基于模糊數學法優化香椿香辣醬加工工藝及營養成分分析

摘 要 以新鮮的香椿嫩芽和辣椒為原料，添加食鹽、白砂糖、雞精等輔料炒制而成香椿香辣醬。采用單因素和正交試驗對產品加工工藝進行優化，并利用模糊數學法對香椿香辣醬的感官品質進行評價。結果表明：當辣椒與香椿的比例為8∶2、食鹽添加量為3%、白砂糖添加量為2%、雞精添加量為3%時，香椿香辣醬的感官評分最高，為83.75分；所得產品顏色紅褐色、油潤且有光澤，口感咸甜適中，香椿味較濃郁。此外，通過對香椿香辣醬營養成分進行分析，得到香椿香辣醬的營養成分豐富且全面。

關鍵詞 香椿香辣醬；模糊數學法；加工工藝；營養成分

中圖分類號：S573 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.03.041

香椿（Toona sinensis）為楝科（Meliaceae juss）香椿屬（Toona）植物，又名香椿芽、香椿頭、椿天等，在我國已有2 000多年的栽培歷史，主要分布在華北、華南、西南各地[1]。香椿作為我國特有的木本蔬菜，其口味獨特，香氣濃郁，富含蛋白質、維生素、胡蘿卜素、鈣、鉀、鐵、黃酮及大量微量元素等[2]，深受人們的喜愛。同時香椿的芽、葉、根、皮和果實均可入藥，具有清熱解毒、健脾開胃、滋陰補陽、增強人體免疫力、抗衰老[3]、降血糖[4]等功效。香椿葉粗提物具有抑菌[5]、抗腫瘤[6]、健胃理氣、潤膚明目等藥理作用，香椿籽在抗凝血[7]、抗氧化[8]等方面有一定的功效。

四川省達州市香椿種植面積大、產量高、品質優，大竹縣作為“中國香椿第一縣”，其種植的紅香椿產量質量均居全國第一。大竹香椿作為中國國家地理標志產品，具有葉面光滑、色澤鮮紅、細嫩多汁、少渣爽口、香味濃郁等優點[9]，種植過程中不施化肥、不用農藥，屬純天然綠色食品。然而，香椿是熱敏蔬菜，采收后若不進行適當的處理，香椿嫩芽將木質化，失去商品價值。此外，香椿生長期季節性強、采收期短，采后極易出現葉片脫落、腐爛變質等現象，嚴重影響產業的健康可持續發展。香椿作為蔬菜食品，目前最主要的食用方式為鮮食，加工方式也比較傳統，如腌制品、香椿罐頭[10]等，嚴重制約了香椿產業鏈的發展。大力發展香椿加工產業不僅可以緩解香椿集中上市的壓力，防止供應過剩，而且有利于香椿產業鏈條的良性發展。

本研究以新鮮的香椿嫩芽和辣椒為主要原料，通過單因素和正交試驗，采用模糊數學法對香椿香辣醬的感官評分進行評價，研制出一款香椿調味醬料新產品，并對成品的營養成分進行分析，為香椿香辣醬的生產提供科學的理論依據和基礎資料。

1" 材料與方法

1.1" 材料和試劑

紅香椿采摘于大竹縣巴山紅香椿種植專業合作社，食鹽、辣椒、白砂糖、大蒜、生姜、豆瓣醬、花椒、香油等，食品級，購于達州市世紀隆超市。

1.2" 儀器和設備

電磁爐、電子天平、醬類翻炒機、醬類灌裝機、滅菌鍋。

1.3" 工藝流程及操作要點

1.3.1" 工藝流程

紅香椿→挑選清洗→燙漂→切丁→

炒制→裝罐→排氣→殺菌→冷卻→成品

↑

食用油、辣椒、食鹽、白砂糖、雞精

1.3.2" 操作要點

紅香椿挑選清洗：挑選新鮮、無腐爛長度為10～15 cm的香椿嫩芽，于流動的清水中清洗干凈并瀝干水分。

燙漂：清洗好的香椿嫩芽進行燙漂處理，燙漂液溫度100 ℃、時間60 s，并加入150 mg·L-1的葡萄糖酸鋅和200 mg·L-1的亞硫酸鈉。

切丁：燙漂好的香椿立即撈出，并用流動水冷卻至室溫，瀝干水分后切成3～5 mm備用。

炒制：當油溫升高至125 ℃時，倒入青、紅小米辣（比例為1∶1）、大蒜、老姜、豆瓣醬等進行炒制，隨后加入食鹽、白砂糖、雞精、花椒油等輔料混合均勻，炒制好后加入切好的香椿丁繼續翻炒1 min。

