基于模糊數(shù)學(xué)優(yōu)化酸菜牛肉醬加工工藝

DOI：10.3969/j.issn.1000-9973.2024.07.019

引文格式：賈杰，王亞蘭.基于模糊數(shù)學(xué)優(yōu)化酸菜牛肉醬加工工藝.中國(guó)調(diào)味品，2024，49（7）：123-126.

JIA J， WANG Y L.Optimization of processing technology of sauerkraut and beef sauce based on fuzzy mathematics.China Condiment，2024，49（7）：123-126.

摘要：在酸菜牛肉醬加工過(guò)程中，需要做出許多決策，如原料選擇、加工工藝流程確定等。模糊數(shù)學(xué)法可以幫助分析決策問(wèn)題中的模糊性和不確定性，提供決策支持，使決策更科學(xué)、更準(zhǔn)確。該研究基于此，利用模糊數(shù)學(xué)法對(duì)酸菜牛肉醬加工工藝進(jìn)行研究和優(yōu)化，研究結(jié)果表明，酸菜牛肉醬的最佳加工工藝為牛肉丁添加量20%、酸菜絲添加量9%、辣椒添加量5%和花生添加量7%，此時(shí)酸菜牛肉醬口感細(xì)膩，酸辣適中，肉質(zhì)細(xì)膩，香氣濃郁，顏色鮮紅，色澤均勻度較好，醬體較均勻，稠度適中，感官評(píng)分為86.8分。

關(guān)鍵詞：牛肉醬；酸菜；模糊數(shù)學(xué)；加工工藝

中圖分類(lèi)號(hào)：TS264.24""""" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A""""" 文章編號(hào)：1000-9973（2024）07-0123-04

Optimization of Processing Technology of Sauerkraut and

Beef Sauce Based on Fuzzy Mathematics

JIA Jie， WANG Ya-lan

（Zhengzhou Technology and Business University， Zhengzhou 451400， China）

Abstract： During the processing of sauerkraut and beef sauce， many decisions need to be made， such as raw material selection， processing technology flow determination and so on. Fuzzy mathematics method can help analyze the fuzziness and uncertainty in decision-making problems， provide decision-making support， and make decisions more scientific and accurate. Based on this， in this study， fuzzy mathematics method is used to study and optimize the processing technology of sauerkraut and beef sauce. The research results show that the optimal processing technology of sauerkraut and beef sauce is 20% diced beef， 9% shredded sauerkraut， 5% chili and 7% peanuts. At this time， the sauerkraut and beef sauce has delicate taste， moderate sourness and spiciness， delicate meat texture， rich aroma， bright red color， good color uniformity， relatively uniform sauce body， and moderate consistency， the sensory score is 86.8 points.

Key words： beef sauce; sauerkraut; fuzzy mathematics; processing technology

收稿日期：2024-01-03

基金項(xiàng)目：河南省社會(huì)科學(xué)界聯(lián)合會(huì)調(diào)研課題（SKL-2018-2222）

作者簡(jiǎn)介：賈杰（1990—），女，講師，碩士，研究方向：模糊數(shù)學(xué)在食品工藝方面的應(yīng)用。

酸菜牛肉醬是一道傳統(tǒng)的中國(guó)菜肴，它由牛肉和酸菜等食材制作而成。酸菜牛肉醬的營(yíng)養(yǎng)成分主要取決于其原料和制作方法，其主要成分包括蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪和一些纖維成分。

近年來(lái)，一些研究結(jié)果表明牛肉醬具有藥用價(jià)值，如抗氧化、抗菌、降血脂等，對(duì)酸菜牛肉醬中的生物活性物質(zhì)和其潛在的藥理作用進(jìn)行了研究和分析。酸菜牛肉醬是通過(guò)發(fā)酵過(guò)程制作而成的，微生物多樣性在酸菜牛肉醬中扮演著重要角色。

