時書音 王書勛 常亮

DOI：10.3969/j.issn.1000-9973.2024.05.023

引文格式：時書音，王書勛，常亮.基于模糊數學對低鹽蕎麥豆醬加工工藝優(yōu)化及其品質的測定[J].中國調味品，2024，49（5）：137-141.

SHI S Y， WANG S X， CHANG L.Optimization of processing technology and determination of quality of low-salt buckwheat soybean paste based on fuzzy mathematics[J].China Condiment，2024，49（5）：137-141.

摘要：隨著人們健康意識的提高和對傳統(tǒng)食品的追求，低鹽蕎麥豆醬作為一種健康、營養(yǎng)豐富的調味品，具有廣闊的市場潛力。然而低鹽蕎麥豆醬加工工藝目前尚處于起步研究階段，該研究通過模糊數學法對低鹽蕎麥豆醬加工工藝進行研究，結果表明，低鹽蕎麥豆醬的最佳加工工藝為發(fā)酵時間55 d、發(fā)酵溫度35 ℃、食鹽添加量8%和苦蕎粉添加量30%。此外，利用高效液相色譜法對低鹽蕎麥豆醬中的香氣成分進行分析，發(fā)現低鹽蕎麥豆醬中含量最高的香氣化合物為酯類，含量最低的香氣化合物為醛類和酮類。

關鍵詞：蕎麥豆醬；加工工藝；香氣成分；模糊數學

中圖分類號：TS264.24????? 文獻標志碼：A????? 文章編號：1000-9973（2024）05-0137-05

Optimization of Processing Technology and Determination of Quality of

Low-Salt Buckwheat Soybean Paste Based on Fuzzy Mathematics

SHI Shu-yin1， WANG Shu-xun1， CHANG Liang2

（1.Henan Geology Mineral College， Zhengzhou 451464， China; 2.School of Food Science

and Engineering， Zhengzhou University， Zhengzhou 450001， China）

Abstract： With the improvement of people's health awareness and the pursuit of traditional food， low-salt buckwheat soybean paste， as a healthy and nutritious condiment， has a broad market potential. However， the processing technology of low-salt buckwheat soybean paste is still in the initial research stage. In this study， the processing technology of low-salt buckwheat soybean paste is studied by fuzzy mathematics. The results show that the optimal processing technology of low-salt buckwheat soybean paste is fermentation time of 55 d， fermentation temperature of 35 ℃， salt addition amount of 8% and tartary buckwheat flour addition amount of 30%. In addition， the aroma components in low-salt buckwheat soybean paste are analyzed by high performance liquid chromatography， and it is found that the aroma compound with the highest content in low-salt buckwheat soybean paste are esters， and the aroma compound with the lowest content are aldehydes and ketones.

Key words： buckwheat soybean paste; processing technology; aroma components; fuzzy mathematics

收稿日期：2023-11-16

基金項目：2022年河南省科技廳基金項目（20220319-SP-32D）

作者簡介：時書音（1986—），女，講師，碩士，研究方向：食品數據分析。

隨著人們對健康和營養(yǎng)的關注度增加，蕎麥豆醬作為一種富含蛋白質、微量元素的調味食品，越來越受到消費者的喜愛[1]。同時，豆醬在中國傳統(tǒng)菜肴中的重要地位促進了市場需求的增長[2]，也推動了豆醬產量的增加，目前我國豆醬的產量已經達到了較高的水平[3-4]。此外，隨著我國對外貿易的不斷發(fā)展，豆醬也成為了我國出口的調味品之一[5]。越來越多的國家和地區(qū)開始了解和接受我國的豆醬，出口市場的擴大也對豆醬的產量提出了更高的要求[6]。

在大豆種植方面，政府的支持政策和農業(yè)技術的不斷提升使得大豆產量穩(wěn)步增長。農民通過采用高產優(yōu)質品種和科學種植管理技術，大大提高了大豆的產量和品質[7]。政府還加強了對大豆種植的補貼和扶持，鼓勵農民增加大豆種植面積。在加工技術和設備方面，豆醬生產企業(yè)不斷引進先進的生產工藝和設備，提高了生產效率和產品質量[8]。傳統(tǒng)的手工制作方式逐漸被機械化和自動化的生產線所取代，大大提高了豆醬的產能。同時，豆醬生產企業(yè)還注重產品的研發(fā)創(chuàng)新，推出了更多種類和口味的豆醬產品，以滿足不同消費者的需求[9-10]。

