基于模糊数学评定与正交试验优化香菇银鱼仔辣酱的研制

陈建旭，陈志光，卓成靖，吴婉贞

广东美味源香料股份有限公司（阳江 529800）

香菇（Lentinusedodes）又名冬菇、香蕈、香信，属担子菌纲（Basidaiom-ycetes）伞菌目（Agaricales）口蘑科（Tricholomatacete）香菇属（Lentinus）[1-3]，因其含有丰富的活性蛋白质、人体必需氨基酸、多糖、酚类物质[4]、维生素、矿物质、纤维、嘌呤[5]等营养物质，素有“菇中之王”[6]、“山珍之王”[7]、“植物皇后”[8]的美誉。香菇乃是肉质肥厚、味道鲜美、香气独特的药食同源食物，不但营养丰富，还具有药用保健疗效[9]，已经成为世界第二大食用菌[10-11]，为食品行业和制药行业提供重要资源。银鱼属于淡水鱼类，广泛分布于东南亚水域[12-13]，营养丰富，经济价值高[14]，肉细鲜嫩，整体可食[15]，蛋白质含量高，且脂肪含量低，还具有润肺、止咳、利尿等功效，享有“水中人参”[16]、“长寿精品”[15]之美称。其营养完全，非常适合体质虚弱、消化不良、高血脂、肺虚咳嗽等症者食用[17]。

模糊数学模型感官评定已被广泛应用于肉制品[18]、休闲食品[19-20]、调味品[21]和饮料[22-24]等食品领域，并取得良好的效果[25]。目前，市面上流通的香辣酱品类繁多，但以香菇和银鱼仔为原料研制开发的辣酱比较罕见。此试验利用模糊数学模型结合正交试验的方法优化香菇银鱼仔辣酱的制作，丰富了辣酱的种类，也为香菇和银鱼仔的深度开发及综合利用提供一种新的途径和参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

花生油（漠阳花粮油工业有限公司）；呈味核苷酸二钠[希杰（聊城）生物科技有限公司]；食用香精（广东美味源香料股份有限公司）；豆瓣酱（成都恒丰源食品有限公司）；香菇、银鱼仔、辣椒干、生姜、大蒜、洋葱、花生、芝麻、白砂糖、谷氨酸钠和食盐（均购于广东阳西东方农贸市场）。

1.2 仪器与设备

C12-WK2102电磁炉（美的集团股份有限公司）；LT3002E电子天平（常熟市天量仪器有限责任公司）；YX-280D（电脑型）灭菌锅：合肥华泰医疗设备有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 香菇银鱼仔辣酱制备配方

基础配方中原辅料的质量分数如下：花生油51%、香菇10%、辣椒干10%、银鱼仔7%、豆瓣酱7%、白砂糖2%、食用盐5%、谷氨酸钠2.2%、生姜1%、大蒜1%、洋葱1%、花生1%、芝麻1%、香辛料（花椒、桂皮、八角、白芷、陈皮、草果、香叶）0.5%、呈味核苷酸二钠0.1%、食用香精0.2%。

1.3.2 香菇银鱼仔辣酱的制备工艺流程（图1）

图1 工艺流程图

1.3.3 操作要点

1.3.3.1 料预处理

挑选无损伤、无腐烂的生姜、大蒜和洋葱，去除不可食用部分，清洗晾干，然后捣碎备用；挑选无虫、无霉烂、完整、颜色鲜红有光泽的新一代干辣椒，除梗，清洗浸泡，然后沥干，切碎备用；挑选无虫、无霉烂的香菇干，除柄，浸泡，沥干，切粒，然后煸炒5 min，备用；挑选颜色雪白、无异味的银鱼仔，于150 ℃油炸30 s，然后冷却备用。

1.3.3.2 炒制

炒锅中加入花生油，加热至145 ℃时，将制备好的辣椒和豆瓣酱放入锅中炒制，油温保持在115 ℃左右，翻炒6 min至辣椒表皮发白发亮时，再加入生姜、大蒜和洋葱，继续翻炒7 min至酱料油亮、色泽红润、香气浓郁时，加入香菇和银鱼仔炒制2 min，然后加入其他剩余的原辅料调味即可，待酱体温度降至70 ℃时，加入食用香精搅拌均匀。炒制过程中，严格控制油温和炒制的时间，从而确保制作过程中不同批次炒制的辣酱基本一致。

