基于模糊数学研究燕麦-玫瑰茄酱加工工艺

王亚兰　贾杰

摘要：玫瑰茄是一种药食同源一年生植物，具有丰富的营养物质，在抗氧化、抗疲劳和预防人类心血管疾病方面具有明显的功效。随着人们消费观念的不断改变，健康食品燕麦-玫瑰茄酱逐渐被消费者重视。燕麦-玫瑰茄酱是玫瑰茄加工为调味品的一种重要方式，但燕麦-玫瑰茄酱加工工艺目前还相对滞后。该研究基于此，利用单因素试验和模糊数学方法，对影响燕麦-玫瑰茄酱感官评分的因素燕麦添加量、白砂糖添加量、玫瑰茄酱添加量和柠檬酸添加量进行研究和分析。研究结果表明，最优的燕麦-玫瑰茄酱加工工艺为燕麦添加量25%、白砂糖添加量16%、玫瑰茄酱添加量6%和柠檬酸添加量0.2%，此时燕麦-玫瑰茄酱的感官评分最高，为83.2。

关键词：玫瑰茄酱；工艺；优化；单因素；模糊数学

中图分类号：TS264.24文献标志码：A 文章编号：1000-9973（2023）06-0159-04

Abstract： Roselle is a kind of medicinal and edible homologous annual plant， which is rich in nutrients and has obvious effects in antioxidation， anti-fatigue and prevention of human cardiovascular disease. With the continuous change of people's consumption concept， healthy food oat-roselle sauce is gradually valued by consumers. Oat-roselle sauce is an important way to process roselle as a condiment， but the processing technology of oat-roselle sauce is still relatively lagging behind. Based on this， single factor test and fuzzy mathematics method are used to study and analyze the influencing factors of the sensory score of oat-roselle sauce such as oat addition amount， white granulated sugar addition amount， roselle sauce addition amount and citric acid addition amount. The research results show that the optimal processing technology of oat-roselle sauce is 25% oat， 16% white granulated sugar， 6% roselle sauce and 0.2% citric acid. At this time， the sensory score of oat-roselle sauce is the highest of 83.2.

Key words： roselle sauce; technology; optimization; single factor; fuzzy mathematics

收稿日期：2022-12-14

基金項目：河南省社会科学界联合会调研课题（SKL-2018-2222）

作者简介：王亚兰（1987－），女，河南信阳人，讲师，硕士，研究方向：模糊数学在食品中的应用。

近些年，随着消费者对健康食品认识的提升[1-2]，低能量、低脂肪和低糖的食品越来越受到人们的重视和青睐[3]。玫瑰茄是一种药食同源的一年生草本植物，营养价值丰富，具有抗炎、抗菌、抗氧化和预防人类心血管疾病等多种生物活性功效[4-5]。

玫瑰茄属于锦葵科木槿属多年生植物，其花萼为肉质结构[6]，富含多种人体需要的氨基酸、有机酸、维生素C和蛋白质[7]。玫瑰茄中也富含矿物质元素，主要包括钙、铁和磷等[8]。这些物质具有润肺止咳、利尿、抗坏血病、解酒、降胆固醇、预防人类心血管疾病和减肥等生物学功效。燕麦中富含多种不饱和脂肪酸，其中含有的功能性化合物主要包括酚类和氨基酸类，这些物质在预防人类心血管疾病和利胆解毒方面具有重要作用。燕麦和玫瑰茄中均含有多种不同的营养物质和活性成分，将燕麦和玫瑰茄混合后制成酱类物质能够充分利用其营养物质[9]。

燕麦-玫瑰茄酱的生产地较多，但是没有统一的生产标准，导致不同地区[10]甚至同一地区不同生产批次玫瑰茄酱的口感、风味均不同，严重地制约着玫瑰茄酱的规模化和标准化发展，消费者健康也受到了影响[11]。

模糊数学是一种被广泛用于研究模糊性现象的数学方法和理论，广泛用于调味品、食品、医药和环境等方面[12]。通过模糊数学能够更加准确地评价数据的真实性、权重域和评价体系，将感官指标通过模糊数学进行数据化，从而减少感官评定人员的评定误差，进一步提高感官评定结果的客观性和精确性[13-14]。

