模糊数学综合评价法在鲍鱼内脏酱工艺优化中的应用

叶琳弘，吴靖娜，苏永昌，刘淑集，许 旻，刘智禹，庄培荣

(1. 福建省水产研究所 福建省海洋生物增养殖与高值化利用重点实验室，福建 厦门 361013；2. 福建省海洋生物资源开发利用协同创新中心，福建 厦门 361013；3. 泉州轻工职业学院 轻纺工程系，福建 晋江 362200)

模糊数学综合评价法在鲍鱼内脏酱工艺优化中的应用

叶琳弘1,2,3，吴靖娜1,2，苏永昌1,2，刘淑集1,2，许 旻1,2，刘智禹1,2，庄培荣3

(1. 福建省水产研究所 福建省海洋生物增养殖与高值化利用重点实验室，福建 厦门 361013；2. 福建省海洋生物资源开发利用协同创新中心，福建 厦门 361013；3. 泉州轻工职业学院 轻纺工程系，福建 晋江 362200)

利用模糊数学综合评价法对鲍鱼内脏酱加工工艺进行优化研究.首先通过对鲍鱼内脏酱的色泽、气味、口感滋味和组织形态进行权重分析，其次建立感官综合评价体系，并采用Box-Behnken响应面法分析，最后确定了鲍鱼内脏酱的最佳工艺配方.实验结果表明：最佳辣椒油添加量为56.0%，食盐添加量为5.3%，白醋添加量为4.8%，料酒添加量为5.8%.

鲍鱼内脏； 模糊数学； 响应面； 工艺优化

鲍鱼属软体动物门，腹足纲，含多种人体必需氨基酸、维生素及SOD、DHA等活性物质，低脂肪、低胆固醇，可明目补虚、清热滋阴、养血益胃，故有“明目鱼”之称.鲍鱼为中国传统的名贵食材，其肉质细嫩、鲜味浓郁，营养丰富，具有极高的药用价值，位列“四大海味”之首、“八大海珍”之一，享有海洋“软黄金”盛誉[1-4].近年来，鲍鱼养殖业规模迅速扩大.据报道，2013年福建省鲍产量达8.85万t，约占全国鲍产量的80%[5]，市场上鲍产品主要有鲜活鲍鱼、干鲍鱼、冻鲍鱼和汤鲍4种.在生产加工过程中会产生约占鲍鱼体质量25%的鲍鱼内脏[6]，除部分开发成饲料、调味品外多作为废弃物掩埋处理，既造成了资源的极大浪费又污染环境.鲍鱼内脏含大量蛋白质、维生素及微量元素，其蛋白质可水解为人体易吸收的肽和氨基酸[7]，是较好的营养来源，因此将产量极大的鲍鱼内脏下脚料加工成其他制品，既可拓宽鲍鱼加工的新途径，大大提升产品附加值，还可解决资源浪费、环境污染问题.目前，鲍鱼内脏以其活性物质的提取及功能的研究居多，如多糖、多肽、牛磺酸的提取及相应的降血脂、抗氧化等活性的研究[8-10]，而鲍鱼内脏的食品加工制品相对较少.池玉芬[11]主要研究了鲍鱼内脏的除腥方法及增稠剂和乳化剂在鲍鱼内脏酱中的应用，郭芳[12]则利用鲍鱼内脏提取蛋白制备海鲜调味品.食品的风味质量通过模糊数学法，可综合考虑各因素对产品品质鉴定的贡献率，从而获得较为客观、科学的评价结果，而将模糊数学综合评价法应用于鲍鱼内脏酱风味品评分析尚未见报道.因此，笔者通过建立模糊数学模型对鲍鱼内脏酱进行感官评定，减少感官品评的主观因素，同时结合响应面优化分析获得鲍鱼内脏酱的最佳工艺条件，为有效利用鲍鱼资源、建立鲍鱼内脏酱生产技术提供理论基础.

