模糊数学评价结合响应面法优化新疆椒麻鸡拌料油配方及工艺

周晓璐 牛希跃 任晓镤 许倩

摘要：在特色菜肴新疆椒麻鸡拌料油配方的基础上，加入药食同源的小茴香，通过模糊数学感官评价法对新疆椒麻鸡拌料油进行感官评分，结合响应面法对新疆椒麻鸡拌料油制作工艺进行优化。结果表明，对椒麻鸡拌料油感官品质的影响顺序为青花椒添加量>炒制时间>入油温度，最佳工艺为青花椒添加量3.25%、炒制时间30 min、入油温度160 ℃。按照此条件制作的拌料油感官评分为93分，与模型预测值（93.79分）接近。

关键词：新疆椒麻鸡拌料油；模糊感官评价法；响应面法；配方及工艺

中图分类号：TS264.29      文献标志码：A     文章编号：1000-9973（2023）04-0101-08

Abstract： On the basis of the formula of mixed oil for the special dish Xinjiang pepper chicken， cumin from medicinal and edible plants is added. The sensory scoring of mixed oil for Xinjiang pepper chicken is conducted by fuzzy mathematical sensory evaluation method. The production technology of mixed oil for Xinjiang pepper chicken is optimized by response surface methodology. The results show that the order of effects on the sensory quality of mixed oil for pepper chicken is the addition amount of Zanthoxylum schinifolium>the frying time>the oil temperature. The optimal technology is the Zanthoxylum schinifolium addition amount of 3.25%， the frying time of 30 min and the oil temperature of 160 ℃. The sensory score of the mixed oil made under these conditions is 93 points， which is close to the predicted value （93.79 points） of the model.

Key words： mixed oil for Xinjiang pepper chicken; fuzzy sensory evaluation method; response surface methodology; formula and technology

小茴香是傘形科植物茴香的干燥成熟果实，也叫谷香、茴香子等[1—4]，是我国传统的药食同源的食物。《本草汇言》和《唐本草》中均有关于“小茴香”的记载，“茴香善主一切诸气，为温中散寒、立行诸气之要品。”在传统医学中常被用作兴奋剂和收敛剂[5—6]，具有巨大的临床医用价值[7]。其含有黄酮、挥发油等成分，食用价值较高且具有浓郁的香气，常被用于烹饪菜肴及制作调味料[8—10]。

新疆椒麻鸡是具有新疆特色的本土清真菜肴，其特点是椒麻鲜香、咸鲜味麻、质地软嫩、营养丰富，深受消费者喜爱[11—13]。椒麻鸡拌料油是以红花椒、青花椒、菜籽油等为原料制备的一种用于椒麻鸡的调味油，其色泽明亮，微麻，香气浓郁[14]。但由于新疆椒麻鸡未实现工业化生产，目前均以餐馆菜肴的形式进行销售，不同的餐馆制作椒麻鸡拌料油的基料及配比各不相同，使得椒麻鸡的风味有所差异。为了得到符合大众口味的椒麻鸡拌料油，本实验以红花椒、青花椒、辣椒等香辛料为原料，添加山奈、小茴香、草果等药食同源的香料，实现风味互补[15]，改良其口感。用模糊数学感官评分作为评价指标，采用单因素实验和响应面实验优化新疆椒麻鸡拌料油工艺[16]，为新疆椒麻鸡拌料油的产业化生产与相关产品的研发提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 原料

实验供试的汉源红花椒、金阳青花椒、二荆条辣椒、印度魔鬼辣椒、山奈、小茴香、砂仁、草果、葱、姜、蒜（选购颗粒饱满完整、无霉变、色泽均匀的香料）、当日宰杀的新鲜土鸡：阿拉尔禾普市场；白砂糖：天津市茂佳食品有限公司；鸡精、味精：新疆笑厨食品有限公司；白芝麻：江西巧嫂食品有限公司；食盐：新疆盐湖制盐有限责任公司；菜籽油：察布查尔伊香米业有限责任公司。

1.2 仪器与设备

LE2002E/02电子天平 梅特勒-托利多仪器有限公司；MITIR TP377便携式测温计 温州米特尔智能科技有限公司；美的C22-WT2202电磁炉 广州美的生活电器制造有限公司；钦釜铝合金不粘锅 宁波启沐家居用品有限公司;不锈钢蒸锅 浙江隆合工贸有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 拌料油制备方法

