利用模糊數學感官評價法研究豬肉丸加工工藝

劉勤華 周光宏 孟美晨 潘潤淑 馬漢軍

（1.河南科技學院高等職業技術學院，河南 輝縣 453600；2.南京農業大學食品科技學院，江蘇 南京 210095；3.河南科技學院食品學院，河南 新鄉 453003）

利用模糊數學感官評價法研究豬肉丸加工工藝

劉勤華1周光宏2孟美晨3潘潤淑3馬漢軍3

（1.河南科技學院高等職業技術學院，河南 輝縣 453600；2.南京農業大學食品科技學院，江蘇 南京 210095；3.河南科技學院食品學院，河南 新鄉 453003）

以豬肉為原料，通過單因素和正交試驗，結合模糊數學感官評價方法，研究豬肉丸的加工工藝。結果表明，產品的最佳配方：食鹽2.0%，脂肪10%，混合磷酸鹽0.3%，卡拉膠0.7%。該工藝條件下，產品的蒸煮產率為75.9%。

豬肉丸；模糊數學；加工工藝

肉丸是一種有著悠久歷史的傳統肉糜類制品，因其食用方便，味道鮮美，深受廣大消費者的青睞。隨著生活水平的提高和科學飲食意識的增強，消費者對食品的營養和品質要求也不斷提高，對肉丸加工配方的研究也從簡單的添加調味品逐漸轉變為研究降低脂肪、提高品質和添加功能性添加物等方面［1］。已有一些學者對此進行了研究。Hsc等［2］在研究食鹽、磷酸鹽、山梨酸鉀和異抗壞血鈉對臺灣貢丸品質的影響中發現，磷酸鹽、山梨酸鉀和異抗壞血鈉對肉丸的感官評分、蒸煮產率、質構、色澤、細菌總數、霉菌總數和TBA值的影響并不明顯；而隨著食鹽含量的增加，蒸煮產率明顯隨之增加，脂肪含量降低，并且肉丸的硬度、質構和總體接受程度都明顯得到改善。在對向低脂肉丸中添加非肉蛋白脂肪替代物的進一步研究中發現［3］，添加乳清蛋白肉丸的蒸煮損失率較高；添加大豆產品肉丸的脆性、粘著性較好，但氣味和口味較差；添加酪朊酸鈉或雞蛋蛋白粉的肉丸也具有一定的脆性，但色澤較差；添加明膠的樣品具有較好的硬度和咀嚼性，但質構和色澤的感官評分較差；雖然添加脫脂奶粉肉丸的硬度、咀嚼性、黏著性和膠粘性較差，但從整體的感官接收程度上分析較其它幾種添加物好。添加卡拉膠和大豆分離蛋白功能性添加物也可明顯地改善肉丸的質構特性［4］。當卡拉膠的添加量為0～1.0%時，隨著卡拉膠添加量的增加，肉丸的硬度和內聚性逐漸增加，而彈性變化不大，同時蒸煮損失率下降，持水性提高；大豆分離蛋白的添加量為1.5%～2.0%時，肉丸的質構特性和加工特性明顯得到改善，而添加量過高或過低都會導致蒸煮損失率增加。

在對食品進行工藝研究的過程中，感官特性是評價其質量的一個重要指標，而目前普遍采用的評分法因受到人為因素的影響而使評定分數的離散度較大，使得結果較難統一，而模糊數學感官評價法綜合考慮了所有的評定因素，使得評定結果較為客觀［5］。本試驗以豬肉為原料，采用模糊數學感官評價法，通過單因素試驗和正交試驗，對影響豬肉丸加工工藝的食鹽、脂肪、磷酸鹽和卡拉膠的添加量進行研究，確定最佳添加組合，為豬肉丸的工藝化生產提供理論依據，同時擴展模糊數學感官評價法在食品中的應用。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豬瘦肉、豬肉脂肪：新鄉大學城洪門菜市場；

