基于模糊數(shù)學(xué)的燒烤醬預(yù)處理參數(shù)優(yōu)化及成分分析

程鳳林

(衡水學(xué)院，河北 衡水 053000)

燒烤是利用加熱的方式使食物與調(diào)味品中的風(fēng)味物質(zhì)發(fā)生美拉德反應(yīng)，并釋放出獨(dú)特香味的過程[1-2]。燒烤過程中通過人工方式對(duì)食物添加各種調(diào)味品，難以保證各種調(diào)味品的用量，制作出的燒烤食物色澤、風(fēng)味以及滋味都出現(xiàn)不同程度的差異[3-4]。燒烤醬是一種能夠在使用過程中對(duì)食物原材料進(jìn)行風(fēng)味綜合的復(fù)合調(diào)味品，具有獨(dú)特的風(fēng)味特征，同時(shí)也會(huì)對(duì)食物的外觀進(jìn)行著色[5]。

本文采用模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)的方式對(duì)燒烤醬中的揮發(fā)性風(fēng)味特征進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)燒烤醬預(yù)處理參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并結(jié)合正交實(shí)驗(yàn)法分析燒烤醬主成分，為燒烤醬的工業(yè)化生產(chǎn)過程提供了理論依據(jù)。

1 燒烤醬制備及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

燒烤醬的生產(chǎn)工藝過程主要包含辣椒的炒香磨粉過程、蔥、姜、蒜的炒香過程以及所有原材料的拌勻過程[6]。在進(jìn)行辣椒炒香磨粉時(shí)，要求所用辣椒長度為1 cm，炒香過程中使用小火，冷卻后粉碎磨粉，并使用50目振蕩篩進(jìn)行過濾。在蔥、姜、蒜炒香過程中，要求在油溫達(dá)到120 ℃時(shí)加入蔥、姜、蒜，并將油溫升高至130 ℃，保持10 min后過濾，留取油液冷卻備用。將冷卻后的油液加溫至120 ℃，加入所有原材料進(jìn)行混合拌勻即可完成燒烤醬的生產(chǎn)[7-8]。

本文通過對(duì)10種不同品牌燒烤醬進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出燒烤醬主要原料用量統(tǒng)計(jì)結(jié)果，并計(jì)算10種燒烤醬原料使用量標(biāo)準(zhǔn)偏差，燒烤醬原料使用量及標(biāo)準(zhǔn)偏差見表1。

表1 燒烤醬原材料使用量統(tǒng)計(jì)結(jié)果及標(biāo)準(zhǔn)偏差Table 1 Statistical results and standard deviation of raw materials amount of barbecue sauce

利用模糊數(shù)學(xué)進(jìn)行感官綜合評(píng)價(jià)時(shí)，需要建立評(píng)價(jià)因素集E、評(píng)價(jià)集F={9,7,5,2}以及權(quán)重因素集G={0.2175,0.235,0.27,0.1375,0.14}。根據(jù)專業(yè)評(píng)價(jià)小組成員對(duì)燒烤醬的綜合評(píng)價(jià)，采用均值法得到模糊關(guān)系數(shù)字矩陣R[9]。權(quán)重因素集G和模糊關(guān)系數(shù)字矩陣R合成后，即可得到每個(gè)燒烤醬的評(píng)價(jià)結(jié)果Y=G×R，評(píng)價(jià)結(jié)果Y與評(píng)價(jià)集矩陣F即可合成綜合評(píng)分矩陣T=Y×F[10-11]。

組成不低于8人的專業(yè)感官評(píng)價(jià)小組，分別從滋味、色澤、風(fēng)味、回味以及形態(tài)5個(gè)角度對(duì)燒烤醬進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，分值越高表示燒烤醬的綜合評(píng)分越高[12]。燒烤醬感官評(píng)價(jià)打分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 燒烤醬感官評(píng)價(jià)打分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation scoring standard of barbecue sauce

2 單因素影響實(shí)驗(yàn)

由表1中原材料使用標(biāo)準(zhǔn)偏差可知，豆瓣醬、豆豉、白糖以及大蒜的偏差較大，表明10種燒烤醬中這些原材料的使用離散度較大[13-14]。本文對(duì)該4種原材料進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)檢測(cè)豆瓣醬添加量對(duì)燒烤醬感官評(píng)價(jià)影響程度，當(dāng)豆瓣醬添加量小于300 g時(shí)，感官評(píng)價(jià)得分隨著添加量的增加而升高，豆瓣醬添加量大于300 g后，隨著豆瓣醬添加量的增加，感官評(píng)價(jià)得分逐漸降低。

實(shí)驗(yàn)檢測(cè)豆豉添加量對(duì)燒烤醬感官評(píng)價(jià)影響程度，當(dāng)豆豉添加量小于11 g時(shí)，感官評(píng)價(jià)得分隨著豆豉添加量的增加而升高，豆豉添加量大于11 g后，隨著豆豉添加量的增加，感官評(píng)價(jià)得分逐漸降低。

實(shí)驗(yàn)檢測(cè)白糖添加量對(duì)燒烤醬感官評(píng)價(jià)影響程度，當(dāng)白糖添加量小于10 g時(shí)，感官評(píng)價(jià)得分隨著白糖添加量的增加而升高，白糖添加量大于10 g后，隨著白糖添加量的增加，感官評(píng)價(jià)得分逐漸降低。

