模糊数学法优化低盐益生菌发酵梅片配方研究

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　　摘要    研究低盐益生菌发酵梅片的配方工艺，以色泽、风味和组织状态为评价指标，采用正交试验结合模糊数学感官评价优化产品的制备工艺。结果表明，低盐益生菌发酵梅片最优配方为益生菌发酵梅浆65.0%、黑糖7.0%、食盐2.0%、姜粉1.6%。在此条件下制备的低盐益生菌发酵梅片，总糖为13.5%、总酸2.4%、盐分5.2%，具有色泽鲜亮、口感丰富、风味独特的特点。
　　关键词    青梅;低盐益生菌发酵梅片;模糊数学法;配方优化
　　中图分类号    TS252.54        文献标识码    A        文章编号   1007-5739（2019）09-0213-03
　　Abstract    Formula and process of low salt probiotic green plum tablet were studied. With the color，flavor and appearance as indicators，orthogonal test combined with fuzzy comprehensive evaluation was designed to determine the best formula. The results showed that the optimized process parameters for low salt probiotic green plum tablet was as follows：probiotic green plum juice 65.0%，brown-sugar 7.0%，salt 2.0%，ginger powder 1.6%. Under this conditions，the low salt probiotic green plum tablet was characterized by a fresh color，rich in taste and unique flavor with total sugar of 13.5%，total acidity of 2.4% and salinity 5.2%.
　　Key words    green plum;low salt probiotic green plum tablet;fuzzy mathematics;formula optimization
　　青梅低糖、高酸，富含蛋白质、脂肪、碳水化合物和多种无机盐、有机酸，属于天然的碱性食品，具有很高的营养价值。青梅中有机酸、多酚、黄酮、萜烯、甾醇等有益成分在抑制细菌[1]、抗过敏[2]、抗氧化[3]、抗肿瘤[4]、抗血栓[5]、保护支气管上皮细胞和角蛋白细胞[6]以及提高免疫力等方面具有一定的作用。
　　青梅不易保藏且因为高酸不宜直接食用，通常先经过盐腌、日晒加工成半成品干湿梅[7]，再进一步加工成蜜饯[8-9]等产品。而传统的话梅、梅饼、调味梅等青梅制品因为高盐高糖而致食用价值降低。开发低盐、低糖、富营养价值的青梅蜜饯成为当前消费升级的所需。本研究创新采用干湿梅为原料，利用益生菌发酵制备梅浆，再进一步加工成梅片。通过正交试验结合模糊数学感官评价优化产品配方，有效提高产品的感官品质并延长产品保质期。解决青梅不易保藏，以及传统水果发酵制品以鲜果为起始原料，存在季节性和批次差异等问题，有利于青梅蜜饯的常年生产。同时，制作的产品低盐低糖、营养健康，克服了传统青梅蜜饯高盐高糖、不利于健康的缺点。
　　1    材料与方法
　　1.1    材料与仪器
　　供试材料为干湿梅，广东殿羽田食品有限公司;益生菌粉（含植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、副干酪乳杆菌、乳双歧杆菌、鼠李糖乳杆菌），北京川秀国际贸易有限公司;甜菊糖，曲阜海根甜菊制品有限公司;三氯蔗糖，山东康宝科技有限公司;檸檬酸，潍坊英轩实业有限公司。