本实验中拌料油的基础配方参照王林等[17]的方法及新疆本地作坊提供的椒麻鸡拌料油生产制作配方，具体配方见表1。

拌料油制备流程见图1。

1.3.2 单因素实验设计

根据基础配方和预实验，在“1.3.1”的工艺条件下，固定基础配方中其他原、辅料含量为菜籽油添加量60.7%，红花椒添加量3%，草果、砂仁添加量各1.7%，白砂糖、白芝麻添加量各0.5%，鸡精、味精和食盐添加量各0.35%，葱、姜、蒜添加量各5%。研究青花椒添加量（2.3%、2.8%、3.3%、3.8%、4.3%）、二荆条辣椒添加量（2.3%、2.8%、3.3%、3.8%、4.3%）、印度椒添加量（1.7%、2.5%、3.3%、4.1%、4.9%）、山奈添加量（1.7%、2.5%、3.3%、4.1%、4.9%）、小茴香添加量（1.7%、2.5%、3.3%、4.1%、4.9%）、炒制时间（10，20，30，40，50 min）、入油温度（100，120，140，160，180 ℃）7项较为显著的因素对拌料油模糊感官评分的影响。

1.3.3 响应面优化实验方案设计

通过单因素实验结果，采用Box-Behnken设计原理，选择青花椒添加量（A）、炒制时间（B）、入油温度（C）为影响因素，以新疆椒麻鸡拌料油模糊数学感官综合评分为响应值，进行三因素三水平响应面优化实验，实验优化设计与因素水平见表2。

1.3.4 椒麻鸡拌料油的感官评价

将30 g拌料油倒入杯中，用于气味、色泽、组织状态的评价。将新鲜土鸡冷水下锅，加入姜、红花椒和食盐（肉∶水为1∶2；以鸡肉质量计算，姜、红花椒添加量为0.5%，食盐添加量为1%）小火煮制30 min后，鸡肉用冰水浸泡2 min，带皮撕成0.5～0.8 cm细丝，鸡汤自然冷却，滤去汤渣备用。取100 g鸡肉丝加100 mL鸡汤，再加10 g拌料油搅拌均匀，30 min后品尝，对样品的滋味进行评价[18]。邀请10名接受过感官培训的人员（5男5女，年龄20～30岁），组成感官品评小组，将制备好的样品随机编号，品评小组成员从拌料油的4个方面进行综合评分，评分标准见表3。

1.3.5 模糊数学感官评价

1.3.5.1 因素集、评语集、权重集的建立

因素集是由感官评价的具体指标组成的集合[19—20]，用集合F来表示，根据表3建立因素集F=｛F1，F2，F3，F4｝=｛滋味，气味，色泽，组织状态｝。

评语集是由感官评价因素的优劣程度组成的集合，用集合V来表示，根据表3建立评语集V=｛V1，V2，V3，V4｝=｛优，良，中，差｝。

权重集是感官评价中评价因素的地位和重要程度，采用用户调查法[21—22]，得到各个感官指标的权重X=｛0.30，0.25，0.25，0.20｝，即滋味权重0.3，气味权重0.25，色泽权重0.25，组织状态权重0.2。

1.3.5.2 模糊矩阵的建立及评价结果的确定[23]

感官评分小组按表3对各样品进行打分，完成评价后，统计出各等级的总票数，得出不同等级的行矩阵，形成模糊关系矩阵M，并与权重集X合成，由此获得模糊关系评价集T=M×X，即第n个样品的评价结果为Tn=Mn×X，最后将评价集T与评语集矩阵合并，得出综合评分矩阵U=T×V。

1.4 数据处理

利用Excel 2007和IBM SPSS 26对实验所得数据进行整理及分析；通过Design-Expert V8.0.6.1进行响应面优化，采用Origin 2019b软件制图。所有实验均重复3次，结果以“平均值±标准差”来表示。

2 结果分析

2.1 单因素实验结果

2.1.1 青花椒添加量对拌料油感官品质的影响

基于工艺流程，在其他原料不变的条件下，不同青花椒添加量对拌料油感官品质的影响结果见图2。

青花椒是一种辛香植物，其麻味浓厚[24—25]，具有去异增香的功能，对拌料油的香气有一定影响。由图2中A可知，当青花椒添加量为2.3% 时，感官评分较低，但当青花椒添加量为2.8%时，感官评分显著增大，青花椒添加量为3.3%时，感官评分达到最大值90.3分，且添加量为3.3%的感官评分与添加量为2.3%、2.8%、3.8%、4.3%4种条件下的感官评分有显著差异（P＜0.05）。由图2中B可知，青花椒添加量对拌料油的滋味、气味、色泽、组织状态均有较大影响。在滋味和组织状态方面，添加量为2.3%、2.8%、3.8%、4.3%时，感官得分之间差异不显著，但当添加量为3.3%时，得分较其他组别有显著差异，麻味更加突出，浓稠适中；在气味和色泽方面，3.3%的添加量显著优于其他组别，表现为香气浓郁，色泽明亮。