1 材料与方法

1.1材料皱纹盘鲍内脏：莆田汇龙食品有限公司；酵母：安琪酵母股份有限公司；花生油：厦门中盛植物油有限公司；辣椒、葱、姜、蒜以及食品级的白醋、料酒、食盐、白砂糖、味精等均为市售.

1.2主要试验设备SZ-12A不锈钢绞肉机：广州旭众食品机械有限公司；HH-6数显电子恒温水浴锅，常州国华电器有限公司；HZ-HS-502N电子天平：福州衡之展电子有限公司；GI54DWS立式自动压力蒸汽灭菌器：致微(厦门)仪器有限公司.

1.3试验方法

1.3.1 鲍鱼内脏酱的加工工艺流程

图1 鲍鱼内脏酱加工工艺流程图

1.3.2 操作要点

1)预处理 将鲍鱼内脏解冻，洗净沥水.用6 mm孔板绞肉机将内脏绞碎，再用3 mm孔板复绞2次成细泥状，分装备用.

2)脱腥 取适量鲍鱼内脏泥放入35 ℃水浴锅中预热，加入3%干酵母搅拌均匀，恒温脱腥1 h.

3)调味炒制 将自制辣椒油加热至120 ℃左右，加葱、姜、蒜爆香后捞出，加入脱腥后的鲍鱼内脏泥炒制，随后加盐、味精、白砂糖、白醋和料酒等进行调味，充分拌匀后出锅.

4)装罐 将制得的内脏酱趁热装罐，采用热力排气法排气10 min后，迅速封罐.

5)杀菌 将封装好的内脏酱罐头放入立式蒸汽灭菌锅中，在121 ℃条件下杀菌20 min，待冷却后取出，检验合格即为成品.

1.3.3 单因素试验在预实验的基础上，以鲍鱼内脏泥为基准，固定白砂糖添加量为4%，对辣椒油(30%、40%、50%、60%、70%、)，食盐(2%、3.5%、5%、6.5%、8%)，味精(0、2%、4%、6%、8%)，白醋(1%、2.5%、4%、5.5%、7%)，料酒(1%、3%、5%、7%、9%)添加量5个因素进行单因素试验研究，初步确定调味配方，并挑选对鲍鱼内脏酱感官影响显著的因素进行响应面优化分析.

1.3.4 响应面试验设计在单因素实验的基础上，选取辣椒油(A)、食盐(B)、白醋(C)和料酒(D)添加量为主要考察因素，以模糊数学感官评价结果为响应值，进行四因素三水平实验设计.采用Box-Behnken中心组合实验确定鲍鱼内脏酱各栅栏因子的最佳工艺参数，响应面试验设计方案如表1所示.

表1 试验因素水平表

1.3.5 感官评价方法由10名鉴评员组成评定小组，对鲍鱼内脏酱的色泽、气味、口感与滋味及组织形态4个指标进行感官评定，评价等级分为很好、较好、一般、较差、很差5个等级，如表2所示.要求感官评定人员在评定前12 h不喝酒，不吸烟，不食刺激性食物，评定过程禁止互相讨论，每评定完一个样品后以清水漱口[13].

表2 鲍鱼内脏酱感官评价标准

1.3.6 模糊数学模型的建立因素集、评语集、权重集的确立 确定因素集U={色泽，气味，口感与滋味，组织形态}；评语集V={好，较好，一般，较差，很差}，其中很好为100分，较好为80分，一般为60分，较差为40分，很差为20分[14-15]，即评价等级v=(100，80，60，40，20).

采用用户调查法[16]请10名感官鉴评员对鲍鱼内脏酱的色泽、气味、口感滋味及组织形态4个因素在风味评价中所占权重进行打分，确定权重集W=(0.15，0.3，0.35，0.2)，权重总和为1.

模糊关系综合评定集

Y=W·R，

其中，R为评判矩阵.

2 结果与分析

2.1模糊数学感官评定结果10名评定人员按照制定的评价标准对29组样品进行感官评定，收集评定表进行统计分析，结果见表3.

