基于模糊數(shù)學(xué)評(píng)判法優(yōu)化斑點(diǎn)叉尾鮰的腌制工藝

郭歌 杜飛 伍世偉

摘要：以斑點(diǎn)叉尾鮰為研究對(duì)象，運(yùn)用超高壓和滾揉結(jié)合方式探究不同壓力和腌制時(shí)間對(duì)腌制斑點(diǎn)叉尾鮰的色澤、氣味、組織形態(tài)、彈性和黏聚性的影響，進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析及模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)判感官分析。結(jié)果表明，超高壓壓力200 MPa、真空滾揉壓力0.08 MPa、腌制時(shí)間20 min為腌制最優(yōu)工藝，此時(shí)腌制魚肉肉質(zhì)滑嫩，組織形態(tài)緊實(shí)不松散，風(fēng)味極佳。

關(guān)鍵詞：斑點(diǎn)叉尾鮰；腌制；模糊數(shù)學(xué)；超高壓；真空滾揉

中圖分類號(hào)：TS205.2? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1000-9973（2023）05-0156-04

Abstract： With spotted catfish as the research object， the effects of different pressures and salting time on the color， flavor， texture morphology， elasticity and cohesiveness of salted spotted catfish are investigated by the combination of ultra-high pressure and tumbling. Response surface optimization experiment is carried out to analyze the experimental results and the sensory analysis of fuzzy mathematics comprehensive evaluation is conducted. The results show that the optimal salting process is ultra-high pressure of 200 MPa， vacuum tumbling pressure of 0.08 MPa， and salting time of 20 min. At this time， the salted fish is smooth and tender， and the texture morphology is compact and not loose， and the flavor is excellent.

Key words： spotted catfish; salting; fuzzy mathematics; ultra-high pressure; vacuum tumbling

收稿日期：2022-11-08

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)資助項(xiàng)目（51705422）

作者簡(jiǎn)介：郭歌（1982—），女，講師，碩士，研究方向：模糊數(shù)學(xué)與食品工藝優(yōu)化。

斑點(diǎn)叉尾鮰（Letalurus punetaus）又名河鯰、美洲鯰，原產(chǎn)地為美洲，是大型淡水魚中的一種[1]，其魚肉質(zhì)感新鮮、美味，無(wú)細(xì)刺，同時(shí)富含不飽和脂肪酸和人體必需的氨基酸，能夠有效提高人體的免疫力并有明目等功能，目前我國(guó)已有多地對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)殖[2]。斑點(diǎn)叉尾鮰耐凍性差，宰殺后直接凍藏易使蛋白質(zhì)發(fā)生變性，肉質(zhì)變硬[3]，因此多選擇腌制后速凍，進(jìn)而改善魚肉品質(zhì)，增強(qiáng)食用口感。最常使用的腌制方法是濕腌法、鹽水注射法和多種工藝混合的方法[4]。但隨著工業(yè)化生產(chǎn)需求的增長(zhǎng)，超高壓處理技術(shù)逐漸成為優(yōu)選，其不僅具有殺菌作用，而且能提高產(chǎn)品品質(zhì)，在不改變感官品質(zhì)的同時(shí)保持其營(yíng)養(yǎng)成分不流失[5]。當(dāng)下在食品加工過(guò)程中進(jìn)行評(píng)價(jià)的一個(gè)重要指標(biāo)為感官評(píng)價(jià)，而模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)法可以得到更科學(xué)和實(shí)用的結(jié)果[5-6]。本實(shí)驗(yàn)為優(yōu)化腌制工藝影響因素，將新鮮的斑點(diǎn)叉尾鮰作為實(shí)驗(yàn)原料，結(jié)合滾揉和超高壓法，以含鹽量為響應(yīng)值進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)得到腌制魚肉；結(jié)合模糊數(shù)學(xué)評(píng)判法進(jìn)行感官品評(píng)[7]，最終確定腌制魚的最佳工藝，可為后續(xù)腌制魚的工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用提供一定的理論數(shù)據(jù)基礎(chǔ)[8]。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

