基于模糊数学法对真空低温烹饪卤鸭工艺优化
2024-06-17王亚兰程慧燕
王亚兰 程慧燕
摘要：酱卤鸭加工工艺涉及多个因素，而这些因素之间存在模糊性和不确定性。模糊数学是一种处理模糊信息和不确定性的有效工具。通过使用模糊集合和模糊逻辑，可以更好地描述和处理加工工艺中模糊和不确定的因素，从而更准确地进行决策优化。传统的优化方法难以处理多因素之间的复杂关系，而模糊数学可以有效地将多个因素的信息进行融合，通过建立模糊推理和模糊控制模型，从而更全面地考虑多因素的综合影响，并找到最优决策。基于此，该研究利用模糊数学法对真空低温烹饪卤鸭加工工艺进行研究和优化。研究结果表明，卤鸭的最佳加工工艺为卤制温度75 ℃、卤制时间150 min、料液比例1∶1.5。
关键词：模糊数学；卤鸭；加工工艺；优化
中图分类号：TS251.55
文献标志码：A
文章编号：1000-9973（2024）06-0143-04
Optimization of Vacuum Low-Temperature Cooking Technology of
Braised Duck Based on Fuzzy Mathematics Method
WANG Ya-lan， CHENG Hui-yan
（Zhengzhou Technology and Business University， Zhengzhou 451400， China）
Abstract： The processing technology of braised duck involves many factors， and there are ambiguity and uncertainty among these factors. Fuzzy mathematics is an effective tool to deal with fuzzy information and uncertainty. By using fuzzy sets and fuzzy logic， the fuzzy and uncertain factors in the processing technology can be better described and dealt with， so as to optimize the decision more accurately. It is difficult to deal with complex relationships among multiple factors by traditional optimization methods， while fuzzy mathematics can effectively integrate the information of multiple factors， and through the establishment of fuzzy reasoning and fuzzy control models， the comprehensive effects of multiple factors can be considered more comprehensively and the optimal decision can be found. Based on this， fuzzy mathematics method is used to study and optimize the vacuum low-temperature cooking processing technology of braised duck. The research results show that the optimal processing technology of braised duck is braising temperature of 75 ℃， braising time of 150 min and solid-liquid ratio of 1∶1.5.