調味料、食鹽：市售；

焦磷酸鈉、多聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、卡拉膠：食用級，天津博迪化工有限公司。

1.2 儀器與設備

絞碎機：Ⅰ型，連云港市東亞機電研究所；

電子天平：MP5002，上海恒平科學儀器有限公司；

電磁爐：YZ－16D，揚子集團有限公司；

蒸煮鍋：CH10326，深圳市燦為現代科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 加工工藝流程［6］

豬肉→絞碎→添加配料（鹽、香辛料、磷酸鹽等），攪勻→加入脂肪，攪勻→制作肉丸子→煮制（80℃，20min）→冷卻至室溫→包裝

1.3.2 單因素試驗設計

（1）食鹽單因素試驗設計：食鹽添加量分別為1.5%，2.0%，2.5%，3.0%，其它因素添加量分別為脂肪20%，混合磷酸鹽0.3%，卡拉膠0.3%。

（2）脂肪單因素試驗設計：脂肪添加量分別為0%，10%，20%，30%，食鹽添加量為食鹽單因素中確定的最佳添加量，其它因素添加量分別為混合磷酸鹽0.3%，卡拉膠0.6%。

（3）混合磷酸鹽單因素試驗設計：混合磷酸鹽添加量分別為0%，0.2%，0.3%，0.4%，食鹽和脂肪添加量為單因素中確定的最佳添加量，卡拉膠0.6%。

（4）卡拉膠單因素試驗設計：卡拉膠添加量分別為0%，0.3%，0.6%，0.9%，食鹽、脂肪和混合磷酸鹽添加量為單因素中確定的最佳添加量。

1.3.3 正交試驗設計 根據單因素試驗結果進行L16（45）正交試驗。

1.3.4 豬肉丸感官質量的模糊數學評定方法 評定小組由10名專業人員組成，設定對產品的口感、色澤、滋味、外形、質構5個因素進行感官評價。按照感官評定指標，每項滿分5分，即X＝ （口感，色澤，滋味，外形，質構），V＝ （5，4，3，2，1）。 評定標準見表1［7］。

表1 豬肉丸感官評定標準Table 1 Standard of sensory evaluation of pork meatballs

采用調查的方法確定口感、色澤、滋味、外形、質構各質量因素的權重。結果為口感（0.30）、色澤（0.15）、滋味（0.35）、外形（0.1）、質構（0.1），即A＝ （0.30，0.15，0.35，0.1，0.1），且總和為1。

1.3.5 蒸煮產率測定 蒸煮產率按式（1）計算［8］：

2 結果與分析

2.1 食鹽添加量對肉丸感官品質的影響

在肉品中添加食鹽，可以起到防腐、調味和溶出鹽溶性蛋白質的作用。并且，隨著食鹽量的增加，鹽溶性蛋白質溶出量也隨之增加，加熱后形成的凝膠結構可以保持更多的水分，減少蒸煮損失率，提高彈性和硬度［9］。但是，食鹽添加量過多，也會影響產品的風味。不同食鹽添加量對豬肉丸品質的影響試驗結果見表2。

運用模糊數學原理對食鹽單因素進行評價，模糊評定矩陣根據評定人員的評定結果確定，即將表中的數字除以評定人總數（10人），就可以得到模糊矩陣A1、A2、A3、A4。

表2 食鹽添加量對產品感官品質的影響Table 2 Effects of salt amount on sensory properties of pork meatballs

且有0≤aij≤1及∑aij＝1（i＝1～5）

評定結果是指標權重集中（X）與模糊矩陣A的合成，即Y＝X0A。對于1.5%食鹽添加量的樣品有

Y1＝ （0.3，0.15，0.35，0.1，0.1）

所以y1＝ （0.3∧0.1）∨ （0.15∧0.1）∨ （0.35∧0）∨ （0.1∧0）∨ （0.1∧0.1）＝0.1∨0.1∨0∨0∨0.1＝0.1；同理可得y2＝0.35；y3＝0.3；y4＝0.15；y5＝0，則Y1＝ （0.1，0.35，0.3，0.15，0）。