表3 鲍鱼脏酱的感官评价结果

续表3

2.2模糊矩阵的建立结果以表3的1号样品为例，对鲍鱼内脏酱色泽评价结果中有4人认为很好，4人认为较好，2人认为一般，0人认为较差，0人认为很差，将其折算成赞成比得到R色泽=(0.4，0.4，0.2，0，0)，同理有R气味=(0.2，0.3，0.3，0.2，0)，R口感与滋味=(0.2，0.2，0.3，0.3，0)，R组织形态=(0.4，0.4，0.2，0，0).将4项评价结果排列可得到样品1的模糊评判矩阵，因此1～29号样品的模糊矩阵为：

将权重W乘以评判矩阵Rj进行模糊变换，即Yj=W·Rj，Yj反映了对第j号鲍鱼内脏酱样品感官评价很好、较好、一般、较差以及很差的赞成比率，以样品1为例，其模糊变换综合评价结果为

其中，Y11=(0.15∧0.4)∨(0.3∧0.2)∨(0.35∧0.2)∨(0.2∧0.4)=0.27，Y12=0.3，Y13=0.065，Y14=0.165，Y15=0，故Y1=(0.27，0.3，0.065，0.165，0)，结果说明，在该配方下样品1得到很好评价的赞成比为27%，30%认为较好，6.5%认为一般，16.5%认为较差.同理可计算出其余样品的模糊变换综合评价矩阵.

Y29=(0.07，0.15，0.235，0.265，0.28).

2.3鲍鱼内脏酱单因素试验

2.3.1 辣椒油添加量对鲍鱼内脏酱感官评分的影响从图2可以看出，辣椒油用量为50%时，鲍鱼内脏酱感官评分最高.辣味可在一定程度上掩盖鲍鱼内脏的腥臭味，同时可刺激口腔黏膜、改善酱体色泽，促进感官评定员食欲.当辣椒油添加量超过50%时，口腔内灼烧感渐强、回味较差，会使多数评定员感觉不适，降低了鲍鱼内脏酱综合评分.辣味属于黏膜刺激而非一种味觉，感官评定员对辣味的接受度存在较大差异，因此单因素试验难以确定辣椒油最佳添加量，仅能得知普遍接受度较高的辣椒油添加量范围为40%～60%.

2.3.2 食盐添加量对鲍鱼内脏酱感官评分的影响从图3可以看出，当食盐添加量为5%时，鲍鱼内脏酱感官评分达到峰值，食盐添加量过少或过多均会导致鲍鱼内脏酱感官评分降低.咸味是基础的呈鲜物质，太咸会导致鲍鱼内脏酱酱体风味失去平衡，使滋味劣变，太淡则无法体现出滋味，因此鲍鱼内脏酱成品食盐添加量控制在5%左右较为合适.

图2 辣椒油添加量对鲍鱼内脏酱感官评分的影响

图3 食盐添加量对鲍鱼内脏酱感官评分的影响

2.3.3 味精添加量对鲍鱼内脏酱感官评分的影响从图4可以看出，随着味精添加量逐渐递增，鲍鱼内脏酱感官评分逐渐升高而后又逐渐降低，当味精添加量为4%时，鲍鱼内脏酱感官评分达到最高值.添加适量的味精可以起到提鲜的作用，而添加过多时可能会掩盖鲍鱼内脏固有的水产品鲜味，导致产品滋味单一，无层次感，因此味精添加量控制在4%左右较为合适.

2.3.4 白醋添加量对鲍鱼内脏酱感官评分的影响从图5可以看出，当白醋添加量小于4%时，鲍鱼内脏酱感官评分随着添加量增加而增加；当白醋添加量达到4%时，去鲍鱼内脏腥味、增鲜效果最为显著；当白醋添加量大于4%时，鲍鱼内脏酱感官评分随着添加量增加而降低，鲍鱼内脏酱带有刺鼻酸味，醋味太重会影响鲍鱼内脏酱综合感官评分，故最佳白醋添加量为4%.