鹽在傳統(tǒng)蕎麥豆醬中起到調味和保鮮的作用，降低鹽含量會對蕎麥豆醬的品質產生一定的影響[11]。因此，研究者致力于尋找替代鹽的成分，如氨基酸、食醋、酵母提取物等，以提高低鹽蕎麥豆醬的風味和品質。通過發(fā)酵可以增強產品的風味和營養(yǎng)價值[12]。

低鹽蕎麥豆醬加工工藝的研究尚處于初級階段，但已經取得了一些進展，進一步研究和優(yōu)化低鹽蕎麥豆醬的加工工藝有助于推動健康飲食，拓展市場需求，提升產品的品質和口感，同時能夠推動農產品加工升級，滿足消費者對健康食品的需求。

1? 材料與方法

1.1? 試驗材料與試劑

黃豆、苦蕎麥、食鹽、氫氧化鈉、95%乙醇、鄰苯二甲酸氫鉀、米曲霉和黑曲霉。

1.2? 試驗儀器

生化培養(yǎng)箱、高速粉碎機、電子天平、恒溫水浴鍋、干燥箱、磁力攪拌器、標準凈化工作臺和恒溫振蕩器。

1.3? 試驗方法

1.3.1? 蕎麥豆醬加工工藝流程

苦蕎麥→脫殼、炒制→粉碎成蕎麥粉→黃豆浸泡、蒸煮→將蕎麥粉和黃豆混合→制曲→接種發(fā)酵→蕎麥豆醬成品。

1.3.2? 操作要點

1.3.2.1? 黃豆的處理

選取顆粒飽滿的黃豆，用3倍體積的清水對黃豆進行浸泡，清洗干凈后用水蒸煮1 h，用手搓成無生心的黃豆，攤開，將表面的水分晾干備用。

1.3.2.2? 苦蕎麥的處理

將苦蕎麥去雜后裝入干凈布袋中，清洗干凈，用小火烘干成黃褐色，粉碎后備用。

1.3.2.3? 制曲

將苦蕎粉與菌種混合后置于35 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h，期間每隔6 h翻曲一次。

1.3.2.4? 發(fā)酵

將黃豆醬與鹽水混合均勻，裝瓶后控溫進行發(fā)酵，制成蕎麥豆醬。

1.3.3? 低鹽蕎麥豆醬發(fā)酵工藝優(yōu)化的單因素試驗

以發(fā)酵時間、發(fā)酵溫度、食鹽添加量和苦蕎粉添加量為4個影響因素進行單因素試驗，分別研究不同發(fā)酵時間（40，45，50，55，60，65，70 d）、不同發(fā)酵溫度（25，30，35，40，45，50，55 ℃）、不同食鹽添加量（2%、4%、6%、8%、10%、12%、14%）和不同苦蕎粉添加量（5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%）對低鹽蕎麥豆醬感官評分的影響。

1.3.4? 低鹽蕎麥豆醬發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗

根據單因素試驗結果，以A（發(fā)酵時間）、B（苦蕎粉添加量）、C（發(fā)酵溫度）和D（食鹽添加量）為變量因子，低鹽蕎麥豆醬的感官評分為指標，進行正交試驗，正交試驗因素水平設計見表1。

1.3.5? 低鹽蕎麥豆醬感官評分

邀請10位具有感官評分經驗的人員對低鹽蕎麥豆醬進行感官評分，從低鹽蕎麥豆醬的顏色、香味、味道和形態(tài)結構4個方面對其進行感官評分，感官評分指標見表2。

1.3.6? 模糊數學模型的建立

設定蕎麥豆醬的感官評分集S（S1，S2，S3，S4），分別表示顏色、香味、味道和形態(tài)結構，評分集Z（Z1，Z2，Z3，Z4），分別表示優(yōu)（90分）、良（80分）、中（70分）和差（60分）；權重集A（A1，A2，A3，A4）=（0.3，0.3，0.2，0.2）。建立模糊數學評價體系，模糊數學綜合評價結果為Wi=Yi×Z。

