基于模糊數學評價法優化新疆干辣椒炒牛肉預制菜配方工藝

顧雪敏 王梓棚 李喜弟 常梅 馬慧 梅潔 孔令明

DOI：10.3969/j.issn.1000-9973.2024.03.018

引文格式：顧雪敏，王梓棚，李喜弟，等.基于模糊數學評價法優化新疆干辣椒炒牛肉預制菜配方工藝[J].中國調味品，2024，49（3）：105-111.

GU X M， WANG Z P， LI X D， et al. Optimization of formula process of Xinjiang stir-fried beef with dried chili prepared dish based on fuzzy mathematics evaluation method[J].China Condiment，2024，49（3）：105-111.

摘要：為充分利用新疆四平頭干辣椒，拓寬辣椒產業，開發新產品，以新疆四平頭干辣椒為主要原料，以色澤和感官評分為指標，在單因素試驗的基礎上，采用模糊數學綜合評價法結合正交試驗對新疆干辣椒炒牛肉預制菜的配方工藝參數進行優化。新疆干辣椒炒牛肉預制菜的最佳配方參數為食鹽添加量4%、姜粉添加量1.5%、味精添加量5%、淀粉添加量4%。在此配方條件下新疆干辣椒炒牛肉預制菜產品的感官評分最佳，顏色紅潤，外觀光澤鮮亮，風味獨特，具有協調濃郁的辣椒香氣，辣椒和牛肉的口感鮮明。

關鍵詞：四平頭干辣椒；預制菜；模糊數學評價法；配方優化

中圖分類號：TS217.1????? 文獻標志碼：A?? ???文章編號：1000-9973（2024）03-0105-07

Optimization of Formula Process of Xinjiang Stir-Fried Beef with Dried

Chili Prepared Dish Based on Fuzzy Mathematics Evaluation Method

GU Xue-min1， WANG Zi-peng1， LI Xi-di2， CHANG Mei2， MA Hui1， MEI Jie1， KONG Ling-ming1*

（1.College of Food Science and Pharmacy， Xinjiang Agricultural University， Urumqi 830052，

China; 2.Xinjiang Xierdan Foods Co.， Ltd.， Urumqi 830023， China）

Abstract： In order to make full use of Xinjiang Sipingtou dried chili， expand the chili industry， and develop new products， taking Xinjiang Sipingtou dried chili as the main raw material， using color and sensory score as the indexes， the fuzzy mathematics comprehensive evaluation method combined with orthogonal test is used to optimize the formula process parameters of Xinjiang stir-fried beef with dried chili prepared dish on the basis of single factor test. The optimal formula parameters of Xinjiang stir-fried beef with dried chili prepared dish are 4% salt， 1.5% ginger powder， 5% monosodium glutamate and 4% starch. Under such formula conditions， the sensory score of Xinjiang stir-fried beef with dried chili prepared dish product is the best. The color is red， the appearance is shiny， it has unique flavor and coordinated and rich chili aroma， and the taste of chili and beef is distinct.

Key words： Sipingtou dried chili; prepared dish; fuzzy mathematics evaluation method; formula optimization

收稿日期：2023-08-18

基金項目：新疆維吾爾自治區重點研發計劃項目子課題（2022B02008-3）

作者簡介：顧雪敏（2000—），女，碩士研究生，研究方向：食品加工與安全。

*通信作者：孔令明（1976—），男，教授，博士，研究方向：農產品加工與綜合利用。

辣椒作為一種藥食兩用的經濟作物，在我國種植廣泛[1]，特別是在新疆地區，辣椒的種植面積廣闊，產量也非?？捎^[2]，由于新疆擁有得天獨厚的自然條件，新疆生產的干辣椒早熟，不僅在品質和產量方面超過了其他內地省區，而且享有較高的知名度和市場競爭力。隨著辣椒種植面積的逐步擴大，人們越來越重視對辣椒精深加工產品及副產品的生產和加工[3]，這是因為辣椒具有廣泛的應用領域，不僅可以用于食品調味和烹飪，而且可以用作藥材、調料、香料等。辣椒營養豐富，富含蛋白質、糖分、纖維素和微量元素等多種營養物質[4]，具有降血脂、延緩衰老、祛寒治病等功效[5]。對新鮮辣椒進行晾曬、腌漬、制醬、炒制等可以實現辣椒的長期食用。

