模糊數學與響應面法結合的杏鮑菇料酒發酵參數優化

DOI：10.3969/j.issn.1000-9973.2025.05.025

中圖分類號：TS264.2 文獻標志碼：A 文章編號：1000-9973（2025）05-0181-05

Optimization of Fermentation Parameters of Pleurotus eryngii Cooking Wine by Combining Fuzzy Mathematics with Response Surface Method

FU Li-fang，YANG Yong， ZHANG Xiang-qin （Henan University of Animal Husbandry and Economy， Zhengzhou 45oo44，China）

Abstract：In order to develop cooking wine with new flavor，glutinous rice is usedas the main fermentation material，and Pleurotus eryngi is added during the fermentation process to make Pleurotus eryngi cooking wine.Response surface method is used to optimize the fermentation process of Pleurotus eryngii cooking wine.Fuzzy mathematics sensory evaluation method is used to evaluate the effects of fermentation time （15，17， 19d） ，fermentation temperature （28，32，36^°C ） and Pleurotus eryngii addition amount （mass ratio of 1% ， 5% ， 8% ） on the amino acid nitrogen content， total sugar content and sensory score of Pleurotus eryngii cooking wine during the secondary fermentation process. The results show that using fuzzy mathematics sensory evaluation method for quadratic fiting and regresion analysis can objectively and comprehensively evaluate the sensory score of Pleurotus eryngii cooking wine. When the addition amount of Pleurotus eryngii is 8% ，the secondary fermentation time is 19d ，and the secondary fermentation temperature is 32^°C ， the sensory score of Pleurotus eryngii cooking wine could reach 47.7 points， the amino acid nitrogen content is （0.61±0.03）g/L ，and the total sugar content is （43.28±0.21）g/L . The overall color of cooking wine is bright and transparent，with bright orange color，uniform texture and coordinated aroma of wine and Pleurotus eryngii.

Key Words： Pleurotus eryngii cooking wine; fuzzy mathematics; response surface method; parameter optimization

料酒作為中國烹飪中一種不可或缺的調味品，自古以來在中國飲食文化中占有重要地位[]。它是由黃酒、米酒或其他釀造酒經過稀釋和調配而成，具有獨特的酒香和醇厚的口感。在古代，料酒的使用與釀造技術同步發展，反映了中國飲食文化的歷史變遷和烹飪技藝的提升[2]。

料酒中含有蛋白質、脂肪、多糖、鈉、維生素、膳食纖維等多種營養素。在制作過程中主要以黃酒為基酒，加入香辛料和調味料制成，因此具有黃酒的營養成分，并且富含多種人體必需的氨基酸[3]。此外，料酒中的成分如糊精、有機酸、氨基酸、酯類、醛類和雜醇油等，不僅能增加食物的香味，去腥解膩，而且能減少烹飪對蔬菜中葉綠素的破壞[4]。

杏鮑菇（Pleurotuseryngii）為真菌界、擔子菌門、蘑菇目、側耳科、側耳屬大型真菌。因其富含蛋白質、碳水化合物和維生素B、C、D族等多種維生素[5]，以及鈣、鎂、銅、鋅等礦物質，對人體具有降血脂、降膽固醇、改善消化系統、提高免疫力、抗氧化等功能，深受老百姓喜愛[6]。目前市面上多數杏鮑菇以鮮食為主，僅有少量研究報道以香鮑菇為原料進行深加工產品的開發利用[，添加杏鮑菇進行料酒發酵未見報道。

在食品開發中，如何優化生產工藝、提高產品品質一直是研究的重點[8]。利用響應面法與模糊數學感官評價法結合，對食品開發過程中的關鍵因素進行優化分析，可以有效提升產品開發的效率和效果[9]。響應面法通過建立數學模型，分析各因素對產品性能的影響，從而找到最優的工藝參數組合。而模糊數學感官評價法利用模糊數學原理，對食品感官指標進行量化評價，使評價結果更加客觀、準確。

