模糊数学法在糖醋排骨感官评价中的应用

张乐乐，崔 婧，黄林玉，刘雨晴，王奕文，刘生杰,2

（阜阳师范大学1.信息工程学院食品系；2.生物与食品工程学院，安徽 阜阳 236041）

关键字：糖醋排骨；模糊数学法；色度

糖醋排骨是我国经典的传统菜，选用鲜猪肋排为原料，成品色泽油润红亮，酸甜醇厚，同时排骨含有丰富的骨黏蛋白、骨胶原、磷酸钙、维生素等营养物质，深受消费者喜爱[1,2]。

不同地域的糖醋排骨有不同的烹饪方式，常有炸制的工序[3]，但油炸食品脂肪含量较多，容易引发肥胖症，反复高温加热的油脂会产生致癌物质丙烯酰胺，增加癌症的发生率，对人体健康造成很大的危害[4]。

糖在食品的风味和色泽上起到关键的作用[5]，而糖在高温加热条件下融化，脱水后得到了一种天然食品增色剂[6]，自然产生琥珀色，而无需添加酱油增色。焦糖化反应主要应用于食品的饮料生产过程中，对烹饪过程中添加食品焦糖色研究不多,呈色作为中式菜肴品质评价的重要组成部分[7]，而目前对中式菜肴制作过程中呈色工艺研究较少。本文在焦糖化反应的基础上，用煸炒的方式代替排骨油炸的过程，分析不同种类的糖醋搭配对糖醋排骨呈色和风味的影响，探究糖醋排骨最佳工艺。

模糊综合评价法将影响感官质量的多因素间关系进行数学抽象化并建立理想化评价模式[8]，该方法已经在食醋[9]、羊肉汤[10]、保健香肠[11]中得到广泛应用和推广。本文通过建立模糊数学法进行“量化”评价[12]，减少主观因素在评定过程中的误差，同时结合色度检测建立与感官评价的线性关系，为糖醋排骨的工艺优化提供理论依据。

1 实验材料与设备

1.1 实验材料

猪肋排、白砂糖、单晶体冰糖、绵白糖、糖浆、恒顺镇江香醋、恒顺陈醋、恒顺白醋、恒顺米醋、料酒、食盐、大葱、姜市购。

1.2 实验设备

食品秤（上海花潮电器有限公司）：炒锅，美的电磁炉（型号：C21-WK2102），3nh 智能型分光测色仪（型号：YS3060）。

2 实验方法

2.1 制作的工艺流程

排骨切块→焯水→洗净沥干水分→

炒糖色→煸炒排骨→成品。

2.2 原料的预处理

将猪肉排骨，去除多余肥肉，切成3 cm 块，洗净。冷水下锅，加入适量的料酒，葱段、姜混合均匀焯水5 min，去除血沫，捞出沥干水分。

2.3 炒糖色

炒锅洗净擦干置于中火，加入花生油50 g 和80 g 糖，不停翻炒，使糖块慢慢熔化发生焦糖反应，待糖液呈棕红色并产生小气泡时，加少量水，倒入400 g 焯过水的排骨进行不停翻炒上色。炒制的过程中掌握适当火候。添加25 g 醋、3 g 食盐。收汁，直至排骨表面水分炒干即可起锅盛出。

2.4 糖醋排骨工艺优化

在预实验的基础上，采用单因素实验，探究糖、醋的种类，对糖醋排骨风味的影响。

2.4.1 糖的种类对糖醋排骨工艺的影响

经过前期预实验，400 g 糖醋排骨的工艺制作过程中添加80 g 白砂糖的糖量较适宜。因此，设计80 g 白砂糖、80 g 冰糖、80 g 绵白糖，80 g 糖浆，进行炒糖色工艺过程。之后倒入400 g 排骨进行翻炒，淋25 g 香醋翻炒收汁起锅，利用模糊数学法和色度检测，选择适宜的糖种类。

2.4.2 不同醋的种类对糖醋排骨工艺的影响

经过前期预实验，糖醋排骨的工艺制作过程中25 g 香醋的量较为合适。80 g 冰糖完成炒糖色工序后，加入400 g 排骨，设计25 g 香醋、25 g 米醋、25 g 陈醋、25 g 白醋进行烹饪过程，利用模糊数学法和色度检测，选择适宜的醋的种类。

