基于模糊数学综合评价法优化香菇油辣椒酱的制作配方

管庆林，周笑犁,*，王 瑞，吴 静，田其明，钟定江

（1.贵阳学院食品与制药工程学院，贵州贵阳 550005；2.麻江县明洋食品有限公司，贵州凯里 556000）

香菇（Lentinus edodes）也称香菌、香信[1]，含有丰富的蛋白质、必需氨基酸、维生素B 族、维生素C、麦角固醇、矿物质和糖类，且脂肪含量较低[2]，是21 世纪“一荤一素一菇”饮食结构的理想原料；具有抗肿瘤、降血糖、降血脂、抑菌抗病毒、抗氧化等多种功效[3−6]。新鲜香菇代谢旺盛，在室温下1～3 d 会出现开伞、失水、菌盖褐变、腐烂等现象，从而影响鲜菇的食用价值和商品价值。因此每年因外观品质差、采收不及时或鲜品滞销积累了大量的等外级香菇（GB/T 38581-2020），往往都被加工成饲料或丢弃处理，造成了资源浪费。目前香菇以鲜销、干制为主，对香菇的研究以其中多糖、多肽的提取工艺和功效研究为主[7−8]，但对其精深加工产品的研发力度不足。对香菇，尤其是以等外级香菇为主的精深加工产品的开发亟待研究，最终实现香菇加工产品的多元化，并拉长香菇产业链。

调味品作为改善食品色、香、味和增进人们食欲、有益人体健康的辅助食品，也是人们生产、生活中不可或缺的消耗品，拥有发展迅猛、种类多样、市场销售空间广等特点，是典型的“小产品，大市场”。随着我国整体经济水平的快速发展，传统调味品正向营养健康、口味独特、方便快捷的复合调味品转变。而复合调味料是指用两种或两种以上的调味料为原料，添加或不添加辅料，经相应工艺加工制成的可呈液态、半固态或固态的产品（GB 31644），现正以20%的年增速增长。对我国调味料产品来说，形式单一、风味欠缺且核心产品不足，而复合调味料在发展过程中对原料选择、营养健康、风味组成等方面亟需有新的突破。在调味品的研究中，国外学者更倾向研究调味品，尤其是发酵调味品的风味形成机理[9]、营养成分及生物活性[10]，而国内学者则多集中在调味品的工艺优化及产品研发上，如，在传统辣椒酱中加入大蒜和香菇、黄豆酱等开发一款蒜菇辣酱[11]；在豆瓣酱的基础上加入茶树菇、酱卤牛肉、橄榄油等原料制作茶树菇牛肉酱[12]；或以四川省通江县特色资源香菇为原料，并辅以黄豆酱、小米辣等研制符合西南地区人群口味的香辣香菇风味酱[13]。

因此，本文在贵州传统地方特色油辣椒酱的基础上，以黔产等外级香菇为主要原料，结合糍粑辣椒及其他辅料研发一款具有地方风味特色的香菇复合调味品。将模糊数学评定法与感官评价结合，能使感官评价过程中由主观性带来的误差减小，采用此法对香菇油辣椒酱的配方进行优化，并分析产品的色泽、质构及理化指标和卫生指标，以期为香菇及其等外级菇品的精深加工提供理论依据，也为实现香菇的综合利用奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

干香菇、干辣椒、郫县豆瓣酱、食用油、新鲜姜、蒜、芝麻、白糖、花椒、食盐、I+G（呈味核苷酸二钠）、酒糟、香辛料（八角、桂皮、草果、砂仁、大葱、香叶）、市售产品A（香菇油辣椒）、B（招牌香菇酱）、C（香辣香菇酱）等 均购于沃尔玛超市；平板计数琼脂、结晶紫中性红胆盐琼脂、马铃薯葡萄糖琼脂培养基 上海博微生物科技有限公司；硫酸钾、硫酸铜分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司；硫酸 分析纯，重庆川东化工（集团）有限公司；无水乙醇 分析纯，天津市富宇精细化工有限公司；酚酞 天津市致远化学试剂有限公司。

YXQ-LS-50SII 立式高压灭菌锅 上海博讯实业有限公司医疗设备厂；SW-CJ-1G 单人超净工作台

上海力辰邦西仪器科技有限公司；101-2 电热鼓风干燥箱、DH5000BⅡ电热恒温培养箱 天津市泰斯特仪器有限公司；AUW120D 电子分析天平、UV2700紫外分光光度计 日本岛津仪器有限公司；SH420F 石墨消解仪 海能仪器股份有限公司；TA.XT.Plus 质构仪 英国SMS 公司；CR400-色差仪 日本柯尼卡美能达。