預制菜是將可食用原料經預加工制成的半成品或成品，根據其烹飪方式的不同分為4個類別：即食、即熱、即烹、即配。為了保持預制菜的質量和口感，需按照適宜的方式將其貯藏，包括常溫、冷藏和冷凍[6-7]。市面上提供的干辣椒預制菜的種類有限，多數采用傳統作坊式或根據師傅的經驗來進行生產，缺乏標準的生產工藝流程，這對工業化生產有一定的不利影響。另外，這些干辣椒預制菜未經過嚴格的殺菌處理，使得質量和保質期難以得到保障。辣椒作為一類營養豐富、應用廣泛的食品原料，是開發預制菜的優質原料，在滿足快餐市場需求的同時，可較好地豐富預制菜的種類[8]。

模糊數學綜合評判方法的最大優點是將復雜、不確定的多因素問題轉化為定量的評價模式，通過精確的數字手段進行處理，這使得評價過程變得簡單易行并且基于數據事實，能夠提供定量客觀的評價結果[9-11]?；诖?，本研究以新疆四平頭干辣椒為主、牛肉為輔，再搭配香辛料增香提鮮，采用模糊數學綜合評價結合正交試驗的方法，優化新疆干辣椒炒牛肉預制菜的配方工藝，生產出一種復熱即食、品質較好的預制菜產品，旨在為預制品的研發提供一定的理論基礎，為辣椒新產品的開發和工業化生產提供新思路[12]。

1? 材料和方法

1.1? 材料與試劑

四平頭干辣椒：由新疆西爾丹食品有限公司提供；牛肉、菜籽油、花椒粉、胡椒粉、八角粉、姜粉、食鹽、味精、味極鮮醬油、淀粉、透明真空蒸煮袋：均購于美美超市。

1.2? 主要儀器與設備

SEMIKRON自動炒菜機、電子分析天平、不銹鋼鐵盆、不銹鋼鐵勺、真空包裝機、高壓蒸汽滅菌鍋、低溫冰箱、電熱恒溫鼓風干燥箱、色差儀。

1.3? 方法

1.3.1? 工藝流程

1.3.2? 操作要點

1.3.2.1? 牛肉預處理

將冷凍的牛肉低溫解凍，浸泡清洗，切成大小、厚薄均勻的牛肉片備用，將切好的牛肉片按復合香辛料比例添加，攪拌均勻，在室溫下腌制20 min，以達到增味的效果。

1.3.2.2? 干辣椒預處理

選擇無霉變、無蟲害的優質干辣椒去梗去蒂、清洗干凈后，于100 ℃下進行復水處理，水浴熱燙5 min后撈出瀝干，切成辣椒絲備用。

1.3.2.3? 炒制熟化

先進行110 ℃油溫預熱，然后將腌制好的牛肉片置于炒菜機內炒制4 min，油溫升至210 ℃，炒出牛肉特有的風味，放入預處理好的干辣椒繼續炒制，依次加入食鹽、姜粉、味精、花椒粉、胡椒粉、八角粉、味極鮮醬油上色出香，最后加入淀粉水攪拌均勻出鍋。

1.3.2.4? 冷卻、包裝

將經過炒制處理的新疆干辣椒炒牛肉預制菜從炒鍋中盛出后冷卻10 min，然后將其裝入真空包裝袋中進行密封包裝。

1.3.2.5? 滅菌、貯藏

將包裝好的新疆干辣椒炒牛肉預制菜放入高壓蒸汽滅菌鍋中進行滅菌后，在室溫下避光貯藏。

1.3.3? 指標測定

利用CM-600D色差儀測定新疆干辣椒炒牛肉預制菜的色差，用白板校準顏色。在樣品同一位置進行檢測，平行進行3次測試，得到L*值、a*值、b*值并記錄下來。

1.3.4? 模糊數學感官評價法

組建一個由10名（5男5女）經過感官評定培訓的食品專業學生組成的評定小組，所有待評的新疆干辣椒炒牛肉預制菜樣品被隨機分為10份，評定員根據表1中的評價標準對樣品的色澤、香氣、滋味和組織狀態進行打分，感官評價結果見表1。

1.3.5? 單因素試驗

固定新疆干辣椒炒牛肉預制菜的基礎配方為干辣椒50 g（復水后130 g）、牛肉100 g、菜籽油70 mL、味極鮮醬油3 mL、八角0.2 g。選取食鹽添加量、姜粉添加量、味精添加量、胡椒粉添加量、花椒粉添加量、淀粉添加量為配方的關鍵因素進行單因素試驗，見表2。