Key words： fuzzy mathematics; braised duck; processing technology; optimization
收稿日期：2023-12-19
基金项目：2020年度河南省高等学校青年骨干教师培训计划项目（2020GGJS290）
作者简介：王亚兰（1987—），女，讲师，硕士，研究方向：应用数学在食品工艺方面的应用。
鸭肉是一种富含营养的肉类，是优质蛋白质的良好来源，它含有丰富的氨基酸，有助于身体细胞的生长和修复，并提供持久的能量[1-2]。相比于其他肉类，鸭肉脂肪含量较高。鸭肉的脂肪主要集中在皮下，其中包括较高比例的不饱和脂肪酸，如单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸，特别是Omega-3脂肪酸[3-4]，这些脂肪酸对心脏健康和炎症反应调节具有益处[5]。此外，鸭肉还含有多种维生素，包括维生素B3（烟酸）、维生素B5（泛酸）、维生素B6、维生素B12、维生素A和维生素E，这些维生素在能量代谢、神经系统功能、免疫系统支持和细胞保护方面起着重要作用[6-7]。
通过研究不同的加工工艺参数，找到最佳的处理方法，提高酱卤鸭的品质和口感[8]。加工工艺可以影响鸭肉的嫩滑度、香味和口感[9-10]，优化研究工艺可以帮助生产者制定更科学、有效的制作方案，提高产品的整体品质和口感[11]。研究酱卤鸭加工工艺能够更好地保留鸭肉中的营养物质。合理选择卤制温度和时间可以最大限度地保留鸭肉中的维生素、矿物质和蛋白质等营养成分，提高产品的营养价值。研究酱卤鸭加工工艺可以帮助改进生产流程，提高生产效率和出品率[12]。通过优化工艺参数，减少加工时间和资源消耗，可以提高生产效率，并在保证产品质量的前提下增加产量。还可以探索创新方法和工艺技术，以满足消费者不断变化的口味需求，研制出不同口味和风格的卤鸭产品，以增加市场竞争力。
1 材料与方法
1.1 试验材料与试剂
鸭胸肉、食盐、八角、花椒、肉桂、丁香、豆蔻、砂仁、香叶、小茴香、辣椒、草果和高温蒸煮袋。
1.2 试验仪器
恒温水浴锅、真空包装机、电子天平、色差仪 福建福光光电科技有限公司；质构仪 北京盈盛恒泰科技有限责任公司。
1.3 试验方法
1.3.1 酱卤鸭加工工艺
鸭肉：选择新鲜的鸭肉，最常用的是鸭腿或鸭胸肉。提前处理鸭肉，去除多余的脂肪并清洗。
卤料：制作卤料，一般包括酱油、花椒、八角、香叶、桂皮、生姜、葱等调料。可以根据个人口味加入其他香料和调味料。
卤制：将鸭肉放入卤汁中浸泡一定时间，使其充分吸收卤料的味道。卤制的时间可以根据个人喜好和鸭肉的大小、厚度等因素而定。
炖煮：将卤制好的鸭肉和卤汁一起放入炖锅或压力锅中，用慢火或适当的压力进行炖煮，直至鸭肉变得酥烂、口感嫩滑。
成品：将炖煮好的鸭肉取出，切片或整块摆盘，可以搭配卤汁作为蘸料或淋在鸭肉上，以增加风味。
1.3.2 鸭肉卤制单因素试验
固定卤鸭单因素试验的基本条件，控制卤制温度为70 ℃、卤制时间为120 min、料液比例为1∶2，研究不同的卤制温度（60，65，70，75，80 ℃）、卤制时间（30，60，90，120，150 min）和料液比例（1∶0.5、1∶1、1∶1.5、1∶2、1∶2.5）对卤鸭品质的影响。
1.3.3 鸭肉卤制正交试验
根据单因素试验的结果，对卤鸭加工工艺进行三因素三水平的优化试验，正交试验因素水平见表1。
1.3.4 卤鸭感官评分标准