本研究利用单因素试验和模糊数学法对燕麦-玫瑰茄酱的加工工艺进行优化，为研究出更加具有保健功效和口感的燕麦-玫瑰茄酱提供了理论基础。此外，相比传统的感官评价，应用模糊数学获取的数据更具有科学性。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

玫瑰茄酱、燕麦、白砂糖（可食用）和柠檬酸。

1.2 仪器和设备

电子天平、烘箱、分光光度计、多功能酶标仪和分子仪器。

1.3 试验方法

1.3.1 感官评分

邀请5名参加过感官评价的专业人员，对燕麦-玫瑰茄酱的3个感官因素（颜色、气味和口感）进行评价，品尝完样品后需要漱口，间隔5 min再对下一个样品进行品尝。具体的感官评价标准见表1。

1.3.2 单因素试验

当研究燕麦添加量对燕麦-玫瑰茄酱加工工艺的影响时，控制白砂糖添加量为16%、玫瑰茄酱添加量为9%和柠檬酸添加量为0.2%，研究燕麦添加量为15%、20%、25%、30%、35%对燕麦-玫瑰茄酱感官评分的影响。

当研究白砂糖添加量对燕麦-玫瑰茄酱加工工艺的影响时，控制燕麦添加量为25%、玫瑰茄酱添加量为9%和柠檬酸添加量为0.2%，研究白砂糖添加量为12%、14%、16%、18%、20%对燕麦-玫瑰茄酱感官评分的影响。

当研究玫瑰茄酱添加量对燕麦-玫瑰茄酱加工工艺的影响时，控制燕麦添加量为25%、白砂糖添加量为16%和柠檬酸添加量为0.2%，研究玫瑰茄酱添加量为4%、6%、8%、10%、12%对燕麦-玫瑰茄酱感官评分的影响。

当研究柠檬酸添加量对燕麦-玫瑰茄酱加工工艺的影响时，控制燕麦添加量为25%、白砂糖添加量为16%和玫瑰茄酱添加量为9%，研究柠檬酸添加量为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%对燕麦-玫瑰茄酱感官评分的影响。

1.3.3 正交试验优化燕麦-玫瑰茄酱加工工艺

根据单因素试验结果可得燕麦-玫瑰茄酱加工工艺条件范围，以燕麦添加量、白砂糖添加量和玫瑰茄酱添加量作为变量因子，以感官评分结果作为指标，对燕麦-玫瑰茄酱加工工艺进行优化。

1.3.4 模糊数学法建立

确定感官评分X=（X1，X2，X3）分别代表颜色、气味和口感；根据优、良和差确定燕麦-玫瑰茄酱的评价等级R=（R1，R2，R3），其中R1、R2和R3分别代表感官评分中的优、良和差。颜色、气味和口感所占的权重分别为0.3，0.3和0.4。

2 结果与讨论

2.1 单因素试验

2.1.1 燕麦添加量对燕麦-玫瑰茄酱品质的影响

由图1可知，随着燕麦添加量的增加，燕麦-玫瑰茄酱的感官评分呈现先升高后降低的趋势，当燕麦添加量小于25%时，燕麦-玫瑰茄酱的感官评分随着燕麦添加量的增加而逐渐升高。当燕麦添加量大于25%时，燕麦-玫瑰茄酱的感官评分随着燕麦添加量的增加并无明显变化，说明当燕麦添加量超过一定量时，对感官评分的影响程度变小。添加燕麦能够改善燕麦-玫瑰茄酱的组织形态和口感，所以，选择燕麦的最佳添加量为25%。

2.1.2 白砂糖添加量对燕麦-玫瑰茄酱品质的影響

白砂糖的添加能够改善燕麦-玫瑰茄酱的风味，从而对燕麦-玫瑰茄酱的品质进行改善[15]。由图2可知，随着白砂糖添加量的增加，燕麦-玫瑰茄酱的感官评分呈现先降低后升高的趋势。当白砂糖添加量为14%时，燕麦-玫瑰茄酱的感官评分最低，为70，随着白砂糖添加量的逐渐增加，燕麦-玫瑰茄酱的感官评分呈现升高的趋势，当白砂糖添加量为16%～18%时，白砂糖添加量对燕麦-玫瑰茄酱感官评分的影响不明显。白砂糖的添加在一定程度上能够去除食物本身的腥味，也能够有效改善食物本身的风味，但是过多的白砂糖又会造成食物过于甜腻。综合考虑，选择白砂糖的最佳添加量为18%。