1.2 实验方法

1.2.1 工艺流程

1.2.2 操作要点

1.2.2.1 香辛料炸制 将食用油加热至160 ℃以上，加入0.3 g 桂皮、0.3 g 八角、0.3 g 香叶、0.2 g 草果、0.2 g 砂仁等炸制20 s 后，加入0.5 g 大葱，再炸制20 s 后捞出，冷却油温降至110 ℃左右。

1.2.2.2 香菇的预处理 选用大小相近、无蛀虫、无霉变的干香菇，复水后捞出清洗干净后切成1 cm×1 cm×0.5 cm 的小丁，然后放入油温为110 ℃炒2 min[14]，沥干油后备用。

1.2.2.3 糍粑辣椒的制备 选用颜色鲜红、无霉变的干辣椒，剪断去籽，于温水中浸泡隔夜，沥干水分；将新鲜姜、蒜去皮洗净，切粒，以辣椒质量为基准各加入10%的姜和蒜，用组织搅碎机打碎[15]。

1.2.2.4 煸炒 食用油中加入干辣椒炒出油辣椒香味，然后加入糍粑辣椒小火熬制，除去水分后再放入豆瓣酱、香菇丁煸炒，加入酒糟，快速搅拌均匀。

1.2.2.5 调味 花椒、芝麻、食盐、白糖等调味料加入锅中，快速翻炒1～2 min 后，冷却。

1.2.2.6 灌装、杀菌 待酱体冷却至室温后，选用玻璃罐和金属盖子并配用橡胶圈密封，趁热灌装，每瓶净重220 g，然后在沸水中煮15～30 min 杀菌[13,15]。

1.2.3 单因素实验 不同物料的添加量对酱体的品质影响不同，在进行香菇油辣椒酱配方优化时，首先确定了食用油100 g、酒糟8%、白芝麻2%、干辣椒粉3.3%和花椒粉1.3%等基础配方后，再对主要影响酱体品质的香菇丁、糍粑辣椒、豆瓣酱、食盐、白糖、 呈味核苷酸二钠添加量进行单因素实验，然后建立模糊数学感官综合评价模型，从而获得各因素对香菇油辣酱模糊数学感官综合评价值的影响。

1.2.3.1 香菇丁添加量对酱体感官品质的影响 固定添加16.5%糍粑辣椒、13%豆瓣酱、1.98%食盐、1.98%白糖和0.132%呈味核苷酸二钠，香菇丁添加量选择40%、46%、52%、58%、64%，以感官评分为指标，考察香菇丁添加量对香菇油辣椒酱感官品质的影响。

1.2.3.2 糍粑辣椒添加量对酱体感官品质的影响固定添加52%香菇丁、13%豆瓣酱、1.98%食盐、1.98%白糖和0.132%呈味核苷酸二钠，糍粑辣椒添加量选择10%、13%、16.5%、20%、23%，以感官评分为指标，考察糍粑辣椒添加量对香菇油辣椒酱感官品质的影响。

1.2.3.3 豆瓣酱添加量对酱体感官品质的影响 固定添加52%香菇丁、16.5%糍粑辣椒、1.98%食盐、1.98%白糖和0.132%呈味核苷酸二钠，豆瓣酱添加量选择7%、10%、13%、16.5%、20%，以感官评分为指标，考察豆瓣酱添加量对香菇油辣椒酱感官品质的影响。

1.2.3.4 食盐添加量对酱体感官品质的影响 固定添加52%香菇丁、16.5%糍粑辣椒、13%豆瓣酱、1.98%白糖和0.132%呈味核苷酸二钠，食盐添加量选择0.66%、1.32%、1.98%、2.64%、3.31%，以感官评分为指标，考察食盐添加量对香菇油辣椒酱感官品质的影响。

1.2.3.5 白糖添加量对酱体感官品质的影响 固定添加52%香菇丁、16.5%糍粑辣椒、13%豆瓣酱、1.98%食盐和0.132 呈味核苷酸二钠，白糖添加量选择0.66%、1.32%、1.98%、2.64%、3.31%，以感官评分为指标，考察白糖添加量对香菇油辣椒酱感官品质的影响。

