基于數學模糊分析法的火鍋底料風味研究

海敏娟

(重慶科創職業學院基礎教學部，重慶 402160)

火鍋為我國重慶、成都地區傳統特色美食，在全國范圍內深受廣大消費者的青睞。火鍋熬制過程中的關鍵基礎原料為火鍋底料，其不僅決定火鍋的質量，同時對火鍋的口感有著極其重要的影響[1-3]。

火鍋底料為多種食材混合物質，為對火鍋底料風味進行分析，采用SDE或SPME法對火鍋底料中的風味物質進行提取測定[4,5]，同時進行氣相色譜-質譜分析[6]，研究火鍋底料中風味物質含量。

本文采用數學模糊分析的方法，對火鍋底料中的醇類、醛類以及酯類物質進行影響因子分析，最后通過火鍋底料風味影響因子的二次回歸方程進行求解，得出火鍋底料的最優化配比工藝。經驗證，采用數學模糊分析法得出的火鍋底料風味物質配比工藝，可對火鍋底料生產過程進行有效指導。

1 風味物質提取

1.1 SDE法

SDE法對風味物質的提取過程是一種通過蒸餾萃取的方式進行有機物提取的過程[7]。稱取20 g火鍋底料放置于圓底燒瓶中，同時加入50 mL蒸餾水進行稀釋，將盛有混合物質的圓底燒瓶與同時蒸餾萃取裝置A端連接。在同時蒸餾萃取裝置的B端連接另一個圓底燒瓶，內部加入50 mL二氯甲烷。將盛有混合物質的圓底燒瓶放置于120 ℃油鍋中，將盛有二氯甲烷的圓底燒瓶放入65 ℃水浴鍋中，兩端同時進行蒸餾萃取，2 h后，將萃取液放置于無水硫酸鈉中進行12 h干燥，干燥完成后，采用蒸發儀進行濃縮。

1.2 SPME法

SPME法對風味物質的提取的程為一種采用固相萃取的方式進行有機物提取的過程[8]。稱取5 g火鍋底料放置于密封頂空瓶中，容積為15 mL，密封后放置于60 ℃水浴鍋中，30 min后，將固相萃取針插入樣品瓶中，吸附30 min，放置于色譜進樣口，溫度保持250 ℃。

2 風味物質類別及含量

火鍋底料中的風味物質分別采用SDE法進行蒸餾萃取和SPME法進行固相萃取后，風味物質GC-MS總離子流圖見圖1和圖2。

圖1 風味物質GC-MS離子流圖(SDE)Fig.1 GC-MS ion current diagram of flavor substances (SDE)

圖2 風味物質GC-MS離子流圖(SPME)Fig.2 GC-MS ion current diagram of flavor substances (SPME)

對離子流圖進行人工解析后，對比譜庫檢索，得出物質化學成分，并采用歸一化法進行面積處理，確定各種物質的相對含量百分比。各種物質含量見表1，表1中僅列出各類物質匹配度大于80的化合物。

表1 風味物質含量Table 1 The content of flavor substances

2.1 醇類

通過兩種方法檢測得到的醇類物質含量最高，火鍋底料中的主要化合物為醇類化合物，脂肪酸以及脂肪經過氫化或者氧化分解后產生醇類物質。在醇類化合物中，不同原子組合的醇類化合物具有不同的香氣，產生不同的風味物質。芳樟醇在天然植物香料中廣泛存在，對火鍋底料的風味有非常重要的影響；氧化芳樟醇產生涼香、清香的風味。

2.2 醛類

脂肪經氧化反應后降解生成醛類化合物，當組成醛類的原子數量大于6時，其原生物質為脂肪。其中亞油酸經氧化后，產生癸二烯醛，經自氧化后，產生氫過氧化物，進一步斷裂生成二烯醛，從而呈現出脂肪氣味。在醛類化合物中，苯乙醛和檸檬醛的含量較高，使火鍋產生清香味和堅果香味。

