采用模糊数学感官评价法研究培根最佳加工工艺

　　培根(bacon)是以猪肉为原料,经整形、盐渍、熏烘等工序加工而成的西式生肉制品。按照加工部位和制造方法,可将培根分为大培根、通脊培根、五花培根(腹肋培根)、肩肉培根、侧培根(半白条培根)等。由于咸度适中,风味十足,培根已成为深受欧美消费者喜爱的肉制品。

　　关于培根制品的研究,主要集中在培根制品贮藏稳定性和风味形成等方面,而有关烟熏温度、谷氨酰胺转氨酶等加工工艺条件对培根品质影响的研究,没有考虑各因素之间的相互作用和加工工艺的优化。加工工艺的优化对培根制品的工业化生产至关重要。此外,在培根制品研发过程中,感官评定与盐分、游离氨基酸总量等化学分析方法和仪器分析方法相比,仍然是一种必不可少的综合评价方法。

　　目前对感官评价中各指标的描述普遍采用的方法是评分法,然而由于评分人员和试验条件的差异,致使评价结果具有一定的主观性和局限性,评分离散程度大,从而很难对培根制品的质量进行客观和准确的评价。而运用模糊数学原理模拟人类判断问题的思维方式的模糊数学综合评判方法，可以综合考虑各种因素对总体效果的综合贡献,从而能够对食品质量作出准确、客观与科学的评价。本研究拟以猪肉(五花肉、国标2号猪肉和国标4号猪肉)为原料制成培根,并采用正交试验和模糊数学感官评价法,研究培根的最佳加工工艺,为培根制品的生产和研发提供依据。

　　1、材料与方法

　　1.1材料与仪器

　　1.1.1材料与试剂

　　五花肉、国标2号猪肉、国标4号猪肉、食盐、白砂糖、味精:市售;亚硝酸钠、异维生素C钠、柠檬酸、三聚磷酸盐:食品级,广州方道食品添加剂有限公司;谷氨酰胺转氨酶(TG酶):食品级,味之素(中国)有限公司广州分公司;烟味香料、烟油香精、猪骨咸味香精、鸡肉咸味香精:食品级,广州市华谷生物科技有限公司。

　　1.1.2主要仪器设备

　　绞肉机:JR-15型,广州凯圣机械设备有限公司;实验用手动盐水注射机:SZJ-8型,诸城市恒顺机械有限公司;熏煮炉:SYZ0.5-A型,青岛德维机械制造有限公司;电子天平:FA1004B型,上海越平科学仪器有限公司;真空包装机:DZ(Q)400-T型,深圳市旭田包装机械有限公司。

　　1.2方法

　　1.2.1培根的制备工艺流程

　　【流程图】

　　1.2.2操作要点

　　(1)原料肉选择、修割:原料猪肉包括五花肉、国际2号猪肉和国际4号猪肉等。选用经卫生检疫合格的猪肉原料,要求有光泽,呈淡红色,纹理细腻,肉质柔软,脂肪洁白,pH值在5.8~6.4。修去原料肉中筋腱﹑碎骨﹑淤血﹑碎肉、碎油、伤斑﹑淋巴结及外来杂质,并修去过高、过厚,过多脂肪,然后根据产品的不同及后续工艺的需要将肉块修割成规定的大小和形状。

　　(2)注射腌制:先配制注射液。注射液含一定量的猪骨咸味香精、三聚磷酸盐和亚硝酸钠,鸡肉咸味香精0.04kg,食盐3.0kg,异维生素C钠0.1kg,柠檬酸0.025kg,白砂糖0.6kg,味精0.3kg,烟油香精0.025kg和冰水50kg。然后采用针头将注射液注入肉块内,以达到大体均匀为原则。盐水注射量控制在25%左右。最后将注射好的盐水肉块迅速转入2~4℃的冷库内腌制20~24h。

　　(3)混合、填模、静置腌制定型:将国际2号猪肉修割后绞成碎肉,并将腌制后的国际4号猪肉分割为薄片状,然后将2种原料与TG酶搅拌均匀,随后铺在五花肉表面(五花肉先铺在放有聚乙烯薄膜的模具上,瘦肉较多的一侧朝上),随后将混合好的腌制肉块用聚乙烯薄膜包好,合紧模具,放入2~4℃的冷库内静置腌制定型一定时间。

　　(4)脱模:静置腌制定型完成后,将腌制肉块从模具中取出,拆去聚乙烯薄膜,然后摆放在烟熏车架上。注意摆放时腌制肉块之间不能靠得太近,且五花肉肥膘面应朝下,瘦肉面应朝上。

　　(5)干燥、烟熏:将装有腌制肉块的烟熏车架推入烟熏室,并在65℃干燥60min。干燥后调整烟熏温度,热熏30min。

　　(6)冷却冷冻:将烟熏处理后的产品快速冷却至中心温度为10℃,然后放入急冻室快速冷冻至-18℃。

　　(7)切片包装:将烟熏冷冻好的培根块解冻至适合切片机工作的温度,然后调整切片厚度,切片包装,制成培根产品。

　　1.2.3培根制品的工艺配方优化试验

　　根据预试验结果和单因素试验结果,确定的基础配方为五花肉24kg,国际4号猪肉22kg,国际2号猪肉碎肉1.2kg,注射液12kg,并以谷氨酰胺转氨酶(TG酶)添加量、猪骨咸味香精添加量、烟熏温度、亚硝酸钠添加量、三聚磷酸盐添加量和装模后腌制时间为主要因素,采用L8(27)正交试验设计方案,进行正交试验,以感官评定为指标。正交试验设计见表1。

