正交試驗結(jié)合模糊數(shù)學(xué)評價優(yōu)化豆角燜面的工藝研究

胡燕 王宇航 劉瑩瑩 胡艦 王榮蘭 朱云龍 何志貴

摘要：通過模糊數(shù)學(xué)感官評價法對豆角燜面的外觀形態(tài)、滋味、香氣和口感進行感官評分，結(jié)合正交試驗對豆角燜面的工藝配方進行優(yōu)化，探討食鹽添加量、老抽添加量、食用油添加量、面條種類、加水量、燜制時間等加工因素對豆角燜面感官品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，對豆角燜面感官品質(zhì)的影響為食用油添加量＞老抽添加量＞食鹽添加量、面條種類＞加水量＞燜制時間。最優(yōu)配方為食鹽添加量3%、老抽添加量6.0%、食用油添加量6%；面條種類為細面條，加水量為90%、燜制時間為20 min。在此制作條件下，豆角燜面紅潤油亮，香而不膩，面條根根分明，不粘連，有嚼勁，香氣四溢，各項感官綜合評價得分為87分，工藝組合得分為87.6分，均明顯高于其他配方試驗組，即該配方和工藝最佳。

關(guān)鍵詞：豆角燜面；工藝條件；正交試驗；模糊數(shù)學(xué)評價；感官評價

中圖分類號：TS207.3????? 文獻標(biāo)志碼：A???? 文章編號：1000-9973（2023）08-0111-06

Study on Optimization of the Technology of Braised Noodles with String Beans by

Orthogonal Test Combined with Fuzzy Mathematics Evaluation

HU Yan1，3， WANG Yu-hang2， LIU Ying-ying1，3， HU Jian1， WANG Rong-lan1，ZHU Yun-long1*， HE Zhi-gui3*

（1.School of Tourism and Culinary Science， Yangzhou University， Yangzhou 225127， China；

2.Taiyuan Gaoyuan Times Technology Co.， Ltd.， Taiyuan 030108， China; 3.College of

Leisure and Health， Guilin Tourism University， Guilin 541006， China）

Abstract： The appearance， taste， aroma and mouthfeel of braised noodles with string beans are evaluated by fuzzy mathematical sensory evaluation method， and the technological formula of braised noodles with string beans is optimized by orthogonal test. The effects of processing factors such as the addition amount of salt， the addition amount of dark soy sauce， the addition amount of edible oil， the types of noodles， the addition amount of water and the braising time on the sensory quality of braised noodles with string beans are discussed. The results show that the effects on the sensory quality of braised noodles with string beans are as follows： edible oil addition amount>dark soy sauce addition amount>salt addition amount， types of noodles>water addition amount>braising time. The optimal formula is 3% salt， 6.0% dark soy sauce， 6% edible oil; the types of noodles is thin noodles， the addition amount of water is 90%， and the braising time is 20 min. Under these production conditions， the braised noodles with string beans is red and bright， fragrant but not greasy， and the noodles are distinct， non-adhesive， chewy and fragrant. The comprehensive sensory evaluation score of various items is 87 points， and the score of technological combination is 87.6， which are significantly higher than those of other formula test groups. Thus， the formula and technology are the best.

Key words： braised noodles with string beans; technological conditions; orthogonal test; fuzzy mathematical evaluation; sensory evaluation

收稿日期：2023-03-14

基金項目：國家級重點研發(fā)計劃項目（2016YFC1300200）；廣西重點研發(fā)計劃（2018AB49021）

作者簡介：胡燕（1996－），女，碩士研究生，研究方向：食品科學(xué)。

通信作者：朱云龍（1962－），男，教授，研究方向：食品科學(xué)（烹飪方向）、現(xiàn)代飯店管理；

何志貴（1980－），男，教授，博士，研究方向：食品營養(yǎng)與安全。

我國長江以北很多地區(qū)的主食都是以面食為主，而南方地區(qū)的主食都是以米飯為主，這是我國南北差異的一種。而中國的面食文化博大精深，歷史悠久，面食種類繁多，各有特色，不僅在中國烹飪史上占據(jù)重要地位，在世界飲食文化史上也享有榮譽[1]，其中，豆角燜面是廣受好評的一道美食。