邀请10位具有感官评价经验的人员从颜色、香味、嚼劲和滋味4个方面对卤鸭进行感官评价，其中优的评分范围为90～100分，良的评分范围为70～89分，差的评分范围为0～69分，卤鸭的感官评价标准见表2。
1.3.5 模糊数学感官评价模型的建立
根据感官评价标准，将卤鸭的颜色、香味、嚼劲和滋味作为评价指标，确定模糊数学因素集A=（A1，A2，A3，A4）；确定评价等级集B=（优，良，差）=（90，80，70）。通过问卷调查法确定卤鸭的颜色、香味、嚼劲和滋味的权重集C=（C1，C2，C3，C4）=（0.3，0.2，0.3，0.2），权重的总和为1。
模糊数学模糊原理的变换为Y=C×R；S=Y×B。
式中：Y为综合评定结果；C为权重集；R为模糊数学矩阵；S为综合感官评分；B为等级集。
1.3.6 卤鸭出品率的测定
将卤制完成的卤鸭用厨房纸擦干，称重，记为m1，放入真空包装的密封袋中，再将其放入水浴锅中进行蒸煮，卤制完成后将卤鸭在厨房纸上静置吸水30 min，称重，记为m2。
卤鸭出品率（%）=m2m1×100%。
式中：m1为卤制前卤肉的质量，kg；m2为卤制后卤肉的质量，kg。
2 结果和讨论
2.1 单因素试验
2.1.1 卤制温度对卤鸭品质的影响
2.1.1.1 卤制温度对卤鸭感官评分的影响
卤制温度越高，卤鸭的口感可能会更加酥脆。高温烹制可以促使卤料渗入鸭肉中，增强鸭肉的味道，这种口感和味道的变化可能会使人们对卤鸭的评分更高。然而，卤制温度过高也可能导致鸭肉变得过于干燥，口感变差。因此，烹饪卤鸭时需要注意控制卤制温度，以免温度过高或过低。卤制温度对卤鸭感官评分的影响见表3。
由表3可知，随着卤制温度的升高，卤鸭的感官评分先升高后降低。当卤制温度为75 ℃时，卤鸭的感官评分最高，为89.23分，当卤制温度低于或高于75 ℃时，卤鸭的感官评分均呈现下降趋势。
2.1.1.2 卤制温度对卤鸭出品率的影响
由图1可知，随着卤制温度的升高，卤鸭的出品率呈现下降趋势，当卤制温度达到80 ℃时，卤鸭的出品率最低，为65%。高温可以使卤液中的调味料更快地渗入鸭肉中，并使鸭肉更易熟化，从而减少卤制时间，提高制作效率。然而，如果卤制温度过高且卤制时间过长，鸭肉可能会变得过于干燥，导致出品率下降。高温烹饪可能会使鸭肉的水分流失过多，使鸭肉变得干燥、质量减少，这将导致卤鸭的出品率下降，即原料经过卤制后，可用于食用的部分相对减少。因此，在卤制过程中需要控制好卤制温度和卤制时间，以保持卤鸭的出品率和口感的平衡。
2.1.1.3 卤制温度对卤鸭质构特性的影响
不同的卤制温度对卤鸭弹性、咀嚼性、硬度、胶黏性和剪切力的影响见表4。
由表4可知，随着卤制温度的升高，卤鸭的弹性呈现先升高后降低的趋势；而卤鸭的咀嚼性、硬度、胶黏性均随着卤制温度的升高而升高；剪切力先降低后升高。随着卤制温度的升高，烹饪时间会缩短。高温烹制使卤汁更快地渗入鸭肉中，使其更加入味。因此，在卤制温度较高的情况下，卤鸭可能会表现出较高的脆度和口感。如果卤制温度过高，鸭肉可能会变得干燥和硬化，导致质构特性下降。高温烹饪可能会使鸭肉的水分流失过多，使其变得干燥且咀嚼困难，这将影响卤鸭的质构特性，使其变得不够柔嫩和口感变差。温度过高也会影响卤鸭嫩滑的口感，而温度过低则可能导致内部肉质不易熟透，口感变得柴硬。所以在卤鸭卤制过程中，需要控制好卤制温度和卤制时间，以实现理想的卤鸭质构特性。
2.1.2 卤制时间对卤鸭品质的影响
2.1.2.1 卤制时间对卤鸭感官评分的影响
卤制时间对卤鸭感官评分的影响见表5。
由表5可知，随着卤制时间的增加，卤鸭的感官评分先升高后降低。当卤制时间为120 min时，卤鸭的感官评分最高，为84.23分；当卤制时间低于或高于120 min时，卤鸭的感官评分均呈现下降趋势。