斑點(diǎn)叉尾鮰、食用鹽、鮮姜、小蔥、大蒜、白糖、食用味精、十三香、新鮮檸檬、料酒、一水檸檬酸：均為市購(gòu)的食品級(jí)原料；化學(xué)藥品硝酸銀：分析純。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

高精度電子秤 上海速衡實(shí)業(yè)有限公司；超高壓設(shè)備 蘇州阿爾法生物實(shí)驗(yàn)器材有限公司；真空滾揉機(jī) 嘉興艾博實(shí)業(yè)有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

斑點(diǎn)叉尾鮰→擊暈后宰殺→清洗并去除內(nèi)臟→切成均勻塊狀→低溫減菌化處理→腌制→包裝→速凍備用。

1.3.2 操作要點(diǎn)

宰殺：將鮮魚使用鈍器進(jìn)行擊暈致死處理，去除內(nèi)臟，用流動(dòng)自來(lái)水沖洗干凈，切成大小均勻的塊狀，于冰水中浸泡，備用。減菌化處理：將魚塊撈出，使用吸水紙吸干表面水分，放在檸檬酸水中浸泡30 min，用無(wú)菌濾紙吸取多余水分。腌制液：白糖5 g，味精1 g，料酒10 mL，雞精2 g，蒜末5 g，蔥末4 g，姜末3 g，五香粉3 g，食用鹽5 g，檸檬汁2 mL。腌制：將處理好的魚肉均勻涂抹腌制液，腌制30 min，通過(guò)響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)進(jìn)行超高壓和真空滾揉處理。速凍成品：將最終腌制品進(jìn)行真空包裝，冷凍后得到成品，備用。

1.4 腌制工藝優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

在腌制液配方相同的情況下，根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果設(shè)計(jì)響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)，篩選出超高壓壓力、真空滾揉壓力及腌制時(shí)間為影響斑點(diǎn)叉尾鮰腌制品質(zhì)的最佳條件，因素水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。以含鹽量及感官評(píng)分為指標(biāo)進(jìn)行篩選。

1.5 指標(biāo)測(cè)定方法

1.5.1 含鹽量的測(cè)定[8-9]

根據(jù) GB 5009.44—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中氯化物的測(cè)定》中的硝酸銀滴定法進(jìn)行含鹽量的測(cè)定。

1.5.2 感官評(píng)價(jià)方法

按照 GB/T 16291.1—2012《感官分析 選拔、培訓(xùn)與管理評(píng)價(jià)員一般導(dǎo)則 第1部分：優(yōu)選評(píng)價(jià)員》[10]中的方法培訓(xùn)10名評(píng)價(jià)人員進(jìn)行腌制魚肉的品評(píng)，分別從腌制魚塊的色澤、氣味、黏聚性、彈性及組織形態(tài)5個(gè)方面進(jìn)行評(píng)定，并分為優(yōu)、良、中、差4個(gè)等級(jí)，詳細(xì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

1.6 建立模糊數(shù)學(xué)評(píng)判模型[11]

1.6.1 確立評(píng)價(jià)樣品集[12-14]

評(píng)價(jià)樣品集Y是需要進(jìn)行感官評(píng)價(jià)的斑點(diǎn)叉尾鮰腌制樣品的合集，Y=（Y1，Y2，Y3，Y4，Y5，Y6，Y7，Y8，Y9，Y10，Y11，Y12，Y13），其中Y1～Y13分別對(duì)應(yīng)響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)的13組樣品。

1.6.2 確立評(píng)判因素集

評(píng)判因素集是對(duì)腌制斑點(diǎn)叉尾鮰進(jìn)行品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的合集。U=（U1，U2，U3，U4，U5），其中U1代表色澤，U2代表氣味，U3代表黏聚性，U4代表彈性，U5代表組織形態(tài)。

