一種微生物發(fā)酵后菜籽粕品質(zhì)的模糊綜合評價(jià)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，數(shù)學(xué)評價(jià)體系，涉及菜籽柏經(jīng)過微生物發(fā)酵后品質(zhì)提 高及評價(jià)體系及方法建立，具體地說是一種用于客觀定性定量、綜合分析微生物發(fā)酵后菜 籽柏品質(zhì)的模糊綜合評價(jià)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 油菜籽是我國第一大油料作物，每年經(jīng)制油后產(chǎn)生的菜籽柏高達(dá)700萬t。菜籽柏 富含蛋白質(zhì)，是僅次于豆柏的植物蛋白源，并且，氨基酸含量豐富。其中，蛋氨酸、精氨酸、亮 氨酸和纈氨酸含量較高，賴氨酸量略低于豆柏，其他必需氨基酸能與豆柏相當(dāng)，營養(yǎng)價(jià)值可 與聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FRO)和世界衛(wèi)生組織（WHO)推薦的模式蛋白質(zhì)相媲美。由此可見，菜 籽柏開發(fā)利用前景廣闊，但是，長期以來，由于菜籽柏中含有硫代葡萄糖甙（硫甙）及其降 解物、植酸、芥子堿、酚酸和單寧等大量抗?fàn)I養(yǎng)因子的存在，嚴(yán)重阻礙此深度開發(fā)利用。由于 微生物發(fā)酵法脫除抗?fàn)I養(yǎng)因子具有處理方便、成本低、可工廠化處理脫毒，并且去除抗?fàn)I養(yǎng) 因子的同時(shí)增進(jìn)營養(yǎng)，在菜籽柏脫毒應(yīng)用中廣受親睞。因此，利用微生物發(fā)酵提高蛋白質(zhì)及 對發(fā)酵后菜籽柏品質(zhì)進(jìn)行科學(xué)評價(jià)具有應(yīng)用基礎(chǔ)價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是針對微生物發(fā)酵菜籽柏品質(zhì)評價(jià)指標(biāo)多樣性體系：包括抗?fàn)I養(yǎng)因 子脫除率、蛋白質(zhì)含量、多肽含量、蛋白質(zhì)體外消化率等，提供一種發(fā)酵菜籽柏品質(zhì)主要影 響因子的模糊綜合評價(jià)方法。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)綜合評價(jià)微生物發(fā)酵菜籽柏品質(zhì)及篩選發(fā)酵條件的目的，本發(fā)明采用的 方法是：根據(jù)發(fā)酵菜籽柏品質(zhì)的主要影響因素，在評價(jià)體系中引入模糊評價(jià)理論，即：結(jié)合 模糊數(shù)學(xué)思想對發(fā)酵菜籽柏品質(zhì)的影響因素進(jìn)行整理、綜合，采用強(qiáng)制決定法，經(jīng)綜合計(jì)算 確定指標(biāo)權(quán)重，并通過模糊綜合評價(jià)得出菜籽柏發(fā)酵的最優(yōu)發(fā)酵方式及其工藝。
[0005] 本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)：
[0006] (1)該方法將多個(gè)質(zhì)量系數(shù)合成為綜合評價(jià)指標(biāo)，具有更好的簡便性和直觀性；
[0007] (2)提供一種綜合性的評價(jià)指標(biāo)來評判發(fā)酵菜籽柏的品質(zhì)；
[0008] (3)利用綜合性評價(jià)指標(biāo)可以用來篩選菌種、發(fā)酵方式及發(fā)酵條件。
【具體實(shí)施方式】
