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        模糊數(shù)學(xué)在蝦味香精加工工藝研究中的應(yīng)用

        2022-12-05 12:39:34曾志強(qiáng)劉曉春
        中國(guó)調(diào)味品 2022年12期
        關(guān)鍵詞:解液香精對(duì)蝦

        曾志強(qiáng),劉曉春

        (南昌理工學(xué)院,南昌 330044)

        隨著對(duì)蝦產(chǎn)量的增長(zhǎng)和海洋生物加工工藝的不斷發(fā)展,以蝦為原材料進(jìn)行生物酶解,生產(chǎn)蝦味醬油和蝦味雞精等調(diào)味品,能夠有效保留原有的氨基酸成分,提供人體所必需的多種氨基酸[1-2]。蝦味產(chǎn)品的感官指標(biāo)和物理指標(biāo)均較好,在食品評(píng)價(jià)過(guò)程中能夠較好地對(duì)原有的各種營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行保留[3]。在食品綜合品質(zhì)評(píng)價(jià)過(guò)程中,經(jīng)常采用感官指標(biāo)評(píng)價(jià)、物理指標(biāo)分析以及化學(xué)指標(biāo)測(cè)定的方式,其中感官綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)為主導(dǎo)方法,但感官評(píng)價(jià)過(guò)程容易受到主觀因素的影響,將模糊數(shù)學(xué)與感官綜合評(píng)價(jià)相結(jié)合,能夠準(zhǔn)確、客觀地進(jìn)行食品品質(zhì)評(píng)價(jià),同時(shí)避免評(píng)價(jià)過(guò)程中主觀因素的影響。本文利用均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法,對(duì)蝦味香精制備過(guò)程中的美拉德反應(yīng)進(jìn)行分析,研究蝦味香精制備的最佳配方,同時(shí)采用模糊數(shù)學(xué)方法對(duì)蝦味香精進(jìn)行感官綜合評(píng)價(jià),為蝦味香精工業(yè)化生產(chǎn)配方優(yōu)化提供了理論基礎(chǔ)。

        1 蝦味香精樣品制備與分析方法

        在制備蝦味香精時(shí),首先需要制作蝦酶解液。利用高速組織搗碎機(jī)將對(duì)蝦進(jìn)行攪碎處理,放置后形成蝦漿,稱(chēng)取適量蝦漿于去離子水中,并放置于酶解反應(yīng)容器中,使用磁力攪拌的方式進(jìn)行均勻處理和升溫,當(dāng)溫度達(dá)到90 ℃時(shí),放置10 min,使蝦漿混合溶液變性,再進(jìn)行降溫處理,當(dāng)溫度達(dá)到55 ℃時(shí),堿性蛋白酶活性達(dá)到最高,此時(shí)將混合液的pH值調(diào)節(jié)為8,加入堿性蛋白酶,對(duì)混合溶液進(jìn)行3 h酶解;酶解完成后將混合液溫度調(diào)節(jié)至50 ℃,混合液pH值調(diào)節(jié)為8,加入風(fēng)味蛋白酶繼續(xù)酶解1 h,酶解完成后進(jìn)行升溫處理,在90 ℃條件下保存溶液10 min,此時(shí)溶液中所添加的堿性蛋白酶和風(fēng)味蛋白酶均喪失活性;將混合溶液進(jìn)行離心處理,離心機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度為10000 r/min,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間為10 min,離心完成后取溶液上清液作為制備蝦味香精時(shí)所用的蝦酶解液[4-6]。

        稱(chēng)取適量的L-精氨酸、L-丙氨酸、L-蛋氨酸、阿拉伯糖、木糖,并混合一定的維生素B和維生素C,加入蝦酶解液中,放置于燒杯中使用磁力攪拌機(jī)進(jìn)行均勻處理,將溶液pH值調(diào)節(jié)為7,量取適量混合溶液加入美拉德反應(yīng)瓶中,加入少量豆油,將容器密封并置于油浴鍋中進(jìn)行加熱,溶液反應(yīng)30 min后,將其冷卻至室溫,此時(shí)對(duì)溶液香氣進(jìn)行感官綜合評(píng)價(jià)[7-8]。