　　供试仪器为清洗机，中根机械有限会社NSK-500;打浆机、搅拌机、刮片机、切片机，杭州杭盛机械设备有限公司;烘干机，广州驰腾能源科技有限公司CT-RB6;重量检测机，日本安立株式会社KW5366BW66;X射线异物检出机，日本安立株式会社KD740KP;Brix糖度计，ATAGO（爱拓）中国分公司PAL-3;电子天平，美国双杰JJ1000Y。
　　1.2    试验方法
　　1.2.1    工艺流程。干湿梅→脱盐→配料→发酵→去核→打浆→调配→刮片→烘干→切片→包装→异物检测→贴标、捆包→登记入库。
　　1.2.2    操作要点。
　　（1）取200份干湿梅，用饮用水浸泡脱盐至盐分≤3.0%，装入无菌发酵罐。
　　（2）将100份黑糖、15份柠檬酸加入200份饮用水中溶解，煮沸3 min，冷却至室温，加入1份益生菌粉，搅拌均匀，装入上述无菌发酵罐，再加入50份柠檬，静置发酵2个月。
　　（3）发酵完成，分离益生菌发酵干湿梅和发酵液，备用[10]。
　　（4）将益生菌发酵干湿梅去核，用打浆机打成梅浆，过滤去除大块果皮，取配方重量份梅浆备用。
　　（5）称取配方重量份的黑糖、食盐、姜粉、甜菊糖苷、三氯蔗糖与上述梅浆混匀，调味。
　　（6）将混合物料装盘，用刮片机刮成3 mm薄片。
　　（7）转入烘房，设置温度（40±3）℃，烘干至水分≤10.0%。 　　（8）将烘干后薄片切割成整齐正方形或长方形小片，包装，即为成品。
　　（9）成品经过X光机异物检测，合格产品贴标、捆包，登记入库。
　　1.2.3    单因素试验。
　　（1）益生菌发酵梅浆添加量试验。选取益生菌发酵梅浆添加量分别为55.0%、60.0%、65.0%、70.0%、75.0%，各3个平行，其他因素水平分别为黑糖5.2%、食盐3.3%、姜粉1.2%、甜菊糖苷0.1%、三氯蔗糖0.02%。
　　（2）黑糖添加量试验。选取黑糖添加量分别为1.0%、3.0%、5.0%、7.0%、9.0%，各3个平行，其他因素水平分别为益生菌发酵梅浆65.4%、食盐3.3%、姜粉1.2%、甜菊糖苷0.1%、三氯蔗糖0.02%。
　　（3）食盐添加量试验。选取食盐添加量分别为1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%，各3个平行，其他因素水平分别为益生菌发酵梅浆65.4%、黑糖5.2%、姜粉1.2%、甜菊糖苷0.1%、三氯蔗糖0.02%。
　　（4）姜粉添加量试验。选取姜粉添加量分别为0.1%、0.6%、1.1%、1.6%、2.1%，各3个平行，其他因素水平分别为益生菌发酵梅浆65.4%、黑糖5.2%、食盐3.3%、甜菊糖苷0.1%、三氯蔗糖0.02%。
　　1.2.4    正交试验设计。在单因素试验基础上，选取益生菌发酵梅浆、黑糖、食盐、姜粉4个因素，以模糊数学感官评定综合得分为评价指标，设计L9（34）正交试验，确定低盐益生菌发酵梅片的最佳配方。试验因素水平见表1。
　　1.2.5    模糊数学模型的建立。
　　（1）感官评定因素集和等级集。低盐益生菌发酵梅片属于蜜饯制品，参照蜜饯国家标准[11]制定产品感官评分标准，建立模糊数学评价模型[12-14]。设定因素集U={色泽u1，风味u2，组织状态u3}，等级集V={优v1，良v2，中v3，差v4}，设置各评价等级分值v1=90、v2=80、v3=70、差v4=60，即V={90，80，70，60}。
　　（2）權重的确定。采用“0～4评判法”[15]确定每个因素的权重，得到色泽、风味、组织状态3个因素的权重分别为0.22、0.42、0.36，即低盐益生菌发酵梅片的权重集X={0.22， 0.42，0.36}。
　　（3）模糊矩阵和综合评价集。将不同等级票数除以总票数得到模糊矩阵R，将权重集X和模糊矩阵R合成得到每个样品的综合评价集为Yi=X×Ri（i为样品的序号）。将综合评价集Y和等级集V合成得到评分矩阵W，即Wi=Yi×V（i为样品的序号）。
　　1.2.6    产品质量指标测定。
　　（1）氯化钠、总糖及总酸含量测定。按照《蜜饯通则》（GB/T 10782-2006）规定测定产品的氯化钠和总糖含量[16]，按照《食品中总酸的测定》（GB/T 12456-2008）[17]规定测定产品的总酸（以柠檬酸计）。
　　（2）微生物指标的测定。按照《食品安全国家标准  蜜饯》（GB 14884-2016）[11]规定测定产品的菌落总数、大肠菌群和霉菌。