2.5 糖醋排骨色度的检测

实验选用分光测色仪测定糖醋排骨表面的色泽，色差光源设定为C1，色差空间选用L*、a*、b*。将糖醋排骨置于色差仪配备白板上测定色度。分光测色仪的测定结果多采用色空间来表示，常用是L*a*b*色彩空间，也叫CIELAB，是由一个明度系数L*和两个色度系数a*和b*组成，L*从0-100 表示颜色的亮度，a*和b*分别表示物品颜色的色方向，a*代表从绿色到红色，+a*即为代表红色，-a*代表绿色，b*代表从蓝色到黄色，+b*即代表黄，-b*代表蓝。每组测定3 个平行样，结果用“平均值±标准差”来表示。

2.6 感官评价的标准

选10 名食品专业学生组成，选择感官评价人员对色泽、滋味、香气和形态有较强的分辨力和较高的灵敏度。每评定一个样品后用清水漱口，再评定下一个样品。评定结束后填写品评表，糖醋排骨评定指标见表1。

表1 糖醋排骨感官评分标准

2.7 模糊数学模型的建立

2.7.1 因素集合评语集的建立

本实验评价菜品的感官质量，以糖醋排骨的色泽、滋味、香气、形态作为考虑因素，因素集U={色泽U1，滋味U2，香气U3，形态U4}。将菜品的感官质量划分为四个等级，评语V={优V1，良V2，合格V3，不合格V4}，U×V 的模糊关系可用模糊矩阵R 来表示，根据感官品评结果，用模糊数学评价方法对糖醋排骨的工艺进行分析。

2.7.2 权重的确定

采用模糊数学法进行食品感官质量评定时，权重分配的正确性直接影响到评价结果的准确性。本实验请5 位食品专业教师，独立给出色泽、滋味、香气、形态的权重，根据算术平均法，得到权重集X={0.24,0.4,0.24,0.12}。

2.7.3 模糊关系综合评判集

综合评判集Y 是指研究过程中，需要进行评价的产品集合，Y=X·R，其中Y 是综合评判集，X是权重集，R 是模糊矩阵。

2.8 色度与感官评价关系

依据不同种类的糖烹饪的糖醋排骨的色度数值，与对应的感官评价分数值建立线性关系。

2.9 数据处理分析

采用Origin Pro 8.6 软件绘图分析，并用SPPS Statistics 软件进行统计学分析处理，进行单向方差分析（ANOVA），所有数据用“平均值±标准差”表示。

3 结果与分析

3.1 不同糖的种类对糖醋排骨色度的影响

探究白砂糖、冰糖、绵白糖、糖浆四种不同的糖在炒糖色过程中对糖醋排骨色度的影响，结果见表2。

表2 不同糖对糖醋排骨色度的影响

由于+a*值表示红色，糖醋排骨的色度主要探究a*值。由图1 得出，a*值冰糖＞a*值白砂糖＞a*值绵白糖＞a*值糖浆。经过t 检验结果表明：冰糖烹饪的排骨色度、白砂糖烹饪的排骨色度、绵白糖烹饪的排骨色度和糖浆烹饪的排骨色度具有极显著性差异（p＜0.01）。在烹饪过程中发现，白砂糖入锅后融化速度快，易炒化，不易炒糊，上色效果好。主要是由于白砂糖是以蔗糖、甜菜或原糖为原料，经提取糖汁或糖浆清净处理，煮炼结晶制得，直接高温加热时易焦化[12]。冰糖入锅后易炒化，上色效果佳，但需要控制好油温和炒糖色的时间，在其冒出密集小泡时上色效果最佳。冰糖是由砂糖经再溶、清净处理后重结晶而制成的[13]，二者成分接近，但冰糖的纯度高于白砂糖，所以冰糖也易于上色。焦糖色在制备过程中主要依赖美拉德反应、焦糖化反应和氧化反应，其中焦糖化反应中糖质加热分解、聚合成有色成分，氧化反应促进颜色变深[14]。糖在强热的情况的生成两类物质：一是糖的脱水产物，即焦糖或酱色；另一类是裂解产物，即一些挥发性的醛、酮类物质经过进一步缩合、聚合、有色物质不断积累，形成更高的呈色产物[15]。

绵白糖因其含水量高，质地绵软潮润，所以入锅后融化速度极快；绵白糖的成分是在白砂糖中加入了适量的转化糖浆均匀混合而得，所以上色效果次于白砂糖。糖浆炒糖色，上色效果不佳，颜色较淡。可能是由于糖浆是葡萄糖和果糖组成的一种混合糖浆。而果糖焦化反应初级阶段，生成果聚糖（2,3-脱水-β-D-呋喃果糖），二聚作用生成2-D-果糖脱水聚合物。而蔗糖焦化反应初期是比较复杂的，当加热并保持至160℃熔化时，则形成果聚糖，当温度升至200℃，水解作用和脱水作用同时发生，果聚糖发生聚合反应，蔗糖溶化后形成泡沫，每分子蔗糖脱去一分子水，生成异聚蔗糖，泡沫逐渐减少又开始产生，形成黄色、红色色素的焦化产物——焦糖[16]。所以蔗糖比果糖更易发生焦糖化反应，更易于上色。