        對(duì)前期試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析[9-10],確定蝦味香精均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中參與反應(yīng)的配方為蝦酶解液、阿拉伯糖、木糖、L-精氨酸、L-丙氨酸、L-蛋氨酸、維生素B、維生素C、食鹽、油。在均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中,確定試驗(yàn)因素為6個(gè),其試驗(yàn)區(qū)域見(jiàn)表1。同時(shí)加入食鹽0.5 g、食用油0.5 g、維生素B 0.05 g和維生素C 0.2 g。

        表1 蝦味香精均勻試驗(yàn)因素區(qū)間Table 1 Factor interval of shrimp-flavor essence uniform test g

        根據(jù)表1,確定蝦酶解液均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案,見(jiàn)表2。

        表2 蝦味香精均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案Table 2 Uniform test design scheme of shrimp-flavor essence g

        蝦味香精均勻試驗(yàn)完成后,采用模糊數(shù)學(xué)原理對(duì)其進(jìn)行感官綜合評(píng)價(jià),感官綜合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3[11]。根據(jù)感官評(píng)價(jià)體系方法,設(shè)定評(píng)價(jià)過(guò)程因素集U和評(píng)語(yǔ)集V:

        表3 蝦味香精感官綜合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Comprehensive sensory evaluation standard for shrimp-flavor essence

        從因素集U到評(píng)語(yǔ)集V之間映射R,假設(shè)模糊集加權(quán)數(shù)為X={X1,X2,X3},則感官綜合評(píng)價(jià)結(jié)果可表示為Y=X·R[12]。

        邀請(qǐng)30位評(píng)審專(zhuān)家,對(duì)蝦味香精分別從色澤、香氣、組織形態(tài)方面進(jìn)行評(píng)價(jià),統(tǒng)計(jì)得出各影響因素權(quán)重,其中色澤對(duì)蝦味香精品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)影響權(quán)重為0.3,香氣對(duì)蝦味香精品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)影響權(quán)重為0.4,組織形態(tài)對(duì)蝦味香精品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)影響權(quán)重為0.3,因此可以得出影響因素權(quán)重集為[13]:

        X={色澤,香氣,組織形態(tài)}={0.3,0.4,0.3}。

        2 試驗(yàn)結(jié)果分析

        均勻試驗(yàn)完成后,感官綜合評(píng)價(jià)人員對(duì)12組均勻試驗(yàn)結(jié)果分別對(duì)色澤、香氣、組織形態(tài)3個(gè)不同的評(píng)價(jià)因素進(jìn)行打分,統(tǒng)計(jì)每組試驗(yàn)所得蝦味香精3個(gè)評(píng)價(jià)因素優(yōu)秀、良好、一般、差所占的比例,由此可以得到模糊關(guān)系矩陣[14-15]。蝦味香精均勻試驗(yàn)評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表4。

        表4 蝦味香精均勻試驗(yàn)評(píng)價(jià)結(jié)果Table 4 Evaluation results of uniform test for shrimp-flavor essence

        續(xù) 表

        由此可以計(jì)算得出每組均勻試驗(yàn)所得蝦味香精感官綜合評(píng)價(jià)結(jié)果,并對(duì)其進(jìn)行歸一化處理,12組均勻試驗(yàn)所得蝦味香精樣品模糊關(guān)系綜合評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表5[16]。

        表5 蝦味香精均勻試驗(yàn)?zāi):P(guān)系綜合評(píng)價(jià)結(jié)果Table 5 Comprehensive evaluation results of fuzzy relationship in shrimp-flavor essence uniform test

        蝦味香精綜合評(píng)價(jià)模糊關(guān)系方差分析結(jié)果見(jiàn)表6,蝦味香精均勻試驗(yàn)因素回歸系數(shù)見(jiàn)表7,當(dāng)P<0.01時(shí)表示數(shù)據(jù)差異極顯著,當(dāng)0.01