加工工藝中存在著許多不確定性因素，例如原料的特性、發(fā)酵條件、加工參數(shù)等。模糊數(shù)學(xué)是一種處理這種不確定性的有效方法。通過(guò)將模糊數(shù)學(xué)的理論和方法應(yīng)用于酸菜牛肉醬加工工藝研究中，能夠更好地對(duì)不確定性因素進(jìn)行建模和分析，使決策更準(zhǔn)確和可靠。酸菜牛肉醬的加工工藝往往需要根據(jù)不同的需求和條件進(jìn)行調(diào)整。模糊數(shù)學(xué)可以提供靈活的建模和優(yōu)化方法，使得工藝研究能夠適應(yīng)不同的情況和要求。

酸菜牛肉醬加工工藝涉及多個(gè)因素，模糊數(shù)學(xué)方法可以將這些因素進(jìn)行定量化，并進(jìn)行綜合評(píng)估和優(yōu)化。通過(guò)使用模糊數(shù)學(xué)方法，能夠考慮到不同因素之間的相互關(guān)系和權(quán)重，從而更全面地分析酸菜牛肉醬加工工藝的影響因素，提高加工工藝的效果和效率。

采用模糊數(shù)學(xué)對(duì)酸菜牛肉醬加工工藝進(jìn)行研究具有處理不確定性、提供靈活性和適應(yīng)性、綜合多因素分析以及提供決策支持等方面的意義，能夠提高工藝的質(zhì)量控制與優(yōu)化能力，對(duì)其進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與管理。

1" 材料與方法

1.1" 試驗(yàn)材料與試劑

黃牛的腱子肉、酸菜、辣椒、料酒、生姜、大蒜、豆醬、白砂糖、食用鹽、花生、芝麻、植物油、各種調(diào)味配料。

1.2" 試驗(yàn)儀器

烘箱、恒溫水浴鍋、蒸鍋、全自動(dòng)花生脫皮機(jī)。

1.3" 試驗(yàn)方法

1.3.1" 單因素試驗(yàn)

固定酸菜牛肉醬的基礎(chǔ)配方，牛肉丁添加量18%、酸菜絲添加量7%、辣椒添加量7%和花生添加量6%，分別研究不同牛肉丁添加量（5%、10%、15%、20%、25%、30%）、不同酸菜絲添加量（2%、4%、6%、8%、10%、12%）、不同辣椒添加量（3%、6%、9%、12%、15%、18%）和不同花生添加量（2%、4%、6%、8%、10%、12%）對(duì)酸菜牛肉醬感官評(píng)分的影響。

1.3.2" 感官評(píng)價(jià)

邀請(qǐng)10位具有感官評(píng)價(jià)經(jīng)驗(yàn)的人員對(duì)酸菜牛肉醬進(jìn)行模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)，感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

1.3.3" 模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)模型的建立

1.3.3.1" 正交試驗(yàn)優(yōu)化配方

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)影響酸菜牛肉醬感官評(píng)分的牛肉丁添加量、酸菜絲添加量、辣椒添加量與花生添加量進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)置四因素四水平的正交試驗(yàn)，正交試驗(yàn)因素水平表見(jiàn)表2。

1.3.3.2" 因素集的建立

設(shè)定酸菜牛肉醬的因素集為U，即評(píng)價(jià)因素集U=（A滋味，B香氣，C色澤，D形態(tài)）。酸菜牛肉醬正交試驗(yàn)方案見(jiàn)表3。

1.3.3.3" 權(quán)重集的建立

根據(jù)因素集的內(nèi)容，邀請(qǐng)參與感官評(píng)分的人員進(jìn)行權(quán)重集評(píng)級(jí)，獲得酸菜牛肉醬的權(quán)重集A=（0.2，0.3，0.2，0.3）。

1.3.3.4" 評(píng)價(jià)等級(jí)集的建立

對(duì)酸菜牛肉醬的評(píng)價(jià)等級(jí)優(yōu)、良、中和差進(jìn)行賦值，分別為90，80，70，60分。

2" 結(jié)果和討論

2.1" 單因素試驗(yàn)

