基于模糊數學優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.基于模糊數學優化酸菜牛肉醬加工工藝.中國調味品，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。模糊數學法可以幫助分析決策問題中的模糊性和不確定性，提供決策支持，使決策更科學、更準確。該研究基于此，利用模糊數學法對酸菜牛肉醬加工工藝進行研究和優化，研究結果表明，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%，此時酸菜牛肉醬口感細膩，酸辣適中，肉質細膩，香氣濃郁，顏色鮮紅，色澤均勻度較好，醬體較均勻，稠度適中，感官評分為86.8分。

關鍵詞：牛肉醬；酸菜；模糊數學；加工工藝

中圖分類號：TS264.24""""" 文獻標志碼：A""""" 文章編號：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

基金項目：河南省社會科學界聯合會調研課題（SKL-2018-2222）

作者簡介：賈杰（1990—），女，講師，碩士，研究方向：模糊數學在食品工藝方面的應用。

酸菜牛肉醬是一道傳統的中國菜肴，它由牛肉和酸菜等食材制作而成。酸菜牛肉醬的營養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、碳水化合物、脂肪和一些纖維成分。

近年來，一些研究結果表明牛肉醬具有藥用價值，如抗氧化、抗菌、降血脂等，對酸菜牛肉醬中的生物活性物質和其潛在的藥理作用進行了研究和分析。酸菜牛肉醬是通過發酵過程制作而成的，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、發酵條件、加工參數等。模糊數學是一種處理這種不確定性的有效方法。通過將模糊數學的理論和方法應用于酸菜牛肉醬加工工藝研究中，能夠更好地對不確定性因素進行建模和分析，使決策更準確和可靠。酸菜牛肉醬的加工工藝往往需要根據不同的需求和條件進行調整。模糊數學可以提供靈活的建模和優化方法，使得工藝研究能夠適應不同的情況和要求。

酸菜牛肉醬加工工藝涉及多個因素，模糊數學方法可以將這些因素進行定量化，并進行綜合評估和優化。通過使用模糊數學方法，能夠考慮到不同因素之間的相互關系和權重，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。

采用模糊數學對酸菜牛肉醬加工工藝進行研究具有處理不確定性、提供靈活性和適應性、綜合多因素分析以及提供決策支持等方面的意義，能夠提高工藝的質量控制與優化能力，對其進行風險評估與管理。

1" 材料與方法

1.1" 試驗材料與試劑

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、各種調味配料。

1.2" 試驗儀器

烘箱、恒溫水浴鍋、蒸鍋、全自動花生脫皮機。

1.3" 試驗方法

1.3.1" 單因素試驗

固定酸菜牛肉醬的基礎配方，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%）對酸菜牛肉醬感官評分的影響。

1.3.2" 感官評價

邀請10位具有感官評價經驗的人員對酸菜牛肉醬進行模糊數學感官評價，感官評價標準見表1。

1.3.3" 模糊數學感官評價模型的建立

1.3.3.1" 正交試驗優化配方

根據單因素試驗結果，對影響酸菜牛肉醬感官評分的牛肉丁添加量、酸菜絲添加量、辣椒添加量與花生添加量進行優化，設置四因素四水平的正交試驗，正交試驗因素水平表見表2。

1.3.3.2" 因素集的建立

設定酸菜牛肉醬的因素集為U，即評價因素集U=（A滋味，B香氣，C色澤，D形態）。酸菜牛肉醬正交試驗方案見表3。

1.3.3.3" 權重集的建立

根據因素集的內容，邀請參與感官評分的人員進行權重集評級，獲得酸菜牛肉醬的權重集A=（0.2，0.3，0.2，0.3）。

1.3.3.4" 評價等級集的建立

對酸菜牛肉醬的評價等級優、良、中和差進行賦值，分別為90，80，70，60分。

2" 結果和討論

2.1" 單因素試驗

2.1.1" 牛肉丁添加量對酸菜牛肉醬感官評分的影響

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分先升高后降低，當牛肉丁添加量小于20%時，酸菜牛肉醬的感官評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直接影響酸菜牛肉醬的味道，較少的牛肉丁可能導致味道相對較淡，醬料的質感相對較柔軟；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上的吸引力。當牛肉丁添加量大于20%時，隨著牛肉丁添加量的增加，酸菜牛肉醬的感官評分呈現緩慢下降的趨勢。

2.1.2" 酸菜絲添加量對酸菜牛肉醬感官評分的影響

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分呈現先升高后降低的趨勢。當酸菜絲添加量小于8%時，隨著酸菜絲添加量的增加，酸菜牛肉醬的感官評分呈現上升趨勢，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上的吸引力。當酸菜絲添加量大于8%時，酸菜牛肉醬的感官評分呈現下降趨勢，這是由于過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" 辣椒添加量對酸菜牛肉醬感官評分的影響

