基于计算机控制的新型鸡精组分建模研究

邱文严

(郑州电力高等专科学校，郑州 450000)

鸡精(chicken bouillon)是以鸡肉粉、味精、食盐、白砂糖、淀粉等原辅料经过配制、混合、干燥等过程加工而成的一种复合调味品[1,2]，其具有鸡肉的鲜香风味，受到广大消费者的青睐。鸡精产业的发展速度相当惊人，市场上的鸡精产品有鸡肉、核苷酸等成分，具有一定的营养价值，但含钙量普遍较低，含盐量(钠)较高，品种单一，质量参差不齐，部分不良商家生产的鸡精含有大量色素、香精，甚至完全不含鸡源性成分。由于消费者健康意识的提高，亟需开发一种高钙低钠的新型鸡精。

计算机技术在食品领域已经有广泛的应用[3,4]，刘宇姗[5]采用HMM模型和层次分析法以乳制品为例进行了风险评估。龚哲衍等[6]针对罐头灭菌过程，建立灭菌锅系统模型和罐头系统模型并用计算机进行仿真测试。本文利用计算机技术设计新型鸡精的组分，可以计算出各个原料的比例，大大减少了实验量，保证了精确度，为食品组分分析提出了新的思路。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料

鲜鸡肉粉(富钙型)、味精、食盐、白砂糖、淀粉等原料：购自郑州市某大型超市，均为食品级。

1.1.2 仪器

2300型自动凯氏定氮仪 瑞士FOSS 公司；L-8900型全自动氨基酸分析仪 日本日立公司；TU1901型紫外可见分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司。

1.2 5种原料中4种物质含量的测定

利用紫外分光光度法分别测定5种原料中谷氨酸钠和呈味核苷酸二钠的含量[7]，利用凯氏定氮法测定总氮含量[8]，利用干燥法测定水分含量，结果见表1。

表1 各原料中各物质含量Table 1 The content of each substance in each raw material %

1.3 计算机建模流程、数学模型及结果

1.3.1 计算机建模流程

本程序用JAVA语言编写[9]，具体流程见图1。在满足国标对味精的规定之余，我们还输入了成本，将成本考虑到最终方案的筛选中。

图1 计算机建模流程图Fig.1 Computer modeling flow chart

1.3.2 数学模型的建立以及数据结果

a11X1+a12X2+a13X3+a14X4+a15X5≥35.0，

a21X1+a22X2+a23X3+a24X4+a25X5≥1.1，

a31X1+a32X2+a33X3+a34X4+a35X5≥3.0，

a41X1+a42X2+a43X3+a44X4+a45X5≤3.0。

矩阵中X1为鲜鸡肉粉；X2为味精；X3为食盐；X4为白砂糖；X5为淀粉；aij(i=1，2，3，4；j=1，2，3，4，5)为5种原料样品中4种物质(谷氨酸钠、呈味核苷酸二钠、总氮、水分)的百分含量(0%～100%)；Xj为各种原料样品的添加量(Xj≥0且ΣXj=84，其余添加剂等占16%)。物质含量的标准均参考国标。

本程序用MyEclipse 6.5-Milestone 1软件运行程序，输出了264组解。根据配方给出的4种物质的含量和成本从这264组解中整理出较优的数据8组，见表2。

表2 计算机输出的较优8组数据结果Table 2 Superior eight groups of data results by computer output %

续 表

1.4 鸡精的制备[10]

根据计算机输出的以上8组方案中的配比，将原辅料制作成鸡精粉，具体流程如下：

1.5 鸡精中4种物质含量测定

测定制备好的8组鸡精中的4种物质，方法同1.2部分。

1.6 鸡精中氨基酸组分测定[11]

称取一定量样品，加入6 mol/L HCl(含有1%苯酚)，在105 ℃水解24 h，定容，成水解液。吸取20 mL上述水解液真空干燥，样品衍生，再次进行干燥。将样品稀释液与干燥样品混合溶解，以10000 r/min的转速、4 ℃的温度离心10 min，高效液相分析。色谱柱：PICO-TAG柱，长度150 mm；流动相A：醋酸-醋酸钠缓冲液(pH 6.6)；流动相B：60%乙腈溶液；检测波长：254 nm；流速：1.0 mL/min。

1.7 鸡精中钙含量测定[12]

参考GB 5009.92-2016《食品中钙的测定》。

1.8 鸡精感官评价[13]

准确称量10 g鸡精样品，充分溶解于100 mL热水中，置于55 ℃水浴锅中备用。10名感官评价人员首先嗅闻，然后品尝，综合8组鸡精溶液的鸡肉味、动物膻味、辛辣味、鲜味、余味持久性进行评分。评分采用10分制，0～2基本无；2～4弱；4～6中等；6～8强；8～10非常强。

2 结果与分析

2.1 鸡精中4种物质含量

按照计算机输出的8组配方制作出8组鸡精，其谷氨酸钠、呈味核苷酸二钠、总氮、水分测定结果见表3，这是对模型的验证。按照配比，实际测量出的各物质含量与计算机输出的结果几乎吻合，证明计算机模型有良好的准确性和稳定性[14]，其中第1组数据最精确，谷氨酸钠、呈味核苷酸二钠、总氮含量较高，水分含量较低，且成本相对较低，可认为是最佳方案。

表3 鸡精中4种物质和钙的实际测定值Table 3 Actual measured values of four substances and calcium in chicken bouillon

续 表

2.2 鸡精中氨基酸组分

8组鸡精中氨基酸组分见表4。

表4 鸡精中氨基酸组分Table 4 Amino acid components in chicken bouillon

人体所必需的8种氨基酸均齐全，且占比较高，这说明利用计算机建模的新型鸡精的营养价值较高，符合消费者的需求。对比8组鸡精，相互之间差距不大，说明在谷氨酸钠、呈味核苷酸二钠、总氮、水分这4种主要物质的控制之下，氨基酸组分均能达到较高水平，差别是细微的，对组别的筛选没有明显作用[15]。

2.3 鸡精中钙含量

8组鸡精中钙含量见表3，钙含量均较高，在6 g/kg以上，其中第1组钙含量最高，为6.39 g/kg，综合2.1、2.2和2.3部分，说明第1组营养价值最高，再次证明它是最优方案，合理可行。

2.4 感官评价结果

8种鸡精的感官评价结果见表5。

表5 鸡精感官评价结果Table 5 Sensory evaluation results of chicken bouillons

由表5可知，在鸡肉味、动物膻味、辛辣味、鲜味中，鸡肉味和鲜味为主要气味，而动物膻味和辛辣味均较弱。感官属性可以直观地解释不同组别的鸡精的风味特征，第1组的鸡肉味、鲜味以及余味持久性最强，动物膻味和辛辣味适中，风味最好。

3 结论

将鲜鸡肉粉(富钙型)、味精、食盐、白砂糖、淀粉这几种原料的谷氨酸钠、呈味核苷酸二钠、总氮、水分的含量输入计算机，进行建模，按照输出的8组较优的方案配比，制成鸡精，上述4种物质的含量与模型非常接近，其中第1组方案的营养价值和感官评价均最好，具体来讲，其含氮量高，氨基酸组成较优，含钙量高达6.39 g/kg，鲜味足，成本较低。配方为鲜鸡肉粉(富钙型)14%、味精22%、食盐36%、白砂糖7%、淀粉5%，其余为食品添加剂等少量辅料。实验结果表明基于计算机控制的新型鸡精组分建模是合理可行的，可用于指导生产。