1.2.3.6 呈味核苷酸二钠对酱体感官品质的影响固定添加52%香菇丁、16.5%糍粑辣椒、13%豆瓣酱、1.98%食盐和1.98%白糖，呈味核苷酸二钠（I+G）添加量选择0%、0.066%、0.132%、0.198%、0.265%，以感官评分为指标，考察呈味核苷酸二钠添加量对香菇油辣椒酱感官品质的影响。

1.2.4 正交试验 根据单因素实验结果，对主要影响酱体品质的6 个因素进行正交试验，选用L18（37）设计表格进行香菇油辣椒酱的配方优化，并对最优配方进行验证实验，因素水平见表1。

表1 正交试验因素水平表Table 1 Factors and levels table of orthogonal experiment

1.2.5 香菇油辣椒酱感官评价模糊数学法模型的建立

1.2.5.1 香菇油辣椒酱感官指标权重集的确定 选择20 名长期从事食品行业的人员（男女各10 名）对香菇油辣椒酱的色泽、香味、滋味、组织状态四个因素采用德尔菲法[16]进行两两比较打分，统计获得各评定因素的权重集AU。

1.2.5.2 香菇油辣椒酱因素集、评语集、模糊综合评定集的建立 根据胡梁斌、高子武等[11−12]的试验方法，香菇油辣椒酱感官评价因素集U={色泽，香味，滋味，组织状态}；评语集={优，良，中，差}。香菇油辣椒酱综合评定集（隶属度）用Y 表示，即 Y=A×R，其中，A 表示色泽、香味、滋味、组织状态的权重集，R 表示感官评定人员对样品进行感官评价后的模糊矩阵。

1.2.6 感官评分标准 选择10 名长期从事食品行业的人员（男女各5 名）组成评定小组，要求他们健康良好、感知灵敏且感官前未食用或接触刺激性物品；酱体整体感观评价等级分为优（（90-100]分）、良（（80-90]分）、中（（60-80]分）、差([0-60]分），感官评价时具体的评分标准见表2。

表2 香菇油辣椒酱感官评分标准表Table 2 Sensory evaluation standard of mushroom oil chili sauce

1.2.7 理化及微生物指标检测 蛋白质的测定：参考GB 5009.5-2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》[17]；水分的测定：参考GB 5009.3-2010《食品安全国家标准食品中水分的测定》[18]；氨基酸态氮的测定：参考GB 5009.235-2016《食品安全国家标准食品中氨基酸态氮的测定》[19]。

菌落总数的测定：参考GB 4789.2-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》[20]；霉菌的测定：参考GB 4789.15-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验霉菌和酵母计数》[21]；大肠菌群的测定：参考GB 4789.3-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验大肠杆菌测定》[22]。

1.2.8 色泽及质构特性分析 对最终产品和三款市售产品的色泽、香菇丁质构特性进行分析，色泽测定参考高雅文、王念等[23−24]的实验方法；质构参考王莹钰、翟众贵等[14,25]的实验方法。

1.3 数据处理

以上实验色泽、质构特性平行5 次，理化及微生物指标平行3 次，数据用平均值±标准差表示。采用IBM SPSS 22.0 进行统计分析和方差分析，以P<0.05作为差异显著性判断标准。

2 结果与分析

2.1 单因素实验

各物料添加量对香菇油辣椒酱感官评分影响的单因素实验结果见图1，随着各物料添加量的不断增加，香菇油辣椒酱的感官评分呈现先增加后减小的趋势。

香菇丁作为本产品的主要原料，影响着酱体滋味、色泽与组织状态。如图1（A）所示，香菇丁添加量在52%时，评分达到最大，酱体滋味浓郁，色泽、组织状态较好，但与46%组的评分差异不显著（P>0.05）；当高于或低于该添加量时，酱体组织状态及菇味欠缺，因此，香菇丁添加量范围选择46%～58%，在高子武等[12]和赵瑞华等[26]的研究中，茶树菇和蟹味菇在配方中的添加量分别为12%、35%，而本产品的香菇添加量较高，可能使产品具有较浓郁的香菇风味及其营养作用具有更高的贡献，还能缓解等外级菇的产量过剩并提高其附加值。

辣椒用量对酱体的风味、口感、色泽具有重要作用[26]，如图1（B）所示，糍粑辣椒添加量在16.5%时，感官评分达到最大，酱体辣度适中、油辣椒味浓郁且红润有光泽，与13%添加量差异不显著（P>0.05）。当辣椒用量较少时酱体的风味、滋味不足、色泽暗淡，不能激发消费者的食欲；反之，辣椒用量过多，辣椒的辣掩盖了香菇及其他物料的风味，赋予消费者只有辣椒的灼痛感，因此，糍粑辣椒添加量选择13%～20%。

