基于数学模糊分析法的火锅底料风味研究

海敏娟

(重庆科创职业学院基础教学部，重庆 402160)

火锅为我国重庆、成都地区传统特色美食，在全国范围内深受广大消费者的青睐。火锅熬制过程中的关键基础原料为火锅底料，其不仅决定火锅的质量，同时对火锅的口感有着极其重要的影响[1-3]。

火锅底料为多种食材混合物质，为对火锅底料风味进行分析，采用SDE或SPME法对火锅底料中的风味物质进行提取测定[4,5]，同时进行气相色谱-质谱分析[6]，研究火锅底料中风味物质含量。

本文采用数学模糊分析的方法，对火锅底料中的醇类、醛类以及酯类物质进行影响因子分析，最后通过火锅底料风味影响因子的二次回归方程进行求解，得出火锅底料的最优化配比工艺。经验证，采用数学模糊分析法得出的火锅底料风味物质配比工艺，可对火锅底料生产过程进行有效指导。

1 风味物质提取

1.1 SDE法

SDE法对风味物质的提取过程是一种通过蒸馏萃取的方式进行有机物提取的过程[7]。称取20 g火锅底料放置于圆底烧瓶中，同时加入50 mL蒸馏水进行稀释，将盛有混合物质的圆底烧瓶与同时蒸馏萃取装置A端连接。在同时蒸馏萃取装置的B端连接另一个圆底烧瓶，内部加入50 mL二氯甲烷。将盛有混合物质的圆底烧瓶放置于120 ℃油锅中，将盛有二氯甲烷的圆底烧瓶放入65 ℃水浴锅中，两端同时进行蒸馏萃取，2 h后，将萃取液放置于无水硫酸钠中进行12 h干燥，干燥完成后，采用蒸发仪进行浓缩。

1.2 SPME法

SPME法对风味物质的提取的程为一种采用固相萃取的方式进行有机物提取的过程[8]。称取5 g火锅底料放置于密封顶空瓶中，容积为15 mL，密封后放置于60 ℃水浴锅中，30 min后，将固相萃取针插入样品瓶中，吸附30 min，放置于色谱进样口，温度保持250 ℃。

2 风味物质类别及含量

火锅底料中的风味物质分别采用SDE法进行蒸馏萃取和SPME法进行固相萃取后，风味物质GC-MS总离子流图见图1和图2。

图1 风味物质GC-MS离子流图(SDE)Fig.1 GC-MS ion current diagram of flavor substances (SDE)

图2 风味物质GC-MS离子流图(SPME)Fig.2 GC-MS ion current diagram of flavor substances (SPME)

对离子流图进行人工解析后，对比谱库检索，得出物质化学成分，并采用归一化法进行面积处理，确定各种物质的相对含量百分比。各种物质含量见表1，表1中仅列出各类物质匹配度大于80的化合物。

表1 风味物质含量Table 1 The content of flavor substances

2.1 醇类

通过两种方法检测得到的醇类物质含量最高，火锅底料中的主要化合物为醇类化合物，脂肪酸以及脂肪经过氢化或者氧化分解后产生醇类物质。在醇类化合物中，不同原子组合的醇类化合物具有不同的香气，产生不同的风味物质。芳樟醇在天然植物香料中广泛存在，对火锅底料的风味有非常重要的影响；氧化芳樟醇产生凉香、清香的风味。

2.2 醛类

脂肪经氧化反应后降解生成醛类化合物，当组成醛类的原子数量大于6时，其原生物质为脂肪。其中亚油酸经氧化后，产生癸二烯醛，经自氧化后，产生氢过氧化物，进一步断裂生成二烯醛，从而呈现出脂肪气味。在醛类化合物中，苯乙醛和柠檬醛的含量较高，使火锅产生清香味和坚果香味。