综上，在排骨烹饪过程中，发现冰糖上色效果最佳，红亮油润。白砂糖上色效果其次。绵白糖烹饪过程中上色不够均匀。糖浆炒糖色后上色较浅，光泽感一般。在炒糖色过程中的焦糖化反应，可以显著提升菜肴的色泽和风味。所以，从色度上，冰糖作为糖醋排骨烹饪过程中的最佳选择。

3.2 不同醋的种类对糖醋排骨色度影响

80g 冰糖炒完糖色，倒入400g 排骨煸炒，分别添加25g 香醋、米醋、陈醋、白醋，探究不同醋对糖醋排骨色度的影响，结果见表3。

表3 不同醋对糖醋排骨色度的影响

由表3 得出a*值香醋＞a*值米醋＞a*值白醋＞a*值陈醋。经过t 检验结果表明：香醋、米醋、陈醋、白醋烹饪的排骨色度a*值具有极显著性差异（p＜0.01）。在排骨烹饪过程中，醋的种类对糖醋排骨的色泽影响不大，但对糖醋排骨的香气影响较大。陈醋的颜色较深，白醋透明，入锅后颜色较浅，米醋微黄，根据色度检测数值，香醋烹饪的糖醋排骨色度a*值最高。所以，选择冰糖、香醋烹饪糖醋排骨，菜肴色泽红亮油润。

3.3 感官评定结果

3.1 不同糖对糖醋排骨的感官影响

10 人感官评定小组按照制定的评定方法和评定标准对四种不同糖烹饪的糖醋排骨进行感官评定，评定的结果见表4。不同糖与香醋组合的模糊矩阵分别记为R1，R2，R3，R4。

由表4 可知，在10 人对糖醋排骨色泽的评价中，对白砂糖和香醋组合的糖醋排骨有6 人认为优，2 人认为良，2 人认为合格，0 人认为不合格，则得到A 色泽={0.6 0.2 0.2 0}。对滋味的评价结果中，有8 人认为优，1 人认为良，1 人认为合格，0 人认为不合格，则得到A 滋味={0.8 0.1 0.1 0}。同理得到，A 香气={0.6 0.3 0.1 0}，A 形态={0.7 0.1 0.2 0}。因此得到矩阵R1-R4。

表4 不同的糖对糖醋排骨感光评价结果

根据模糊数学综合评定集Y=X·R，其中权重X={0.24,0.4,0.24,0.12}，R 为模糊矩阵，将得到的结果归一化处理，得到

Y1={0.692 0.172 0.136 0}，经模糊数学关系综合评判的峰值为0.692；

Y2={0.816 0.124 0.06 0}，得到模糊数学关系综合评判的峰值为0.816；

Y3={0.476 0.224 0.164 0.136}，得到模糊数学关系综合评判的峰值为0.476；

Y4={0.4 0.236 0.188 0.2}，得到模糊数学关系综合评判的峰值为0.4。

经模糊数学评价法，由结果可知，Y2＞Y1＞Y3＞Y4，所以不同糖在糖醋排骨烹饪中，冰糖的制作的分数最高；其次是白砂糖、绵白糖，糖浆制作糖醋排骨的分数最低。感官评价分数结果与色度检测结果相一致。

3.2 不同醋对糖醋排骨感官影响

10 人感官评定小组按照制定的评定方法和评定标准，对四种不同醋烹饪的糖醋排骨进行感官评定，评定的结果见表5。冰糖与不同醋组合的模糊矩阵分别为R2，R5，R6，R7。

表5 不同的醋对糖醋排骨感光评价结果

由表5 可知，在10 人对糖醋排骨色泽的评价中，把上述得到的冰糖与4 种不同醋烹饪的糖醋排骨，分别得到模糊矩阵。根据模糊关系综合判定集Y=X·R，把得到的结果归一化处理，得到