裝罐、排氣：趁熱將香椿香辣醬灌裝入滅菌的玻璃瓶中并排氣。

殺菌：將裝好的香椿香辣醬置于100 ℃溫度下保持20 min。

冷卻：滅菌后自然冷卻。

1.4" 試驗方法

1.4.1" 單因素試驗

香椿香辣醬的加工過程中，辣椒和香椿的比例（9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5）、食鹽添加量（2%、3%、4%、5%、6%）、白砂糖添加量（1%、1.5%、2%、2.5%、3%）、雞精添加量（1%、2%、3%、4%、5%）對香椿香辣醬的感官評分影響較大，因此通過對辣椒和香椿的比例、食鹽添加量、白砂糖添加量和雞精添加量進行單因素試驗，優化香椿香辣醬加工工藝。

1.4.2" 正交試驗設計

采用軟件進行正交試驗設計，根據單因素試驗結果選擇A（辣椒和香椿的比例）、B（食鹽添加量）、C（白砂糖添加量）和D（雞精添加量）作為4個考察因子，以模糊數學感官評分作為評價指標，對香椿香辣醬的配方進行優化，正交試驗因素水平如表1。

1.4.3" 感官評價方法

隨機挑選10名食品專業感官評定人員（男、女各5人）對香椿香辣醬的色澤、滋味、風味和組織狀態進行感官評價，結果如表2。

1.4.4" 模糊矩陣的建立

1.4.4.1" " 確定感官評價因素集和評語集

評價因素集是指對產品感官評定因素的集合，以色澤（U1）、滋味（U2）、風味（U3）、組織狀態（U4）4個指標構成評價因素集U=｛U1，U2，U3，U4｝。評語集是評價因素所屬質量等級的集合，以優（V1）、良（V2）、中（V3）、差（V4）構成評語集V=｛V1，V2，V3，V4｝。試驗中優、良、中、差4個等級分別賦值為90、80、70、60分，因此評語集V=｛V1，V2，V3，V4｝=｛90，80，70，60｝。

1.4.4.2" " 確定權重集

采用用戶調查法[11]確定權重集，邀請10名感官評定人員對香椿香辣醬中的色澤、滋味、風味和組織狀態4個因素在感官評定過程中的重要性進行打分，確定權重集a=｛0.20，0.40，0.15，0.25｝。

1.4.4.3" " 模糊評價體系

統計感官評分的結果并處理，計算得到模糊矩陣R。模糊關系綜合評價結果為Pi=a×Ri， 綜合評價得分Yi=Pi×V。

1.4.5" 香椿香辣醬營養成分表分析

根據GB 28050—2011 《食品安全國家標準 預包裝食品營養標簽通則》[12]、GB 5009.5—2016《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》[13]、GB 5009.6—2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》[14]、GB 5009.91—2017《食品安全國家標準 食品中鉀、鈉的測定》[15]對香椿香辣醬的營養成分表進行分析。

2" 結果與分析

2.1" 單因素試驗結果

2.1.1" 辣椒和香椿的比例對香椿香辣醬感官評分的影響

辣椒和香椿作為香椿香辣醬最主要的原料，其比例對成品的感官評分影響非常大。由圖1可知，與香椿量10%相比，香椿量為20%時，香椿香辣醬的感官評分明顯增長，漲幅達到了14.64%，主要是因為香椿量太低，成品中辣椒的味道太突出，嚴重影響制品的風味；當香椿量超過20%時，香椿香辣醬的感官評分緩慢下降，這是因為香椿香氣成分非常濃郁，主要包括噻吩類、脂類、醛類和烴類化合物[16]，其中己烯醛和二甲基噻吩是香椿香味的特征性成分[17]。當香椿量太高時，制品的風味以香椿為主，對于某些群體來說香椿濃烈的香味可接受度較低，從而降低了制品的感官評分。綜上所述，香椿香辣醬中辣椒與香椿的最佳比例為8∶2。

2.1.2" 食鹽添加量對香椿香辣醬感官評分的影響

食鹽作為調味料，能夠增強醬類的口感和香味，在制作醬類食品時，加入適量的食鹽可以使醬類的味道更加鮮美。此外，食鹽對微生物具有抑制和殺滅作用，可延長醬類食品的保質期[18]。由圖2可知，當食鹽的添加量在2%～5%時，香椿香辣醬的感官評分均大于83分，表明人們對食鹽的可接受度范圍較廣。食鹽添加量為3%時，香辣醬的感官評分達到了最大值，為87.92分，但當食鹽添加量超過5%時，香辣醬的感官評分明顯下降；當食鹽添加量為6%時，感官評分僅為75.36分，與添加量5%相比，感官評分降低了13.12%。這可能是因為食鹽添加量過多，會掩蓋香椿香辣醬的風味，嚴重影響制品的滋味。此外，過量攝入食鹽也會對人體健康產生負面影響，增加高血壓、骨質疏松、胃癌等疾病的風險[19]。