2.3 酯類

在火鍋底料中，酯類化合物可產生令人清爽的香味，該酯類化合物是醇類化合物和酸類化合物產生酯化反應的產物。

2.4 酮類

火鍋底料中的脂肪降解后或者脂肪氧化反應后，生成酮類化合物；其中特殊的甲基酮類化合物由脂肪酸經β-氧化反應后生成。

3 火鍋底料綜合評分

按照傳統火鍋底料評價方法，火鍋底料風味可從以下9個方面進行評價，每種評價類別進行賦值[9,10]，賦值關系見表2。

表2 風味評價賦值關系Table 2 Relationship of flavor evaluation

各不同評價方面的影響因子為：

因不同方面的評價指標對火鍋風味的綜合影響不同，按照表2中的權重值進行計算，得出火鍋風味的綜合評分：

Y=0.1p(A1)+0.1p(A2)+0.1p(A3)+0.1p(A4)+0.1p(A5)+0.1p(A6)+0.1p(A7)+0.2p(A8)+0.1p(A9)。

4 單因素影響分析

4.1 醇類

當火鍋底料中醇類物質含量不斷增加時，火鍋底料的感官評價、色澤和口感影響因子系數逐漸降低；總酸和VC影響因子系數不斷增加；最大黏附力、黏附性以及膠黏性影響因子出現先降低后升高的變化趨勢。綜上所述，當火鍋底料中醇類物質含量為5%～7%時，醇類對火鍋底料風味影響的綜合評分最高。

4.2 醛類

當火鍋底料中醛類物質含量不斷增加時，火鍋底料的感官評價、色澤和口感影響因子系數明顯出現降低趨勢；總酸和VC影響因子系數先出現增加趨勢，隨后逐漸降低；最大黏附力、黏附性以及膠黏性影響因子出現先明顯升高后逐漸降低的變化趨勢。綜上所述，當火鍋底料中醛類物質含量為0.05%～0.07%時，醛類對火鍋底料風味影響的綜合評分最高。

4.3 酯類

當火鍋底料中酯類物質含量不斷增加時，火鍋底料的感官評價、色澤和口感影響因子系數先增大，隨后逐漸降低；總酸和VC影響因子系數明顯增大；最大黏附力、黏附性以及膠黏性影響因子出現明顯升高的變化趨勢。綜上所述，當火鍋底料中酯類物質含量為0.1%～0.3%時，酯類對火鍋底料風味影響的綜合評分最高。

4.4 酮類

當火鍋底料中酮類物質含量不斷增加時，火鍋底料的感官評價、色澤和口感影響因子系數明顯升高；總酸和VC影響因子系數顯著降低；最大黏附力、黏附性以及膠黏性影響因子出現先升高后降低的變化趨勢[11]。綜上所述，當火鍋底料中酮類物質含量為0.8%～1%時，酮類對火鍋底料風味影響的綜合評分最高。

5 風味優化與分析驗證

火鍋底料風味影響因子顯著性分析對照表見表3。

表3 影響因子顯著性對照表Table 3 Significant control table of influencing factors

火鍋底料風味影響因子的二次多項式數學模型可以表示為[12]：

Y=0.72-1.9×10-2A-1.6×10-2B-3.3×10-4C-8.41×10-3AB-1.57×10-3AC-9.01×10-4BC-0.13A2-9.4×10-2B2-0.12C2。

經計算分析并查對顯著性對照表可以看出，火鍋底料風味影響因子回歸方程顯著，同時A、AC具有顯著性，B、A2、B2、C2具有極顯著性，表明不同物質含量與火鍋底料風味之間存在明顯交互作用。

通過對火鍋底料風味物質回歸方程進行分析，可以得出火鍋底料風味物質最優化配比工藝條件為醇類4.48%、醛類3.36%、酯類1.47%，對其進行綜合評分計算預測，可得綜合評分為0.762。為使火鍋底料進行生產時具有可操作工藝性，對各物質含量進行取整，其中醇類4.5%、醛類3.4%、酯類1.5%，并對其進行平行檢測分析實驗，火鍋底料風味綜合評價為0.759。與設計預測值基本相當，由此證明通過模糊數學模型進行的火鍋底料風味物質配方參數研究具有一定的指導意義。

6 結論

采用數學模糊分析法，對火鍋底料風味物質中的醇類、醛類以及酯類進行分析，并結合二次多項回歸方程求解，得出火鍋底料風味物質的最優化配比工藝。三類風味物質對火鍋底料的風味影響權重相當，隨著三類物質含量的不同，火鍋底料風味評價角度權重因子發生不同程度的變化。其中當火鍋底料中醇類物質含量為5%～7%時，醇類對火鍋底料風味影響的綜合評分最高；醛類物質含量為0.05%～0.07%時，醛類對火鍋底料風味影響的綜合評分最高；酯類物質含量為0.1%～0.3%時，酯類對火鍋底料風味影響的綜合評分最高。