實(shí)驗(yàn)檢測(cè)大蒜添加量對(duì)燒烤醬感官評(píng)價(jià)影響程度，當(dāng)大蒜添加量小于11 g時(shí)，感官評(píng)價(jià)得分隨著大蒜添加量的增加而升高，大蒜添加量大于11 g后，隨著大蒜添加量的增加，感官評(píng)價(jià)得分逐漸降低。

3 正交實(shí)驗(yàn)及模糊數(shù)學(xué)分析

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)燒烤醬中豆瓣醬添加量、豆豉添加量、白糖添加量以及大蒜添加量進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，對(duì)燒烤醬配方進(jìn)行優(yōu)化，燒烤醬配方優(yōu)化正交實(shí)驗(yàn)表見表3。

表3 燒烤醬原材料添加量優(yōu)化正交實(shí)驗(yàn)表Table 3 Orthogonal experiment table of optimization of raw materials additive amount of barbecue sauce g

按照表3實(shí)驗(yàn)因素進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，正交實(shí)驗(yàn)所得燒烤醬感官評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)見表4。

表4 燒烤醬感官評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)Table 4 Sensory evaluation data of barbecue sauce

根據(jù)以上正交實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)結(jié)果，利用均值法可得每組實(shí)驗(yàn)?zāi)：P(guān)系數(shù)字矩陣：

根據(jù)模糊數(shù)學(xué)評(píng)分模型，代入權(quán)重因素集G、模糊關(guān)系數(shù)字矩陣R以及評(píng)價(jià)集矩陣F，可以得出每組實(shí)驗(yàn)綜合評(píng)分結(jié)果Ti=G×Ri×F。計(jì)算結(jié)果見表5。

表5 燒烤醬感官評(píng)價(jià)得分Table 5 Sensory evaluation scores of barbecue sauce

將感官綜合評(píng)價(jià)結(jié)果代入正交實(shí)驗(yàn)表，正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 燒烤醬正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 6 The orthogonal experiment results of barbecue sauce

續(xù) 表

由表6可知，大蒜添加量對(duì)燒烤醬感官評(píng)價(jià)影響程度最大，豆豉添加量對(duì)燒烤醬感官評(píng)價(jià)影響程度最小，同時(shí)從正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，燒烤醬最佳生產(chǎn)工藝組合方式為A2B1C2D2，對(duì)應(yīng)豆瓣醬添加量為300 g，豆豉添加量為9 g，白糖添加量為10 g，大蒜添加量為11 g。

4 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)成分檢測(cè)分析

采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)燒烤醬揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)成分進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見表7。

表7 燒烤醬揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)成分檢測(cè)數(shù)據(jù)Table 7 Detection data of volatile flavor substances in barbecue sauce

燒烤醬中的醇類物質(zhì)主要來自于豆瓣醬、醬油等發(fā)酵類原材料，醇類物質(zhì)為燒烤醬提供花果香、黃油香等芳香氣味，其中苯乙醇和芳樟醇為豆瓣醬提供了獨(dú)特的風(fēng)味特征。與醇類物質(zhì)相似，酯類物質(zhì)也主要來自于原材料中的發(fā)酵類原材料，原材料之間發(fā)生化合反應(yīng)，也會(huì)生成部分酯類物質(zhì)，酯類物質(zhì)為燒烤醬提供奶香氣味，同時(shí)能夠掩蓋游離脂肪酸產(chǎn)生的異味，其中乙酯類物質(zhì)可為燒烤醬提供酸辣香氣。醛類物質(zhì)由原材料中的不飽和脂肪酸和糖類物質(zhì)發(fā)生降解而成，為燒烤醬提供花香和焦香氣味，苯乙醛、苯甲醛以及正己醛是燒烤醬中的主要醛類物質(zhì)，主要來自于豆瓣醬，因此燒烤醬含有濃郁的豆瓣醬氣味。燒烤醬中酮類物質(zhì)含量較少，主要是由其中的不飽和脂肪酸發(fā)生氧化和降解而成，氨基酸降解也會(huì)生成少量的酮類物質(zhì)，因含量較少，對(duì)燒烤醬的風(fēng)味特征幾乎不會(huì)產(chǎn)生較大的影響。燒烤醬中酚類物質(zhì)為乙基苯酚和甲氧基苯酚，含量較低，產(chǎn)生一種焦香和辛香的口味。酚類物質(zhì)主要來自于豆瓣醬，酚類物質(zhì)含量較低，不會(huì)對(duì)豆瓣醬的風(fēng)味特征產(chǎn)生較大的影響。烯類物質(zhì)主要是來自于燒烤醬原材料中的辣椒或生姜發(fā)酵，產(chǎn)生多種烯類物質(zhì)，能夠有效地掩蓋燒烤醬中的肉腥味，烯類物質(zhì)含量較高，但不會(huì)對(duì)燒烤醬的風(fēng)味特征產(chǎn)生較大影響。燒烤醬中的含硫化合物主要來自于蔥、姜、蒜，能夠釋放出烯丙基硫醚和烯丙二基硫醚，為燒烤醬賦予濃郁的蒜香風(fēng)味特征，對(duì)燒烤醬的風(fēng)味特征有較大影響。

5 結(jié)論

基于模糊數(shù)學(xué)和正交實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)燒烤醬配方進(jìn)行優(yōu)化，并采用感官綜合評(píng)價(jià)的方式獲取最優(yōu)配比，利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)最優(yōu)配方生產(chǎn)的燒烤醬進(jìn)行揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)燒烤醬的生產(chǎn)過程和風(fēng)味物質(zhì)特征控制具有一定的指導(dǎo)意義。