將干辣椒50 g計為1，分別固定食鹽添加量6%、姜粉添加量1%、味精添加量6%、胡椒粉添加量0.6%、花椒粉添加量1%、淀粉添加量4%，改變其中任一因素，考察這6個因素對新疆干辣椒炒牛肉預制菜色澤和感官評分的影響[13]。

1.3.6? 正交試驗設計

在單因素試驗的基礎上，選擇對感官評分影響較大的食鹽添加量、姜粉添加量、味精添加量、淀粉添加量4個因素，以模糊數學感官評分為指標，進行四因素三水平的正交試驗，見表3。

1.3.7? 新疆干辣椒炒牛肉預制菜模糊數學綜合評價模型的建立

1.3.7.1? 因素集、評語集和權重集的建立

因素集U=（色澤u1，香氣u2，滋味u3，組織狀態u4）。評語集V=｛優，良，中，差｝，各級評定語對應的感官評分標準見表1。

通過對10名食品感官評價相關人員的評判結果進行統計，確定新疆干辣椒炒牛肉預制菜的色澤、香氣、滋味、組織狀態的權重系數，由此建立新疆干辣椒炒牛肉預制菜的模糊數學感官評價權重集A=[0.30.20.30.2]。

1.3.7.2? 模糊關系綜合評判集

Y＝A·R，式中：Y表示感官評價綜合評判結果，A表示權重，R表示模糊矩陣。

2? 結果與分析

2.1? 單因素試驗結果

2.1.1? 食鹽添加量對新疆干辣椒炒牛肉預制菜品質的影響

固定姜粉添加量1%、味精添加量6%、胡椒粉添加量0.6%、花椒粉添加量1%、淀粉添加量4%，食鹽添加量選擇2%、4%、6%、8%、10%，以色澤和感官評分為指標，考察食鹽添加量對新疆干辣椒炒牛肉預制菜品質的影響。

2.1.1.1? 色澤

由表4可知，隨著食鹽添加量的增加，產品的L*值呈先上升后下降的趨勢；L*值的變化可能與食鹽改變了預制菜中的水分含量有關，預制菜的色澤會影響消費者的購買意愿，預制菜的色澤越亮，即L*值、a*值越大，消費者的青睞程度越高。a*值的變化不顯著，b*值的變化趨勢不明顯。

2.1.1.2? 感官評分

由圖1可知，感官評分隨著食鹽添加量的增加呈先上升后緩慢下降的趨勢（P＜0.05）。食鹽添加量為6%時，感官評分最高。食鹽在預制菜中發揮著重要作用，適量的食鹽可以改善預制菜的口感和質地，使其更加美味，同時能增加菜品的色澤。然而，當食鹽添加過量時，會降低新疆干辣椒炒牛肉預制菜的整體品質，不僅影響食物的味道，而且對人們的健康產生不良影響。因此，提高低鹽菜肴的比例、實現減鹽目標可以降低消費者對食鹽（即鈉）的攝入量，從而保持身體健康[14-15]。徐菲等[16]研究發現隨著醬牛肉中食鹽添加量的增加，其感官評分逐漸降低，這是因為食鹽對牛肉的色澤、肌肉的緊致性、口感等因素具有重要的影響。

2.1.2? 姜粉添加量對新疆干辣椒炒牛肉預制菜品質的影響

固定食鹽添加量6%、味精添加量6%、胡椒粉添加量0.6%、花椒粉添加量1%、淀粉添加量4%，姜粉添加量選擇1%、1.5%、2%、2.5%、3%，以色澤和感官評分為指標，考察姜粉添加量對新疆干辣椒炒牛肉預制菜品質的影響。

2.1.2.1? 色澤

由表5可知，新疆干辣椒炒牛肉預制菜的L*值呈先降低后升高的趨勢（P<0.05），a*值整體呈顯著升高趨勢（P<0.05），b*值無明顯變化趨勢。這可能是由于姜粉呈黃褐色，在炒制過程中會黏附在辣椒和牛肉表面，對色澤產生一定的影響。

2.1.2.2? 感官評分

姜粉為增香味調料，可以賦予新疆干辣椒炒牛肉預制菜特殊的風味[17]。姜粉添加量對新疆干辣椒炒牛肉預制菜感官評分的影響見圖2。

由圖2可知，隨著姜粉添加量的增加，其感官評分先上升后顯著下降（P＜0.05）。姜粉添加量為1.5%時，感官評分最高，此時預制菜的滋味、香氣協調；姜粉添加量大于2%時，產品的整體口味變得辛辣，預制菜產品的整體接受性較差。