图1 单因素实验结果Fig.1 Results of single factor experiments

如图1（C）所示，豆瓣酱对酱体的香味、色泽起着关键作用[13]，评分在13%添加量时较高，酱体香味协调、颜色红润有光泽，与7%、10%、16.5%添加量差异不显著（P>0.05）；用量较少时，酱体香味不协调，用量过多时，酱香味较重，酱体颜色过深。高子武等[12]在茶树菇牛肉酱制作工艺优化单因素实验中，豆瓣酱添加量在30%～40%时，酱体口味鲜美、粘稠适中，而本实验豆瓣酱添加量较低，由于过高豆瓣酱添加量阻碍了酱体的流动性，且掩盖了香菇的滋味；并且本实验主要以糍粑辣椒进行熬制制酱，为产品提供主要的油辣酱风味，替代传统以豆瓣酱[11−12,27]或黄豆酱[13,28−29]为主的风味调料品；因此，豆瓣酱添加量选择10%～16.5%。

咸、甜、鲜味作为组成酱体滋味重要的组成成分，可以很好的改善产品风味[27]。如图1（D）～（F）所示，当盐、糖添加量为1.98%时，评分达到最大，酱体咸、甜味适中、滋味协调、且色泽红润，但与盐添加量为1.32%、2.64%的评分差异不显著（P>0.05），白糖的各添加量之间评分差异不显著（P>0.05）。赵瑞华等[26]和王腾飞等[28]在蟹味菇辣椒酱和猴头菇调味酱工艺优化中，添加3%食盐，酱体品质最好，略高于本试验的范围，可能是本实验添加的豆瓣酱也具有一定的食盐含量，并且随着消费者对于健康的重视，相对低盐的产品更符合这一需求；而添加2%和1%白糖酱体品质最好，与本实验结果相似。因此，盐和白糖添加量分别选择1.32%～2.64%；I+G 添加量为0.132%时，评分较高，酱体鲜味适中，滋味丰富，与未加鲜味剂的评分差异显著（P<0.05），与孟敏[29]添加0.1%的I+G 结果相近，因此，I+G 添加量选择0.066%～0.198%。

2.2 香菇油辣椒酱感官评价模糊数学法模型的建立

2.2.1 感官评分权重统计结果 感官评分的指标的标准是评定员判定的权重系数得分统计结果，20 名评定者对香菇油辣椒酱的感官指标进行统计，确定色泽、香味、滋味、组织状态的权重系数分别为0.20、0.25、0.35、0.20，即权重集AU=[AU1, AU2, AU3, AU4]=[0.20, 0.25, 0.35, 0.20]。

2.2.2 模糊数学感官评价统计结果 10 名（男女各5 名）评定员对正交试验的18 组样品进行品尝，评价结果见表3。

2.2.3 模糊矩阵的建立 如表3 所示，将香菇油辣椒酱感官评分中的色泽、香味、滋味及组织状态分为四个等级（优、良、中、差），统计感官评定人员在相应等级下得到r1～r18模糊数学矩阵，如下：

表3 模糊数学感官评价统计结果Table 3 Statistical results of fuzzy mathematics sensory evaluation

将r1～r18进行归一化处理得到模糊矩阵R1～R18，

表4 香菇油辣椒酱综合评定集结果表Table 4 Results of comprehensive evaluation set of mushroom oil chili sauce

2.3 正交试验

将表4 中各量的综合评分结果（隶属度）与优、良、中、差赋予的分值90、80、70、60 相乘，得到正交试验各组的感官评分，将分值填入正交试验表格进行直观分析和方差分析，结果见表5。

由表5 可知，影响酱体感官评分的主次因素依次为A（香菇丁）>F（I+G）>B（糍粑辣椒）>C（豆瓣酱）>E（食盐）>D（白糖），由表6 可知，香菇丁、糍粑辣椒、豆瓣酱和I+G 显著地影响着香菇油辣椒酱产品的感官品质（P<0.05）。因此，在基础配方（食用油100 g、酒糟8%、白芝麻2%、干辣椒粉3.3%、花椒粉1.3%）的基础上，经模糊数学综合评价法优化后，香菇油辣椒酱的最优配方为A2B2C2D2E1F2，即香菇丁52%、糍粑辣椒16.5%、豆瓣酱13%、白糖1.98%、食盐1.32%和I+G 0.132%。

