基于模糊数学参数优化山葵酱加工工艺

郭梦夏 张肇弛

摘要：山葵酱是一种以山葵根茎为原料制成的调味品，富含氨基酸、维生素和多种人体必需的矿物质元素，特别是山葵酱中特有的异硫氰酸酯，具有抗氧化、杀菌、抗癌、增进食欲和美容护肤的功效，目前山葵酱工业化生产工艺处于初步阶段。该研究基于此，通过单因素试验、正交试验和模糊数学方法对山葵酱加工工艺进行研究和优化。研究结果表明，山葵酱最佳加工工艺为麦芽糖添加量250 g、果糖添加量70 g、山梨糖醇添加量250 g和食盐添加量40 g，此时山葵酱的感官评分为80.9分。

关键词：山葵酱；单因素试验；正交试验；模糊数学

中图分类号：TS201.1文献标志码：A 文章编号：1000-9973（2023）10-0117-05

Optimization of Processing Technology of Eutrema wasabi Sauce Based on Fuzzy Mathematics Parameters

GUO Meng-xia， ZHANG Zhao-chi

（Hebi Institute of Engineering and Technology， Henan Polytechnic University， Hebi 458030， China）

Abstract：Eutrema wasabi sauce is a condiment made from Eutrema wasabi rhizome. It is rich in amino acids， vitamins and a variety of essential mineral elements for the human body， especially the unique isothiocyanate in Eutrema wasabi sauce， which has the functions of anti-oxidation， anti-bacteria， anti-cancer， increasing appetite， beautifying and skin care. At present， the industrial production technology of Eutrema wasabi sauce is in the preliminary stage. Based on this， the processing technology of Eutrema wasabi sauce is studied and optimized through single factor test， orthogonal test and fuzzy mathematics method. The research results show that the optimal processing technology of Eutrema wasabi sauce is 250 g maltose， 70 g fructose， 250 g sorbitol and 40 g salt. At this time， the sensory score of Eutrema wasabi sauce is 80.9 points.

Key words： Eutrema wasabi sauce; single factor test; orthogonal test; fuzzy mathematics

山葵（Eutrema wasabi）是十字花科多年生宿根性植物[1-2]，栽培起源于日本，經过日本野生种驯化而来[3]。山葵是一种喜阴植物，生长所需的温度为8～20 ℃，遮阴度为60%左右，需要栽培于通风性好[4]、富含有机质的砂壤土中[5]。

山葵中富含营养物质，主要包括氨基酸、维生素和多种微量元素[6]，山葵内的硫苷在芥子酶的作用下会产生异硫氰酸酯[7]，该物质具有预防骨质疏松、抗氧化、抗癌和增进食欲等多种生物功效[8]。

山葵是辛香类绿色蔬菜，不同部位的营养成分和矿物质元素均存在差异[9]，全株植物中根茎部位含有的营养物质最多[10]，山葵中的挥发性物质使山葵酱具有特殊的风味和功效。以山葵作为原料研发的产品包括山葵抑菌口香糖、山葵油小米辣和山葵保健酒等[11]，这些产品的主要生物活性成分均由山葵提供。

随着消费者对山葵酱认可程度和消费水平的不断提升，山葵在中国、日本和欧美等地区的消费量不断增加[12]，国内山葵的种植面积也在快速扩张，我国现在种植的山葵主要出口日本，而我国的山葵酱又从日本进口，本研究基于此，以山葵根茎为材料[13]，对山葵酱的加工工艺进行研究和优化，旨在为山葵酱的工业化发展提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试剂

新鲜的山葵根茎：广元市农业开发有限公司；柠檬酸：广州市化学试剂有限公司；磷酸氢二钠：昆明市宏明试剂有限公司；芥子酶制剂：美国Sigma公司；丁基异氰酸酯：上海实业（集团）有限公司；烯丙基异硫氰酸酯：北京科技有限公司；戊烯基异氰酸酯：中国化工制作有限公司；二氯甲烷：山东化工有限公司。

1.2 试验仪器

气相色谱仪、低温离心机 北京科技有限公司；分析天平 广州电子设备有限公司；组织粉碎机 金坛实验仪器公司；振荡器 上海机械有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 山葵酱制作工艺流程

原料选择→清洗→粉碎→调味→护色→包装→标签→储藏销售。

1.3.2 操作要点

1.3.2.1 原料选择

选择新鲜无破损的山葵根茎，将山葵的叶、柄和花苔部分全部去除。

1.3.2.2 清洗

将山葵根茎上的泥土全部去除，最后一遍清洗时用纯净水，清洗后晾干水分。

1.3.2.3 粉碎

用经过消毒的粉碎机将山葵的组织粉碎，需要均匀粉碎，使用的粉碎机为60目，粉碎至酱体中无明显的纤维和颗粒。

1.3.2.4 调味

按照比例加入麦芽糖、果糖、食盐、山梨糖醇、植物油和黄原胶等原料，再加入少许辅料进行调配。

1.3.2.5 护色

将栀子蓝和姜黄素按照一定比例混合，对山葵酱进行护色。

1.3.2.6 储藏销售

将制作完成的山葵酱放入密闭的瓶子中，遮光低温保存，运至商店进行销售。

1.3.3 单因素试验

当研究一个因素对山葵酱感官评分的影响时，控制其他的影响因素不变，即各单因素分别为麦芽糖添加量250 g、果糖添加量70 g、山梨糖醇添加量200 g和食盐添加量50 g，各单因素试验变量区间见表1。