　　（3）产品感官评分标准。参照蜜饯国家标准制定低盐益生菌发酵梅片的感官评分标准。组织专业感官评定人员共10人，采用随机双盲试验设计，按照色泽、风味和组织状态3个指标对产品感官品质进行评价（根据“0～4评判法”确定色泽、风味和组织状态的权重分别为0.22、0.42、0.36），统计各因素优、良、中、差4个等级的票数。产品感官评分标准如表2所示。
　　2    结果与分析
　　2.1    益生菌发酵梅浆对产品感官品质的影响
　　干湿梅脱盐后，经益生菌发酵制成的梅片具有浓郁的发酵梅风味。本研究中益生菌发酵梅浆的添加量主要影响产品的风味和组织状态。由图1可知，产品的感官得分随着益生菌发酵梅浆的增加呈先增加后减少的趋势。当添加量达到65.0%时，感官得分最高，产品质地均匀，有一定咀嚼性，不粘牙，滋味浓郁协调，发酵风味适中。
　　2.2    黑糖对产品感官品质的影响
　　为提高产品的保健价值，采用黑糖加甜味剂的方式，避免高糖的使用，同时赋予产品黑糖滋味并改善产品的色泽。由图2可知，黑糖添加量较少时，黑糖滋味不明显，色泽改善不理想，当添加量达到5.0%时，产品呈均匀红棕色，滋味协调，酸甜适中，感官得分最高。
　　2.3    食盐对产品感官品质的影响
　　干湿梅的盐分通常在23.0%以上，为保证益生菌正常发酵，需要将盐分降至3.0%以下，而为了协调最终产品的滋味需重新适当添加食盐。由图3可知，食盐添加量显著影响产品的感官品质，添加量为3.0%时，感官得分最高。
　　2.4    姜粉对产品感官品质的影响
　　姜粉赋予产品更丰富的滋味层次，姜辣味与青梅的酸味结合恰到好处，提神效果明显。由图4可知，产品感官得分随着姜粉的增加呈上升趋势，添加量为1.6%时，感官品质最佳。姜粉添加量超过1.6%后，姜辣味开始掩盖发酵梅的风味。
　　2.5    低盐益生菌发酵梅片配方优化
　　低盐益生菌发酵梅片的感官评分结果如表3所示。将不同等级票数除以总票数得到模糊矩阵R。例如样品1的模糊矩阵R1如下：
　　R1=0.4    0.4    0.2    00.4    0.2    0.4    00.4    0.4    0.2    0 　　将模糊矩阵R1与权重集X合成得到样品1的综合评价集为Y1=（0.4  0.32  0.28  0）。将综合评价集Y1和等级集V合成得到样品1的感官得分W1，即W1=0.4×90+0.32×80+0.28×70+0×60=81.2。同理可得到W1、W2、…W9。
　　以模糊数学评定法对正交试验各试验组的样品进行感官评价，结果如表4所示。由极差R值可知，各因素对低盐益生菌发酵梅片品质影响的主要顺序依次为益生菌发酵梅浆>黑糖>姜粉>食盐。由试验结果可知，低盐益生菌发酵梅片配方的最佳组合为A2B3C1D2，即最佳配方为益生菌发酵梅浆65.0%、黑糖7.0%、食盐2.0%、姜粉1.6%，此时感官得分为88.0分。
　　2.6    低盐益生菌发酵梅片产品质量指标
　　感官指标：红棕色，质地均匀，有一定咀嚼性，滋味浓郁协调，口感丰富，具有益生菌发酵梅特有风味和姜辣味。理化指标：总糖（以葡萄糖计）≤25.0%，总酸≤6.0%，盐分 ≤6.0%。微生物指标：菌落总数采样方案及限量为n=5，c=2，m=103 CFU/g，M=104 CFU/g，大肠菌群采样方案及限量为n=5，c=2，m=10 CFU/g，M=102 CFU/g，霉菌≤50 CFU/g。
　　3    结论
　　在单因素试验的基础上，通过正交试验结合模糊数学感官评价法，以产品感官得分为评价指标，得到低盐益生菌发酵梅片的最优配方为益生菌发酵梅浆65.0%、黑糖7.0%、食盐2.0%、姜粉1.6%。在此条件下，产品感官得分为88.0分，总糖13.5%，总酸2.4%，盐分5.2%，具有色泽鲜亮、口感丰富、风味独特的特点。
　　4    参考文献
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　　基金项目   2017年广东省省级科技计划项目（2017A020225003）。
　　作者简介   谢桂勉（1982-），男，广东揭阳人，硕士，副教授，从事食品科学教学与科研工作。
　　收稿日期   2019-01-27
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