2.1.2 二荆条辣椒添加量对拌料油感官品质的影响

基于工艺流程，在其他原料不变的条件下，不同二荆条辣椒添加量对拌料油感官品质的影响结果见图3。

二荆条辣椒的添加量会对拌料油的辣度、口感、色泽和香气产生影响[26]。如果添加量不足，则辣味过低，反之，则辣度过高，导致拌料油的口感不佳。由图3中A和B可知，随着二荆条辣椒添加量的增加，感官得分呈先上升后下降的趋势，感官得分在二荆条辣椒添加量为2.8%时最高，与其他二荆条辣椒添加量相比，对感官评分的影响不显著。通过单项分比较，二荆条辣椒添加量为2.3%时相较于其他二荆条辣椒添加量对组织状态的评分有显著影响，此条件下制作的拌料油底部有小颗粒黑色沉淀，影响感官得分。

2.1.3 印度椒添加量对拌料油感官品质的影响

基于工艺流程，在其他原料不变的条件下，不同印度椒添加量对拌料油感官品质的影响結果见图4。

作为市面上常见的一种辣椒，印度椒的添加也会影响拌料油的辣度、口感和回味程度。由图4中A可知，感官得分随着印度椒添加量的增加呈先升高后略降低的趋势，影响不明显，感官得分在印度椒添加量为4.1%时有最高值。由图4中B可知，印度椒添加量能显著影响拌料油的滋味得分，但成品口感辣味单薄、较烈，不够醇和，加之整体色泽偏暗，感官评价小组接受度低，故不选择该因素。

2.1.4 山奈添加量对拌料油感官品质的影响

基于工艺流程，在其他原料不变的条件下，不同山奈添加量对拌料油感官品质的影响结果见图5。

山奈是常见的药食两用的食物之一，对人体起着温中散寒、治疗牙痛等功效，药用价值较高，也常被用于菜肴的烹饪，具有去异提香的作用[27]，对于拌料油的滋味有一定的影响。由图5中A和B可知，随着山奈添加量的增加，感官得分呈先升后降的趋势，在2.5%时达到最高。与其他组别相比，总分及各部分感官参数指标得分差异均不显著（P>0.05）。

2.1.5 小茴香添加量对拌料油感官品质的影响

基于工艺流程，在其他原料不变的条件下，不同小茴香添加量对拌料油感官品质的影响结果见图6。

作为药食同源的香料，小茴香不但有去异味、增香气的作用，对糖尿病的治疗也有效果[28]。由图6中A和B可知，随着小茴香添加量的增加，感官评分呈先升后降的趋势，当小茴香添加量为3.3%时，感官评分有最大值。方差分析结果显示，小茴香添加量不同对感官得分总分及各项参数指标得分均无显著影响。

2.1.6 炒制时间对拌料油感官品质的影响

基于工艺流程，在其他原料不变的条件下，不同炒制时间对拌料油感官品质的影响结果见图7。

在香辛料炒制过程中，呈香物质会转变成结合态，从而使香气散发出来[15]，这对拌料油的滋味和气味有较大影响，若炒制时间不足，各香料之间的香气和风味有可能未充分交融，反之，则有可能出现焦糊味，口感不佳，影响感官得分[29—30]。由图7中A可知，随着炒制时间的延长，感官评分呈先升后降的趋势。当炒制时间为30 min时，感官得分显著高于其他组别（P＜0.05），达到最大值。由图7中B可知，当炒制时间为10 min和50 min时，在滋味和色泽方面分值均较低；当炒制时间为30 min时，这两方面的分值较其他炒制时间有显著差异。随着炒制时间的延长，香气逐渐散发出来，气味和组织状态的得分在10～30 min内均显著上升，在31～50 min内均显著下降，在30 min时达到最高值。有可能是因为时间过长导致焦糊，使成品略有杂质，影响气味和组织状态的得分。

2.1.7 入油温度对拌料油感官品质的影响

基于工艺流程，在其他原料不变的条件下，不同入油温度对拌料油感官品质的影响结果见图8。

油温对拌料油的气味、滋味和色泽方面有影响，随着油温的升高，组织结构细胞被破坏[31]，香辛料的香气、风味充分交融[32]。由图8中A可知，当入油温度为160 ℃时，感官得分总分与其他组有显著差异（P＜0.05）。感官参数各指标得分见图8中B，在滋味方面，入油温度为160 ℃时较100，120，140，180 ℃时差异较显著，140 ℃和180 ℃之间无显著差异；而入油温度为160 ℃时，在气味方面与其他入油温度相比差异显著，120 ℃和140 ℃之间不显著；在色泽方面，入油温度为160 ℃时显著高于其他组；在组织状态得分方面，160 ℃的入油温度显著高于100，120，180 ℃，与140 ℃相比不显著。综合考虑，选择160 ℃为最佳入油温度，进行响应面设计。