1.3.4 正交试验

根据单因素试验结果，以A（麦芽糖添加量）、B（果糖添加量）、C（山梨糖醇添加量）和D（食盐添加量）为变量因素，以山葵酱感官评分为指标，进行四因素四水平正交试验，山葵酱正交试验因素水平表见表2。

1.3.5 感官评价

食品的感官特征包括色、香和味，通过人体的各种感官对食品进行综合评价，由于感官评定受个人喜好的影响，通过人群测定的方式减少误差。本试验邀请10人进行感官评定，最后使用平均值作为感官评定的结果。食品的感官特征包括颜色、香味、口感和形态，感官评分权重表见表3，山葵酱的感官评分见表4。

1.3.6 模糊数学模型[14-15]

1.3.6.1 确定评价对象

评价对象为16组山葵酱样品。

1.3.6.2 确定评价因素

山葵酱评价的因素包括颜色、香味、口感和形态。

1.3.6.3 确定评价等级

山葵酱评价的等级包括优、良、中和差4个等级，4个等级的评分分别为90，70，50，30分。

1.3.6.4 确定权重

设颜色、香味、口感和形态的权重集为{0.1，0.4，0.4，0.1}。

2 结果和讨论

2.1 单因素试验

2.1.1 麦芽糖添加量对山葵酱感官评分的影响

加入麦芽糖不仅能够增加甜度，而且能使山葵酱的形态更细腻。由图1可知，当麦芽糖添加量增加时，感官评分先升高后降低。当麦芽糖添加量为150～250 g时，山葵酱的感官评分逐渐升高，山葵酱的甜度和细腻度增加。当麦芽糖添加量为250 g时，山葵酱的感官评分最高，为70分。当麦芽糖添加量大于250 g时，山葵酱的感官评分逐渐下降，这是由于麦芽糖添加量过高，山葵酱过于甜腻，造成感官评分下降。所以，选择麦芽糖添加量150～300 g进行模糊数学优化试验。

2.1.2 果糖添加量对山葵酱感官评分的影响

果糖不仅是甜味剂也是保湿剂。由图2可知，当果糖添加量逐渐增加时，山葵酱的感官评分先升高后降低。当果糖添加量小于70 g时，山葵酱的感官评分呈上升趋势。当果糖添加量为70 g时，山葵酱的感官評分最高，为72分；随着果糖添加量继续增加，山葵酱的感官评分开始降低。所以，选择果糖添加量30～90 g进行模糊数学优化试验。

2.1.3 山梨糖醇添加量对山葵酱感官评分的影响

山梨糖醇可以帮助食品保湿和增加食品的浓稠度，从而对食品起到赋形作用[16]。

由图3可知，当山梨糖醇添加量逐渐增加时，山葵酱的感官评分先升高后降低。当山梨糖醇添加量为100～200 g时，山葵酱的感官评分呈上升趋势。当山梨糖醇添加量为200 g时，山葵酱的感官评分最高，为73分。当山梨糖醇添加量为200～300 g时，山葵酱的感官评分开始下降，综合考虑，选择山梨糖醇添加量100～250 g进行模糊数学优化试验。

2.1.4 食盐添加量对山葵酱感官评分的影响

食盐能够增加食品的鲜度[17]。由图4可知，当食盐添加量逐渐增加时，山葵酱的感官评分先升高后降低。当食盐添加量为30～50 g时，山葵酱的感官评分逐渐升高。当食盐添加量为50 g时，山葵酱的感官评分最高，为70分。随着食盐添加量继续增加，山葵酱的感官评分呈下降趋势。所以，选择食盐添加量30～60 g进行模糊数学优化试验。

2.2 模糊数学感官评价

根据单因素试验结果，对山葵酱加工工艺进行四因素四水平分析，对山葵酱加工工艺进行研究和优化，山葵酱的感官评价获得票数见表5。

根据表5的评价指标，将16份标本的因素转化为模糊数学矩阵：

根据模糊数学的评分Y=X×A，其中A为评分等级优（90分）、良（70分）、中（50分）和差（30分），即A=（90，70，50，30）。各个小组的得分见表6。

将表6中的模糊数学结果代入表7，进行正交试验分析。

由表7可知，根据正交试验和极差分析，各个因素对山葵酱的影响顺序为D（食盐添加量）>A（麦芽糖添加量）>B（果糖添加量）>C（山梨糖醇添加量）。山葵酱生产的最佳加工工艺为麦芽糖添加量250 g、果糖添加量70 g、山梨糖醇添加量250 g和食盐添加量40 g，此时山葵酱的感官评分为80.9分。

3 小结

山葵酱是一种以山葵根茎为原料制成的调味品，由于我国工业化加工山葵酱的技术还较落后，本试验通过单因素试验、正交试验和模糊数学法对山葵酱的加工工艺进行了研究和优化，研究结果表明，山葵酱最佳加工工艺为麦芽糖添加量250 g、果糖添加量70 g、山梨糖醇添加量250 g和食盐添加量40 g，此时山葵酱的感官评分为80.9分。

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