本文以糯米為發酵主料，在發酵過程中添加杏鮑菇生產香鮑菇料酒。利用響應面法優化香鮑菇料酒發酵工藝，以模糊數學感官評價法評價發酵過程中二次發酵時間（15，17，19d）、二次發酵溫度 （28，32，36^°C） 、杏鮑菇添加量（質量比 1%.5%.8% 對杏鮑菇料酒氨基酸態氮含量、總糖含量和感官評分的影響，為杏鮑菇的深加工產品提供了新工藝，也為新風味料酒的開發提供了技術支持。

1材料與方法

1. 1 材料與試劑

杏鮑菇、糯米、食鹽、酒曲、黃酒：均購于鄭州市大潤發超市隴海店。

無水乙醇、氫氧化鈉、甲醇（均為分析純）：購于河南省紅榮化學試劑公司。

1.2 儀器與設備

GNE-201型恒溫培養箱、GBQ-01型電子天平天津拓至明實驗儀器設備有限公司；BSE-2000型生化培養箱、GU-A01型立式蒸汽滅菌器湖南集邁通儀器制造有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1杏鮑菇料酒發酵生產流程

1. 3.1.1 篩選及熟制糯米

去除雜質和殘渣，篩選出完整、干凈的糯米顆粒。將清洗后的糯米放入高壓鍋內蒸煮 35min 至糯米熟透但不軟爛，取出冷卻至室溫待用。

1.3.1.2 杏鮑菇處理

杏鮑菇經無菌水清洗后切成 1cm×1cm×1 cm的塊。

1.3.1.3 初發酵

向糯米中加入制酒酒曲、麥母（糯米質量的 1% ，同時加入杏鮑菇塊，充分混合均勻。 36^°C 靜置發酵 ^48h ，使酒曲充分發酵。過濾初發酵產物，去除糯米殘渣和雜質。

1. 3.1.4 糖化

過濾初發酵液，控制溫度在 60°C ，糖化處理 2d 。

1.3.1.5 二次發酵

加入黃酒后進行二次發酵。

1. 3.1.6 殺菌過濾

對二次發酵產物在 121^°C 下進行高溫高壓滅菌處 理 20min 。冷卻后過濾得杏鮑菇料酒。

1.3.2 杏鮑菇料酒發酵工藝優化

1.3.2.1 單因素實驗

杏鮑菇添加量：固定其他發酵工藝參數，在初發酵過程中添加杏鮑菇時，以熟制糯米質量的 1%.5%.8% 添加杏鮑菇塊，進行杏鮑菇料酒發酵，比較發酵效果。

二次發酵時間：固定其他發酵工藝參數，在二次發酵時以 32°C 進行發酵，比較發酵時間為15，17，19d時的發酵效果。

二次發酵溫度：固定其他發酵工藝參數，在二次發酵時將發酵時間固定在17d，比較發酵溫度為28，32，36^°C 時的發酵效果。

1.3.2.2 響應面實驗設計

依據Box-Behnken中心組合設計原理，以單因素實驗為前提，以香鮑菇添加量、二次發酵時間、二次發酵溫度為自變量，以感官評分、總糖含量和氨基酸態氮含量為響應值，進行三因素三水平響應面實驗分析，實驗因素與水平見表1。

表1杏鮑菇料酒發酵工藝優化因素與水平

1.3.3 杏鮑菇料酒理化指標檢測

氨基酸態氮含量和總糖含量的測定均參考GB/T13662—2018《黃酒》。氨基酸態氮含量的測定采用電位滴定法；總糖含量的測定采用亞鐵氰化鉀滴定法。

1.3.4杏鮑菇料酒感官評價標準

參考黃和升等[10]的評價標準并略作修改。邀請具有食品專業背景和食品感官分析經驗的5名男生、5名女生組成10人感官評價小組，參照表2中的評價標準進行獨立評價。評價總分為50分，計算每人獨立評分總和，取小數點后一位。最終評價結果為10名評價小組成員加和的平均值。