由以上单因素实验结果可知，青花椒添加量、炒制时间、入油温度3个因素对椒麻鸡拌料油的感官评价影响较显著，其他因素均不显著，故选择这3个因素进行响应面优化实验设计。

2.2 模糊数学感官评价结果

感官评价小组成员对样品进行评价打分，收集评价结果并进行统计分析，得到拌料油的感官评价结果，见表4。

模糊矩阵=样品的等级评价人数/总人数。以1号样品为例，在滋味的评价中，5人选优，3人选良，2人选中，0人选差，则M1滋味=｛0.5，0.3，0.2，0｝；同理可得M1气味=｛0.4，0.5，0，0.1｝，M1色泽=｛0.6，0.3，0，0.1｝，M1组织状态=｛0.5，0.4，0，0.1｝，将结果汇总，得到样品1的模糊矩阵M1，依据模糊变换原理，可以得到模糊关系评价集T1=M1×X={0.5，0.37，0.06，0.07}，然后赋予优=95分，良=85分，中=75分，差=65分，计算综合评分矩阵U1=T1×V=88，同理可得其他样品的综合得分。

2.3 响应面实验结果

2.3.1 模型建立及顯著性分析

通过Design-Expert V8.0.6.1软件设计响应面优化实验，实验设计及结果见表5，方差分析结果见表6。

通过Design-Expert V8.0.6.1软件对实验结果进行分析，得到二次多项回归方程：Y=93.46-1.94A-1.15B+0.19C-0.28AB-0.25AC-0.18BC-3.46A2-4.78B2-3.65C2。由回归方程可知，各因素对椒麻鸡拌料油感官得分的影响程度为A（青花椒添加量）>B（炒制时间）>C（入油温度）。

由表6可知，实验模型的P<0.000 1，极显著；失拟项的P=0.066 6>0.05，不显著，说明回归模型对响应值拟合良好；回归方程的决定系数R2= 0.977 3，校正决定系数RAdj2=0.948 1，说明模型拟合度较好，误差较小，可以解释94.81%响应值的变化。实验模型的A（青花椒添加量）对响应值Y的影响极显著（P<0.01），B（炒制时间）对响应值Y的影响显著（P<0.05），C（入油温度）对响应值Y的影响不显著（P>0.05）；交互项AB、AC、BC对响应值Y的影响不显著（P>0.05）；二次项A2、B2、C2对响应值Y的影响均极显著（P<0.01）。

2.3.2 交互效应分析

各因素交互作用的响应面和等高线图见图9。

等高线的椭圆程度代表了两因素间交互作用对感官评分影响的显著性，由图9可知，3个因素之间的两两交互作用均不显著（P>0.05），这与表6的结果一致。在所设定的范围内均存在极大值，验证了取值范围的正确性。

2.3.3 工艺参数优化及模型验证

运用Design-Expert V8.0.6.1软件，可得出优化的最大响应预测值为93.79分 ，此时最优工艺为青花椒添加量3.23%、炒制时间29.43 min、入油温度160.38 ℃。为方便实验操作，将最佳工艺条件修正为青花椒添加量3.25%、炒制时间30 min、入油温度160 ℃，在此条件下进行验证实验，得到的拌料油感官评分为93分，与模型预测值（93.79分）接近，证明响应面优化结果可行，也进一步验证了本实验所建模型是可靠的。

3 结论

本实验采用模糊数学评价法，结合单因素实验和响应面实验优化分析得出青花椒添加量对新疆椒麻鸡拌料油感官得分的影响极显著（P<0.01），炒制时间的影响显著（P<0.05），而入油温度的影响不显著（P>0.05）。新疆椒麻鸡拌料油的最佳工艺为菜籽油60.7%、红花椒3.0%、二荆条辣椒2.7%、印度椒4.1%、山奈2.5%、小茴香3.3%、白砂糖0.5%、鸡精0.35%、味精0.35%、食盐0.35%、白芝麻0.5%、葱5%、姜5%、蒜5%、砂仁1.7%、草果1.7%、青花椒3.25%、炒制时间30 min、入油温度160 ℃。在此条件下制作的拌料油模糊综合感官评分为93分，与初始条件相比，响应面优化后的感官评分提高了7分。

本工艺制作得到的新疆椒麻鸡拌料油色泽均匀，椒麻口感突出，香气突出。本实验条件简易可控，因此可以采用模糊数学感官评价法与响应面优化法相结合得出的新疆椒麻鸡拌料油加工工艺，对于该领域的市场开发具有一定的指导意义，虽然本研究优化得到的拌料油具有较高的感官得分，但该配方主要用于鲜食新疆椒麻鸡。因此，真空袋装的椒麻鸡拌料油保质期方面还需在本研究的基础上进行进一步的研究。

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