表5 正交试验结果Table 5 Results of orthogonal test

表6 方差分析表Table 6 Variance analysis

2.4 验证实验及理化、微生物指标

对最优配方A2B2C2D2E1F2进行验证，最终产品的感官评分为88.75±3.07，高于正交试验中的18 次实验评分，酱体颜色红润且有光泽，香气协调，菇味浓郁，还具有油辣椒的风味和豆瓣酱的酱香，口感层次分明且鲜美，组织流动性好，是制作菜肴以及粉面伴侣的理想材料。优化配方后制备的香菇油辣椒酱产品，对其水分、蛋白质及氨基酸态氮、微生物指标进行测定，如表7 所示，本产品含有适量的蛋白质和氨基酸态氮，说明食用该产品具有一定的营养价值。本产品中较高的香菇添加量使产品可能具有调节机体免疫力、抗氧化的作用，适合各类人群的食用，尤其在现有产品的基础上丰富了以糍粑辣椒为酱体的香菇调味产品。而较低的水分含量，为产品的贮藏期奠定基础；菌落总数符合要求，霉菌和大肠菌群未检出，表明此配方的香菇油辣椒酱产品符合商业化生产要求，同时也说明模糊数学感官评价结合正交试验优化香菇油辣椒酱制作配方的实验条件和结果可靠，可运用该方法指导具体实践。

表7 理化及微生物指标分析结果Table 7 Analysis of physicochemical and microbiological indexes

2.5 色泽、质构特性分析

色泽、质构特性是用于科学描述、评价产品组织形态、品相及口感的重要指标；基于前期模糊数学法感官评价结合正交试验优化确定的香菇油辣椒酱制作配方，再利用质构仪、色差仪测定具有准确、灵敏度高的特点[23−24]，本文对市售的3 种知名香菇辣酱的质构特性和色泽进行测定，并将其结果区间定义为受消费者喜欢的质构区间。如表8 所示，测定结果均在消费者喜爱的质构特性区间内，其中香菇丁的硬度低于市售产品C（P<0.05），但和市售产品A、B 差异不显著（P>0.05）；挤压恢复力显著高于产品B、C（P<0.05），与产品A 不显著（P>0.05）；而产品的弹性和咀嚼性与市售三种产品均不显著（P>0.05）；说明在贵州传统地方特色油辣椒酱的基础上，以黔产等外级香菇为主要原料研发的香菇油辣酱具有良好的质构特性，其香菇丁硬度适中，弹性、咀嚼性较好。如表8 所示，L*、a*和b*均较高，其中L*值显著高于其他三组市售产品（P<0.05），a*和b*值显著高于市售产品A 和C（P<0.05），和市售产品B 差异不显著（P>0.05），这可能由于本产品中未添加黄豆酱，主要以地方特色的糍粑辣椒进行熬制酱体，使得产品的酱体颜色红润光泽。

表8 产品的质构特性、色泽测定结果Table 8 Texture and color properties results of samples

3 结论

采用模糊数学综合评价法进行香菇油辣椒酱制作配方的优化相对减少了感官评价的人为主观评判误差，使评价结果具有一定科学性。结果表明，在食用油100 g、酒糟8%、白芝麻2%、干辣椒粉3.3%、花椒粉1.3%的基础上，采用模糊数学综合评价法优化香菇油辣椒酱产品的最优配方为：香菇丁52%，糍粑辣椒16.5%，豆瓣酱13%，白糖1.98%，食盐1.32%和I+G 0.132%；由此制得香菇油辣椒酱产品颜色红润有光泽，香气协调，菇味浓郁，菇粒软硬适中，弹性、咀嚼性良好，口感层次分明且鲜美；其中香菇丁、糍粑辣椒、豆瓣酱和I+G 的添加对产品的感官影响最为显著。经测定，该产品的蛋白质含量为（5.58±0.47）g/100 g、水分为（5.11±0.08）g/100 g，氨基酸态氮为（4.87±0.06）g/100 g，菌落总数≤50 CFU/g、大肠菌群和霉菌未检出；质构仪测定的优化后产品的质构特性，硬度、弹性、咀嚼性和挤压恢复力分别为992.86±50.55、 0.91±0.07、 674.58±112.63 和 0.32±0.05 g。本研究结果可为香菇油辣椒酱的生产、品质控制提供参考依据，也能对等外级香菇的综合利用提供一定的理论支撑。