同理可得2.0% 食鹽添加量的樣品Y2＝ （0.3，0.35，0.3，0.15，0）；2.5% 食 鹽 添 加 量 的 樣 品Y3＝ （0.1，0.3，0.35，0.15，0）；3.0% 食鹽添加量的樣品Y4＝ （0，0.15，0.35，0.35，0）。

因1.5%食鹽添加量的樣品和2.0%食鹽添加量的樣品最高峰分別出現在4分處，所以將Y1和Y2進行歸一化處理，可 得Y1′＝ （0.111，0.389，0.333，0.167，0），Y2′＝ （0.273，0.318，0.273，0.136，0），這說明1.5% 的食鹽添加量的樣品有38.9%的消費者認可，而2.0% 的食鹽添加量的樣品有31.8%的消費者認可。因此可得食鹽的最佳添加量為1.5%。

2.2 脂肪添加量對產品感官品質的影響

脂肪主要對肉品的風味和口感有影響［10］。但是，鑒于對健康的追求，脂肪的添加量也不能太高。按照2.1的感官評定方法和數據處理方法對不同脂肪添加量對豬肉丸品質的影響試驗結果進行處理。

結果 可得：Y1＝ （0.15，0.3，0.35，0.3，0.1），Y2＝ （0.1，0.3，0.35，0.2，0），Y3＝ （0.2，0.35，0.3，0.1，0），Y4＝ （0.2，0.3，0.35，0.1，0）。由此可知，脂肪添加量為20%的樣品得分最高。

2.3 混合磷酸鹽添加量對產品感官品質的影響

磷酸鹽可以改善肉的保水性能和乳化能力，并抑制肉中脂肪的氧化，在使用時常用一些混合制劑［11］。本試驗中采用之前實驗室進行試驗研究時，通過查閱資料配制的混合磷酸鹽（焦磷酸鈉：多聚磷酸鈉：六偏磷酸鈉 ＝2∶3∶1）［12］。不同混合磷酸鹽添加量的處理方法同2.1。

結 果 可 得：Y1＝ （0，0.3，0.3，0.35，0），Y2＝ （0，0.35，0.3，0.1，0），Y3＝ （0.1，0.35，0.35，0，0），Y4＝ （0.2，0.35，0.35，0.2，0）。

對Y2，Y3，Y4進行歸一化處理后可得：Y2′＝ （0，0.467，0.4，0.133，0），Y3′＝ （0.125，0.438，0.438，0，0），Y4′＝（0.182，0.318，0.318，0.182，0），由此可知混合磷酸鹽的最佳添加量為0.2%。

2.4 卡拉膠添加量對產品感官品質的影響

卡拉膠可以改變肉制品的質構品質［13］，特別是當添加量增大時，可形成連續的凝膠網狀結構，并且與蛋白質網狀結構相互交織，使得肉制品的硬度增加［14］。不同卡拉膠添加量的試驗結果處理方法同2.1。

結果可得：Y1＝ （0，0.2，0.35，0.1，0.1），Y2＝ （0，0.3，0.35，0.1，0），Y3＝ （0，0.35，0.35，0.1，0），Y4＝ （0，0.3，0.35，0.1，0），由此可知，卡拉膠的最佳添加量為0.6%。

