基于模糊数学评判法优化斑点叉尾鮰的腌制工艺

郭歌 杜飞 伍世伟

摘要：以斑点叉尾鮰为研究对象，运用超高压和滚揉结合方式探究不同压力和腌制时间对腌制斑点叉尾鮰的色泽、气味、组织形态、弹性和黏聚性的影响，进行响应面优化实验，对实验结果进行分析及模糊数学综合评判感官分析。结果表明，超高压压力200 MPa、真空滚揉压力0.08 MPa、腌制时间20 min为腌制最优工艺，此时腌制鱼肉肉质滑嫩，组织形态紧实不松散，风味极佳。

关键词：斑点叉尾鮰；腌制；模糊数学；超高压；真空滚揉

中图分类号：TS205.2      文献标志码：A     文章编号：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

基金项目：国家自然科学基金委员会资助项目（51705422）

作者简介：郭歌（1982—），女，讲师，硕士，研究方向：模糊数学与食品工艺优化。

斑点叉尾鮰（Letalurus punetaus）又名河鲶、美洲鲶，原产地为美洲，是大型淡水鱼中的一种[1]，其鱼肉质感新鲜、美味，无细刺，同时富含不饱和脂肪酸和人体必需的氨基酸，能够有效提高人体的免疫力并有明目等功能，目前我国已有多地对其进行养殖[2]。斑点叉尾鮰耐冻性差，宰杀后直接冻藏易使蛋白质发生变性，肉质变硬[3]，因此多选择腌制后速冻，进而改善鱼肉品质，增强食用口感。最常使用的腌制方法是湿腌法、盐水注射法和多种工艺混合的方法[4]。但随着工业化生产需求的增长，超高压处理技术逐渐成为优选，其不仅具有杀菌作用，而且能提高产品品质，在不改变感官品质的同时保持其营养成分不流失[5]。当下在食品加工过程中进行评价的一个重要指标为感官评价，而模糊数学评价法可以得到更科学和实用的结果[5-6]。本实验为优化腌制工艺影响因素，将新鲜的斑点叉尾鮰作为实验原料，结合滚揉和超高压法，以含盐量为响应值进行响应面优化实验得到腌制鱼肉；结合模糊数学评判法进行感官品评[7]，最终确定腌制鱼的最佳工艺，可为后续腌制鱼的工业化生产应用提供一定的理论数据基础[8]。

1 材料与方法

1.1 实验原料

斑点叉尾鮰、食用盐、鲜姜、小葱、大蒜、白糖、食用味精、十三香、新鲜柠檬、料酒、一水柠檬酸：均为市购的食品级原料；化学药品硝酸银：分析纯。

1.2 实验仪器

高精度电子秤 上海速衡实业有限公司；超高压设备 苏州阿尔法生物实验器材有限公司；真空滚揉机 嘉兴艾博实业有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 工藝流程

斑点叉尾鮰→击晕后宰杀→清洗并去除内脏→切成均匀块状→低温减菌化处理→腌制→包装→速冻备用。

1.3.2 操作要点

宰杀：将鲜鱼使用钝器进行击晕致死处理，去除内脏，用流动自来水冲洗干净，切成大小均匀的块状，于冰水中浸泡，备用。减菌化处理：将鱼块捞出，使用吸水纸吸干表面水分，放在柠檬酸水中浸泡30 min，用无菌滤纸吸取多余水分。腌制液：白糖5 g，味精1 g，料酒10 mL，鸡精2 g，蒜末5 g，葱末4 g，姜末3 g，五香粉3 g，食用盐5 g，柠檬汁2 mL。腌制：将处理好的鱼肉均匀涂抹腌制液，腌制30 min，通过响应面优化实验进行超高压和真空滚揉处理。速冻成品：将最终腌制品进行真空包装，冷冻后得到成品，备用。

1.4 腌制工艺优化实验设计

在腌制液配方相同的情况下，根据单因素实验结果设计响应面实验，筛选出超高压压力、真空滚揉压力及腌制时间为影响斑点叉尾鮰腌制品质的最佳条件，因素水平设计见表1。以含盐量及感官评分为指标进行筛选。

1.5 指标测定方法

1.5.1 含盐量的测定[8-9]

根據 GB 5009.44—2016《食品安全国家标准 食品中氯化物的测定》中的硝酸银滴定法进行含盐量的测定。

1.5.2 感官评价方法

按照 GB/T 16291.1—2012《感官分析 选拔、培训与管理评价员一般导则 第1部分：优选评价员》[10]中的方法培训10名评价人员进行腌制鱼肉的品评，分别从腌制鱼块的色泽、气味、黏聚性、弹性及组织形态5个方面进行评定，并分为优、良、中、差4个等级，详细评价标准见表2。

1.6 建立模糊数学评判模型[11]

