模糊数学评价法优化牛排调味盐配方

黄文垒，任宪东，寇宇龙，毕继才

1.江苏食品药品职业技术学院（淮安 223003）；2.河南科技学院（新乡 453003）

牛排亦称牛扒，是西餐经典美食，也是全球最受欢迎的主菜之一。欧洲从中世纪就开始食用牛排，发展至今，全世界已集结了大批的牛排爱好者[1-2]。牛排的烹调方法以煎和烤制为主，常配黑椒汁、红酒汁等酱汁食用。除酱汁外，还有专门搭配牛排食用的调味盐。美食家们认为质量上乘的牛肉，用“盐”调味才能凸显牛肉本身鲜美的滋味，会吃牛排的配盐，不会吃的配酱[3]。这里所说的“盐”就是牛排调味盐（以下简称牛排盐）。牛排盐由盐、迷迭香、小茴香等调味料组成，成品咸甜适口，香味浓郁，是牛排调味的最佳选择。

根据相关国家标准[4-7]的规定，食盐可分为调味盐和特殊工艺盐两大类。依据牛排盐的原料选用和制作工艺判定，它属于调味盐范畴。国内关于调味盐的研究多集中在风味和功能的开发。赏所坤等[8]利用微囊包和技术、酶解技术及超细粉碎工艺开发野生菌调味盐；刘烨等[9]将益生菌等微生态营养制剂添加到食用盐中，研究开发含益生菌的泡菜发酵用调味盐产品；张宗成[10]研究了烤鱼调味盐及其制备方法。关于牛排调味料的研究较少，牛排盐的研究更鲜见于报道。牛排盐由食盐、白砂糖和香辛料组成，天然健康零添加，符合现代人们的养生理念。对于牛排盐的开发研究有重大的现实意义，不仅丰富了调味盐的品种，也促进了西式调味品在中国的发展。

模糊数学综合评判是以模糊集理论为基础，将评价因素的差异在中间过渡中的不分明性数值化，从而把定性评价转化为定量评价的一种方法[11-13]。试验研究迷迭香、黑椒碎、甜椒粉和小茴香的添加量对牛排盐品质的影响试验，并运用正交试验和模糊数学综合评判，确定牛排盐的最佳配方，旨在为餐饮业或西式调料厂商提供参考和理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试剂

海盐（山东省盐业集团有限公司）；迷迭香（江苏乐宅客食品有限公司）；芫荽籽（上海味好美食品有限公司嘉定分公司）；白砂糖（江西巧嫂食品有限公司）；大蒜粉（上海味好美食品有限公司嘉定分公司）；黑椒碎（玉林市玉州区城北街道谷山村）；甜椒粉（上海味好美食品有限公司嘉定分公司）；小茴香（成都大红袍食用有限公司）。

1.2 主要试验仪器与设备

FA124万分之一电子天平（上海舜宇恒平科学仪器有限公司）；HZF-A500百分之一电子天平（福州华志科学仪器有限公司）；FW-80粉碎机（永光明医疗仪器厂）；101-2电热恒温干燥箱（泰斯特仪器有限公司）；8目手工筛（新乡市克莱德环保设备有限公司）；双螺旋锥形混合机（莱州格瑞机械有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

原料准备→过筛→称重→混合→包装→成品

1.3.2 操作要点

原料准备：所有原料均选用食品级。过筛：颗粒海盐过约2.4 mm孔径的筛，迷迭香干叶按6 mm切制，黑胡椒碎过约1.7 mm孔径的筛，甜椒粉过约0.8 mm孔径的筛，大蒜粉过约0.4 mm孔径的筛，中粒白砂糖（0.45~1.25 mm），小茴香、芫荽籽选整粒。混合：将称量好的原料放入混合机中，混合30 min。包装：混合完毕的原料称量后分装至研磨瓶，包装即可。

1.4 单因素试验

1.4.1 迷迭香添加量对牛排盐品质的影响

试验分为4组，在其他原料不变的条件下，分别称取8%，10%，12%和14%迷迭香，添加至各试验组，通过感官评定来确定其最适添加量。

1.4.2 甜椒粉添加量对牛排盐品质的影响

试验分为4组，称取40%海盐、10%芫荽籽、10%白砂糖、7%大蒜粉，分别称取1%，2%，3%和4%甜椒粉，添加至各试验组，通过感官评定来确定甜椒粉的最适添加量。