1.3.7? 低鹽蕎麥豆醬香氣成分的測定

利用氣相色譜-質譜法對低鹽蕎麥豆醬香氣成分進行分析。

2? 結果和討論

2.1? 單因素試驗

2.1.1? 發(fā)酵時間對低鹽蕎麥豆醬感官評分的影響

由圖1可知，隨著發(fā)酵時間的增加，蕎麥豆醬的感官評分先增加后基本保持不變。不同的發(fā)酵時間下低鹽蕎麥豆醬中的風味特點和口感不同。較短的發(fā)酵時間使得豆醬保持較清淡的風味。當發(fā)酵時間超過55 d時，隨著發(fā)酵時間的增加，對低鹽蕎麥豆醬感官評分的影響程度減小，較長的發(fā)酵時間可能會帶來更復雜和濃郁的風味，同時也生成一些發(fā)酵產物，如氨基酸、胺類物質等。因此，確定低鹽蕎麥豆醬的最佳發(fā)酵時間為50～60 d。

2.1.2? 苦蕎粉添加量對低鹽蕎麥豆醬感官評分的影響

苦蕎粉是由苦蕎（即蕎麥）經過研磨而成的粉末，其在低鹽蕎麥豆醬中使用可以給予醬料特殊的風味和口感。由圖2可知，隨著苦蕎粉添加量的不斷增加，低鹽蕎麥豆醬的感官評分先升高后降低，這是由于苦蕎粉的加入會使低鹽蕎麥豆醬的風味更加豐富，為其增添了食物的特色和獨特性，也增加了醬料的黏稠度和口感的細膩度。當苦蕎粉添加量大于30%時，隨著苦蕎粉添加量的增加，低鹽蕎麥豆醬的感官評分不斷降低。因此，確定苦蕎粉的最佳添加量為25%～35%。

2.1.3? 發(fā)酵溫度對低鹽蕎麥豆醬感官評分的影響

不同的發(fā)酵溫度可以影響酵母在豆醬中的生長速度、代謝產物形成以及風味。當發(fā)酵溫度低于35 ℃時，低鹽蕎麥豆醬的感官評分隨著發(fā)酵溫度的升高而升高，在較低的溫度下，發(fā)酵過程中產生的酸味和香氣可能會相對較輕，醬料的風味可能較清淡和原始。當發(fā)酵溫度超過35 ℃時，低鹽蕎麥豆醬的感官評分隨著發(fā)酵溫度的升高而不斷降低。發(fā)酵溫度過高可能會導致過度發(fā)酵或過度代謝，產生不良的氣味或口感。因此，確定低鹽蕎麥豆醬的最佳發(fā)酵溫度為30～40 ℃。

2.1.4? 食鹽添加量對低鹽蕎麥豆醬感官評分的影響

食鹽添加量對低鹽蕎麥豆醬的感官評分具有顯著影響。食鹽作為一種重要的調味品，對于食物的味道和口感起著至關重要的作用，直接影響醬料的咸味程度。較低的食鹽添加量使得醬料的咸味相對較輕，而較高的食鹽添加量則會使醬料的咸味更加濃郁。適度的食鹽添加量可以增強低鹽蕎麥豆醬的風味平衡，提升其他成分的味道，使其更加美味。

由圖4可知，當食鹽添加量小于8%時，低鹽蕎麥豆醬的感官評分隨著食鹽添加量的增加而不斷升高；過少的食鹽添加量可能導致醬料的味道單調或不足，缺乏層次感。當食鹽添加量大于8%時，低鹽蕎麥豆醬的感官評分開始逐漸降低，過多的食鹽添加量則會使醬料過咸，影響口感和整體的風味表現。適量的食鹽能夠促進食材中蛋白質的結合和水分的保持，增加醬料的黏稠度和口感的豐富性。然而，過多的食鹽可能會引起過度的蛋白質凝聚和水分流失，導致醬料過于稠厚或干澀。因此，確定食鹽的最佳添加量為7%～9%。