1.6.3 確立評(píng)價(jià)得分集

評(píng)價(jià)得分集V是對(duì)腌制斑點(diǎn)叉尾鮰的不同評(píng)價(jià)等級(jí)劃分合集，V=（V1，V2，V3，V4），其中V1，V2，V3，V4分別對(duì)應(yīng)優(yōu)、良、中、差4個(gè)等級(jí)，對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)分別為90，80，70，60分。

1.6.4 確立評(píng)價(jià)權(quán)重集

評(píng)價(jià)權(quán)重集是指在對(duì)腌制斑點(diǎn)叉尾鮰進(jìn)行感官評(píng)價(jià)過(guò)程中評(píng)價(jià)因素占比的重要程度。本實(shí)驗(yàn)主要參考用戶體驗(yàn)調(diào)查法，確定色澤、氣味、黏聚性、彈性以及組織形態(tài)的權(quán)重。經(jīng)培訓(xùn)合格的專業(yè)評(píng)價(jià)人員（10人）來(lái)設(shè)置權(quán)重分布，見(jiàn)表3。

權(quán)重是各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)所得總分與全部因素總分之和的比重[13]，因此根據(jù)樣品權(quán)重評(píng)價(jià)結(jié)果即可得各因素的權(quán)重集X=（X1，X2，X3，X4，X5）=（0.18，0.18，0.22，0.21，0.21）。由表3可知，對(duì)腌制斑點(diǎn)叉尾鮰的感官評(píng)價(jià)中人們注重的一般是肉品的組織形態(tài)及黏聚性，其次為彈性，腌制魚肉的色澤和氣味所占權(quán)重較小。

1.6.5 模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)判集

模糊數(shù)學(xué)評(píng)判集計(jì)算公式：Y=X×R。

式中：X表示權(quán)重集；R表示模糊矩陣。

2 結(jié)果與分析

2.1 腌制斑點(diǎn)叉尾鮰含鹽量測(cè)定結(jié)果

通過(guò)超高壓和真空滾揉腌制響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)測(cè)定的魚肉含鹽量見(jiàn)表4，使用SPSS Statistics 10.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，超高壓壓力、真空滾揉壓力及腌制時(shí)間對(duì)魚肉含鹽量影響的結(jié)果見(jiàn)表5。

對(duì)響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸擬合分析，得出腌制樣品含鹽量（Y）與超高壓壓力（A）、真空滾揉壓力（B）、腌制時(shí)間（C）之間的二次回歸方程為Y=0.19+7.500－0.03A－0.013B+0.01C+2.500－0.03AB+0.023AC－7.500－0.03BC－0.045A2－0.040B2－0.045C2。

由表5可知，實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭惺M項(xiàng)的P=0.781 2＞0.05，不顯著；而F=6.14，模型顯著。由此表明實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜏?zhǔn)確，所得出的二次回歸模型是合適的，同時(shí)模型具有較高的擬合性，可變異的因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有較小的影響。

經(jīng)過(guò)響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)對(duì)腌制斑點(diǎn)叉尾鮰的工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，得出結(jié)果僅有一種優(yōu)化方案，經(jīng)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)得出模型擬合合理，結(jié)果得到的自變量最優(yōu)真實(shí)值為超高壓壓力200 MPa、真空滾揉壓力0.08 MPa、腌制時(shí)間20 min時(shí)，其預(yù)測(cè)的含鹽量最高，可達(dá)0.23%。

2.2 模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)結(jié)果

2.2.1 建立模糊數(shù)學(xué)評(píng)判矩陣[15-16]

針對(duì)腌制斑點(diǎn)叉尾鮰樣品選擇10名經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的評(píng)價(jià)人員分別對(duì)13組（去除響應(yīng)面設(shè)計(jì)中重復(fù)實(shí)驗(yàn)組）實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，最終確定腌制斑點(diǎn)叉尾鮰是否符合大眾口味。

由表6可知調(diào)味腌制斑點(diǎn)叉尾鮰樣品評(píng)價(jià)因素集中優(yōu)、良、中、差所占比例[16]，分別除以評(píng)定小組成員的總數(shù)得到模糊矩陣為：