1.4.3 黑椒碎添加量对牛排盐品质的影响

试验分为4组，在其他原料同1.4.2条件下，分别添加1%，2%，3%和4%黑椒碎，添加至各试验组，通过感官评定来确定其最适添加量。

1.4.4 小茴香添加量对牛排盐品质的影响

试验分为4组，在其他原料同1.4.2条件下，分别称取8%，10%，12%和14%小茴香，添加至各试验组，通过感官评定来确定其最适添加量。

1.5 感官鉴定评分标准

邀请10名具有感官品鉴经验的人员组成感官评定小组，男女各占一半，要求感官评定人员之间有间隔，在一个相对独立的空间进行感官评定[14]。由于样品中香料的香气成分会挥发，需要对试验样品进行随机编号并用保鲜膜封口。迷迭香和黑椒碎留在口中的味感比较持久，要求评定人员每评定完一个样品要及时用水漱口，口中没有余留样品味道后再对下一个样品进行评定。感官评定的内容主要是颜色、香味、滋味、形态4项指标，具体评定标准见表1。

表1 牛排盐感官评定标准

1.6 正交试验优化

通过预试验和单因素试验结果，选择影响牛排盐品质的4个主要因素做正交优化试验。采用L9(34)正交试验对牛排盐的配方进行优化，正交试验因素与水平设计见表2。

表2 牛排盐正交试验因素水平表 单位：%

1.7 模糊数学法模型的建立

1.7.1 因素集、评语集和加权重集的建立

因素集U={迷迭香，甜椒粉，黑椒碎，盐}；评语集V={优，良，中，差}；采用强制决定法[15]，确定影响牛排盐的各个感官指标的权重X=（0.20，0.30，0.30，0.20），即颜色0.20、香味0.30、滋味0.30、状态0.20。

1.7.2 模糊关系综合评判集

牛排盐感官指标的综合评定结果用Y表示。

式中：X是权重，R为模糊矩阵。R是由每个因素各等级评价人数除以总评价人数得到的[16]。

2 结果与讨论

2.1 迷迭香添加量对牛排盐感官品质的影响结果

迷迭香属于浓香型香料，是牛排盐中主要的提味香料，其添加量直接关系到牛排盐的品质。在其他原料不变的情况下，考察不同迷迭香添加量对牛排盐整体风味的影响，试验结果见图1。

图1 迷迭香添加量对牛排盐感官评价的影响结果

迷迭香添加量对牛排盐的品质影响较为明显。迷迭香添加量低于8%时，其香味不突出，影响牛排盐的整体味道，感官评分不高；迷迭香添加量大于12%时，牛排盐的香味过于浓重，感官评分下降；添加量12%时牛排盐香味适宜，感官评分最高。吴道伟等[17]在司康饼中添加1.7%迷迭香粉效果最佳，与试验结果差别较大，其主要原因是牛排盐属于调味盐（含盐量40%），所用原料比重较大。

2.2 甜椒粉添加量对牛排盐感官品质的影响结果

甜椒粉添加量较小，但能给牛排盐提供特殊的风味和颜色，对于牛排盐的品质至关重要。在其他原料不变的情况下，考察不同甜椒粉添加量对牛排盐整体风味的影响，试验结果见图2。

图2 甜椒粉添加量对牛排盐感官评价的影响结果

甜椒粉添加量对牛排盐的风味有一定影响。甜椒粉丰富了牛排盐的口感，甜椒粉添加量2%时，牛排盐的整体风味最为适宜，感官评分最高。甜椒粉被应用于许多食品中，包括生产午餐肉、香肠、奶酪和其他乳制品、汤、酱汁和零食（如薯片）等食品中[18]，牛排盐中甜椒粉的用量比直接添加到食品中的用量要大些。甜椒粉添加量低于1%时，味道太淡，容易被其他原料的味道掩盖；甜椒粉添加量大于3%时，整体味道稍不和谐，感官评分下降。因此，最适甜椒粉添加量为2%。

2.3 黑椒添加量对牛排盐的感官质量的影响结果

黑椒碎具有去异增香的功能，味道与牛肉比较搭配，其添加量直接关系到牛排盐的整体风味。在其他原料不变的情况下，考察不同黑椒碎添加量对牛排盐整体风味的影响，试验结果见图3。