2.1.3? 味精添加量對新疆干辣椒炒牛肉預制菜品質的影響

固定食鹽添加量6%、姜粉添加量1.5%、胡椒粉添加量0.6%、花椒粉添加量1%、淀粉添加量4%，味精添加量選擇3%、4%、5%、6%、7%，以色澤和感官評分為指標，考察味精添加量對新疆干辣椒炒牛肉預制菜品質的影響。

2.1.3.1? 色澤

由表6可知，在味精添加量不同時，新疆干辣椒炒牛肉預制菜的色澤沒有呈現規律性變化，在味精添加量為6%時，預制菜的L*值和a*值較大；在味精添加量為5%時，預制菜的b*值最大，并且均有一定的顯著性，因此味精添加量對辣椒色澤的影響較小。

2.1.3.2? 感官評分

beef with dried chili prepared dish

味精屬于鮮味劑的一種，添加一定比例的鮮味劑對其他基本味如咸味具有輔助效果，可以使預制菜的整體風味更加濃郁、醇厚[18]。由圖3可知，5%的味精使產品的鮮味較佳。味精添加量過低，沒有起到輔助鹽的效果；味精添加量過高，使得新疆干辣椒炒牛肉預制菜的鮮味過于突出，口感稍有不適。

2.1.4? 胡椒粉添加量對新疆干辣椒炒牛肉預制菜品質的影響

固定食鹽添加量6%、姜粉添加量1.5%、味精添加量5%、花椒粉添加量1%、淀粉添加量4%，胡椒粉添加量選擇0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1%，以色澤和感官評分為指標，考察胡椒粉添加量對新疆干辣椒炒牛肉預制菜品質的影響。

2.1.4.1? 色澤

由表7可知，隨著胡椒粉添加量的增加，預制菜的L*值、a*值呈降低趨勢，b*值先升高后降低。胡椒粉呈棕褐色，在炒制過程中會黏附在辣椒的表面，對色澤產生一定的影響。

2.1.4.2? 感官評分

胡椒粉可以有效地去除肉的膻味，同時味道比花椒粉更濃郁。由圖4可知，隨著胡椒粉添加量的增加，預制菜的感官評分先升高后降低（P<0.05），當胡椒粉添加量為0.6%時，預制菜鮮味適中，美味可口。

2.1.5? 花椒粉添加量對新疆干辣椒炒牛肉預制菜品質的影響

固定食鹽添加量6%、姜粉添加量1.5%、味精添加量5%、胡椒粉添加量0.6%、淀粉添加量4%，花椒粉添加量選擇0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1%，以色澤和感官評分為指標，考察花椒粉添加量對新疆干辣椒炒牛肉預制菜品質的影響。

2.1.5.1? 色澤

由表8可知，花椒粉呈棕褐色粉末狀，隨著花椒粉添加量的增加，預制菜的L*值、a*值、b*值均呈逐漸下降趨勢（P＜0.05），炒制時花椒粉黏附在辣椒的表面，導致預制菜的色澤變暗。

2.1.5.2? 感官評分

花椒粉添加量對新疆干辣椒炒牛肉預制菜感官評分的影響見圖5。

beef with dried chili prepared dish

花椒粉味道偏麻，椒香濃郁，具有去除腥味和膻味的效果，并且可以提升食物的味道和鮮度。由圖5可知，當花椒粉添加量為0.2%～0.8%時，感官評分呈升高趨勢（P＞0.05），花椒粉添加量為0.8%時，感官評分最高。適量的花椒粉有助于改善新疆干辣椒炒牛肉預制菜的整體風味，過量的花椒粉使預制菜的風味較辛辣，整體接受性變差。

2.1.6? 淀粉添加量對新疆干辣椒炒牛肉預制菜品質的影響

固定食鹽添加量6%、姜粉添加量1.5%、味精添加量5%、胡椒粉添加量0.6%、花椒粉添加量0.8%，淀粉添加量選擇2%、3%、4%、5%、6%，以色澤和感官評分為指標，考察淀粉添加量對新疆干辣椒炒牛肉預制菜品質的影響。

2.1.6.1? 色澤

由表9可知，隨著淀粉添加量的增加，新疆干辣椒炒牛肉預制菜的L*值逐漸升高（P＜0.05），a*值、b*值均呈現降低趨勢，但是a*值差異不顯著，淀粉的增加提高了新疆干辣椒炒牛肉預制菜的亮度。

