基于模糊数学的蘑菇酱活性酶含量评定方法研究

2022-07-13崔小珂孙延彬

中国调味品 2022年7期

崔小珂，孙延彬

(1.平顶山工业职业技术学院，河南平顶山 467001；2.平顶山学院，河南平顶山 467001)

蘑菇酱是一种以鲜蘑为原材料，添加各种不同的调味品，在菌种作用下发酵而成的传统食品，食用过程简单，具有较高的营养价值[1]。在发酵过程中，活性酶含量直接影响蘑菇酱的质量，对活性酶含量进行有效测定和控制也是蘑菇酱发酵过程中的关键因素[2]。在发酵过程中，pH值、环境温度以及其他人为条件均会影响活性酶的含量，因此对蘑菇酱的质量进行评估是一项复杂的过程，无法直接进行定量描述[3-4]。采用模糊数学可对蘑菇酱发酵过程中的多种影响因素和无法使用数字进行精确描述的变化量进行定量描述[5-7]。

本文采用模糊数学研究方法，对蘑菇酱发酵过程中活性酶含量变化过程进行测定，将蘑菇酱中活性酶含量的定性评价转化为定量评价，对蘑菇酱中活性酶含量进行总体评价。

1 蘑菇酱制备过程

称取1 kg鲜蘑，清洗干净后沥干，放入50 ℃温水中浸泡，1.5 h后捞出沥干，将鲜蘑切成小丁备用。称取适量生姜、大蒜以及大葱等调味品，剥皮、洗净、沥干后切成粉末状备用。将辣椒油加热，温度达到130 ℃左右时加入切碎的调味品粉末，炸出香味后，再加入黄豆酱，有酱香飘出时，加入鲜蘑丁进行炒制，微黄后停止，加入精盐、味精、五香粉、料酒、防腐剂以及抗氧化剂等。放置冷却后，装入瓶中，在90 ℃水浴中进行恒温处理，10 min后拧紧瓶盖，常温放置7 d。发酵完成后，蘑菇酱色泽应红亮有光泽，蘑菇香清爽鲜美，整体气味协调，有蘑菇特有的清香，口感醇厚，味道鲜美，蘑菇具有一定的咀嚼性，蘑菇酱整体黏稠适中均匀，同时含有一定的油量[8]。蘑菇酱综合评价标准见表1。

表1 蘑菇酱综合评价标准Table 1 Comprehensive evaluation criteria of mushroom sauce

2 模糊数学评定

利用模糊数学进行过程评定时，首先需要确定对象因素的评价指标，对每一个评价指标分级评价，形成目标对象评价集。设评价过程中因子集为U={u1,u2,……un}，评价集为V={v1,v2,……vn}，各目标因素的权重分配矩阵为A，根据各因素之间的逻辑关系评估因子集和评价集之间的隶属关系，得到集合U和V之间的模糊关系矩阵[9-10]。最后利用模糊变换原理即可得到权重分配矩阵A和模糊关系矩阵R之间的模糊子集B。

隶属函数分为偏大型、偏小型以及对称型3种类型，每种类型的隶属函数包含多个具体函数，本文通过实验验证的方法，确定使用偏大型柯西分布隶属函数：

其中，x表示各评价因子的评价值，该评价值可通过专家评价因素获取，将评价值代入隶属函数，即可求出评价因子的隶属度。

3 活性酶含量模糊评定

本文进行蘑菇酱活性酶含量评定时，按照活性酶的来源确定评价因子，建立评价因子集。在蘑菇酱发酵前，人为添加的酶被定义为外源酶，与原材料无关；发酵过程中由微生物代谢产生的酶被定义为内源酶；原材料中固有的酶被定义为固有酶[11-12]。

活性酶含量中评价指标分为4个不同的等级，每个级别对应分值见表2。

表2 评价级别对应分数值Table 2 Corresponding score values of evaluation levels

在蘑菇酱发酵过程中，活性酶主要包含淀粉酶、酸性蛋白酶以及中性蛋白酶，对活性酶含量产生影响的主要因素包括酶的种类、环境pH值、发酵温度以及发酵时间[13-14]。对每一个影响因素按照不同的评价等级进行评价，形成评价集合。蘑菇酱活性酶含量评价集见表3。

表3 蘑菇酱活性酶含量评价集Table 3 Evaluation set of active enzyme content in mushroom sauce

根据表3中评价指标权重，可得出各因素评价权重向量：

按照评价集中每个级别对应的分数值计算得出总分，按照总分指标进行划分，当总分大于9.5时，表示活性酶含量高；当总分大于8且小于9.5时，表示活性酶含量较高；当总分大于6.5且小于8时，表示活性酶含量一般；当总分小于6.5时，表示活性酶含量低。

4 模糊评定结果

对蘑菇酱中活性酶含量进行定量分析时，对各种酶评价指标进行动态测定，利用模糊数学理论，借助隶属函数特性对蘑菇酱活性酶含量进行综合评价。本文进行蘑菇酱活性酶含量测定时，分别选取3种不同蘑菇酱，在发酵前、发酵时和发酵后对其中活性酶含量评价指标进行测定。活性酶含量评价指标测定结果见表4。

表4 蘑菇酱活性酶含量评价指标测定结果Table 4 Determination results of evaluation indexes of active enzyme content in mushroom sauce

综上所述，根据蘑菇酱活性酶含量评价指标测定结果，建立蘑菇酱酶含量评价因素等级集合：

U=[u1,u2,u3]

在3种蘑菇酱中，分别在3个不同发酵阶段从不同酶来源方向进行评价测定，形成蘑菇酱活性酶含量感官评价模糊矩阵。根据模糊数学变换原理，对蘑菇酱活性酶含量进行评价，并采取归一化结果处理，得出蘑菇酱活性酶含量测定评价结果，见表5。

表5 蘑菇酱活性酶含量评价结果Table 5 Evaluation results of active enzyme content in mushroom sauce

由表5可知，3个样本在发酵前所添加的外源酶，经过发酵后，其含量会发生改变，且变化幅度主要受到环境因素的影响，蘑菇酱中微生物的代谢同样会带来酶含量的变化。蘑菇酱发酵过程中，活性酶主要是中性蛋白酶，同时含有少量的淀粉酶和酸性蛋白酶，发酵环境酸碱性直接影响中性蛋白酶活性，从而导致中性蛋白酶含量发生变化。外源酶主要是发酵前根据不同的风味需求添加的酶，外源酶种类会直接影响发酵过程中活性酶含量。因此在蘑菇酱发酵过程中，一般采用恒温工艺，减少环境温度对酶活性的影响，使活性酶保持较平稳的变化，活性酶含量直接影响蘑菇酱的风味，不同的发酵时间会影响活性酶含量的变化，从而对蘑菇酱的质量产生不同程度的影响。