豆角燜面是中國北方地區(qū)常見的傳統(tǒng)特色小吃，是山西、河北、內(nèi)蒙古西部地區(qū)、河南、陜西等地人們喜歡的家常面食，在南方則很少見。做法相對簡單，雖有差異，但配料主要是豆角和肉，其他可根據(jù)個人的喜好添加一些配菜。一鍋燜下來，有葷菜，有素菜，還有主食[2]。該小吃豆角脆嫩，面條筋韌，咸香味濃，食之利口[3]。

豆角燜面的制作原理是將面條和配菜利用水蒸氣燜熟，所以稱為燜面。它是以面條、水、五花肉和豆角為主要原料，分為制作手工面條、腌肉、炒制和燜制4個步驟[4-8]。燜面是山西的傳統(tǒng)面食湯面的革新性產(chǎn)品，其加工工藝是燜，從烹飪技術(shù)來講，燜出來的面，不會在水煮制過程中破壞面粉的蛋白質(zhì)分子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以燜面更營養(yǎng)，口感更好。不同于一般的水煮面，其水分少、面條存放時間相對較長且不至于造成面條坨成一團的現(xiàn)象，較可能實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和工藝化。

國內(nèi)外對豆角燜面及其應(yīng)用進展的研究寥寥無幾[9-13]。因此，對其加工工藝的深入研究和優(yōu)化，對其工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)以及特色面食的推廣和普及等具有極其重要的意義。本試驗主要研究了食鹽添加量、老抽添加量、食用油添加量、面條種類、加水量、燜制時間對豆角燜面感官品質(zhì)的影響，在此基礎(chǔ)上利用正交試驗結(jié)合模糊數(shù)學(xué)評價法，確定其最優(yōu)工藝配方，從而為豆角燜面的工業(yè)化生產(chǎn)提供了理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 原料及輔料

細面條、粗面條、扁寬面條、細掛面、寬掛面、四季豆、五花肉、生抽、老抽、蒜、蔥、姜、醋、紅辣椒、食用油、芝麻油、綿白糖、食鹽。

1.1.2 儀器設(shè)備

RL-2002IC型電子天平：沈陽天平儀器有限公司；其他設(shè)備如鐵鍋和灶臺等：由揚州大學(xué)旅游烹飪學(xué)院實驗室提供。

1.2 實試驗方法

1.2.1 工藝流程

備料→炒制→燜制→出鍋。

1.2.2 制作方法

備料時首先將五花肉切成薄片；豆角洗干凈后撕掉莖，再掰成4～5 cm長的小段；蒜末、姜末、紅辣椒片和蔥花備用。

炒制階段，在鍋中倒入適量油，開中火燒到油大約四成熱，放入蔥花、大概一半的蒜末以及姜末，待炒出香味后放入五花肉片，翻炒，用生抽、老抽、白糖、鹽調(diào)味，隨后倒入豆角炒勻；一定要確保豆角完全成熟，避免吃生豆角造成食物中毒。

燜制前倒入些許清水，使水剛好沒過豆角表面，然后加蓋用中火燜，燜至湯汁燒開后，將面條散開均勻地鋪在豆角上。

燜制時蓋上鍋蓋用中小火慢慢燜，5 min左右打開鍋蓋用筷子挑一挑，翻動面條使色澤和味道均勻，再蓋上鍋蓋繼續(xù)燜，直到鍋中水分快要收干時將剩余的蒜末、辣椒片、蔥花撒在其上，淋入芝麻油拌勻即可。

1.2.3 單因素試驗

分別固定食鹽添加量3%（以五花肉、豆角和面重量的總和計，下同）、老抽添加量6.0%、食用油添加量5%、面條種類為細面條、加水量90%以及燜制時間20 min，改變其中任一條件，研究豆角燜面的制作配方及工藝，具體因素見表 1。

1.2.4 正交試驗

1.2.4.1 食鹽、老抽、食用油的配比

根據(jù)食鹽、老抽、食用油的單因素試驗結(jié)果，分別選擇3個比較好的水平，即食鹽添加量（A）：2%、3%、4%；老抽添加量（B）：4.5%、6.0%、7.5%；食用油添加量（C）：5%、6%、7%，設(shè)計L9（33）正交試驗方案，見表2。

