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优化山葵酱基于模糊数学参数的加工工艺

2023-10-12 134 上传者：管理员

摘要：山葵酱是一种以山葵根茎为原料制成的调味品，富含氨基酸、维生素和多种人体必需的矿物质元素，特别是山葵酱中特有的异硫氰酸酯，具有抗氧化、杀菌、抗癌、增进食欲和美容护肤的功效，目前山葵酱工业化生产工艺处于初步阶段。该研究基于此，通过单因素试验、正交试验和模糊数学方法对山葵酱加工工艺进行研究和优化。研究结果表明，山葵酱最佳加工工艺为麦芽糖添加量250 g、果糖添加量70 g、山梨糖醇添加量250 g和食盐添加量40 g,此时山葵酱的感官评分为80.9分。

关键词：
单因素试验
山葵酱
模糊数学
正交试验
氨基酸
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山葵(Eutrema wasabi)是十字花科多年生宿根性植物[1,2],栽培起源于日本，经过日本野生种驯化而来[3]。山葵是一种喜阴植物，生长所需的温度为8～20 ℃,遮阴度为60%左右，需要栽培于通风性好[4]、富含有机质的砂壤土中[5]。

山葵中富含营养物质，主要包括氨基酸、维生素和多种微量元素[6],山葵内的硫苷在芥子酶的作用下会产生异硫氰酸酯[7],该物质具有预防骨质疏松、抗氧化、抗癌和增进食欲等多种生物功效[8]。

山葵是辛香类绿色蔬菜，不同部位的营养成分和矿物质元素均存在差异[9],全株植物中根茎部位含有的营养物质最多[10],山葵中的挥发性物质使山葵酱具有特殊的风味和功效。以山葵作为原料研发的产品包括山葵抑菌口香糖、山葵油小米辣和山葵保健酒等[11],这些产品的主要生物活性成分均由山葵提供。

随着消费者对山葵酱认可程度和消费水平的不断提升，山葵在中国、日本和欧美等地区的消费量不断增加[12],国内山葵的种植面积也在快速扩张，我国现在种植的山葵主要出口日本，而我国的山葵酱又从日本进口，本研究基于此，以山葵根茎为材料[13],对山葵酱的加工工艺进行研究和优化，旨在为山葵酱的工业化发展提供理论基础。

1、材料与方法

1.1试验材料与试剂

新鲜的山葵根茎：广元市农业开发有限公司；柠檬酸：广州市化学试剂有限公司；磷酸氢二钠：昆明市宏明试剂有限公司；芥子酶制剂：美国Sigma公司；丁基异氰酸酯：上海实业(集团)有限公司；烯丙基异硫氰酸酯：北京科技有限公司；戊烯基异氰酸酯：中国化工制作有限公司；二氯甲烷：山东化工有限公司。

1.2 试验仪器

气相色谱仪、低温离心机北京科技有限公司；分析天平广州电子设备有限公司；组织粉碎机金坛实验仪器公司；振荡器上海机械有限公司。

1.3试验方法

1.3.1山葵酱制作工艺流程

原料选择→清洗→粉碎→调味→护色→包装→标签→储藏销售。

1.3.2操作要点

1.3.2.1原料选择

选择新鲜无破损的山葵根茎，将山葵的叶、柄和花苔部分全部去除。

1.3.2.2清洗

将山葵根茎上的泥土全部去除，最后一遍清洗时用纯净水，清洗后晾干水分。

1.3.2.3粉碎

用经过消毒的粉碎机将山葵的组织粉碎，需要均匀粉碎，使用的粉碎机为60目，粉碎至酱体中无明显的纤维和颗粒。

1.3.2.4调味

按照比例加入麦芽糖、果糖、食盐、山梨糖醇、植物油和黄原胶等原料，再加入少许辅料进行调配。

1.3.2.5护色

将栀子蓝和姜黄素按照一定比例混合，对山葵酱进行护色。

1.3.2.6储藏销售

将制作完成的山葵酱放入密闭的瓶子中，遮光低温保存，运至商店进行销售。

1.3.3单因素试验

当研究一个因素对山葵酱感官评分的影响时，控制其他的影响因素不变，即各单因素分别为麦芽糖添加量250 g、果糖添加量70 g、山梨糖醇添加量200 g和食盐添加量50 g,各单因素试验变量区间见表

1.3.4正交试验

根据单因素试验结果，以A(麦芽糖添加量)、B(果糖添加量)、C(山梨糖醇添加量)和D(食盐添加量)为变量因素，以山葵酱感官评分为指标，进行四因素四水平正交试验，山葵酱正交试验因素水平表见表