2.1.6.2? 感官評分

淀粉添加量對新疆干辣椒炒牛肉預制菜感官評分的影響見圖6。

淀粉在水的作用下會發生糊化現象，這個過程涉及到吸水、溶解和膨脹，最終形成一種具有黏性的糊狀溶液[19]，在炒制過程中加入淀粉水具有勾芡作用。由圖6可知，當淀粉添加量為4%時，預制菜整體口感協調并且顏色紅亮。適量的淀粉有助于改善新疆干辣椒炒牛肉預制菜的整體色澤，過量的淀粉會使湯汁變得濃稠，整體接受性變差。

2.2? 模糊評價矩陣的建立及結果

2.2.1? 模糊感官評定及模糊矩陣的建立

由表10可得樣品1～9的模糊矩陣Rj：

R1=

0.20.30.50

0.40.30.30

0.20.30.50

0.20.60.10.1

，

R2=

0.30.60.10

0.60.30.10

0.60.30.10

0.70.10.20

，

R3=

0.60.20.10.1

0.20.20.60

0.40.30.30

0.30.50.10.1

，

R4=

0.40.40.10.1

0.30.20.50

0.40.40.20

0.30.30.30.1

，

R5=

0.30.50.20

0.20.50.30

0.50.30.20

0.30.60.10

，

R6=

0.20.70.10

0.30.50.10.1

0.50.500

0.30.60.10

，

R7=

0.40.50.10

0.30.60.10

0.40.50.10

0.40.40.20

，

R8=

0.30.30.40

0.40.10.40.1

0.40.20.30.1

0.50.20.30

，

R9=

0.20.20.50.1

0.10.20.60.1

0.40.30.20.1

0.30.30.40

。

根據模糊變換原理可知Y=A·R，以1號樣品為例，其綜合評價的結果如下：

Y1=A·R1=（0.3? 0.2? 0.3? 0.2）×

0.20.30.50

0.40.30.30

0.20.30.50

0.20.60.10.1

=（0.24? 0.36? 0.38? 0.02）。

按照上述計算方法對1～9號樣品進行綜合模糊評判，見表11。

表11? 綜合評判結果

Table 11 Comprehensive evaluation results

Yj

評價結果集

Y1（0.24? 0.36? 0.38? 0.02）

Y2（0.53? 0.35? 0.12? 0）

Y3（0.4? 0.29? 0.26? 0.05）

Y4（0.36? 0.34? 0.25? 0.05）

Y5（0.34? 0.46? 0.2? 0）

Y6（0.33? 0.58? 0.07? 0.02）

Y7（0.38? 0.5? 0.12? 0）

Y8（0.39? 0.21? 0.35? 0.05）

續? 表

Yj

評價結果集

Y9（0.26? 0.25? 0.41? 0.08）

2.2.2? 正交試驗結果

將表11中綜合評價結果分別乘以其對應的分值（優90分，良80分，中70分，差60分）并進行加和，正交試驗感官綜合評價結果見表12。

由表12可知，各因素影響成品評分的主次順序為D＞B＞A＞C，淀粉添加量對成品評分的影響最大，其次依次是姜粉添加量、食鹽添加量和味精添加量。新疆干辣椒炒牛肉預制菜的最優方案為A1B2C2D2，即最優配方為食鹽添加量4%、姜粉添加量1.5%、味精添加量5%、淀粉添加量4%。根據正交試驗結果的最佳配方進行驗證試驗，其綜合評分均在80以上，重現性良好。

3? 結論

制作新疆干辣椒炒牛肉預制菜過程中，不同配方對預制菜成品的風味有一定的影響，因此通過對新疆干辣椒炒牛肉預制菜色澤的測定和感官評價，研究不同配方對新疆干辣椒炒牛肉預制菜風味的影響，采用模糊數學綜合評價法優化得到新疆干辣椒炒牛肉預制菜產品的最優配方為食鹽添加量4%、姜粉添加量1.5%、味精添加量5%、淀粉添加量4%。在此配方條件下新疆干辣椒炒牛肉預制菜產品的感官評分最佳，顏色紅潤，外觀光澤鮮亮，風味獨特，香辣可口，具有協調濃郁的辣椒和牛肉香氣。因此，選擇此配方作為新疆干辣椒炒牛肉預制菜的最佳配方工藝參數。該研究結果可為傳統新疆干辣椒炒牛肉預制菜工藝的工業化應用提供參數借鑒[20-21]。

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