　　1.2.4感官评价方法

　　由10位(5男5女)经过专门选择和培训的评价员组成的评价小组,分别对8种培根制品的色泽、质地、滋味、气味4个指标进行感官评价,并从差、一般、好、较好、非常好5个等级进行评价(见表2)。担任评价员的基本条件是:身体健康、无任何感觉方面的缺陷,并对感官分析有兴趣;个人卫生条件良好、无明显个人气味;不嗜烟酒,且在检验前1h内不抽烟、不吃东西,不使用有气味的化妆品;按照培训的技术要求进行评价。

　　1.2.5模糊数学模型的建立

　　(1)因素集、评语集和加权重集的建立:本研究以培根色泽(U1)、质地(U2)、滋味(U3)、气味(U4)为因素,从而得到培根的因素集U={U1,U2,U3,U4}。经过评定小组讨论,确定培根的评价等级为非常好(v1)、较好(v2)、好(v3)、一般(v4)、差(v5),得到培根的评语集V={v1,v2,v3,v4,v5}。以10分为标准,各指标大于8分为非常好,得分6~8分为较好,得分4~6分为好,得分2~4分为一般,得分小于2分为差。

　　采用频数统计法确定权重,请20位用户将色泽、质地、滋味、气味各因素在所有因素中所占重要性程度的比率填在表格上,并对上述各因素进行单因素权重统计试验,得到质量因素权重集X={x1,x2,x3,x4}。

　　(2)模糊矩阵的确立和模糊转换:根据高瑞鹤等的方法,先通过10位评价员的感官评价对各指标的分数进行统计,然后将各级的票数除以10得到模糊关系矩阵R,再通过处理培根的感官评价结果,将质量因素权重集X与模糊关系矩阵R合成,得到模糊关系评价集Y=X×R,从而得到第i个培根样品的评价结果为Yi=X×Ri(i为1~9)。最后引进综合评分矩阵T处理模糊关系评价集Y,根据感官评价的特殊性,设评价等级集K={k1,k2,k3,k4,k5},得到培根样品的模糊综合评价总分T=Y×K。

　　2、结果与分析

　　2.1质量因素权重集的建立

　　20位用户对培根制品4项质量因素重要性程度的分析结果见表3。由表3可知,通过对各因素的重要性程度进行评价得出色泽的权重为0.157,质地的权重为0.195,滋味的权重为0.303,气味的权重为0.345,从而得到质量因素权重集X={0.157,0.195,0.303,0.345}。

　　

　　2.2模糊感官评价结果

　　通过10名感官评价员在专门试验条件下对8个培根样品进行的4项指标的评价,将评价结果收集汇总并进行统计分析,得出培根感官评价结果。评价结果见表4。

　　2.3模糊矩阵的建立结果

　　由表4可知,以1号培根样品的色泽为例,6人评8~10分,2人评6~8分,1人评4~6分,1人评2~4分,无人评2分以下,则得到U1={0.6,0.2,0.1,0.1,0},同理可得到U2={0.5,0.1,0.1,0.2,0.1},U3={0.6,0.2,0.1,0.1,0},U4={0.5,0.1,0.2,0.2,0}。将计算得出的U1、U2、U3、U44个单因素模糊矩阵的评价结果写成一个矩阵,即:

　　

　　根据公式Y=X×R,得到第1个培根样品的评价结果:

　　2.4综合得分和培根最佳加工工艺

　　模糊综合评价总分T=Y×K,由第1个样品的Y1={0.516,0.116,0.195,0.154,0.02},和评价等级集K={9,7,5,3,1},经计算得出:

　　培根综合得分和方差分析结果见表5和表6。由表6中F值大小可知,各因素的影响顺序从大到小为A>C>E>B>D>F。

　　

　　由表5可知,试验6、8、5、4的综合评分大于8,为非常好,其中试验6号分数最高;试验7、3、1、2综合评分在6~8,为较好。综合考虑可选用试验6的加工工艺条件作为培根加工工艺条件,即TG酶0.02kg、猪骨咸味香精0.02kg、烟熏温度60℃、亚硝酸钠0.02kg、三聚磷酸盐0.20kg、装模后腌制时间15h。

　　3、结论

　　(1)采用感官评价方法确定培根的质量评价因素,得到质量因素权重集,并通过模糊感官评价结果和模糊转换得到模糊关系矩阵R,进而得到综合评分矩阵T。

　　(2)采用L8(27)正交试验设计方案对培根的加工工艺进行优化,并应用模糊数学感官评价法得出培根的最佳加工工艺条件为TG酶0.02kg、猪骨咸味香精0.02kg、烟熏温度60℃、亚硝酸钠0.02kg、三聚磷酸盐0.20kg、装模后腌制时间15h,各因素的影响顺序从大到小为A>C>E>B>D>F。

　　(3)利用模糊数学感官评价法能够获得客观、较准确的培根制品的加工工艺条件,为培根培根制品的生产和研发提供依据。

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