图4 味精添加量对鲍鱼内脏酱感官评分的影响

图5 白醋添加量对鲍鱼内脏酱感官评分的影响

2.3.5 料酒添加量对鲍鱼内脏酱感官评分的影响从图6可以看出，鲍鱼内脏酱感官评分随着料酒添加量的增加呈先升高后降低趋势，当料酒添加量为5%时，较好地起到了衬托鲍鱼内脏的鲜辣滋味，并赋予其清爽咸鲜的味道，使鲍鱼内脏酱感官评分达到最大值.料酒添加量达到9%时，浓郁的酒味会掩盖鲍鱼内脏的固有风味，因此，料酒添加量选择5%左右为宜.

图6 料酒添加量对鲍鱼内脏酱感官评分的影响

2.4鲍鱼内脏酱工艺优化

2.4.1 响应面结果与分析根据评语集及评语分数等级设定，鲍鱼内脏酱模糊综合评价得分S=v·Y，由样品1的Y1=(0.27，0.3，0.065，0.165，0)计算得出第1个鲍鱼内脏酱样品感官得分S1=73.5，同理可得其余28组样品的模糊综合评价得分，结果如表4所示.

表4 响应面试验设计及结果

续表4

对模糊综合评价结果进行二次回归拟合分析，得到多元二次回归方程

Y=73.54+4.58A+2.22B+4.75C+3.46D-0.075AB+0.025AC+3.47AD-4.25BC+2.68BD+ 1.67CD-7.00A2-7.01B2-7.46C2-10.19D2.

根据回归方程中各回归系数绝对值的大小判断各因素对模糊评价得分的影响程度，结果依次为：白醋用量(C)>辣椒油用量(A)>料酒用量(D)>食盐用量(B)，即白醋用量对鲍内脏酱产品风味影响最大，其次为辣椒油、料酒、食盐.

为验证回归方程的有效性，对其进行方差分析及模型分析，并对各因素的偏回归系数进行检查，结果表5和6所示.

表5 方差分析表

注: **表示极显著P<0.01，*表示显著P<0.05

表6 模型分析表

2.4.2 因素间的交互影响分析响应曲面图是对回归方程的一种降维分析，由响应值与其中任2个试验因子构成三维空间曲面图，可直观的反映某2个因素及二者间的交互作用对综合感官评价的影响.等高线图则反映了2个因素间交互作用的显著程度，椭圆形表示交互作用显著，而圆形则表示不显著.

图7 Y=(辣椒油，食盐)响应曲面图与等高线图

图8 Y=(辣椒油，白醋)响应曲面图与等高线图

由图7和8的响应曲面图可知，在一定范围内，辣椒油、食盐及白醋的增加均有助于提高鲍鱼内脏酱的感官评分，但感官评分增加到一定程度后均开始呈现下降趋势.从等高线图可以看出辣椒油和食盐以及辣椒油和白醋各因素之间交互作用对综合感官评价影响并不显著.

图9 Y=(辣椒油，料酒)响应曲面图与等高线图

图10 Y=(食盐，白醋)响应曲面图与等高线图

图11 Y=(食盐，料酒)响应曲面图与等高线图

图12 Y=(白醋，料酒)响应曲面图与等高线图

由图9～12等高线图可以看出辣椒油和料酒，食盐和白醋，食盐和料酒，白醋和料酒各因素之间的两两交互作用对综合感官评价影响均达到了极显著水平.

由图9中的三维曲面可以看出，随着辣椒油和料酒添加量的递增，感官评价的分值呈先上升后下降的趋势，其主要原因可能在于辣椒油在一定程度上掩盖了鲍鱼内脏的腥味，同时改善了鲍鱼内脏酱产品的色泽，当辅以适量的料酒时去腥效果更加显著，提振了品鉴员的食欲.