较长的卤制时间可以使卤料更充分地渗入鸭肉中，增强鸭肉的味道和香气。长时间卤制还可以使鸭肉更加嫩滑，增加其口感的柔软度，这种口感和味道的改善可能会使人们对卤鸭的感官评分更高。然而，卤制时间过长也可能导致鸭肉变得过于松软和油腻。另外，长时间的卤制还可能使鸭肉吸收过多的卤汁，导致鸭肉过腻，影响口感的平衡。因此，在卤制过程中需要控制好卤制时间，以平衡卤鸭的口感和风味。
2.1.2.2 卤制时间对卤鸭出品率的影响
由图2可知，随着卤制时间的增加，卤鸭的出品率呈现下降趋势，这是由于过长的卤制时间导致鸭肉重量的损失，鸭肉中的水分会被卤汁吸收或蒸发，导致卤鸭的出品率下降，即原料经过卤制后，可用于食用的部分相对减少。
2.1.2.3 卤制时间对卤鸭质构特性的影响
由表6可知，随着卤制时间的增加，卤鸭的弹性呈现先升高后降低的趋势，剪切力呈现先降低后升高的趋势，咀嚼性、硬度和胶黏性呈现不断升高的趋势。当卤制时间不断增加时，鸭肉与卤汁接触和浸泡的时间更多，使卤料更好地渗透入鸭肉内部，使鸭肉更加嫩滑和柔软，提高其口感和咀嚼性。然而，卤制时间过长也可能导致鸭肉变得过于松软。
2.1.3 料液比例对卤鸭品质的影响
2.1.3.1 料液比例对卤鸭感官评分的影响
由表7可知，随着料液比例的增加，卤鸭的感官评分呈现先升高后降低的趋势。当料液比例为1∶2时，卤鸭的感官评分最高，为89.23分；当料液比例高于或低于1∶2时，卤鸭的感官评分均呈现下降趋势。
适当的料液比例可以确保卤鸭充分浸泡在卤液中，使卤料更好地渗入鸭肉中，增强其风味和口感。如果料液比例较高，卤鸭会更充分地吸收卤汁，使其味道更加浓郁。然而，料液比例过高也可能导致鸭肉过咸。因此，在烹饪过程中需要控制好料液比例，以平衡卤鸭的口感和风味。
2.1.3.2 料液比例对卤鸭出品率的影响
由图3可知，随着料液比例的增加，卤鸭的出品率先升高后降低。当料液比例为1∶2时，卤鸭的出品率最高，为75%；当料液比例高于或低于1∶2时，卤鸭的出品率均呈现下降趋势。随着料液比例的增加，卤鸭会更充分地浸泡在卤料中，使卤料更好地渗透入鸭肉内部，增加其风味。较高的料液比例会导致鸭肉吸收更多的卤汁，从而增加了鸭肉的重量。
2.1.3.3 料液比例对卤鸭质构特性的影响
由表8可知，随着料液比例的增加，卤鸭的弹性先升高后降低，当料液比例为1∶1时，卤鸭的弹性最高，当料液比例高于或低于1∶1时，卤鸭的弹性均呈现下降趋势；卤鸭的咀嚼性、硬度和胶黏性随着料液比例的增加呈现先升高后降低的趋势，当料液比例为1∶2时，卤鸭的咀嚼性、硬度和胶黏性最高；而卤鸭的剪切力随着料液比例的增加呈现先降低后升高的趋势。
较高的料液比例意味着使用较多的水和较少的卤料，卤鸭吸收较少的卤汁，相对较少地改变其质地。所以适当的料液比例可能会使鸭肉的质地相对保持原样，更接近原始的口感。
2.2 正交试验感官评价结果与分析
根据卤鸭卤制单因素试验，以卤制温度、卤制时间和料液比例为变量因素，采用模糊数学感官评价法设计三因素三水平正交试验，正交试验结果见表9。
由表9可知，卤制温度对卤鸭感官评分的影响最明显，料液比例对卤鸭感官评分的影响最小。对比9组卤鸭模糊数学感官评分，发现编号6卤鸭的感官评分最高，其加工工艺为卤制温度75 ℃、卤制时间150 min、料液比例1∶1.5。采用此加工工艺制作的卤鸭颜色均一，色泽光亮，香气浓郁，无异味，容易咀嚼，肉质较嫩。
3 小结
优化卤鸭加工工艺的意义在于提高产品的品质、口感、营养价值、生产效率，创新产品，满足市场需求，这对于生产者来说能提高竞争力，拓展市场份额，同时也可以为消费者提供更好的食品选择和体验。本研究利用模糊数学法对卤鸭加工工艺进行了研究和优化，研究结果表明，卤鸭的最佳加工工艺为卤制温度75 ℃、卤制时间150 min、料液比例1∶1.5。
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