1.2.4.2 面條種類、加水量、燜制時間的確定

根據(jù)面條種類、加水量、燜制時間的單因素試驗結(jié)果，分別選擇3個比較好的水平，即面條種類（D）：細面條、粗面條、扁寬面條；加水量（E）：70%、90%、110%；燜制時間（F）：15，20，25 min，設(shè)計L9（33）正交試驗方案，見表3。

1.2.5 感官評價

由來自食品行業(yè)的10名專業(yè)人士組成評分小組，根據(jù)表3中關(guān)于外觀形態(tài)、滋味、香氣和口感的標(biāo)準(zhǔn)，對豆角燜面的情況進行評定，按照優(yōu)秀、一般、較差３個等級進行評定，總分為 100 分。

1.2.6 模糊數(shù)學(xué)模型的建立

參考甘瀟等的方法建立豆角燜面模糊數(shù)學(xué)感官評價方法[14-20]。根據(jù)豆角燜面品質(zhì)評判標(biāo)準(zhǔn)，分別設(shè)定因素集和評語集：因素集，即感官質(zhì)量指標(biāo)集U=［U1外觀形態(tài)，U2滋味，U3香氣，U4口感］；評語集，即感官質(zhì)量評語集P=［優(yōu)秀，一般，較差］。以外觀形態(tài)、滋味、香氣和口感4個因素為評價因素集，以優(yōu)秀（90）、一般（70）、較差（60）為評語集，采用強制決定法確定豆角燜面各感官指標(biāo)的權(quán)重[21]，記為X=（X1，X2，X3，X4），X=（0.2，0.3，0.2，0.3）。綜合評價的結(jié)果記為W。W是權(quán)重X和模糊矩陣S的合成，即Wi=X×Si，最后得分Ti=Wi×P，此公式是模糊運算。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 食鹽添加量對豆角燜面感官品質(zhì)的影響

由圖1可知，在食用油添加量5%、老抽添加量6%、面條種類為細面條、加水量90%、燜制時間20 min的條件下，隨著食鹽添加量的增加，豆角燜面的感官評分先逐漸升高，在食鹽添加量為3%時評分達到最高，可能是由于食鹽的增加使得燜面湯汁滲透壓增大，促進了湯汁的滲透，從而增加了豆角燜面的香氣，同時使得豆角燜面的口感豐富，滋味上升。隨著食鹽添加量繼續(xù)升高，感官評分則慢慢回落，在食鹽添加量為5%時評分最低，可能是因為過高的食鹽量使得燜面的滋味過咸或口感不均，對豆角燜面的感官品質(zhì)造成影響。

2.1.2 老抽添加量對豆角燜面感官品質(zhì)的影響

由圖2可知，在食鹽添加量3%、食用油添加量5%、面條種類為細面條、加水量90%、燜制時間20 min的條件下，老抽添加量較少，豆角燜面整體顏色較淺，感官表現(xiàn)較差，得分較低；隨著老抽添加量的增加，豆角燜面的感官評分逐漸升高，在老抽添加量為6%時評分達到最高，此時燜面紅潤油亮，香而不膩，原因是老抽可以改善口感和上色提鮮。隨著老抽添加量繼續(xù)升高，感官評分則慢慢回落，在老抽添加量為9%時評分最低，可能是因為過高的老抽量使得燜面的顏色過深，醬味過濃，反而對豆角燜面的感官品質(zhì)造成影響。

2.1.3 食用油添加量對豆角燜面感官品質(zhì)的影響

由圖3可知，在食鹽添加量3%、老抽添加量6%、面條種類為細面條、加水量90%、燜制時間20 min的條件下，食用油添加量較少，豆角燜面整體比較干，口感不好，因此感官表現(xiàn)較差，得分較低；隨著食用油添加量的增加，豆角燜面不易粘鍋，并且可以鎖住面條水分，使得面條有嚼勁，不粘連，根根分明，感官評分逐漸升高，在食用油添加量為6%時評分最高。隨著食用油添加量的繼續(xù)升高，感官評分則慢慢回落，這是因為過高的食用油添加量使得燜面過于油膩，口感較差。