1.3.3.3 装瓶灭菌

玻璃瓶清洗干净置于灭菌锅121 ℃灭菌10 min，香菇银鱼仔辣酱出锅后趁热装罐，拧紧并倒置，然后采用水浴杀菌。

1.3.4 单因素试验

基础配方中其他原辅料含量不变，对香菇银鱼仔辣酱原辅料进行单因素试验，研究香菇添加量（3%，6%，9%，12%和15%）、银鱼仔添加量（3%，6%，9%，12%和15%）、辣椒添加量（1%，4%，7%，10%和13%）、豆瓣酱添加量（2%，4%，6%，8%和10%）对香菇银鱼仔辣酱感官评分的影响，每批次炒制以300 g辣酱为基准，按配方比例准确称取，不足部分或者超出部分以花生油作为调整。

1.3.5 香菇银鱼仔辣酱配方优化试验[26]

在单因素试验的基础上，以香菇银鱼仔辣酱的色泽、滋味、状态和气味为评价指标，结合模糊数学模型评定方法以香菇银鱼仔辣酱综合评分作为最终的评价指标，设计L9(34)正交试验，优选香菇银鱼仔辣酱的最佳配方，因素和水平情况见表1。

表1 正交试验因素水平表 单位：%

1.3.6 感官评价方法

参照辣椒酱的感官评价要求[27]，邀请10名研发部食品工程师组成感官评价小组，制定感官评价标准，见表2。

表2 香菇银鱼仔辣酱感官评分标准

1.3.7 模糊数学模型的建立[28-29]

以香菇银鱼仔辣酱的色泽、滋味、状态、气味作为评价因素，组成评价因素集U=（U1，U2，U3，U4）；评语集为V=（V1，V2，V3，V4）T=（优，良，中，差）T，其中：优90分；良80分；中70分；差60分。各因素权重集K的确定：由10位技术中心研发部食品工程师为各个因素打分（见表3），得出各因素的权重集K=（K1，K2，K3，K4）=（色泽，滋味，状态，气味）=（0.290，0.275，0.225，0.210）。

表3 香菇银鱼仔辣酱各因素权重打分

构建模糊数学模型，如式（1）所示。

式中：Yj为模糊数学感官评价结果；K为各因素的权重集；Rj为每个样品的模糊评价矩阵。然后对等级因素进行赋值，得到感官评分，如式（2）所示。

式中：Sj为感官评分；Yj为模糊数学感官评价结果；V为评价集。

1.3.8 数据处理

利用Excel 2007软件对单因素试验结果进行绘图以及正交试验结果的分析处理，试验结果采用M±SD的形式表示。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 香菇添加量对香菇银鱼仔辣酱感官品质的影响

在辣酱中添加香菇除了可以增加其营养性和功能性外，还可以给辣酱带来特殊的香菇特有的香气和嚼劲，提升辣酱的味觉。图2表明，在试验范围内，感官评分随着香菇添加量的增加而升高，但到达一定量后，感官评分又开始呈现下降的趋势。有可能是因为香菇添加量过多时，掩盖了银鱼仔的咀嚼感，整体滋味和口感下降。

图2 香菇添加量对香菇银鱼仔辣酱感官评分的影响

2.1.2 银鱼仔添加量对香菇银鱼仔辣酱感官品质的影响银鱼仔不但蛋白含量高，富含各种微量元素，而且还可以赋予辣酱特殊的风味。由图3可知，感官评分随着银鱼仔的增加而升高，但是超过12%后，感官评分趋于平缓下降。可能是因为银鱼仔添加量过多，腥味会过于突出，影响酱体的气味和形态。

图3 银鱼仔添加量对香菇银鱼仔辣酱感官评分的影响

2.1.3 辣椒添加量对香菇银鱼仔辣酱感官品质的影响辣椒味辛、性热，营养丰富，能促进消化液分泌，增进食欲。由图4可知，在试验范围内随着辣椒添加量的增加，感官评分随之增大，当超过7%时，感官评分开始下降。可能是因为辣椒含量过高，使得酱体过于辛辣，整体可接受程度降低。

图4 辣椒添加量对香菇银鱼仔辣酱感官评分的影响

2.1.4 豆瓣酱添加量对香菇银鱼仔辣酱感官品质的影响

添加豆瓣酱可以丰富辣酱的酱香，柔和银鱼的香气，优质的豆瓣酱鲜亮棕红，气味醇厚，给人愉悦可口的快感，促进食欲。由图5可知，随着豆瓣酱添加量的增大，感官评分缓缓升高，超过6%之后，感官评分呈现下降趋势，可能是因为豆瓣酱的量过多，造成香菇银鱼仔辣酱的盐分过高，影响口感和滋味。

图5 豆瓣酱添加量对香菇银鱼仔辣酱感官评分的影响

2.2 正交试验优化试验设计及结果分析

2.2.1 模糊数学感官评价结果

在单因素试验结果的基础上，采用正交试验进行试验设计，得到9种试验方案，由公司技术中心研发部10位食品研发工程师，对9种不同配方的香菇银鱼仔辣酱进行优、良、中、差四级感官评价，评价结果见表4。