1.3.5 模糊數學評價方法建立

根據香鮑菇料酒感官評價標準，對不同二次發酵時間、二次發酵溫度和杏鮑菇添加量下杏鮑菇料酒感官指標進行模糊數學綜合評價，建立模糊數學模型。

對象集 U={u₁，u₂，u₃，u₄，u₅，u₆，u₇，…，u₁₅} ，共計15個杏鮑菇料酒樣品。

因素集 X={X₁，X₂，X₃，X₄} 為杏鮑菇料酒的4個評價指標，即色澤、氣味、滋味和風味。

評分集 A={A₁，A₂，A₃，A₄} 為杏鮑菇料酒感官評分總分，分別對應45，40，35，30分。

權重集 Y={Y₁，Y₂，Y₃，Y₄} ，強制設置權重為 Y= {0.2，0.3，0.3，0.2}[11]

邀請10名評價員從色澤、氣味、滋味和風味4個角度對不同發酵條件和不同杏鮑菇添加量下發酵生產的杏鮑菇料酒進行感官評價，評分后將總分劃歸到對應評分集中，根據評分結果得到杏鮑菇料酒感官評價模糊關系矩陣 R_x 。 x 表征15個杏鮑菇料酒樣品，每行指標代表質量因素的評價數據結果。

1.4 數據分析

所得數據平行測定4次，利用Excel2010和SPSS20.0進行數據處理和圖表繪制。

2 結果與分析

2.1發酵過程單因素優化

2.1.1杏鮑菇添加量對杏鮑菇料酒品質的影響

在杏鮑菇添加量為 1%.5%.8% 的條件下，杏鮑菇料酒的感官評分見表3。以表3中每個料酒樣品的感官因素級別對應其評分人數，再除以總評分人數，即得每組評分結果的模糊矩陣。

表3不同杏鮑菇添加量下杏鮑菇料酒的感官評分

所得模糊矩陣 R₁ ：

參考杏鮑菇料酒模糊數學評價模型 S_x=Y×R_x 對15個樣品的感官評分計算所得綜合評價結果為 S₁= Y×R₁=42.40 。

不同香鮑菇添加量下香鮑菇料酒的氨基酸態氮含量和總糖含量見表4。

表4不同杏鮑菇添加量下杏鮑菇料酒的氨基酸態氮含量和總糖含量

Table 4 Amino acid nitrogen content and total sugar content ofPleurotus eryngii cooking wine with different

由表4可知，隨著香鮑菇添加量的增加，杏鮑菇料酒中氨基酸態氮含量和總糖含量均呈現升高趨勢， 8% 杏鮑菇添加量下香鮑菇料酒中氨基酸態氮含量和總糖含量最高，分別達 （0.53±0.02） g/L和 （35，46±0.23）g/I 由于杏鮑菇中含有大量蛋白質、淀粉等，經發酵后可產生大量氨基酸、有機酸及糖類物質[12-14]，因此，當杏鮑菇添加量升高時會出現杏鮑菇料酒中氨基酸態氮含量和總糖含量升高的現象。在3種香鮑菇添加量下，初步確定 8% 為最佳香鮑菇添加量。

2.1.2二次發酵時間對香鮑菇料酒品質的影響

二次發酵過程中微生物與初發酵液中的蛋白質、糖類物質進一步酵解產生大量呈味氨基酸、還原糖等，使料酒具有豐富的香氣[4]。

表5不同二次發酵時間下杏鮑菇料酒的感官評分

表6不同二次發酵時間下杏鮑菇料酒的氨基酸態氮含量和總糖含量

由表5和表6可知，隨著二次發酵時間的增加，杏鮑菇料酒的感官評分、氨基酸態氮含量和總糖含量均逐漸增加，在二次發酵時間為19d時，感官評分為41.6分，氨基酸態氮含量為 （0.74±0.01 ） g/L ，總糖含量為 （42.37± 0.19） g/L 因此，確定二次發酵時間為19d時杏鮑菇料酒的品質最佳。