2.1.3" 白砂糖添加量對香椿香辣醬感官評分的影響

白砂糖作為一種傳統的甜味劑，在醬類食品中能夠改善食品的口感、風味，白砂糖與氨基酸作用或糖的焦化作用后還能改善制品的色澤[20]。由圖3可知，隨著白砂糖添加量的增加，香椿香辣醬的感官評分呈現先增加后降低的趨勢。當白砂糖添加量小于2%時，香辣醬的感官評分差別較小；但當白砂糖量超過2%時，香辣醬感官評分的最大值與最小值之間相差了9.01分。這是因為在醬類食品中適量的白砂糖可以掩蓋異味，使制品風味更加柔和飽滿，但是過量的白砂糖造成制品過于甜膩[20]。

2.1.4" 雞精添加量對香椿香辣醬感官評分的影響

雞精是一種具有雞的鮮味和香味的復合調味料，主要鮮味劑是谷氨酸鈉，還含有食鹽、糖、雞肉粉、香辛料等增味劑，主要作用是提鮮增香，使制品的味道更加豐富。由圖4可知，香椿香辣醬的感官評分在一定范圍內隨著雞精添加量的增加而增加，當雞精添加量為4%時，香辣醬感官評分最高，為82.06分；當雞精添加量為1%時，感官評分最低，為75.30分。最高分與最低分相差6.76分，表示雞精的添加量對香辣醬的感官評分影響非常大；但是當雞精添加量超過4%時，香辣醬感官評分又逐漸降低。這可能是因為雞精量較多，制品雞肉味較濃，掩蓋了香椿和辣椒的香味。

2.2" 模糊數學感官綜合評價

在單因素試驗結果的基礎上，采用正交試驗優化香椿香辣醬的配方。邀請10名培訓后的專業感官評價人員進行測評，各因素最終的得票數結果如表3。

將表3中感官評價結果建立模糊矩陣，將每個樣品評價因素的得票數除以參與評價人數10人即可得各個樣品的模糊矩陣R1～R9。以1號樣品為例，色澤優、良、中、差的得票數分別為5、3、2、0，則R色澤=｛0.5，0.3，0.2，0.0｝，以此類推，R滋味=｛0.4，0.3，0.2，0.1｝，R風味=｛0.3，0.5，0.2，0.0｝，R組織狀態=｛0.3，0.6，0.1，0.0｝，由此得到矩陣R1：

R1= [0.50.30.20.00.40.30.20.10.30.50.20.00.30.60.10.0]，根據模糊數學計算原理和權重集a=｛0.20，0.40，0.15，0.25｝，按照矩陣相乘方法，感官評價結果P1=a ×R1=｛0.20，0.40，0.15，0.25｝×[0.50.30.20.00.40.30.20.10.30.50.20.00.30.60.10.0]=｛0.38，0.405，0.175，0.04｝。評價評語集V=｛90，80，70，60｝，所以綜合評價得分Y1=P1×V=0.38×90+0.405×80+0.175×70+0.04×60=81.25。同理，可得到2～9號樣品的綜合評價得分。

2.3" 正交試驗結果

以模糊數學感官評分為評價指標，通過正交試驗對香椿香辣醬的配方進行優化，結果如表4。由表4可知，A、B、C、D這4個因素的R值分別為1.12、5.35、0.40、2.46，由此可得，4個因素對模糊數學感官評分影響最大的為B（食鹽添加量），其次是D（雞精添加量）和A（辣椒與香椿的比例），影響最小的為C（白砂糖添加量）。9組試驗中香椿香辣醬試驗號A1B2C2D2感官評分最高，為83.75分，即香椿香辣醬最優配方為：辣椒與香椿的比例為8∶2、食鹽添加量為3%、白砂糖添加量為2%、雞精添加量為3%。

2.4" 驗證試驗

根據正交試驗結果得出的最優配方進行3次驗證試驗，得到綜合感官評分為83.52 ± 0.83分，表明產品感官品質較好。

2.5" 香椿香辣醬營養成分表分析

由表5可知，香椿香辣醬的營養成分比較全面，但是鈉含量較高，對于高血壓、高血脂患者應控制食用量。通過營養成分表，可讓消費者更好地選擇營養均衡的食品，避免營養不足或營養過剩的問題。

3" 小結

采用模糊數學法對香椿香辣醬的感官品質進行評價，通過單因素和正交試驗優化產品配方，得到香椿香辣醬的最優配方為：辣椒與香椿的比例為8∶2、食鹽添加量為3%、白砂糖添加量為2%、雞精添加量為3%，此時香椿香辣醬的感官評分最高，為83.75分；所得產品顏色紅褐色、油潤且有光澤，口感咸甜適中，香椿味較濃郁。對成品的營養成分表進行分析，得到香椿香辣醬的營養成分豐富且全面。

參考文獻：

[1] 應鐵進.香椿的產業化深加工增值技術[J].新農村，2020（11）：34-35.

