基于模糊数学的烧烤酱预处理参数优化及成分分析

程凤林

(衡水学院，河北 衡水 053000)

烧烤是利用加热的方式使食物与调味品中的风味物质发生美拉德反应，并释放出独特香味的过程[1-2]。烧烤过程中通过人工方式对食物添加各种调味品，难以保证各种调味品的用量，制作出的烧烤食物色泽、风味以及滋味都出现不同程度的差异[3-4]。烧烤酱是一种能够在使用过程中对食物原材料进行风味综合的复合调味品，具有独特的风味特征，同时也会对食物的外观进行着色[5]。

本文采用模糊数学评价的方式对烧烤酱中的挥发性风味特征进行综合评价，结合气相色谱-质谱联用技术对烧烤酱预处理参数进行优化，并结合正交实验法分析烧烤酱主成分，为烧烤酱的工业化生产过程提供了理论依据。

1 烧烤酱制备及评分标准

烧烤酱的生产工艺过程主要包含辣椒的炒香磨粉过程、葱、姜、蒜的炒香过程以及所有原材料的拌匀过程[6]。在进行辣椒炒香磨粉时，要求所用辣椒长度为1 cm，炒香过程中使用小火，冷却后粉碎磨粉，并使用50目振荡筛进行过滤。在葱、姜、蒜炒香过程中，要求在油温达到120 ℃时加入葱、姜、蒜，并将油温升高至130 ℃，保持10 min后过滤，留取油液冷却备用。将冷却后的油液加温至120 ℃，加入所有原材料进行混合拌匀即可完成烧烤酱的生产[7-8]。

本文通过对10种不同品牌烧烤酱进行统计，得出烧烤酱主要原料用量统计结果，并计算10种烧烤酱原料使用量标准偏差，烧烤酱原料使用量及标准偏差见表1。

表1 烧烤酱原材料使用量统计结果及标准偏差Table 1 Statistical results and standard deviation of raw materials amount of barbecue sauce

利用模糊数学进行感官综合评价时，需要建立评价因素集E、评价集F={9,7,5,2}以及权重因素集G={0.2175,0.235,0.27,0.1375,0.14}。根据专业评价小组成员对烧烤酱的综合评价，采用均值法得到模糊关系数字矩阵R[9]。权重因素集G和模糊关系数字矩阵R合成后，即可得到每个烧烤酱的评价结果Y=G×R，评价结果Y与评价集矩阵F即可合成综合评分矩阵T=Y×F[10-11]。

组成不低于8人的专业感官评价小组，分别从滋味、色泽、风味、回味以及形态5个角度对烧烤酱进行综合评价，分值越高表示烧烤酱的综合评分越高[12]。烧烤酱感官评价打分标准见表2。

表2 烧烤酱感官评价打分标准Table 2 Sensory evaluation scoring standard of barbecue sauce

2 单因素影响实验

由表1中原材料使用标准偏差可知，豆瓣酱、豆豉、白糖以及大蒜的偏差较大，表明10种烧烤酱中这些原材料的使用离散度较大[13-14]。本文对该4种原材料进行单因素实验。

实验检测豆瓣酱添加量对烧烤酱感官评价影响程度，当豆瓣酱添加量小于300 g时，感官评价得分随着添加量的增加而升高，豆瓣酱添加量大于300 g后，随着豆瓣酱添加量的增加，感官评价得分逐渐降低。

实验检测豆豉添加量对烧烤酱感官评价影响程度，当豆豉添加量小于11 g时，感官评价得分随着豆豉添加量的增加而升高，豆豉添加量大于11 g后，随着豆豉添加量的增加，感官评价得分逐渐降低。

实验检测白糖添加量对烧烤酱感官评价影响程度，当白糖添加量小于10 g时，感官评价得分随着白糖添加量的增加而升高，白糖添加量大于10 g后，随着白糖添加量的增加，感官评价得分逐渐降低。

实验检测大蒜添加量对烧烤酱感官评价影响程度，当大蒜添加量小于11 g时，感官评价得分随着大蒜添加量的增加而升高，大蒜添加量大于11 g后，随着大蒜添加量的增加，感官评价得分逐渐降低。