2.1.3二次發酵溫度對杏鮑菇料酒品質的影響

杏鮑菇料酒中的氨基酸態氮是其風味、滋味的決定性因素之一，其含量越高，杏鮑菇料酒的風味越濃郁[15]，微生物發酵過程中溫度對其活性和分解效率產生影響[16]。

表7不同二次發酵溫度下杏鮑菇料酒的感官評分

表8不同二次發酵溫度下杏鮑菇料酒的氨基酸態氮含量和總糖含量

Table8 Amino acid nitrogen content and total sugar content of Pleurotus eryngii cooking wine at different secondary fermentation temperatures

由表7和表8可知，隨著二次發酵溫度的升高，杏鮑菇料酒的感官評分、氨基酸態氮含量和總糖含量均呈現先上升后下降的趨勢，在二次發酵溫度為 32^°C 時達到峰值，此時杏鮑菇料酒的感官評分為47.6分，氨基酸態氮含量為 （0.53±0.08） ） g/L ，總糖含量為 （43.16±0.19）g/L 當二次發酵溫度升高至 36^°C 時，感官評分等指標開始下降至與 28°C 相當的水平，這可能是由于二次發酵溫度超過 32°C 后酵母菌活性提升，使發酵液中的糖分分解，產生酒精，導致其發酵產物的酒味過于濃烈，氣味平衡受到影響。因此，確定杏鮑菇料酒的最佳二次發酵溫度為 32°C 。

2.2杏鮑菇料酒發酵過程響應面分析

以單因素實驗為前提，以杏鮑菇添加量、二次發酵時間、二次發酵溫度為自變量，以感官評分、氨基酸態氮含量和總糖含量為響應值，進行三因素三水平響應面實驗分析，15個杏鮑菇料酒樣品的感官評分和響應面實驗結果分別見表9和表10。

通過Design-Expert對響應面數據進行分析，以杏鮑菇料酒的感官評分為響應值進行回歸擬合，得到回歸方程 ：Y=0.37+0.752A-0.482B+3.281C-2.841AB+ 3.142AC-0.483BC+0.991A²-1.843B²+6.311C²

對回歸方程進行二次擬合和多元線性回歸分析后，所得方差分析結果見表11。

表11杏鮑菇料酒發酵因素回歸模型方差分析

由表11可知，以杏鮑菇料酒的感官評分為響應值的回歸方程的 Plt;0. 000 1 ，達到極顯著水平，表明該回歸方程真實可信；回歸方程的決定系數為 98.22% +表明方程的實驗誤差小，可以用來描述各響應值與變量之間的關系；校正決定系數為0.9124，表明該方程可以解釋 91.24% 的杏鮑菇料酒感官評分變化。由 P 值可知，杏鮑菇添加量（A）交互項 AB 和 AC 以及二次項 A² 和B² 對感官評分的影響極顯著，二次發酵時間 （B ）和二次發酵溫度（C）、交互項BC、二次項 C² 對感官評分的影響不顯著。由此可知，杏鮑菇添加量對杏鮑菇料酒感官評分的影響高于二次發酵時間和二次發酵溫度。

3 討論與結論

本文利用模糊數學感官評價法結合響應面法，以糯米為發酵主料，在料酒發酵過程中添加杏鮑菇，通過不同杏鮑菇添加量 （1%.5%.8%） 、二次發酵時間（15，17，19d）和二次發酵溫度 （28，32，36^°C 的單因素實驗，對比其感官評分、氨基酸態氮含量和總糖含量，最終確定在杏鮑菇添加量 8% 、二次發酵時間19d、二次發酵溫度32°C 時，杏鮑菇料酒的感官評分達47.7分，氨基酸態氮含量為 （0.61±0.03）g/L ，總糖含量為 （43.28±0.21）g/L ，料酒整體色澤透亮，呈明亮橘色，組織均勻，酒味與杏鮑菇香味協調。

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