2.2? 模糊數學的感官評定

根據單因素試驗結果，制作29個低鹽蕎麥豆醬樣品，邀請10位具有感官評定經驗的人員對低鹽蕎麥豆醬進行投票，低鹽蕎麥豆醬的感官評分投票結果見表3。

2.2.1? 模糊數學矩陣Y的建立

根據表3中的感官評分結果進行轉化，以樣品1低鹽蕎麥豆醬為例，其模糊數學感官評分結果如下：

Y1=

0.50.30.10.1

0.50.30.20

0.40.600

0.60.20.20

。

同理可得Y2～Y29。

2.2.2? 隸屬度X的計算

隸屬度X=A×Yi。綜合評分結果向量X1=A×Y1=（0.5，0.34，0.13，0.03），同理可得X2～X29。

2.2.3? 模糊數學計算低鹽蕎麥豆醬感官評分W

感官評分Wi=Yi×Z，W1=Y1×Z=0.5×90+0.34×80+0.13×70+0.03×60=83.1，同理可得W2～W29。

2.3? 正交試驗結果及分析

正交試驗設計及結果見表4，低鹽蕎麥豆醬的回歸模型方差分析結果見表5。

利用軟件Design-Expert 12對表4中的數據進行多元線性回歸擬合分析，得到低鹽蕎麥豆醬的感官評分W與4個影響因子A、B、C和D的二次多項式回歸模型：W=83.67+0.45A+0.37B+2.13C－0.69D－0.25AB+2.18AC+1.58AD－0.25BC－1.24BD+0.14CD－1.21A2－2.23B2－4.21C2－2.31D2。由表4中29組低鹽蕎麥豆醬的感官評分可知，第7組的感官評分最高，為88.69分，此時加工工藝為發(fā)酵時間55 d、發(fā)酵溫度35 ℃、食鹽添加量8%和苦蕎粉添加量30%。

由表5可知，該模型的P＜0.000 1，表示模型極顯著，失擬項的P=0.231 1，表示失擬項不顯著，說明不存在失擬項因素，該模型沒有受到失擬項的影響，數據結果具有較高可靠性。決定系數R2=0.967，說明低鹽蕎麥豆醬的感官評分受發(fā)酵時間、發(fā)酵溫度、食鹽添加量和苦蕎粉添加量的影響率為96.7%。方差分析結果表明，發(fā)酵溫度對蕎麥豆醬感官評分的影響最明顯，而苦蕎粉添加量對蕎麥豆醬感官評分的影響最小。

2.4? 低鹽蕎麥豆醬香氣成分的測定

低鹽蕎麥豆醬中的香氣成分主要來自蕎麥本身以及發(fā)酵過程中產生的代謝產物。蕎麥中的麥芽糖在發(fā)酵過程中可能被酵母或細菌轉化為香氣化合物，為豆醬提供甜香氣。發(fā)酵過程中蛋白質可能會被分解成氨基酸。一些氨基酸如谷氨酸、天冬氨酸等可能通過發(fā)酵代謝產生具有鮮味和酸味的香氣物質。發(fā)酵過程中產生的酵母或細菌代謝產物包括醇類、酸類、酚類、醛類、酮類和酯類化合物，這些化合物可以賦予低鹽蕎麥豆醬水果、花香或香料的香氣。

由表6可知，低鹽蕎麥豆醬中含有醇類、酸類、酚類、醛類、酮類和酯類化合物，其中酯類有13種，種類最多，相對分子質量也最多，醛類和酮類化合物有6種，種類最少，相對分子質量也較少。

3? 小結

低鹽蕎麥豆醬中鹽含量較低，減少了患高血壓和心血管疾病的風險。隨著人們對健康食品關注度的不斷增加，低鹽蕎麥豆醬作為一種健康、營養(yǎng)豐富的調味品，具有較高的市場潛力。提升低鹽蕎麥豆醬的附加值和市場競爭力可以推動蕎麥產業(yè)的提質增效，帶動相關農產品的發(fā)展。低鹽蕎麥豆醬作為一種健康、營養(yǎng)豐富的調味品，可以滿足消費者對低鹽、天然食品的需求。

本研究通過模糊數學法對低鹽蕎麥豆醬的加工工藝進行研究和優(yōu)化，結果表明，低鹽蕎麥豆醬的最佳加工工藝為發(fā)酵時間55 d、發(fā)酵溫度35 ℃、食鹽添加量8%和苦蕎粉添加量30%。此外，利用高效液相色譜法對低鹽蕎麥豆醬中的香氣成分進行分析，發(fā)現低鹽蕎麥豆醬中含量最多的香氣化合物為酯類，含量最少的香氣化合物為醛類和酮類。

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