[2] 周嬋媛，阮婧華，黃健，等. 香椿化學成分及生物活性研究進展 [J]. 中成藥，2020，42（5）： 1279-1291.

[3] YANG W X，WANG C L，CUI G Y，et al.Studies on the effect of toona sinensis leaf flavonoids on anti-aging of caenorhabditis elegans[J].China Food Additives，2010，5（6）：143-146.

[4] 曹佩，徐佳悅，張心悅，等. 不同月份香椿不同部位葉片提取物中α-葡萄糖苷酶抑制劑的分布規律及其降血糖活性 [J]. 現代食品科技，2023，39（4）： 102-109.

[5] 趙二勞，馮冬艷，武宇芳，等. 香椿葉提取物抗氧化及抑菌活性研究 [J]. 河南工業大學學報（自然科學版），2013，34（6）： 69-72.

[6] 陳玉麗，阮志鵬，林麗珊，等. 香椿葉提取物的體外抗腫瘤活性 [J]. 福建中醫藥大學學報，2011，21（2）： 30-32.

[7] 聞志瑩，蔡為榮，丁伯樂. 香椿籽多糖的分離純化及其體外抗凝血活性 [J]. 食品科技，2020，45（2）： 225-230.

[8] XING S S，CHEN C P.Study on the anti-oxidation of polyphenol from the seeds of toona sinensis （A. Juss） roem in vitro[J].Medicinal Plant，2010，1（6）：36-38.

[9] 龔靜，余勇，徐海，等.農產品地理標志保護產品——大竹香椿[J].長江蔬菜，2022（18）：36-37.

[10] 王清，劉濤. 香椿貯藏保鮮及加工應用的研究進展 [J]. 農產品加工（上半月），2015（8）： 56-58，60.

[11] 邱婧然，張孟，蔡雙天，等.模糊數學結合響應面法優化葛根紅棗餅干配方[J].食品與發酵科技，2022，58（4）：86-92.

[12] 中華人民共和國衛生部. 食品安全國家標準 預包裝食品營養標簽通則： GB 28050—2011 [S]. 北京： 中國標準出版社，2013.

[13] 國家衛生和計劃生育委員會，國家食品藥品監督管理總局. 食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定： GB 5009.5—2016 [S]. 北京： 中國標準出版社，2017.

[14] 國家衛生和計劃生育委員會，國家食品藥品監督管理總局. 食品安全國家標準 食品中脂肪的測定： GB 5009.6—2016 [S]. 北京： 中國標準出版社，2017.

[15] 國家衛生和計劃生育委員會，國家食品藥品監督管理總局. 食品安全國家標準 食品中鉀、鈉的測定： GB 5009.91—2017 [S]. 北京： 中國標準出版社，2017.

[16] 趙麗麗，程菁菁，王趙改，等. 基于GC-MS指紋圖譜及化學模式識別分析河南不同產地香椿揮發性成分 [J]. 食品科學，2021，42（20）： 173-179.

[17] ZHANG L，WANG Z，SHI G，et al.Effects of different thermal processing methods on nutrients and flavor of toona sinensis[J].Journal of Food Processing and Preservation，2022，46（7）：13.

[18] MIN C，YU J J.Effects of iodated salt and fermentation temperature on the quality of low salt solid sauce[J].China Condi Ment，2004，3（3）：20-23.

[19] LUO R，SUN Y W，YUAN F J，et al.Midterm process evaluation of an app-based salt reduction trial in schoolchildren and their families in China（appsalt）[C]//營養研究與臨床實踐.第十四屆全國營養科學大會暨第十一屆亞太臨床營養大會、第二屆全球華人營養科學家大會，2023-06-16.

[20] 靳曉琳，張秋紅.蔗糖在食品加工中的作用及其對人體的危害[J].休閑，2021，8（1）：1.

（責任編輯：易" 婧）

收稿日期：2023-07-20

基金項目：達州市鄉村振興科技計劃項目（科技特派員項目）（22XCZX0006）。

作者簡介：李本姣（1990—），碩士，助理研究員，主要從事農產品加工研究。E-mail： 476236119@qq.com。

*為通信作者，E-mail：15536023@qq.com。