1.3.5感官评价

食品的感官特征包括色、香和味，通过人体的各种感官对食品进行综合评价，由于感官评定受个人喜好的影响，通过人群测定的方式减少误差。本试验邀请10人进行感官评定，最后使用平均值作为感官评定的结果。食品的感官特征包括颜色、香味、口感和形态，感官评分权重表见表3,山葵酱的感官评分见表4。

1.3.6模糊数学模型[14,15]

1.3.6.1确定评价对象

评价对象为16组山葵酱样品。

1.3.6.2确定评价因素

山葵酱评价的因素包括颜色、香味、口感和形态。

1.3.6.3确定评价等级

山葵酱评价的等级包括优、良、中和差4个等级，4个等级的评分分别为90,70,50,30分。

1.3.6.4确定权重

设颜色、香味、口感和形态的权重集为{0.1,0.4,0.4,0.1}。

2、结果和讨论

2.1单因素试验

2.1.1麦芽糖添加量对山葵酱感官评分的影响

Fig.1 Effect of maltose addition amount on the sensory score of Eutrema wasabi sauce

加入麦芽糖不仅能够增加甜度，而且能使山葵酱的形态更细腻。由图1可知，当麦芽糖添加量增加时，感官评分先升高后降低。当麦芽糖添加量为150～250 g时，山葵酱的感官评分逐渐升高，山葵酱的甜度和细腻度增加。当麦芽糖添加量为250 g时，山葵酱的感官评分最高，为70分。当麦芽糖添加量大于250 g时，山葵酱的感官评分逐渐下降，这是由于麦芽糖添加量过高，山葵酱过于甜腻，造成感官评分下降。所以，选择麦芽糖添加量150～300 g进行模糊数学优化试验。

2.1.2果糖添加量对山葵酱感官评分的影响

果糖不仅是甜味剂也是保湿剂。由图2可知，当果糖添加量逐渐增加时，山葵酱的感官评分先升高后降低。当果糖添加量小于70 g时，山葵酱的感官评分呈上升趋势。当果糖添加量为70 g时，山葵酱的感官评分最高，为72分；随着果糖添加量继续增加，山葵酱的感官评分开始降低。所以，选择果糖添加量30～90 g进行模糊数学优化试验。

2.1.3山梨糖醇添加量对山葵酱感官评分的影响

山梨糖醇可以帮助食品保湿和增加食品的浓稠度，从而对食品起到赋形作用[16]。

由图3可知，当山梨糖醇添加量逐渐增加时，山葵酱的感官评分先升高后降低。当山梨糖醇添加量为100～200 g时，山葵酱的感官评分呈上升趋势。当山梨糖醇添加量为200 g时，山葵酱的感官评分最高，为73分。当山梨糖醇添加量为200～300 g时，山葵酱的感官评分开始下降，综合考虑，选择山梨糖醇添加量100～250 g进行模糊数学优化试验。

2.1.4食盐添加量对山葵酱感官评分的影响

食盐能够增加食品的鲜度[17]。由图4可知，当食盐添加量逐渐增加时，山葵酱的感官评分先升高后降低。当食盐添加量为30～50 g时，山葵酱的感官评分逐渐升高。当食盐添加量为50 g时，山葵酱的感官评分最高，为70分。随着食盐添加量继续增加，山葵酱的感官评分呈下降趋势。所以，选择食盐添加量30～60 g进行模糊数学优化试验。

2.2模糊数学感官评价

根据单因素试验结果，对山葵酱加工工艺进行四因素四水平分析，对山葵酱加工工艺进行研究和优化，山葵酱的感官评价获得票数见表5。

根据表5的评价指标，将16份标本的因素转化为模糊数学矩阵：根据模糊数学的评分Y=X×A,其中A为评分等级优(90分)、良(70分)、中(50分)和差(30分),即A=(90,70,50,30)。各个小组的得分见表6。由表7可知，根据正交试验和极差分析，各个因素对山葵酱的影响顺序为D(食盐添加量)>A(麦芽糖添加量)>B(果糖添加量)>C(山梨糖醇添加量)。山葵酱生产的最佳加工工艺为麦芽糖添加量250 g、果糖添加量70 g、山梨糖醇添加量250 g和食盐添加量40 g,此时山葵酱的感官评分为80.9分。

3、小结

山葵酱是一种以山葵根茎为原料制成的调味品，由于我国工业化加工山葵酱的技术还较落后，本试验通过单因素试验、正交试验和模糊数学法对山葵酱的加工工艺进行了研究和优化，研究结果表明，山葵酱最佳加工工艺为麦芽糖添加量250 g、果糖添加量70 g、山梨糖醇添加量250 g和食盐添加量40 g,此时山葵酱的感官评分为80.9分。

文章来源:郭梦夏,张肇弛.基于模糊数学参数优化山葵酱加工工艺[J].中国调味品,2023,48(10):117-121.