        表6 蝦味香精綜合評(píng)價(jià)模糊關(guān)系方差分析結(jié)果Table 6 Results of variance analysis of fuzzy relationship for comprehensive evaluation of shrimp-flavor essence

        表7 蝦味香精均勻試驗(yàn)因素回歸系數(shù)Table 7 Regression coefficient of shrimp-flavor essence uniform test factors

        由表7可知,在蝦味香精均勻試驗(yàn)過(guò)程中,木糖、L-丙氨酸和L-蛋氨酸對(duì)蝦味香精感官綜合評(píng)價(jià)的影響不顯著,蝦酶解液和L-精氨酸對(duì)蝦味香精感官綜合評(píng)價(jià)的影響顯著,阿拉伯糖對(duì)蝦味香精感官綜合評(píng)價(jià)的影響極顯著。

        根據(jù)蝦味香精均勻試驗(yàn)因素回歸系數(shù),可以得出蝦味香精感官綜合評(píng)價(jià)影響因素線性回歸方程:Y=0.198+0.112A1-2.921A2-0.102A3-1.801A4+0.919A5+

        1.425A6。

        對(duì)回歸方程進(jìn)行分析,模型中P值為0.043,P<0.05,表明模型顯著。當(dāng)A1=20,A2=0.1,A3=0.2,A4=0.1,A5=0.6,A6=0.6時(shí),感官綜合評(píng)價(jià)達(dá)到最大值3.35。由此可以得出蝦味香精的最佳工藝配方為蝦酶解液添加量20 g、阿拉伯糖添加量0.1 g、木糖添加量0.2 g、L-精氨酸添加量0.1 g、L-丙氨酸添加量0.6 g、L-蛋氨酸添加量0.6 g。

        3 蝦味香精工藝配方試驗(yàn)驗(yàn)證與評(píng)價(jià)

        利用上述所得到的最佳工藝配方進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證,并采用模糊數(shù)學(xué)感官綜合評(píng)價(jià)法進(jìn)行分析。蝦味香精生產(chǎn)工藝配方驗(yàn)證試驗(yàn)感官評(píng)價(jià)見(jiàn)表8。

        表8 蝦味香精配方驗(yàn)證試驗(yàn)感官評(píng)價(jià)Table 8 Sensory evaluation of shrimp-flavor essence formula verification test

        驗(yàn)證試驗(yàn)所得蝦味香精樣品模糊關(guān)系綜合評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表9。

        表9 蝦味香精驗(yàn)證試驗(yàn)?zāi):P(guān)系綜合評(píng)價(jià)結(jié)果Table 9 Comprehensive evaluation results of fuzzy relationship in shrimp-flavor essence verification test

        驗(yàn)證試驗(yàn)所得蝦味香精感官綜合評(píng)價(jià)結(jié)果與預(yù)測(cè)結(jié)果之間的偏差為2.38%,由此說(shuō)明利用模糊數(shù)學(xué)所得蝦味香精配方工藝合理可信。綜上所述,本文利用模糊數(shù)學(xué)感官綜合評(píng)價(jià)法分析得出蝦味香精最優(yōu)化配方比(見(jiàn)表10),同時(shí)加入食鹽0.5 g、食用油0.5 g、維生素B 0.05 g和維生素C 0.2 g。

        表10 蝦味香精最優(yōu)化配方比Table 10 The optimal formula ratios of shrimp-flavor essence

        4 結(jié)論

        利用模糊數(shù)學(xué)原理建立蝦味香精感官綜合評(píng)價(jià)方法,并采用均勻試驗(yàn)的方式確定蝦味香精制備的最佳工藝配方,試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果表明,分析所得最佳工藝配方制備的蝦味香精感官綜合評(píng)價(jià)結(jié)果與預(yù)測(cè)結(jié)果之間的偏差小于5%,表明本文所得蝦味香精優(yōu)選配方具有較高的可信度,同時(shí)表明模糊數(shù)學(xué)感官綜合評(píng)價(jià)法能夠有效進(jìn)行蝦味香精工藝配方優(yōu)化。

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