2.1.3 玫瑰茄酱添加量对燕麦-玫瑰茄酱品质的影响

玫瑰茄酱的颜色为鲜红色，能够使燕麦-玫瑰茄酱呈现红色，从而增大消费者的食欲，还能够增强燕麦-玫瑰茄酱本身的玫瑰茄花香味[16]。由图3可知，随着玫瑰茄酱添加量的增加，燕麦-玫瑰茄酱的感官评分呈现先升高后降低的趋势，当玫瑰茄酱添加量小于6%时，燕麦-玫瑰茄酱的感官评分呈现升高的趋势。当玫瑰茄酱添加量大于6%时，燕麦-玫瑰茄酱的感官评分随着玫瑰茄酱添加量的增加呈现降低的趋势。玫瑰茄酱是燕麦-玫瑰茄酱制作过程中的主要材料，过少的玫瑰茄酱会导致燕麦-玫瑰茄酱的玫瑰茄风味较低，过多的玫瑰茄酱又会影响、覆盖燕麦-玫瑰茄酱中一些其他挥发性物质的香味。综合考虑，选择玫瑰茄酱的最佳添加量为6%。

2.1.4 柠檬酸添加量对燕麦-玫瑰茄酱品质的影响

添加一定浓度的柠檬酸不仅可以对燕麦-玫瑰茄酱的颜色起到保护作用，而且能降低燕麦-玫瑰茄酱的pH值，从而抑制燕麦-玫瑰茄酱中微生物的生长和繁殖。随着柠檬酸添加量的逐渐增加，燕麦-玫瑰茄酱的感官评分呈现先升高后降低的趋势，当柠檬酸添加量为0.2%时，感官评分为84。无论柠檬酸添加量高于0.2%还是低于0.2%，燕麦-玫瑰茄酱的感官评分均呈现下降的趋势。综合考虑，选择柠檬酸的最佳添加量为0.2%。

2.2 模糊数学优化燕麦-玫瑰茄酱加工工艺

通过对燕麦-玫瑰茄酱加工工艺进行正交试验（见表3），之后对正交试验进行感官评价和模糊矩阵统计。

由表3可知，3个影响因素的主次顺序是燕麦添加量>玫瑰茄酱添加量>白砂糖添加量。由模糊数学结果可以看出，最优的燕麦-玫瑰茄酱加工工艺为燕麦添加量25%、白砂糖添加量16%、玫瑰茄酱添加量6%和柠檬酸添加量0.2%，此时燕麦-玫瑰茄酱的感官评分最高，为83.2。

根据正交试验的感官结果，获得的数学矩阵如下：

根据模糊数学原理，对影响燕麦-玫瑰茄酱的加工工艺进行研究，获得的感官评分结果为Y1=（0.3，0.34，0.33），Y2=（0.35，0.34，0.33），Y3=（0.34，0.34，0.33），Y4=（0.32，0.34，0.31），Y5=（0.34，0.32，0.33），Y6=（0.32，0.31，0.32），Y7=（0.34，0.33，0.32），Y8=（0.34，0.33，0.31）和Y9=（0.32，0.32，0.34）。将上述结果依次分别乘以90，60，40获得感官评分（见表3）。

3 小结

本研究通过单因素试验和模糊数学法对影响燕麦-玫瑰茄酱的工艺进行研究，以感官评分作为指标，对燕麦-玫瑰茄酱的加工工艺进行研究和优化。研究结果表明，最佳的燕麦-玫瑰茄酱加工工艺为燕麦添加量25%、白砂糖添加量16%、玫瑰茄酱添加量6%和柠檬酸添加量0.2%，此时燕麦-玫瑰茄酱的感官評分最高，为83.2。

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