2.5 復合因素對產品感官品質的影響

根據以上單因素試驗的結果，正交試驗因素的水平及試驗設計見表3，結果見表4，5。試驗組感官評分結果和數據處理方法也與食鹽單因素的處理方法相同。

表3 正交試驗因素水平表Table 3 Levels of orthogonal test factors

感官評分按照模糊數學的方法計算可得，Y1＝（0，0.3，0.35，0.1，0），Y2＝ （0，0.3，0.35，0.1，0），Y3＝ （0，0.2，0.35，0.1，0），Y4＝ （0，0.3，0.35，0.1，0），Y5＝ （0，0.3，0.35，0.1，0），Y6＝ （0.1，0.3，0.35，0.1，0），Y7＝ （0.1，0.35，0.35，0.1，0），Y8＝ （0，0.35，0.35，0.1，0），Y9＝ （0，0.35，0.35，0.1，0），Y10＝ （0，0.3，0.35，0.1，0），Y11＝ （0，0.3，0.35，0.1，0），Y12＝ （0，0.35，0.3，0.1，0），Y13＝ （0.1，0.35，0.3，0.1，0），Y14＝ （0.1，0.3，0.35，0.1，0），Y15＝（0.2，0.3，0.35，0.1，0），Y16＝ （0.1，0.35，0.3，0.1，0）。

表4 正交試驗表及蒸煮產率的測定結果Table 4 Design of orthogonal test and results of cooking yield determination

表5 正交試驗感官評定結果Table 5 Sensory evaluation results of orthogonal tests

續表5

續表5

7，8，9，12，13，16五組試驗的樣品最高峰值都出現在4分，再進行歸一化處理，可得Y7′＝ （0.111，0.389，0.389，0.111，0），Y8′＝ （0，0.438，0.438，0.125，0），Y9′＝ （0，0.438，0.438，0.125，0），Y12′＝ （0，0.467，0.4，0.133，0），Y13′＝ （0.118，0.412，0.353，0.118，0），Y16′＝ （0.118，0.412，0.353，0.118，0）。由此可知，12號試驗組樣品的得分較高，其次是8號和9號。

由表4可知，混合磷酸鹽對肉丸的蒸煮產率影響最大，其次是卡拉膠和脂肪，食鹽的影響最小。其中，7，8，9，10四組樣品的烹煮產率均在75%以上。而感官評分最高的12號試驗組樣品的烹煮產率則相對很低。綜合感官評分和烹煮產率兩方面可得，9號試驗組的樣品相對較好，即食鹽2.0%，脂肪10%，混合磷酸鹽0.3%，卡拉膠0.7%。

3 結論

通過利用模糊數學感官評價法對影響豬肉丸加工工藝中主要添加劑添加量的研究，在保證肉丸出品率的基礎上，確定了最佳的添加組合。與一般的感官評價方法相比，本試驗利用的模糊數學感官評價法在進行數據的分析過程中，應用了模糊數學綜合評判理論，綜合考慮了所有的評定因素，使評定結果更為客觀、合理。本試驗篩選的豬肉丸最佳配方為食鹽2.0%，脂肪10%，混合磷酸鹽0.3%，卡拉膠0.7%，產品的蒸煮產率也相對較高，達到了75.9%，且配方中的脂肪添加量也符合低脂肉丸的要求。

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Study on processing technology of pork meatballs by fuzzy mathematic sensory evaluation

LIU Qin－hua1ZHOU Guang－hong2MENG Mei－chen3PAN Run－shu3MA Han－jun3

（1.Henan Institute of Science and Technology College of Higher Vocational and Technical，Huixian，Henan453003，China；2.Nanjing Agricultural University，Nanjing，Jiangsu，210095，China；3.Henan Institute of Food Science and Technology，Xinxiang，Henan453003，China）

In this experiment，processing technology of pork meatballs was optimized by single factor and orthogonal tests，combining with sensory evaluation method of fuzzy mathematics.Results showed that，the optimal formula was that salt 2.0%，fat 10%，mixed phosphate 0.3%，carrageenan 0.7%and the cooking yield was 75.9% .

pork meatballs；fuzzy mathematics；processing technology

10.3969／j.issn.1003－5788.2011.06.066

河南省科技廳重點科技攻關項目（編號：102102210195）

劉勤華（1983－），女，河南科技學院助教，碩士。E－mail：zhllqh＠163.com

馬漢軍

2011－08－01