模糊数学模型在酶解法蚝汁感官评价中的应用

摘要 以生蚝为原料制备酶解法蚝汁，对比酶解温度、酶解时间及酶添加量对蚝汁感官评分的影响，并以酶解温度、酶解时间和酶添加量为考察因素，利用模糊数学模型结合响应面的方法优化酶解法蚝汁的加工工艺。结果表明：酶解时间对蚝汁的感官评分影响最大，其次是酶解温度，酶添加量对蚝汁感官评分影响最小。确定了酶解法蚝汁最佳工艺参数，即酶解时间3.6 h，酶解温度50 ℃，酶添加量0.15%。在该优化工艺条件下生产的酶解法蚝汁色泽光鲜，鲜美蚝味突出，鲜蚝香气浓郁，感官评分为85.05，与响应面预测值85.44拟合良好。

关键词 酶解；蚝汁；模糊数学；响应面法

中图分类号 TS264.2 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2023）09-0149-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.09.037

Abstract Oyster extractives of enzymatic hydrolysis process was made from oyster. The effects of enzymolysis temperature， enzymolysis time and total enzyme amount on the yield of the sensory scores were studied. Fuzzy mathematical model combined with response surface method is used to optimize the processing of oyster extractives.Based on the results of single factor test， the yield response was analyzed using method of response surface analysis. The results showed that the order influenced the sensory scores was enzymolysis time ＞enzymolysis temperature ＞total enzyme amount. The optimal enzymatic conditions were： enzymolysis time 3.6 h， enzymolysis temperature of 50 ℃， total enzyme amount 0.15%. Under the optimal conditions， oyster extractives of enzymatic hydrolysis process have bright color， good and strong flavor of oyster ，and the sensory score of oyster extractives was 85.05， which was in good agreement with the predicted value by methodology of 85.44.

Key words Enzymatic;Oyster extractives;Fuzzy mathematics;Response surface methodology

作者简介 陈建旭（1982—），男，广东阳江人，工程师，硕士，从事食品化学和香精香料研究。

生蚝（Oyster）是牡蛎的别称，因其属于低脂肪高蛋白食物，营养丰富，含有微量元素锌、牛磺酸、人体必需氨基酸和呈味氨基酸而被广泛食用，素有“海底牛奶”之称［1］。蚝油是利用生蚝蒸煮后的汁液进行浓缩或直接用生蚝肉酶解，然后再加入食糖、食盐、淀粉或变性淀粉等原料，辅以其他配料和食品添加剂制成的水产调味品［2］，具有天然海产品风味特征，色泽光鲜亮丽，滋味浓郁鲜美，气味芬芳怡人等特点［3］，味道鲜美，营养丰富，老少皆宜，受到消费者的喜爱和追捧。

蚝汁是蚝油呈现蚝特征香气的主体，为蚝油提供丰富的氨基酸、核糖核酸、糖原、有机酸、酯类物质、微量元素和矿物质等，其含量直接影响蚝油呈味和呈香的品质［4-6］。传统蚝汁是将生蚝进行简单的蒸煮，然后收集生蚝蒸煮的汁液进行浓缩，其营养成分基本属于水溶性，生蚝中的其他营养物质并未得到释放，也限制了蚝油生产规模的进一步扩大。生蚝通过酶解生物技术处理后，不仅可以使水溶性营养物质得到充分的释放，还进一步增加了蚝汁中矿物质、微量元素、氨基酸、小分子肽和多肽等物质的含量［4］，大幅提高了蚝汁无盐固形物和氨基酸态氮的含量，从而可以扩大蚝油整体产量，以满足市场的需求。

传统的感官评价使得评价人员对测试样品的评估往往倾向于语言描述，难以用数字进行量化，主观差异比较明显，具有一定的局限性［7］。而模糊数学评价恰好能够弥补传统感官评价的不足之处，可以为每个描述性的语言进行赋值和编码，经过一定的逻辑运算，使每份测试样品获得一个数值，更具客观性［7-9］。目前模糊数学模型感官评定已广泛应用于肉制品、调味品、休闲食品和饮品等食品领域［10-13］。

目前，对传统蒸煮法蚝汁研究报道较多，尚鲜见有关酶解法蚝汁感官评价的研究报道。因此笔者在单因素试验的基础上，利用模糊数学模型结合响应面的方法优化酶解法蚝汁的加工工艺，以期为生蚝资源的深度开发和综合利用提供新的途径和参考。

1 材料与方法

1.1 材料

新鲜生蚝，广东省阳西县程村镇市场；复合风味酶（碱性蛋白酶、中性蛋白酶和木瓜蛋白酶），安琪酵母股份有限公司；食用盐，广东盐业有限公司。

1.2 主要仪器与设备

JYL-Y921九阳高速破壁调理机，九阳股份有限公司；LT3002E电子天平，常熟市天量仪器有限责任公司；JB90-D型强力电动搅拌机，上海标本模型厂；ZNHW-II1000ML加热套，巩义市予华仪器有限责任公司；SHA-B水浴恒温振荡器，常州澳华仪器有限公司；BCE2241-1CCN电子天平，赛多利斯科学仪器（北京）有限公司。

1.3 方法

1.3.1 酶解法蚝汁的制备工艺流程。

生蚝去壳、除杂→捣碎→酶解→过滤→浓缩→热反应→调配→成品。

1.3.2 操作要点。

将生蚝清洗干净并去壳、除杂，所收集的生蚝肉按料水比1∶1（g/mL）一起放入高速破壁调理机中打浆，得到生蚝匀浆。加入一定量的复合蛋白酶，置于一定温度的水浴锅中进行一定时间的酶解，再于95 ℃水浴中灭酶15 min，冷却至室温。将酶解液过120目的筛网，然后在微沸状态下浓缩至最初生蚝肉的重量，将所得浓缩酶解蚝汁置于恒温反应器98 ℃反应6 h，最后加食用盐调配至含盐量为18%。