由图3可知，黑胡椒碎添加量对牛排盐的风味影响较大。黑椒碎添加量低于1%时，牛排盐的辛香味不足，感官评分较低；黑椒碎添加量大于3%时，整体的味道浓烈，没有层次感，感官评分下降；添加量2%时，牛排盐的整体风味和谐，椒香风味适宜。这结果与李昌文等[19]在黑椒牛排风味膨化食品调味料中0.3%黑胡椒粉添加量相差较大，其原因是膨化食品调味料直接添加在食品中食用，而牛排盐是浓缩调味品，取适量用于食物调味。

图3 黑椒碎添加量对牛排盐感官评价的影响结果

2.4 小茴香添加量对牛排盐感官品质的影响结果

小茴香味辛性温，具有特殊的香辛味，是中西餐中常用的香料，其用量对牛排盐的品质影响较大。在其他原料不变情况下，考察不同小茴香添加量对牛排盐整体风味的影响。试验分为4组，样品混合均匀后进行感官品鉴，其试验结果见图4。

图4 小茴香添加量对牛排盐感官评价的影响结果

不同小茴香添加量对牛排盐的风味影响比较明显。小茴香添加量10%时，感官评分最高，牛排盐的香味和谐，辛香味适宜。牛排盐添加量大于12%时，随着小茴香添加量的增加，其特殊的辛香味越来越强，造成牛排盐整体风味改变，感官评分逐渐下降。因此，最适小茴香添加量为10%。张郁松[20]研究小茴香粉在麻辣香菇酱中的最佳添加量是1.0%，与牛排盐中小茴香粒的用量差异较大，究其原因在于香菇酱是可以直接食用的调味酱，而牛排盐则是根据个人口味需要适量添加的调味盐。

2.5 模糊感官评定及模糊矩阵建立

由10人组成的综合评判小组，以牛排盐的色泽、香气、滋味、形态为评价因素，按照优、良、中、差的评价等级在食品感官评定实验室逐一对9组试样进行感官评定。感官评价结果汇总见表3。

表3 牛排盐评价要素统计结果

将表3中各个样品的质量因素各等级评价人数除以总评价人数得到模糊矩阵。以1号样品为例，颜色评价结果为3人选优，3人选良，3人选中，1人选差；则R颜色=（0.3，0.3，0.3，0.1）。同样地，R香味=（0.1，0.2，0.5，0.2），R滋味=（0，0.4，0.5，0.1），R形态=（0.2，0.3，0.4，0.1）。由表4可得1~9号样品的模糊矩阵Rj。

依据模糊变换原理Y=X×R，对应第j号样品评价结果为Yj=X×Rj，以1号样品为例，对样品进行综合评价的结果为：Y1=X×R1=（0.20，0.30，0.30，0.20）×

同理可得2~9号的组合的矩阵。经计算得出9组的结果，见表4。

表4 综合评判结果

2.6 正交试验结果

将表4中综合评价结果的各个量与相对应的分值（优为90分，良为80分，中为70分，差为60分）相乘，再相加，最后得到每个样品的综合得分，见表5。

由表5可知，各因素对牛排盐的影响趋势是B＞A＞C＞D，即迷迭香的添加量对产品的影响最为显著，其次是甜椒粉添加量，再次是黑椒碎添加量，最后是小茴香添加量。最优水平组合为A2B2C1D2，即迷迭香添加量12%、甜椒粉添加量2%、黑椒碎添加量2%、小茴香添加量10%。

表5 正交试验结果

2.7 验证试验

按照正交试验得出的最优组合条件，分3组进行验证试验，按照表1牛排盐的感官评分标准，由感官小组分别对3批样品进行评分，结果见表6。

表6 验证试验结果

按正交试验结果所得最优组合所配制的3批样品，感官评分均较高，品质也最好。3批样品的得分均超过正交试验中最高得分82.7分。结果表明，正交试验所得最佳工艺参数准确，即迷迭香12%、甜椒粉2%、黑椒碎2%、小茴香10%。

3 结论

以牛排盐为研究对象，通过对牛排盐配方的量化和优化，开发出一款牛排专用调味料。对影响产品的主要因素，即迷迭香添加量、甜椒粉添加量、黑椒碎添加量和小茴香添加量进行单因素试验和正交试验，利用模糊数学综合评判方法对各试验组进行分析，试验确定的牛排盐配方为海盐40%、芫荽籽10%、白砂糖10%、大蒜粉7%、迷迭香12%、甜椒粉2%、黑椒碎2%、小茴香10%。由此配方制作的牛排盐咸甜适口、香味浓郁，能最大限度地激发牛排鲜嫩的口感。