2.1.4 面條種類對豆角燜面感官品質(zhì)的影響

由圖4可知，在食鹽添加量3%、食用油添加量5%、老抽添加量6%、加水量90%、燜制時間20 min的條件下，粗面條的香氣、口感、滋味分值都不理想，形態(tài)和外觀色澤較優(yōu)?？赡苁且驗榇置鏃l直徑較大，入味困難。而細面條的感官評分較高，粗細合適，燜制過程中容易入味，香氣四溢。扁寬面條的香氣和口感分值較低，這是由于扁寬面條薄且寬，不容易留存香氣，口感較圓面條差。而由細掛面和寬掛面制作的燜面顏色不均一，光澤不足，較黏膩，易粘連，或有夾生，很難令人有食欲。綜上，細面條制作的豆角燜面品質(zhì)感官評價較理想，掛面類則不適合用來制作燜面，由此可以確定面條種類的較優(yōu)水平為細面條。

2.1.5 加水量對豆角燜面感官品質(zhì)的影響

由圖5可知，在食鹽添加量3%、食用油添加量5%、老抽添加量6%、面條種類為細面條、燜制時間20 min的條件下，隨著加水量的持續(xù)增加，感官評分先逐漸升高，在加水量為90%時評分最高，隨著加水量繼續(xù)升高，感官評分則慢慢回落。這可能是因為加水量過少，會出現(xiàn)糊鍋現(xiàn)象，導(dǎo)致燜面出鍋時有糊味，且面條夾生，色澤不均，口感差。而加水量過多時，面條被浸泡會出現(xiàn)粘連現(xiàn)象，從而使香氣不足，形態(tài)表現(xiàn)為黏膩，無法分離，滋味稍顯遜色。當(dāng)加水量為90%時，燜面開蓋濃香溢出，根根分明，色澤紅亮，有滋有味。咀嚼時有韌性，不黏膩。綜上，在因素水平范圍內(nèi)，加水量為90%時感官評分最高，為89分，得出結(jié)論：加水量為90%時對豆角燜面感官品質(zhì)評價較理想，由此可以確定加水量的較優(yōu)水平為90%。

2.1.6 燜制時間對豆角燜面感官品質(zhì)的影響

由圖6可知，在食鹽添加量3%、食用油添加量5%、老抽添加量6%、加水量90%、面條種類為細面條的條件下，燜制時間過短，湯汁不足以完全浸入面條，所以色澤、香氣都不理想，燜制10 min時，面條有夾生現(xiàn)象，面條發(fā)硬，嚼不動；燜制15 min時，有蒜香味，面條上色不均勻，面條稍顯干，口感較差；燜制20 min時，口感最佳，面條有滋味但不黏膩，根根分明，有韌性和彈性，色澤均勻；燜制25 min時，稍有黏膩，輕微軟爛；燜制30 min時，稍有糊味，無蒜香味。在因素水平范圍內(nèi)，得出結(jié)論：燜制時間為20 min時豆角燜面品質(zhì)感官評價較理想，由此可以確定燜制時間的較優(yōu)水平為20 min。

2.2 模糊數(shù)學(xué)模型的建立

2.2.1 感官評價結(jié)果

將10名感官評定員對正交試驗9組樣品的感官評分進行整理統(tǒng)計，對應(yīng)的結(jié)果見表5和表6。

2.2.2 建立模糊矩陣

2.2.2.1 確定配方的正交試驗

樣品 1外觀形態(tài)的評定結(jié)果，代表10名評價員中有6名選擇優(yōu)秀，3名選擇一般，1名則選擇較差，以此類推。計算表4中豆角燜面的各感官因素中各等級評價人數(shù)與總評價人數(shù)的比值，即可得到模糊矩陣S1～S9：