3 正交实验及模糊数学分析

根据单因素实验结果，对烧烤酱中豆瓣酱添加量、豆豉添加量、白糖添加量以及大蒜添加量进行正交实验，对烧烤酱配方进行优化，烧烤酱配方优化正交实验表见表3。

表3 烧烤酱原材料添加量优化正交实验表Table 3 Orthogonal experiment table of optimization of raw materials additive amount of barbecue sauce g

按照表3实验因素进行正交实验，并对实验结果进行感官评价，正交实验所得烧烤酱感官评价数据见表4。

表4 烧烤酱感官评价数据Table 4 Sensory evaluation data of barbecue sauce

根据以上正交实验评价结果，利用均值法可得每组实验模糊关系数字矩阵：

根据模糊数学评分模型，代入权重因素集G、模糊关系数字矩阵R以及评价集矩阵F，可以得出每组实验综合评分结果Ti=G×Ri×F。计算结果见表5。

表5 烧烤酱感官评价得分Table 5 Sensory evaluation scores of barbecue sauce

将感官综合评价结果代入正交实验表，正交实验结果见表6。

表6 烧烤酱正交实验结果Table 6 The orthogonal experiment results of barbecue sauce

续 表

由表6可知，大蒜添加量对烧烤酱感官评价影响程度最大，豆豉添加量对烧烤酱感官评价影响程度最小，同时从正交实验结果可以看出，烧烤酱最佳生产工艺组合方式为A2B1C2D2，对应豆瓣酱添加量为300 g，豆豉添加量为9 g，白糖添加量为10 g，大蒜添加量为11 g。

4 挥发性风味物质成分检测分析

采用气相色谱-质谱联用技术对烧烤酱挥发性风味物质成分进行检测，检测结果见表7。

表7 烧烤酱挥发性风味物质成分检测数据Table 7 Detection data of volatile flavor substances in barbecue sauce

烧烤酱中的醇类物质主要来自于豆瓣酱、酱油等发酵类原材料，醇类物质为烧烤酱提供花果香、黄油香等芳香气味，其中苯乙醇和芳樟醇为豆瓣酱提供了独特的风味特征。与醇类物质相似，酯类物质也主要来自于原材料中的发酵类原材料，原材料之间发生化合反应，也会生成部分酯类物质，酯类物质为烧烤酱提供奶香气味，同时能够掩盖游离脂肪酸产生的异味，其中乙酯类物质可为烧烤酱提供酸辣香气。醛类物质由原材料中的不饱和脂肪酸和糖类物质发生降解而成，为烧烤酱提供花香和焦香气味，苯乙醛、苯甲醛以及正己醛是烧烤酱中的主要醛类物质，主要来自于豆瓣酱，因此烧烤酱含有浓郁的豆瓣酱气味。烧烤酱中酮类物质含量较少，主要是由其中的不饱和脂肪酸发生氧化和降解而成，氨基酸降解也会生成少量的酮类物质，因含量较少，对烧烤酱的风味特征几乎不会产生较大的影响。烧烤酱中酚类物质为乙基苯酚和甲氧基苯酚，含量较低，产生一种焦香和辛香的口味。酚类物质主要来自于豆瓣酱，酚类物质含量较低，不会对豆瓣酱的风味特征产生较大的影响。烯类物质主要是来自于烧烤酱原材料中的辣椒或生姜发酵，产生多种烯类物质，能够有效地掩盖烧烤酱中的肉腥味，烯类物质含量较高，但不会对烧烤酱的风味特征产生较大影响。烧烤酱中的含硫化合物主要来自于葱、姜、蒜，能够释放出烯丙基硫醚和烯丙二基硫醚，为烧烤酱赋予浓郁的蒜香风味特征，对烧烤酱的风味特征有较大影响。

5 结论

基于模糊数学和正交实验的方法对烧烤酱配方进行优化，并采用感官综合评价的方式获取最优配比，利用气相色谱-质谱联用技术对最优配方生产的烧烤酱进行挥发性风味物质检测，实验结果对烧烤酱的生产过程和风味物质特征控制具有一定的指导意义。