Y2={0.816 0.124 0.06 0}，得到模糊数学关系综合评判的峰值为0.816；

Y5={0.584 0.2 0.112 0.104}，得到模糊数学关系综合评判的峰值为0.584；

Y6={0.296 0.248 0.24 0.216}，得到模糊数学关系综合评判的峰值为0.296；

Y7={0.42 0.184 0.164 0.2}，得到模糊数学关系综合评判的峰值为0.42。

由结果可知，Y2＞Y5＞Y7＞Y6，所以得出添加不同食醋的糖醋排骨感官评分中，样品组合得分最高的是香醋，其次是米醋、白醋，得分最低的是陈醋。此结果与醋对糖醋排骨色度的影响相一致。食醋的香味物质主要来源于发酵的原料及发酵过程。发酵工艺不同，酿制的食醋中颜色、风味、香气等物质种类及含量截然不同。对食醋的香味物质主要影响有：醇类、醛类、酸类、酯类、杂环类[17]。

镇江香醋生产所用固态分层发酵技术分制酒、制醅、淋醋等三大工艺过程，共40 多道工序，从糯米原料到食醋成品前后需经历60 多天时间[18]。香醋烹饪的排骨香气酸甜适中。米醋以优质大米为主要原料，采用传统的米醋酿造工艺酿制而成，米醋烹饪的排骨酸度稍淡，但具有独特发酵清香。陈醋烹饪的排骨酸度稍酸，入锅后在一定程度上掩盖其他味道，主要是食醋在陈酿过程中，酒精发生氧化生成乙醛，同时食醋中的有机酸会与醇反应生成各种酯。陈酿的时间越长，形成的酯的数量越多[19]。白醋入锅后，颜色较浅，醋味一般，整体香味不足。

李爱平[19]等人发现镇江香醋中丙氨酸、异亮氨酸、乳酸、胆碱、β-葡萄糖、羟甲基糠醛、色氨酸、乙酰羟甲基糠醛较高，谷氨酸、苯甲酸钠含量较低。而白醋中所含的氨基酸较少，防腐剂苯甲酸钠含量较高。陈醋乳酸、乳糖的含量较高，而亮氨酸、胆碱、酪氨酸、色氨酸、富马酸含量较低。各种醋中成分不同，影响到糖醋排骨的特色品质。香醋烹饪得到的糖醋排骨感官评价分数最高，可能与其较高的氨基酸含量有关。白醋和陈醋中氨基酸含量较低，但陈醋中乳酸含量较高，所以陈醋烹饪得到的糖醋排骨的感官分数最低。

3.3 色度与感官评价的线性关系

在糖醋排骨的烹饪过程中，炒糖色是非常重要的步骤，如果时间短，糖色颜色浅，如果时间过长，糖色过度，口感偏苦。本研究初步探讨色度与感官评价的线性关系，结果如图1 所示。

本研究的过程中发现，糖醋排骨色度a*值和感官评价分数趋势相一致。根据图1 可以看出，色度a*值在8.02-15.71 范围内，a*值和感官评价分数的线性关系为，y=0.8257x-58.243，R2=0.9531，通过相关系数的检查表，得到x 与y 有显著的线性关系。通过建立函数模型，利用数学方法量化计算，解决实际问题[20]，通过检测糖醋排骨的色度，推算糖醋排骨的口感，为糖醋排骨工艺优化提供一定的理论依据。

图1 不同糖在烹饪糖醋排骨中的色度与感官评价的线性关系

食品的色、香、味、形是人们通过感官评价食品的四大要素，一道色彩诱人，味道浓郁的美食会提升人们的食欲和饮食的愉悦感，食品的色泽还与其营养价值、保健活性密切相关[21]。在食品加工烹饪过程中改善食品的呈色是一个重要目标，建立食品的色度与感官评价之间的函数关系，从而加强对食品的品质控制。

4 结论

在糖醋排骨烹饪过程中，添加不同糖和醋的种类，采用模糊数学法对糖醋排骨的感官品质进行判定，结果表明：冰糖烹饪的糖醋排骨感官评价分数最高，白砂糖和绵白糖其次，糖浆感官评价分数最低；香醋烹饪的糖醋排骨感官评价分数最高，米醋和白醋其次，陈醋感官评价分数最低。同时在检测糖醋排骨色度时，发现：色度a*值与模糊感官评价的趋势一致，并且在色度a*值8.02-15.71范围内，a*值和感官评价分数的线性方程是，y=0.8257x-58.243，R2=0.9531，x 与y 有显著的线性关系。模糊数学法结合色度检测，提高综合评价效果，同时通过量化指标对糖醋排骨的品质进行良好预测，为糖醋排骨工艺优化提供一定参考价值。