基于模糊數(shù)學感官評價的碎米制作米豆腐的研究

王鈴釗，周顯青，張玉榮

（河南工業(yè)大學 糧油食品學院，河南 鄭州 450001）

0 引言

碎米是稻谷制米過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品之一，其化學成分與大米相近.目前多用于生產(chǎn)高蛋白米粉、制取飲料、釀酒、制作方便粥等產(chǎn)品[1].米豆腐是流傳于我國黔、川、湘、滇等地的傳統(tǒng)食品，其中以湖南湘西芙蓉鎮(zhèn)所產(chǎn)的米豆腐最為典型[2]，常以秈米為原料，經(jīng)浸泡、磨漿、糊化、冷卻成型等工序加工而成，米豆腐呈弱堿性，能軟化血管，具有預防大腸癌、便秘等疾病的功效.因此，利用碎米制作米豆腐，既為碎米資源的利用開辟一條新途徑，又可降低米豆腐的成本.

國內(nèi)已有學者報道了以秈米[3-5]、糙米[6]、玉米和大米[7]為原料制作米豆腐的工藝和配方.報道表明，料液比、煮漿溫度及食用堿的添加量是影響米豆腐品質(zhì)的重要因素.但目前利用碎米制作米豆腐的研究鮮有報道.米豆腐的感官品質(zhì)是直接決定消費者購買的關(guān)鍵因素，食品感官評價如外觀、色澤等在描述方面具有模糊性[8]，建立一種兼?zhèn)淇陀^模糊性與客觀準確性且比較嚴密、科學的綜合評價模式，其意義尤為重要.已有學者探討模糊數(shù)學綜合感官評價法在米飯[9]、飲料[10]、果脯[11]、豆?jié){[12]及紅腐乳[13]等產(chǎn)品質(zhì)量評價與生產(chǎn)工藝優(yōu)化中的應用.因此，作者利用模糊數(shù)學感官評價方法，對米豆腐的感官品質(zhì)進行綜合評判，通過正交試驗優(yōu)化碎米制作米豆腐的工藝條件，建立實驗室利用碎米制作米豆腐的生產(chǎn)工藝和客觀科學的質(zhì)量評價方法.將為模糊數(shù)學綜合感官評價法在米豆腐的工藝研究中的應用提供借鑒.

1 材料與方法

1.1 材料

秈型碎米：信陽市山信米業(yè)有限公司，水分含量為12.8%；食用堿：市售.

1.2 儀器設備

JYC-19BE5 電磁爐:山東九陽小家電有限公司；HH-42 快速恒溫數(shù)顯水浴箱:余姚長豐儀表廠；DT 電子天平:中國江蘇常熟長青儀器儀表廠；DS-1高速組織搗碎機:上海標本模型廠；電熱套:北京市永光明醫(yī)療儀器廠.

1.3 米豆腐制作

1.3.1 工藝流程

參照文獻[6]，制定實驗室米豆腐制作工藝流程：

1.3.2 操作要點

（1）去雜：去除碎米中的砂粒、留殼、蟲蝕粒和霉斑粒后，稱取50 g；

（2）浸泡：將去雜的碎米淘洗干凈，置于燒杯中，加入適量的蒸餾水浸泡3 h，然后倒入篩子瀝干；

（3）磨漿：將浸泡后的碎米倒入組織搗碎機，按照不同的比例加蒸餾水，磨漿10 min；

（4）煮漿：將米漿倒入燒杯中，放入加熱套中加熱，當米漿達到一定溫度時，加入適量的食用堿進行煮漿，不斷攪拌，以免煮糊；

（5）冷卻：將煮熟后的米漿倒入直徑為4.2 cm的圓柱形容器中，自然冷卻凝固30 min，即成米豆腐.

1.4 試驗

1.4.1 單因素試驗

1.4.1.1 加水量對米豆腐品質(zhì)的影響

選取料液比（W/V）為1∶3.0、1∶3.5、1∶4.0、1∶4.5和1∶5.0 進行單因素試驗.

1.4.1.2 加堿時米漿溫度對米豆腐品質(zhì)的影響

選取78～94 ℃的溫度范圍進行試驗.

1.4.1.3 食用堿添加量對米豆腐品質(zhì)的影響

選取食用堿添加量范圍0.6%～1.4%進行試驗.