由圖3可知，當辣椒添加量小于9%時，隨著辣椒添加量的增加，酸菜牛肉醬的感官評分逐漸升高，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平衡，增加層次感。當辣椒添加量大于9%時，酸菜牛肉醬的感官評分隨著辣椒添加量的增加而逐漸降低，這是由于過多的辣椒添加量使醬料的辣度偏高，酸菜牛肉醬的感官評分降低。

2.1.4" 花生添加量對酸菜牛肉醬感官評分的影響

花生具有獨特的香氣和風味，其添加量會影響酸菜牛肉醬的整體風味特點。由圖4可知，隨著花生添加量的增加，酸菜牛肉醬的感官評分先升高后降低。當花生添加量小于6%時，酸菜牛肉醬的感官評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，為其提供嚼勁和堅果的香氣，也可以為醬料增添一定顏色和視覺上的吸引力。當花生添加量大于6%時，酸菜牛肉醬的感官評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于明顯。

2.2" 模糊數學感官評分的最優組合

根據單因素試驗結果，對最適用于加工酸菜牛肉醬的工藝進行正交組合，并獲得16組酸菜牛肉醬的試驗方案。邀請10位具有感官評價經驗的人員對其品質進行評價，其投票統計結果見表4。

將表1中的數據按照比例制作評價因素結果，獲得模糊數學矩陣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。

根據模糊數學變換矩陣計算Si=A×Xn，對酸菜牛肉醬進行綜合判斷，評定結果如下：

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）。

對優、良、中、差4個等級分別賦值90，80，70，60分，再對各個樣品的評分進行計算，各樣品的模糊數學評分見表5。

由表5可知，大部分感官評價人員認為樣品12酸菜牛肉醬的品質最優，此時酸菜牛肉醬的評分為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%，此時酸菜牛肉醬口感細膩，酸辣適中，肉質細膩，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分為86.8分。

2.3" 酸菜牛肉醬揮發性化合物的種類及相對含量

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

兩種樣品進行比較后，發現酸菜牛肉醬中揮發性化合物的種類與含量高于空白牛肉醬，特別是烴類化合物，酸菜牛肉醬中的烴類化合物有18種，相對含量為68.213%；空白牛肉醬中含有烴類化合物13種，相對含量為60.312%；酸菜牛肉醬中的雜環類化合物含量約是空白牛肉醬中的2倍，說明在牛肉醬中添加適當酸菜能夠增強酸菜牛肉醬中的揮發性香氣成分。

3" 小結

模糊數學法可以對復雜的加工過程進行模糊建模和優化分析。通過對酸菜牛肉醬加工工藝參數的模糊數學建模，可以確定最佳的加工條件和操作參數，以提高產品質量和工藝效率。本研究基于此，利用模糊數學法對酸菜牛肉醬的加工工藝進行研究和優化，研究結果表明，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%，此時酸菜牛肉醬的品質最佳。

參考文獻：

郝滌非，孫婷婷.枸杞黃豆牛肉醬的加工.中國調味品，2019，44（6）：140-143.

王林，馬迪，喬學彬，等.香辣雞樅菌牛肉醬的研制.中國調味品，2019，44（1）：129-131.

陳永，農萬廷，譚義秋，等.基于模糊數學綜合評判法優化江州老壇酸菜復合牛肉醬配方.食品工業科技，2020，41（22）：172-177，184.

朱翔，秦文，徐飛，等.香菇牛肉醬貯藏過程中品質變化及動力學模型構建.食品研究與開發，2019，40（2）：31-35.

羅丹，后鵬飛，高山，等.HACCP體系在短保預制菜加工中的應用——以短保大顆粒牛肉醬為例.食品與發酵科技，2023，59（2）：120-123.

吳云芳，張紅梅，王曉敏，等.石墨爐自動標準加入法與標準曲線法測定牛肉醬中的鉛比較.食品安全導刊，2021（26）：71-72，74.

鄧源喜，武杰，陳佳，等.響應面法優化低鹽花生銀耳牛肉醬工藝配方.中國調味品，2017，42（10）：49-56.

鄧源喜，武杰，許暉，等.低鹽花生平菇風味牛肉醬的工藝配方優化.中國調味品，2018，43（5）：55-64.

郭壯，董蘊，尚雪嬌，等.致牛肉醬生膜菌的分離鑒定及其生膜能力驗證.中國調味品，2018，43（11）：59-63.