表4 香菇银鱼仔辣酱感官评价结果

根据模糊数学模型，得到1号样品的模糊评价矩阵：

综合评价：根据模糊数学模型Yj=K·Rj，得到1号样品的综合评价矩阵：

同理可得：

Y2=（0.372 5，0.322 5，0.276 0，0.029 0），Y3=（0.519 5，0.251 5，0.150 0，0.079 0），Y4=（0.356 5，0.422 5，0.200 0，0.021 0），Y5=（0.550 0，0.276 0，0.174 0，0.000 0），Y6=（0.216 0，0.455 0，0.256 5，0.072 5），Y7=（0.543 5，0.343 5，0.113 0，0.000），Y8=（0.608 0，0.200 0，0.171 0，0.021 0），Y9=（0.206 5，0.266 0，0.363 0，0.164 5）。

模糊数学感官评分：对综合评价矩阵进行等级赋值Sj=Yj·V，得到1号样品的模糊数学感官评分：

同理可得：

S2=80.39分，S3=82.12分，S4=81.15分，S5=83.76分，S6=78.15分，S7=84.31分，S8=83.95分，S9=75.15分。

2.2.2 正交试验以及配方的优化

在单因素试验基础上，根据9组香菇银鱼仔辣酱的模糊数学感官评分结合正交试验进行结果分析，其试验结果见表5。

表5 香菇银鱼仔辣酱感官评分的正交试验结果

通过正交试验结果分析可得：香菇银鱼仔辣酱的最佳工艺配方组合为A3B2C3D3，即豆瓣酱添加量6%，银鱼仔添加量12%，辣椒添加量10%，香菇添加量12%，影响香菇银鱼仔辣酱感官评分的先后顺序为C＞B＞D＞A，即辣椒添加量＞银鱼仔添加量＞香菇添加量＞豆瓣酱添加量。

2.3 最佳工艺条件试验验证

在优化得到的最佳工艺条件（豆瓣酱6%，银鱼仔12%，辣椒10%，香菇12%）下进行香菇银鱼仔辣酱感官评分的验证试验，做3份平行试样，结果如表6所示。

表6 最优条件下香菇银鱼仔辣酱感官评分

由表6可知，在最佳工艺条件下所得的香菇银鱼仔辣酱感官评分为85.32±0.65分，优于正交试验中所有试验方案，并且数据稳定。

2.4 香菇银鱼仔辣酱各项指标的检测[27,30-31]

根据GB 5009.3—2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》，采用直接干燥法，测得成品的水分含量为（6.86±0.29）g/100 g，符合国家标准；根据GB 2001—2016《食品安全国家标准食品中氯化物的测定》，采用银量法，测得成品食盐的含量为（5.95±0.09）g/100 g，符合国家标准；根据GB 12456—2021《食品安全国家标准食品中总酸的测定》，采用酸碱指示剂滴定法，测得成品的总酸含量为（1.23±0.04）g/100 g（以乳酸计），符合国家标准；根据GB 5009.229—2016《食品安全国家标准食品中酸价的测定》，采用冷溶剂指示剂滴定法，测得成品的酸价为（2.28±0.03）mg/g，符合国家标准；根据GB 5009.33—2016《食品安全国家标准食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》，采用分光光度法，测得成品的亚硝酸盐含量为（1.62±0.02）mg/kg，符合国家标准；根据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》，测得菌落总数＜103CFU/g；根据GB 4789.3—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验大肠菌群计数》，采用大肠菌群MPN计数法，测得成品中大肠菌落未检出。

3 结论

在单因素试验的基础上，通过构建模糊数学模型并结合正交试验设计优化了香菇银鱼仔辣酱制备配方。结果表明，辣椒添加量对香菇银鱼仔辣酱感官评分影响最大，其次是银鱼仔添加量和香菇添加量，豆瓣酱影响最小。优化得到的香菇银鱼仔辣酱最佳配方：香菇12%、银鱼仔12%、辣椒10%、豆瓣酱6%、花生油45%、花生1%、芝麻1%、白砂糖2%、味精2.2%、食盐5%、生姜1%、大蒜1%、洋葱1%、香辛料0.5%、呈味核苷酸二钠0.1%、食用香精0.2%，此优化配方下制备的香菇银鱼仔辣酱色泽鲜艳，口感醇香浓郁，咸甜适宜，有饱满的香菇银鱼香气，感官评分为85.32±0.65分，各项指标的检测结果均符合国家食品安全标准，可为香菇银鱼仔辣酱的制备提供一定的理论依据。