基于模糊数学集模型构建的发酵蚝油品质组分评定研究

许凌志

(阜新高等专科学校，辽宁 阜新 123000)

蚝油又称牡蛎发酵产物, 是我国传统水产品加工工艺制品之一，是将牡蛎即蚝经长时间的发酵和调配而制得的调味品[1-3]，由于其中营养物质丰富，含有种类丰富的氨基酸、呈味核苷酸、有机酸以及矿物质元素，价值较高并且口味独特，具有特殊的涩味、甜味和后味，深受大众的喜爱[4,5]，发酵蚝油品质组分的好坏影响大众对于蚝油产品的喜爱和选择性。国内外研究者对牡蛎发酵蚝油的组分品质进行了分析和鉴定[6-9]。随着计算机技术的发展，出现了很多计算机技术与食品检测结合的新技术，模糊测度技术是指在基础数学的前提下，加入模糊数学包括模糊理论集等，模糊测度技术作为一种先进的方法可以通过与评价体系结合运用为解决模糊性问题提供理论依据[10]。模糊数学的发展虽然为人们解决模糊系统提供了理论依据[11]，但迄今为止用模糊测度技术评价发酵蚝油品质的报道少之又少，该技术的发展和利用也是在近几年才成熟[12,13]，本研究通过模糊测度技术对牡蛎发酵蚝油的品质组分进行分析，为发酵蚝油的品质测定提供了一种更方便有利的方法。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

从水产品市场购买的新鲜牡蛎；食盐；三氯乙酸；索氏提取器；氨基酸分析仪等。

1.2 实验方法

1.2.1 发酵蚝油制作流程

新鲜牡蛎→20%食盐腌制并发酵→基本调味料调节口味→产品。

1.2.2 实验方法

1.2.2.1 蛋白质的测定方法

严格按照GB 5009.5-2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》的第二法分光光度计法测定。

1.2.2.2 脂肪的测定方法

按照GB 5009.6-2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》的第一法索氏提取法测定。

1.2.2.3 氨基酸的测定方法

用15%三氯乙酸对蛋白质进行沉淀，离心取上清，过0.22 μm水膜，采用氨基酸分析仪进行分析。

1.2.3 建立因素集、模糊集、权重集以及隶属度矩阵

因素集为评价发酵蚝油组分的指标脂肪含量、蛋白质含量以及氨基酸含量组成，通过查阅资料获得，发酵蚝油的组分评价指标中较为关键的为脂肪、蛋白质以及氨基酸，不仅对蚝油的口感有明显的作用，而且对其营养成分的作用也极为重要，因此，U1表示为脂肪含量，U2表示为蛋白质含量，U3表示为氨基酸含量，U=(U1，U2，U3 )，U=(脂肪含量，蛋白质含量，氨基酸含量)。通过查阅资料确定牡蛎不同发酵时间的蚝油产品的组分指标值并记录在表1中。

表1 3种不同发酵时间的发酵蚝油的综合评价指标Table 1 Comprehensive evaluation indexes of fermented oyster sauce with three different fermentation time %

建立隶属函数，确定隶属度矩阵，只有确定了隶属度函数和隶属值才能正确利用模糊统计运算。隶属度函数是进行模糊度统计的基础，隶属度函数的确定本质上是客观的，作为模糊控制的基础，模糊概念又带有一定的主观性。因此对于隶属度函数的确定方式较多且都在实验阶段，没有准确的公式，隶属度函数的建立根据每个研究者对于一个模糊概念的理解不同具有不同的表达形式。但是所有解决一个问题的隶属度函数大致相同，将确定的评价因素代入隶属度函数中进行统计运算，得到隶属度值，最后进行归一化处理，建立隶属矩阵，见表2。

隶属矩阵的确定：矩阵的确定是表示模糊度集合的工具。由于这种模糊度的不确定性，矩阵中的数值用[0，1]表示，值越大，则证明其隶属程度越高。

表2 3种不同发酵时间的发酵蚝油的隶属度矩阵Table 2 Membership matrix of fermented oyster sauce with three different fermentation time %

权重集为W，即评价指标的权重系数的集合，发酵蚝油不同发酵时间的产品各组分对产品品质的影响程度，通过查阅资料后发现发酵蚝油中的各组分的重要程度所构成的权重集W={脂肪含量，蛋白质含量，氨基酸含量}，即W={0.2，0.3，0.5}，确定权重向量W=(0.2，0.3，0.5)，最后的评价结果则需要运用模糊集B。

求出评价结果向量B=R×W，通过算法运算，得到最终评价结果B。

本研究的隶属值采用以下公式：

式中：Xij为其中的平均值；Xjmin为最小值；Xjmax为结果的最大值。

将各指标隶属度进行归一化处理，得到隶属度矩阵:

B=R×W=B=W×R=(0.2,0.3,0.5)×

2 结果与讨论

2.1 实验结果

测得牡蛎不同发酵时间的发酵蚝油组分评价值，见表3。

表3 不同发酵时间的发酵蚝油组分Table 3 Components of fermented oyster sauce with different fermentation time %

由表3可知，随着发酵时间的延长，蛋白质变化最为明显，发酵期间的脂肪含量从1.41%变为1.16%。发酵过程中粗蛋白含量在发酵6个月时增加到66.2%。这些结果是由细菌或霉菌的作用引起的，它们产生小蛋白质和多肽。然而，氨基酸含量变化平缓，并且没有观察到明显的变化，在发酵6个月时为14.88%，氨基酸含量丰富对于蚝油的品质影响较大，通过上述结果比较可知，发酵6个月的发酵蚝油品质最优。

2.2 结果分析

根据隶属矩阵以及权重集相乘得到的评价结果可以得出结论：发酵6个月的蚝油隶属度为0.5，结果最大；发酵4个月的蚝油隶属度为0.437，隶属度其次；并且和发酵2个月的隶属度相差不大，但是发酵2个月的结果最低，隶属度为0.063，与其他两者相差较大，这个结果与试剂测得的结果较为相似，随着发酵时间的延长，蚝油的组分中脂肪含量不断分解，有所下降，但是蛋白质和氨基酸总量逐渐上升，其中氨基酸的种类较多，各种氨基酸的变化趋势不相同，但从总量来看，三者差距较少，因此可以得出模糊测度技术的计算结果与实际结果差距较小，该方法的结果较为直观、准确。

3 结论

随着数学和计算机技术的不断进步和发展，模糊测度技术不断成熟，使用频率和范围越来越广，关于隶属矩阵的应用也越来越多，主要是应用于最优工艺和技术的判断，该方式既方便又准确，对于水产品加工工艺以及其他食品加工工艺手段的比较和评价，采用传统的方式较为复杂繁琐，使用该方法更加的直观，目前来看，该方法在各个领域的应用还不是很广泛，尤其是食品加工领域，因此需要不断地完善和简化该方法的运算过程，被更多的研究者采用。