2.3 酯类

在火锅底料中，酯类化合物可产生令人清爽的香味，该酯类化合物是醇类化合物和酸类化合物产生酯化反应的产物。

2.4 酮类

火锅底料中的脂肪降解后或者脂肪氧化反应后，生成酮类化合物；其中特殊的甲基酮类化合物由脂肪酸经β-氧化反应后生成。

3 火锅底料综合评分

按照传统火锅底料评价方法，火锅底料风味可从以下9个方面进行评价，每种评价类别进行赋值[9,10]，赋值关系见表2。

表2 风味评价赋值关系Table 2 Relationship of flavor evaluation

各不同评价方面的影响因子为：

因不同方面的评价指标对火锅风味的综合影响不同，按照表2中的权重值进行计算，得出火锅风味的综合评分：

Y=0.1p(A1)+0.1p(A2)+0.1p(A3)+0.1p(A4)+0.1p(A5)+0.1p(A6)+0.1p(A7)+0.2p(A8)+0.1p(A9)。

4 单因素影响分析

4.1 醇类

当火锅底料中醇类物质含量不断增加时，火锅底料的感官评价、色泽和口感影响因子系数逐渐降低；总酸和VC影响因子系数不断增加；最大黏附力、黏附性以及胶黏性影响因子出现先降低后升高的变化趋势。综上所述，当火锅底料中醇类物质含量为5%～7%时，醇类对火锅底料风味影响的综合评分最高。

4.2 醛类

当火锅底料中醛类物质含量不断增加时，火锅底料的感官评价、色泽和口感影响因子系数明显出现降低趋势；总酸和VC影响因子系数先出现增加趋势，随后逐渐降低；最大黏附力、黏附性以及胶黏性影响因子出现先明显升高后逐渐降低的变化趋势。综上所述，当火锅底料中醛类物质含量为0.05%～0.07%时，醛类对火锅底料风味影响的综合评分最高。

4.3 酯类

当火锅底料中酯类物质含量不断增加时，火锅底料的感官评价、色泽和口感影响因子系数先增大，随后逐渐降低；总酸和VC影响因子系数明显增大；最大黏附力、黏附性以及胶黏性影响因子出现明显升高的变化趋势。综上所述，当火锅底料中酯类物质含量为0.1%～0.3%时，酯类对火锅底料风味影响的综合评分最高。

4.4 酮类

当火锅底料中酮类物质含量不断增加时，火锅底料的感官评价、色泽和口感影响因子系数明显升高；总酸和VC影响因子系数显著降低；最大黏附力、黏附性以及胶黏性影响因子出现先升高后降低的变化趋势[11]。综上所述，当火锅底料中酮类物质含量为0.8%～1%时，酮类对火锅底料风味影响的综合评分最高。

5 风味优化与分析验证

火锅底料风味影响因子显著性分析对照表见表3。

表3 影响因子显著性对照表Table 3 Significant control table of influencing factors

火锅底料风味影响因子的二次多项式数学模型可以表示为[12]：

Y=0.72-1.9×10-2A-1.6×10-2B-3.3×10-4C-8.41×10-3AB-1.57×10-3AC-9.01×10-4BC-0.13A2-9.4×10-2B2-0.12C2。

经计算分析并查对显著性对照表可以看出，火锅底料风味影响因子回归方程显著，同时A、AC具有显著性，B、A2、B2、C2具有极显著性，表明不同物质含量与火锅底料风味之间存在明显交互作用。

通过对火锅底料风味物质回归方程进行分析，可以得出火锅底料风味物质最优化配比工艺条件为醇类4.48%、醛类3.36%、酯类1.47%，对其进行综合评分计算预测，可得综合评分为0.762。为使火锅底料进行生产时具有可操作工艺性，对各物质含量进行取整，其中醇类4.5%、醛类3.4%、酯类1.5%，并对其进行平行检测分析实验，火锅底料风味综合评价为0.759。与设计预测值基本相当，由此证明通过模糊数学模型进行的火锅底料风味物质配方参数研究具有一定的指导意义。

6 结论

采用数学模糊分析法，对火锅底料风味物质中的醇类、醛类以及酯类进行分析，并结合二次多项回归方程求解，得出火锅底料风味物质的最优化配比工艺。三类风味物质对火锅底料的风味影响权重相当，随着三类物质含量的不同，火锅底料风味评价角度权重因子发生不同程度的变化。其中当火锅底料中醇类物质含量为5%～7%时，醇类对火锅底料风味影响的综合评分最高；醛类物质含量为0.05%～0.07%时，醛类对火锅底料风味影响的综合评分最高；酯类物质含量为0.1%～0.3%时，酯类对火锅底料风味影响的综合评分最高。