。

依據(jù)模糊運算公式，Wi=X×Si，對樣品進行綜合模糊評判，可得出：

W1＝（0.53，0.4，0.07），W2＝（0.85，0.15，0），W3＝（0.59，0.39，0.02），

W4＝（0.77，0.23，0），W5＝（0.63，0.37，0），W6＝（0.55，0.43，0.02），

W7＝（0.54，0.38，0.08），W8＝（0.68，0.32，0），W9＝（0.77，0.2，0.03）。

依據(jù)Ti=Wi×P，可得出最后得分，以T1為例：

T1＝W1×P＝（0.53，0.4，0.07）×（90，70，60）＝79.9；以此類推，最后總得分見表7。

2.2.2.2 確定工藝的正交試驗

計算表5中豆角燜面的各感官因素中各等級評價人數(shù)與總評價人數(shù)的比值，即可得到模糊矩陣S1～S9：

。

依據(jù)模糊運算公式，Wi=X×Si，對樣品進行綜合模糊評判，可得出：

W1＝（0.68，0.32，0），W2＝（0.88，0.12，0），W3＝（0.77，0.23，0），

W4＝（0.63，0.37，0），W5＝（0.77，0.2，0.03），W6＝（0.66，0.34，0），

W7＝（0.54，0.38，0.08），W8＝（0.62，0.38，0），W9＝（0.59，0.39，0.02）。

依據(jù)Ti=Wi×P，可得出最后得分，以T1為例：

T1＝W1×P＝（0.68，0.32，0）×（90，70，60）＝83.6；以此類推，最后總得分見表8。

2.3 正交試驗

2.3.1 食鹽、老抽、食用油配比的確定

以食鹽、老抽、食用油為試驗變量，設(shè)計L9（33）正交試驗，結(jié)果見表7。

由表7可知，極差R值的大小排列順序為RC＞RB＞RA，因素C的極差最大，為4.43，說明其在豆角燜面加工過程中是很重要的一環(huán)，即食用油添加量對豆角燜面的影響最大，其次是老抽（B），最后是食鹽（A），而RA僅為0.1，是其中最小的R值，即食鹽添加量對豆角燜面的影響最小。由于A因素列：K2＞K3＞K1，B因素列：K2＞K3＞K1，C因素列：K2＞K1＞K3 ，因此最佳因素水平組合為A2B2C2，而綜合得分最高的組合卻是A1B2C2。對這兩種方案進行驗證對比試驗，A2B2C2更好，即最優(yōu)方案為食鹽添加量3%、老抽添加量6.0%、食用油添加量6%。

2.3.2 面條種類、加水量、燜制時間的確定

以面條種類、加水量、燜制時間為試驗變量，設(shè)計L9（33）正交試驗，結(jié)果見表8。

由表8可知，極差R值的大小排列順序為RD＞RE＞RF，因素D的極差最大，為4.2，說明面條種類對豆角燜面的影響最大，其次是加水量（E），最后是燜制時間（F），而RF僅為0.87，是其中最小的R值，即燜制時間對豆角燜面的影響最小。由于D因素列：K1＞K2＞K3，E因素列：K2＞K3＞K1，F(xiàn)因素列：K2＞K3＞K1 ，因此最佳因素水平組合為D1E2F2，而綜合得分最高的組合也是D1E2F2。無需再進行驗證對比試驗，即最優(yōu)方案為面條種類為細面條、加水量90%、燜制時間20 min。

3 結(jié)論

食鹽、老抽、食用油是豆角燜面制作的重要調(diào)味原料，而面條種類、加水量、燜制時間是豆角燜面制作工藝的關(guān)鍵步驟。優(yōu)化的原料配方和合理的制作工藝是保證豆角燜面產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)模化的前提和基礎(chǔ)。本研究采用正交試驗和模糊數(shù)學(xué)評價法相結(jié)合的方法，得到豆角燜面的最佳生產(chǎn)工藝參數(shù)為食鹽添加量3%、老抽添加量6.0%、食用油添加量6%、面條種類為細面條、加水量90%、燜制時間20 min。在此制作條件下，豆角燜面紅潤油亮，香而不膩，面條根根分明，不粘連，有嚼勁，香氣四溢，各項感官綜合評價配方得分為87分，工藝組合得分為87.6分，均明顯高于其他配方試驗組，即該配方和工藝為最佳。

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