1.6.1 确立评价样品集[12-14]

评价样品集Y是需要进行感官评价的斑点叉尾鮰腌制样品的合集，Y=（Y1，Y2，Y3，Y4，Y5，Y6，Y7，Y8，Y9，Y10，Y11，Y12，Y13），其中Y1～Y13分别对应响应面实验的13组样品。

1.6.2 确立评判因素集

评判因素集是对腌制斑点叉尾鮰进行品质评价指标的合集。U=（U1，U2，U3，U4，U5），其中U1代表色泽，U2代表气味，U3代表黏聚性，U4代表弹性，U5代表组织形态。

1.6.3 确立评价得分集

评价得分集V是对腌制斑点叉尾鮰的不同评价等级划分合集，V=（V1，V2，V3，V4），其中V1，V2，V3，V4分别对应优、良、中、差4个等级，对应的分数分别为90，80，70，60分。

1.6.4 确立评价权重集

评价权重集是指在对腌制斑点叉尾鮰进行感官评价过程中评价因素占比的重要程度。本实验主要参考用户体验调查法，确定色泽、气味、黏聚性、弹性以及组织形态的权重。经培训合格的专业评价人员（10人）来设置权重分布，见表3。

权重是各项评价指标所得总分与全部因素总分之和的比重[13]，因此根据样品权重评价结果即可得各因素的权重集X=（X1，X2，X3，X4，X5）=（0.18，0.18，0.22，0.21，0.21）。由表3可知，对腌制斑点叉尾鮰的感官评价中人们注重的一般是肉品的组织形态及黏聚性，其次为弹性，腌制鱼肉的色泽和气味所占权重较小。

1.6.5 模糊数学综合评判集

模糊数学评判集计算公式：Y=X×R。

式中：X表示权重集；R表示模糊矩阵。

2 结果与分析

2.1 腌制斑点叉尾鮰含盐量测定结果

通过超高压和真空滚揉腌制响应面实验测定的鱼肉含盐量见表4，使用SPSS Statistics 10.0进行数据分析，超高压压力、真空滚揉压力及腌制时间对鱼肉含盐量影响的结果见表5。

对响应面实验结果进行回归拟合分析，得出腌制样品含盐量（Y）与超高压压力（A）、真空滚揉压力（B）、腌制时间（C）之间的二次回归方程为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，实验模型中失拟项的P=0.781 2＞0.05，不显著；而F=6.14，模型显著。由此表明实验模型准确，所得出的二次回归模型是合适的，同时模型具有较高的拟合性，可变异的因素对实验结果有较小的影响。

经过响应面实验对腌制斑点叉尾鮰的工艺条件进行优化，得出结果仅有一种优化方案，经验证实验得出模型拟合合理，结果得到的自变量最优真实值为超高压压力200 MPa、真空滚揉压力0.08 MPa、腌制时间20 min时，其预测的含盐量最高，可达0.23%。

2.2 模糊数学感官评价结果

2.2.1 建立模糊数学评判矩阵[15-16]

针对腌制斑点叉尾鮰样品选择10名经过培训的评价人员分别对13组（去除响应面设计中重复实验组）实验样品进行感官评价，最终确定腌制斑点叉尾鮰是否符合大众口味。

由表6可知调味腌制斑点叉尾鮰样品评价因素集中优、良、中、差所占比例[16]，分别除以评定小组成员的总数得到模糊矩阵为：

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 计算综合隶属度

根据模糊数学变化原理[17]，计算各因素的综合隶属度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），归一化法得Y1=（0.29，0.29，0.28，0.13），以此类推，得出综合评判结果，见表7。

由表7可知斑点叉尾鮰腌制综合评价结果得出模糊综合评判的峰值分别为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，依据最大隶属原则可知12号样品等级为优。

2.3 模糊评判结论

结合以上数据分析，可得出结论：Y12 为最优实验组，即超高压压力为200 MPa，真空滚揉压力为0.08 MPa，腌制时间为20 min时，所得的调味腌制斑点叉尾鮰品质最好。

3 总结

当前我国对于模糊数学评判法在食品加工工艺过程中的应用还在逐渐完善，而在感官品评时应用模糊数学评判法能够很好地将模糊、不易进行分析的指标进行具体数值化优化，以便于更加精确地分析各因素对评价对象的影响，此评价结果具有全面性和客观性的特点[18]。本研究通过用数字精确得出评价员对腌制斑点叉尾鮰的效果评价，从多组不同工艺的样品中选出品质较好的产品，以此优化腌制加工工艺流程[19]。同时，超高压和真空滚揉结合方式缩短了斑点叉尾鮰的腌制时间且赋予肉质更好的紧实性，易被大众所接受，后续可考虑应用于实际生产中，为研究调味鱼类腌制产品提供有意义的参考价值和理论基础。

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