2.1.1" 牛肉丁添加量對(duì)酸菜牛肉醬感官評(píng)分的影響

由圖1可知，隨著牛肉丁添加量的增加，酸菜牛肉醬的感官評(píng)分先升高后降低，當(dāng)牛肉丁添加量小于20%時(shí)，酸菜牛肉醬的感官評(píng)分隨著牛肉丁添加量的增加而升高，這是由于牛肉丁的添加會(huì)直接影響酸菜牛肉醬的味道，較少的牛肉丁可能導(dǎo)致味道相對(duì)較淡，醬料的質(zhì)感相對(duì)較柔軟；較多的牛肉丁可能使味道更加濃郁，也可能增加醬料的咀嚼度和口感的豐富性。適量的牛肉丁可以在酸菜牛肉醬中增添一定顏色和視覺(jué)上的吸引力。當(dāng)牛肉丁添加量大于20%時(shí)，隨著牛肉丁添加量的增加，酸菜牛肉醬的感官評(píng)分呈現(xiàn)緩慢下降的趨勢(shì)。

2.1.2" 酸菜絲添加量對(duì)酸菜牛肉醬感官評(píng)分的影響

酸菜絲是酸菜牛肉醬的主要成分之一，其添加量直接影響醬料的酸度和咸度。由圖2可知，隨著酸菜絲添加量的增加，酸菜牛肉醬的感官評(píng)分呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。當(dāng)酸菜絲添加量小于8%時(shí)，隨著酸菜絲添加量的增加，酸菜牛肉醬的感官評(píng)分呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，這是由于適量的酸菜絲可以賦予酸菜牛肉醬一定顏色和視覺(jué)上的吸引力。當(dāng)酸菜絲添加量大于8%時(shí)，酸菜牛肉醬的感官評(píng)分呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，這是由于過(guò)量添加酸菜絲使得酸菜牛肉醬的酸度上升，口感下降。

2.1.3" 辣椒添加量對(duì)酸菜牛肉醬感官評(píng)分的影響

由圖3可知，當(dāng)辣椒添加量小于9%時(shí)，隨著辣椒添加量的增加，酸菜牛肉醬的感官評(píng)分逐漸升高，這是由于辣椒是賦予酸菜牛肉醬辛辣味道的關(guān)鍵成分，辣椒的添加量直接影響醬料的辣度。隨著辣椒添加量的增加，酸菜牛肉醬的香氣更加濃郁，并且為酸菜牛肉醬帶來(lái)平衡，增加層次感。當(dāng)辣椒添加量大于9%時(shí)，酸菜牛肉醬的感官評(píng)分隨著辣椒添加量的增加而逐漸降低，這是由于過(guò)多的辣椒添加量使醬料的辣度偏高，酸菜牛肉醬的感官評(píng)分降低。

2.1.4" 花生添加量對(duì)酸菜牛肉醬感官評(píng)分的影響

花生具有獨(dú)特的香氣和風(fēng)味，其添加量會(huì)影響酸菜牛肉醬的整體風(fēng)味特點(diǎn)。由圖4可知，隨著花生添加量的增加，酸菜牛肉醬的感官評(píng)分先升高后降低。當(dāng)花生添加量小于6%時(shí)，酸菜牛肉醬的感官評(píng)分隨著花生添加量的增加而不斷升高，花生添加量直接影響酸菜牛肉醬的口感，適量的花生可以增加醬料的口感豐富性，為其提供嚼勁和堅(jiān)果的香氣，也可以為醬料增添一定顏色和視覺(jué)上的吸引力。當(dāng)花生添加量大于6%時(shí)，酸菜牛肉醬的感官評(píng)分隨著花生添加量的增加而不斷降低，這是由于較多的花生添加量使醬料的顆粒感過(guò)于明顯。

2.2" 模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)分的最優(yōu)組合

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)最適用于加工酸菜牛肉醬的工藝進(jìn)行正交組合，并獲得16組酸菜牛肉醬的試驗(yàn)方案。邀請(qǐng)10位具有感官評(píng)價(jià)經(jīng)驗(yàn)的人員對(duì)其品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，其投票統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表4。