[0009] 下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0010] 本發(fā)明發(fā)酵菜籽柏品質(zhì)影響的特點(diǎn)，將評價(jià)指標(biāo)分為2個(gè)層次，共11個(gè)因子，整個(gè) 過程評價(jià)因子分為1個(gè)互不相交的子集U= {Ul，U2，…，uj，每個(gè)因素評語集V按照100 分值進(jìn)行評定，第一層次的因子U1Q= 1，2,…，1)由第二層次中的m個(gè)因子決定，即U1 = Iuil，Ui2，…，UinJ，
[0011] 評價(jià)指標(biāo)的量化采用建立備擇集，再進(jìn)行隸屬度計(jì)算的方法，通過強(qiáng)制決定法來 確定指標(biāo)的權(quán)重，進(jìn)而建立綜合評價(jià)模型對發(fā)酵菜籽柏品質(zhì)影響進(jìn)行計(jì)算。其中3個(gè)二級 指標(biāo)由12個(gè)一級指標(biāo)計(jì)算得到，綜合評價(jià)結(jié)果由3個(gè)二級指標(biāo)計(jì)算得到，
[0012] 所述的建立備擇集為：根據(jù)發(fā)酵菜籽柏評價(jià)的一般方法，將發(fā)酵菜籽柏品質(zhì)綜合 評價(jià)分為優(yōu)，良，差3個(gè)等級，分別以石，5,忑表示。建立備擇集V= 石},為便 于評價(jià)對各評價(jià)因子分別賦值99、66、33,S卩V=i99,66,33}。對于一級指標(biāo)的評價(jià)建立備擇 集7={￥1，￥2，￥3，￥4}，分別賦值100、75、50、25，即7={100,75,50,25}，
[0013] 所述的計(jì)算隸屬度為：對于評價(jià)指標(biāo)分值，可根據(jù)指數(shù)法計(jì)算出單因子評價(jià)結(jié)果， 再根據(jù)德爾菲法（Delphi法）確定。引入梯形分布方法建立評價(jià)指標(biāo)隸屬函數(shù)，根據(jù)發(fā)酵 菜籽柏品質(zhì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)共分為4個(gè)評價(jià)等級，確定隸屬函數(shù)的表達(dá)式為：
[0022] 其中：r(X)為隸屬函數(shù)；X1表示第i個(gè)評價(jià)因子的實(shí)測值；s^i，Slj，\+1在一級指 標(biāo)計(jì)算中分別表示各評價(jià)因子的第j_l，j，j+1級標(biāo)準(zhǔn)值，在二級指標(biāo)計(jì)算中為評語集中對 應(yīng)的賦值。
[0023] 評價(jià)指標(biāo)及各評價(jià)等級評定標(biāo)準(zhǔn)值如下表所示。
[0024]
[0025] 其中，I* :芥子酶活力單位（U)定義，即Ig發(fā)酵菜籽柏粉在40°C和pH7. 0條件下 反應(yīng)lh，釋放出Iumol葡萄糖為一個(gè)酶活力單位，已umol葡萄糖?g1 ?h1表示。
[0026] 所述的強(qiáng)制確定法確定權(quán)重為：規(guī)定權(quán)重的計(jì)算公式如下：
[0027] W1=C1ZS1
[0028] (4)
[0029] 式中，W1-第i種評價(jià)因子的權(quán)重值W1-第i種評價(jià)因子的實(shí)測值；Si-第i種 評價(jià)因子標(biāo)準(zhǔn)值的算數(shù)平均值。
[0030] 歸一化運(yùn)算公式如下：
[0033] 其中（m= 1，2,…，i) ;(n= 1，2,…，i),得到一個(gè)IXi的模糊矩陣，即各評價(jià) 因子的權(quán)重分配矩陣A:
[0034] A={aua2,a3,a4}
[0035] 所述的建立綜合評價(jià)模型為：由評價(jià)因子U= {Ul，U2，…，Ul}和備擇集V= {Vl， V2，…，vj}組成關(guān)系矩陣P
[0036]
[0037] 再進(jìn)行綜合評價(jià)運(yùn)算：B=A°P=Ib1,b2,b3,b4}
