根據GB 2001—2016《食品安全國家標準食品中氯化物的測定》，采用銀量法，測得成品食鹽的含量為（5.95±0.09）g/100 g，符合國家標準；根據GB 12456—2021《食品安全國家標準食品中總酸的測定》，采用酸堿指示劑滴定法，測得成品的總酸含量為（1.23±0.04）g/100 g（以乳酸計），符合國家標準；根據GB 5009.229—2016《食品安全國家標準食品中酸價的測定》，采用冷溶劑指示劑滴定法，測得成品的酸價為（2.28±0.03）mg/g，符合國家標準；根據GB 5009.33—2016《食品安全國家標準食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定》，采用分光光度法，測得成品的亞硝酸鹽含量為（1.62±0.02）mg/kg，符合國家標準；根據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》，測得菌落總數＜103CFU/g；根據GB 4789.3—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗大腸菌群計數》，采用大腸菌群MPN計數法，測得成品中大腸菌落未檢出。

3 結論

在單因素試驗的基礎上，通過構建模糊數學模型并結合正交試驗設計優化了香菇銀魚仔辣醬制備配方。結果表明，辣椒添加量對香菇銀魚仔辣醬感官評分影響最大，其次是銀魚仔添加量和香菇添加量，豆瓣醬影響最小。優化得到的香菇銀魚仔辣醬最佳配方：香菇12%、銀魚仔12%、辣椒10%、豆瓣醬6%、花生油45%、花生1%、芝麻1%、白砂糖2%、味精2.2%、食鹽5%、生姜1%、大蒜1%、洋蔥1%、香辛料0.5%、呈味核苷酸二鈉0.1%、食用香精0.2%，此優化配方下制備的香菇銀魚仔辣醬色澤鮮艷，口感醇香濃郁，咸甜適宜，有飽滿的香菇銀魚香氣，感官評分為85.32±0.65分，各項指標的檢測結果均符合國家食品安全標準，可為香菇銀魚仔辣醬的制備提供一定的理論依據。