随着食盐和白醋添加量的递增，鲍鱼内脏的综合感官评价呈现先上升后下降的趋势，从等高线变化趋势(如图10所示)，当食盐添加量在4.5%～5.5%，白醋添加量在4%～5%范围时，感官评分存在最大值，此后均不能提高感官评分.在鲍鱼内脏酱中添加适量的白醋可以促进唾液和胃液的分泌，使食欲旺盛，提高感官评分，但醋酸过多以及盐度过高均会破坏鲍鱼内脏酱的酱体平衡，导致感官评分下降.

从图11可以看出，在一定范围内，食盐和料酒的添加量的增加均有助于提高鲍内脏酱的感官评价，但是感官评分增加到一定程度后呈现下降趋势.这可能是由于料酒中的盐分含量较高，当二者的添加比例失衡时，会导致鲍鱼内脏酱盐分太高，使得鲍鱼内脏中的盐溶性蛋白含量降低，酱体组织致密性下降[17]，从而影响到产品的口感，只有在适宜的添加量范围内，感官评价的结果才会比较理想.

从图12可以看出，白醋与料酒的添加量对鲍鱼内脏酱综合评价结果的影响同样呈现先上升后下降的趋势.当白醋添加量在4%～5%，料酒添加量在5%～6%范围时，感官评价较高.这是可能由于料酒中富含氨基酸，易生成氨基酸盐，从而使其具备去腥、增鲜的功能，同时与白醋的去腥功能存在一定的协同作用，综合提高了感官评分.但二者过量添加后，将导致鲍鱼内脏酱风味劣变，因此需要选择好各自适宜的水平.

2.4.3 验证试验通过数学模型对鲍鱼内脏酱工艺进行优化分析获得最佳工艺配方为：辣油添加量55.94%，食盐添加量5.28%，白醋添加量4.80%，料酒添加量5.83%，预测模糊评价得分为75.80.为了便于实际操作，将工艺参数修正为：辣椒油添加量56.0%，食盐添加量5.3%，白醋添加量4.8%，料酒添加量5.8%.以此工艺配方进行3次重复验证实验，感官评价平均得分为76.1，与模型预测值基本相符，说明该模型与实际情况较为拟合，优化所得的工艺参数合理、可靠.本工艺所得的鲍鱼内脏酱色泽油润、香味浓郁、口感细腻、咸淡适宜.

3 小 结

在模糊数学综合评价法的基础上，通过响应面分析法建立了鲍鱼内脏酱感官评价结果与辣椒油、食盐、白醋和料酒添加量的二次多项回归方程，并进行模型分析，获得鲍鱼内脏酱的最佳工艺参数为：辣椒油56%、食盐5.3%、白醋4.8%，料酒5.8%.经验证，在此条件下模型方程与实际情况拟合度较高，验证实验感官评价结果与模型预测值基本吻合，因此利用该模型来分析鲍鱼内脏酱感官评价响应值的变化是有效、可靠的.

[1] 李太武，苏秀榕，丁明进，等. 鲍的生物学 [M]. 北京：科学出版社，2004.

[2] 杜博，龚世园，童馨，等. 皱纹盘鲍和盘鲍南方养殖群体遗传变异的微卫星分析 [J]. 南方水产，2007，3(6)：22-29.

[3]OiaecheaRP，UshioH,，WatabeS,etal.Toughnessandcollagencontentofabalonemuscles[J].BiosciBiotechBiochem，1993，57：6-11.

[4] 李太武，苏秀榕，丁明进，等. 皱纹盘鲍中集中营养成分的测定 [J]. 中国海洋药物杂志，1995，53(1)：47-48.

[5] 农业部渔业渔政管理局. 中国渔业统计年鉴(2014) [M].北京：中国农业出版社，2014.

[6] 黄菊青，方婷，陈锦权，等. 酱汁鲍鱼硬罐头杀菌工艺及流变学性质研究 [J]. 食品科学,，2011,，32(14)：67-71.