1.3.3 酶解法蚝汁工艺优化试验［14-15］。

根据Box-Benhnken中心组合设计原则，在单因素试验的基础上，以酶解时间、酶解温度和酶添加量为自变量，以酶解法蚝汁的色泽、滋味、体态和气味为评价指标，根据模糊数学模型评定方法得到酶解法蚝汁的品质综合评分为响应值，进行3因素3水平的响应面分析。试验因素水平见表1。

1.3.4 感官评价方法。

参照蚝汁的感官评价要求［16］，由10名技术中心研发部食品工程师组成感官评价小组，制订感官评价标准（表2）。

1.3.5 模糊数学模型的建立［7-11］。

以酶解法蚝汁的色泽、滋味、体态、气味作为评价因素，组成评价因素集U=（U1，U2，U3，U4）；评语集为V=（V1，V2，V3，V4）T=（优，良，中，差）T，其中优90分，良80分，中70分，差60分。各因素权重集K的确定：由10位技术中心研发部食品工程师为各因素打分（表3），得出各因素的权重集K=（K1，K2，K3，K4）=（色泽，滋味，体态，气味）=（0.225，0.255，0.235，0.285）。

构建模糊数学模型Yj=K·Rj

式中，Yj为模糊数学感官评价结果，K为各因素的权重集，Rj为每个样品的模糊评价矩阵。然后对等级因素进行赋值，得到感官评价得分。

Sj=Yj·V

式中，Sj为感官评价得分，Yj为模糊数学感官评价结果，V为评价集。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 酶解时间考察结果。

在酶解温度50 ℃、酶添加量0.15%的条件下，酶解时间分别选择1、2、3、4、5 h进行试验，考察酶解时间对酶解法蚝汁感官评分的影响，试验结果见图1。由图1可知，酶解时间对酶解法蚝汁的感官评分有显著影响，感官评分随着酶解时间的增加而升高，但是到达一定的时间后，感官评分又呈现下降趋势。这可能是由于酶解时间过长，产生了一些不良气味，造成生蚝蛋白质过度酶解，释放出过多呈苦味、涩味的氨基酸，从而引起口感不好。

2.1.2 酶解温度考察结果。

在酶解时间3 h、酶添加量0.15%的条件下，酶解温度分别选择30、40、50、60、70 ℃进行试验，考察酶解温度对酶解法蚝汁感官评分的影响，试验结果见图2。由图2可知，酶解温度对酶解法蚝汁的感官评分有显著影响，感官评分随着酶解温度的增加而升高，但是超过60 ℃后，感官评分急剧降低。在酶解时间和酶添加量不变的条件下，随着酶解温度的升高，酶的活性随之增加，酶解产物提高，但是酶解温度过高，会影响酶的活性，从而造成生蚝蛋白酶的水解程度偏低，进而影响到蚝汁的滋味、体态和香气，使得感官评分下降。

2.1.3 酶添加量考察结果。

在酶解时间3 h，酶解温度50 ℃的条件下，酶添加量（按生蚝的质量计算）分别选择0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%进行试验，考察酶添加量对酶解法蚝汁感官评分的影响，试验结果见图3。由图3可知，在试验范围内的酶添加量对感官评分的影响不如酶解时间和酶解温度对感官评分的影响大，随着酶添加量的增大，感官评分缓慢升高，酶添加量超过0.15%后，感官评分开始缓慢降低。

2.2 响应面法优化试验设计及结果分析

2.2.1 模糊数学感官评价结果。

在单因素试验结果的基础上，采用中心组合设计原理进行试验设计，得到17种试验方案，邀请公司技术中心20位同事（其中10位同事为研发部工程师，10位同事为品控部人员），对17种不同酶解条件的酶解法蚝汁进行优、良、中、差4级感官评价，评价结果见表4。

2.2.2 响应面分析试验结果。

根据17组酶解法蚝汁的模糊数学感官评分结合响应面分析，其试验结果和方差分析见表5、6。

用Design-Expert 12软件对表5的结果进行多元回归分析，得到酶解法蚝汁感官评分（Y）和酶解时间（X1）、酶解温度（X2）、酶添加量（X3）的编码的二次多项式回归方程如下：Y=83.940 0+4.960 0X1-0.852 5X2-0.213 7X3+1.670 0X1X2-0.110 0X1X3-5.600 0X2X3-4.140 0X12-4.570 0X22-6.160 0X32。

由表6可知，模型的F值为48.620 0，P＜0.000 1，达到极显著水平，失拟项P=0.125 5＞0.05不显著，说明方程拟合程度良好，可用于酶解法蚝汁生产工艺参数模型分析。由表6的F值大小顺序可知，各工艺条件对酶解法蚝汁感官评分的影响表现为X1＞X2＞X3，即酶解时间＞酶解温度＞酶添加量。方差分析各因素显著性结果显示，X1、X1X2、X2X3、X12、 X22、X32达到显著水平（P＜0.05）。因此，可利用该模型进行酶解法蚝汁的感官评价。剔除不显著项，得到优化后的响应面回归方程为

Y=83.94+4.96X1+1.67X1X2-5.60X2X3-4.14X12-4.57X22-6.16X32