將表1中的數(shù)據(jù)按照比例制作評(píng)價(jià)因素結(jié)果，獲得模糊數(shù)學(xué)矩陣Xn，以樣品1為例，制作樣品1的模糊矩陣，矩陣如下：

X1=

0.50.40.10

0.50.20.20.1

0.60.20.20

0.50.30.20。

根據(jù)模糊數(shù)學(xué)變換矩陣計(jì)算Si=A×Xn，對(duì)酸菜牛肉醬進(jìn)行綜合判斷，評(píng)定結(jié)果如下：

S1=A×X1=（0.2，0.3，0.2，0.3）×

X1=

0.50.40.10

0.50.20.20.1

0.60.20.20

0.50.30.20=（0.52，0.27，0.18，0.03）。

對(duì)優(yōu)、良、中、差4個(gè)等級(jí)分別賦值90，80，70，60分，再對(duì)各個(gè)樣品的評(píng)分進(jìn)行計(jì)算，各樣品的模糊數(shù)學(xué)評(píng)分見(jiàn)表5。

由表5可知，大部分感官評(píng)價(jià)人員認(rèn)為樣品12酸菜牛肉醬的品質(zhì)最優(yōu)，此時(shí)酸菜牛肉醬的評(píng)分為86.8分，該酸菜牛肉醬加工工藝為牛肉丁添加量20%、酸菜絲添加量9%、辣椒添加量5%和花生添加量7%，此時(shí)酸菜牛肉醬口感細(xì)膩，酸辣適中，肉質(zhì)細(xì)膩，香氣濃郁，顏色鮮紅，色澤均勻度較好，醬體較均勻，稠度適中，酸菜牛肉醬的感官評(píng)分為86.8分。

2.3" 酸菜牛肉醬揮發(fā)性化合物的種類(lèi)及相對(duì)含量

由表6可知，酸菜牛肉醬和空白牛肉醬中的揮發(fā)性化合物種類(lèi)分別為66種和50種，其中酸菜牛肉醬中的揮發(fā)性化合物包括18種烴類(lèi)化合物、14種醛類(lèi)化合物、8種醇類(lèi)化合物、7種酯類(lèi)化合物、7種其他類(lèi)化合物、6種酮類(lèi)化合物和6種雜環(huán)類(lèi)化合物。空白牛肉醬中的揮發(fā)性化合物包括13種烴類(lèi)化合物、11種醛類(lèi)化合物、7種醇類(lèi)化合物、6種其他類(lèi)化合物、5種酮類(lèi)化合物、5種酯類(lèi)化合物和3種雜環(huán)類(lèi)化合物。

兩種樣品進(jìn)行比較后，發(fā)現(xiàn)酸菜牛肉醬中揮發(fā)性化合物的種類(lèi)與含量高于空白牛肉醬，特別是烴類(lèi)化合物，酸菜牛肉醬中的烴類(lèi)化合物有18種，相對(duì)含量為68.213%；空白牛肉醬中含有烴類(lèi)化合物13種，相對(duì)含量為60.312%；酸菜牛肉醬中的雜環(huán)類(lèi)化合物含量約是空白牛肉醬中的2倍，說(shuō)明在牛肉醬中添加適當(dāng)酸菜能夠增強(qiáng)酸菜牛肉醬中的揮發(fā)性香氣成分。

3" 小結(jié)

模糊數(shù)學(xué)法可以對(duì)復(fù)雜的加工過(guò)程進(jìn)行模糊建模和優(yōu)化分析。通過(guò)對(duì)酸菜牛肉醬加工工藝參數(shù)的模糊數(shù)學(xué)建模，可以確定最佳的加工條件和操作參數(shù)，以提高產(chǎn)品質(zhì)量和工藝效率。本研究基于此，利用模糊數(shù)學(xué)法對(duì)酸菜牛肉醬的加工工藝進(jìn)行研究和優(yōu)化，研究結(jié)果表明，酸菜牛肉醬的最佳加工工藝為牛肉丁添加量20%、酸菜絲添加量9%、辣椒添加量5%和花生添加量7%，此時(shí)酸菜牛肉醬的品質(zhì)最佳。

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