[7]TsaoCY,PanYZ，JiangST.Purificationandcharacterizationofamylasesfromsmallabalone(Sulculus diversicolor aquatilis) [J].JAgricFoodChem，2003，51(4)：1 064-1 070.

[8] 张月红，姜波，刘长建，等. 鲍鱼多糖提取工艺的研究 [J]. 中央民族大学学报，2011，20(3)：20-23.

[9] 吴靖娜，许旻，蔡水淋，等. 鲍内脏抗氧化活性肽制备工艺研究 [J]. 扬州大学学报，2015，36(4)：58-68.

[10] 崔璨，章骞，张凌晶，等. 响应面法优化鲍鱼内脏中牛磺酸提取工艺的研究 [J]. 食品工业科技，2016，37(12)：272-277.

[11] 池玉芬. 鲍鱼内脏酱罐头的研究 [D]. 福州：福建农林大学，2011.

[12] 郭芳. 利用鲍鱼内脏蛋白制备海鲜调味品的研究 [D]. 福州：福建农林大学，2012.

[13]SallamKI.Chemical,sensoryandshelflifeevaluationofslicedsalmontreatedwithsaltsoforganicacids[J].FoodChem，2007，101(2)：592-600.

[14] 刘魁英. 食品研究与数据分析 [M]. 北京：中国轻工业出版社，2009.

[15] 惠伯棣，张旭，宫平，等. 食品原料在我国功能性食品中的应用研究进展 [J]. 食品科学，2016，37(17)：296-302.

[16] 余疾风.在食品感官质量的模糊综合评价中如何正确地制定权重的分配方案 [J]. 食品科学，1990(1)：15-16.

[17] 潘东潮，张韵，贺习耀，等. 响应面法优化新型河虾调味酱感官品质 [J]. 中国调味品，2014(3)：27-33.

Abstract：In the report, the fuzzy mathematics comprehensive evaluation method was introduced to optimize the process of abalone visceral sauce. Firstly, the weight analysis of colour, odour, texture, mouthfeel, and the taste of the abalone visceral sauce was performed. Secondly, the sensory integrated assessment was established, and the Box-Behnken response surface method was used. Lastly, the optimal technological prescription was obtained. The results demonstrated that the optimum additive quantity were as follows: capsicol (56.0%), salt (5.3%), white vinegar (4.8%), and cooking wine (5.8%).

Keywords：abalone visceral sauce; fuzzy mathematics; response surface; process optimization

ApplicationofFuzzyMathematicsComprehensiveEvaluationontheOptimizationofAbaloneVisceralSauceProcessing

Ye Linhong1，2，3, Wu Jingna1，2, Su Yongchang1，2, Liu Shuji1，2, Xu Min1，2, Liu Zhiyu1，2，Zhuang Peirong3,

(1. Key Laboratory of Cultivation and High-value Utilization of Marine Organisms in Fujian Province, Fisheries Reasearch Instiute of Fujian, Xiamen 361013, China; 2. Fujian Collaborative Innovation Center for Exploitation and Utilization of Marine Biological Resources, Xiamen 361013, China；3. Textile Engineering of Quanzhou College of Technology, Jinjiang 362200, China)

S 986.1

A DOl：10.15886/j.cnki.hdxbzkb.2017.0038

2017-03-19

国家海洋公益性行业科研专项 (201405016)；福建省科技重大专项 (2014NZ0001-1)；福建省海洋经济创新发展区域示范项目(2014FJPT01)；厦门南方海洋研究中心项目(14PZY017NF17)；海洋经济创新发展区域示范项目(12PYY001SF08)

叶琳弘(1989-)，女，福建漳州人，助理工程师，研究方向：水产品加工与综合利用研究，E-mail：lhyeh@foxmail.com

刘智禹(1972-)，男，福建莆田人，教授级高级工程师，研究方向：水产品加工与综合利用研究，E-mail： negroliu@163.com

1004-1729(2017)03-0234-12