R1=0.30.20.40.10.40.30.20.10.30.40.20.10.30.50.200.30.40.30，

R2=0.30.40.300.50.20.300.30.50.200.40.40.200.20.40.30.1，

R3=0.40.20.400.40.20.30.10.50.20.300.40.40.10.10.30.30.30.1，

R4=0.60.20.10.10.50.40.100.60.20.10.10.50.5000.40.20.20.2，

R5=0.50.5000.60.20.10.10.60.30.100.50.40.100.20.40.30.1，

R6=0.70.20.100.80.2000.70.20.100.80.2000.40.30.20.1，

R7=0.60.20.200.60.20.200.50.20.20.10.70.20.100.40.30.30，

R8=0.60.30.100.50.20.300.60.20.10.10.60.4000.30.30.20.2，

R9=0.50.40.100.40.50.100.70.10.200.60.10.20.10.30.30.30.1，

R10=0.70.20.100.80.2000.70.20.100.80.20.100.40.30.20.1，

R11=0.50.30.200.60.20.200.60.30.100.70.10.10.10.40.50.10，

R12=0.40.40.10.10.50.20.10.20.40.50.100.60.20.10.10.40.40.10.1，

R13=0.50.30.10.10.40.40.200.60.20.10.10.50.30.200.50.20.10.2。

2.2.2 計(jì)算綜合隸屬度

根據(jù)模糊數(shù)學(xué)變化原理[17]，計(jì)算各因素的綜合隸屬度Y=X×R，如Y1=（0.18，0.18，0.22，0.21，0.21）×0.30.20.40.10.40.30.20.10.30.40.20.10.30.50.200.30.40.30=（0.22，0.22，0.21，0.1），歸一化法得Y1=（0.29，0.29，0.28，0.13），以此類推，得出綜合評(píng)判結(jié)果，見(jiàn)表7。

由表7可知斑點(diǎn)叉尾鮰腌制綜合評(píng)價(jià)結(jié)果得出模糊綜合評(píng)判的峰值分別為0.29，0.29，0.29，0.27，0.29，0.30，0.30，0.27，0.30，0.30，0.30，0.34，0.27，依據(jù)最大隸屬原則可知12號(hào)樣品等級(jí)為優(yōu)。

2.3 模糊評(píng)判結(jié)論

結(jié)合以上數(shù)據(jù)分析，可得出結(jié)論：Y12 為最優(yōu)實(shí)驗(yàn)組，即超高壓壓力為200 MPa，真空滾揉壓力為0.08 MPa，腌制時(shí)間為20 min時(shí)，所得的調(diào)味腌制斑點(diǎn)叉尾鮰品質(zhì)最好。

3 總結(jié)

當(dāng)前我國(guó)對(duì)于模糊數(shù)學(xué)評(píng)判法在食品加工工藝過(guò)程中的應(yīng)用還在逐漸完善，而在感官品評(píng)時(shí)應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)評(píng)判法能夠很好地將模糊、不易進(jìn)行分析的指標(biāo)進(jìn)行具體數(shù)值化優(yōu)化，以便于更加精確地分析各因素對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象的影響，此評(píng)價(jià)結(jié)果具有全面性和客觀性的特點(diǎn)[18]。本研究通過(guò)用數(shù)字精確得出評(píng)價(jià)員對(duì)腌制斑點(diǎn)叉尾鮰的效果評(píng)價(jià)，從多組不同工藝的樣品中選出品質(zhì)較好的產(chǎn)品，以此優(yōu)化腌制加工工藝流程[19]。同時(shí)，超高壓和真空滾揉結(jié)合方式縮短了斑點(diǎn)叉尾鮰的腌制時(shí)間且賦予肉質(zhì)更好的緊實(shí)性，易被大眾所接受，后續(xù)可考慮應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中，為研究調(diào)味魚類腌制產(chǎn)品提供有意義的參考價(jià)值和理論基礎(chǔ)。

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