[0038] 其中也=(V*(a;八*pi.)j= (I, 2, 3, 4),記為M(八 *,V 表示模糊 矩陣合成算子，即M(八*，V*)。
[0039] 所述的二級指標(biāo)分值計(jì)算為：
[0040] Z=BVt=(b!,b2,b3,b4) ? (V1,v2,v3,v4)T
[0041] 然后利用二級指標(biāo)分值與上述隸屬函數(shù)及權(quán)重確定方法得到權(quán)重向量和關(guān)系矩 陣
[0042] A：I,E3'}
[0043] 所述的建立綜合評價(jià)模型為：由評價(jià)因子Ui={uu，Ui2，…，UiJ和評備擇集 V=|；Vi廠Wi. _VT組成關(guān)系矩陣
[0045] 其中為評價(jià)因子Uini對評語集$的隸屬度。
[0046] 再進(jìn)行綜合評價(jià)運(yùn)算：B=I°F= $.，L，B.}
[0047] 其中Ai=(VCA=^ij)j= (1，2, 3)，記為M(八*，V 表示模糊矩陣 合成算子，即M(八*，V*)。
[0048] 所述綜合評分值計(jì)算為：
[0050] 實(shí)施例一：單菌發(fā)酵菜籽柏品質(zhì)的評價(jià)
[0051] 分別用黑曲霉、啤酒酵母、枯草芽孢桿菌與保加利亞乳桿菌對普通菜籽柏進(jìn)行發(fā) 酵，各單菌發(fā)酵柏評價(jià)指標(biāo)實(shí)測值見下表：
[0052]
[0053] 對于黑曲霉發(fā)酵柏，一級評價(jià)權(quán)重指標(biāo)如下：
[0054]all = (0. 334, 0. 171, 0. 325, 0. 171)
[0055]al2 = (0. 361,0. 455,0. 034,0.149)
[0056] al3 = (0. 303, 0. 171, 0. 281, 0. 245)
[0057] 一級評價(jià)矩陣如下：
[0061] Bll = (0. 275, 0. 546, 0. 162, 0)
[0062]B12 = (0, 0. 004, 0. 665, 0. 329)
[0063]B13 = (0, 0. 303, 0. 367, 0. 331)
[0064] 由上述數(shù)值結(jié)合備擇集賦值可得出二級指標(biāo)的得分，脫毒效果得分為B11Vt= (0.275,0.546,0. 162,0) ? (100,75,50,25)1= 76.55
[0065] 同理，產(chǎn)酶含量得分為41. 755,蛋白質(zhì)量得分為49. 35。
[0066] 由三個(gè)二級指標(biāo)確定評價(jià)權(quán)重如下：
[0067]A= (0.457,0.249,0.294)
[0068] 二級評價(jià)矩陣如下：
[0071] 從而得出黑曲霉發(fā)酵菜籽柏綜合評價(jià)得分為巨▽T= (0. 146, (). 522, 0. 332 ) * (99 , 66：,S3 )T -S9. 862
[0072] 根據(jù)上述黑曲霉菜籽柏品質(zhì)綜合評價(jià)的算法可得出啤酒酵母發(fā)酵柏、枯草芽孢桿 菌發(fā)酵柏、保加利亞乳桿菌發(fā)酵柏的最后得分分別為72. 567, 69. 102和71. 28,比較綜合得 分，可判定出哪種菌發(fā)酵菜籽柏得到的柏品質(zhì)較優(yōu)。
[0073] 實(shí)施例二：混合比例對混菌發(fā)酵菜籽柏品質(zhì)的影響
[0074] 以黑曲霉與枯草芽孢桿菌菌液比為1:2, 1:1，2:1分別發(fā)酵普通菜籽柏，發(fā)酵完成 后得到各發(fā)酵柏評價(jià)指標(biāo)實(shí)測值如下表所示：
[0075]
[0076] 按照實(shí)施例一的方法計(jì)算出黑曲霉與枯草芽孢桿菌不同混合比例發(fā)酵菜籽柏得 到的柏品質(zhì)的綜合得分，對于1:2發(fā)酵