1.4.2 正交試驗

選擇料液比、加堿時米漿溫度和加堿量3 個因素進行正交試驗，因素與水平設計見表1.

表1 正交試驗因素與水平設計Table 1 Factors and levels design of orthogonal experiments

1.5 感官評價

感官評定小組由15 人組成，樣品統(tǒng)一盛裝容器，隨機取樣，采用隨機編碼.要求評價員評定前12 h 內(nèi)不得飲酒，不食刺激性食物，評定過程禁止相互討論，以10 min 為時間間隔，評定完每份樣品后以清水漱口.所有樣品均供評價員隨機取樣進行評價[14]，評價特征描述見表2.

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素試驗

料液比、加堿時米漿溫度和加堿量3 個單因素試驗的感官評價結(jié)果見表3—表5.

由表3—表5 可知，在料液比為1∶4.0 時，米豆腐質(zhì)量最佳；加堿時米漿的最佳溫度為86 ℃；食用堿最佳添加量為大米質(zhì)量的1.2%.

2.2 確定評價因素集

評價因素集即米豆腐評價指標構(gòu)成的因素集合X.X={x1，x2，x3，x4}，其中x1，x2，x3，x4分別代表本次試驗中在評價米豆腐時需要評價的指標，故X={色澤，組織狀態(tài)，氣味，適口性}.

表2 感官評價特征描述Table 2 The feature descriptions of sensory evaluation

表3 料液比Table 3 The material to liquid ratio

表4 加堿時米漿的溫度Table 4 The rice milk temperature during adding alkali

表5 加堿量Table 5 The alkali addition amount

2.3 確定評價得分集

評價得分集即為對各項評價結(jié)果的等級組成的集合U.U={u1，u2，u3，u4}，其中u1，u2，u3，u4分別是優(yōu)、良、中、差4 個等級，在本次試驗中4 個等級分別對應的分數(shù)為90、80、70、60，即U={優(yōu)，良，中，差}={90，80，70，60}.

2.4 確定米豆腐各評價因子的權(quán)重集

權(quán)重集即各評價因素的權(quán)重系數(shù)組成的集合Y.Y={y1、y2、y3、y4}，y1，y2，y3，y4分 別 代 表 色 澤、組織狀態(tài)、氣味、適口性的權(quán)重系數(shù)值.采用二元對比決定法確定這4 項指標的權(quán)重.請15 名評價員進行權(quán)重的確定.對參加評價的因素作一對一比較，重要的得1 分，次要的得0 分，但實際工作中，特別是主要因素作比較時，取消某個因素不太合理，則自身比較可按1 分記，表明它是必要的，但有時是次要的.各項指標的總得分與總得分的比重即為權(quán)重，結(jié)果見表6.

由表6 可知，Y={0.21，0.24，0.25，0.30}.

表6 米豆腐評價權(quán)重Table 6 The evaluation weight of rice tofu

2.5 模糊評判矩陣的建立

運用模糊數(shù)學原理，由15 名評價員對9 種米豆腐進行感官評價，評價結(jié)果見表7.模糊評定矩陣根據(jù)評價人員的評定結(jié)果確定，即將表7 中得到的結(jié)果除以總?cè)藬?shù)，得到9 個如Rj的模糊矩陣：

其中，j=1，2，3，…9，為樣品編號，ri1、ri2、ri3、ri4分別表示第i 個評價指標分數(shù)項所得到的票數(shù)，i=1，2，3，4，為米豆腐的各項評價指標.

表7 感官評價結(jié)果Table 7 Results of sensory evaluation

2.6 模糊變換及綜合評分

將權(quán)重Y 乘以模糊關(guān)系矩陣Rj，得到綜合評價結(jié)果M，即M=Y×Rj，對應第j 號樣品評價結(jié)果為Mj.Mj反映了第j 號樣品感官評價優(yōu)、良、中以及差的贊成比率.以第1 組樣品為例，對樣品進行綜合評價的結(jié)果依據(jù)模糊變換原理：M=Y× Rj.

則M1=（0.21，0.24，0.25，0.3）

結(jié)果表明，在料液比為1∶3，加堿時米漿溫度為78 ℃，食用堿添加量為1.0%條件下，只有19%的感官評定員認為米豆腐品質(zhì)為優(yōu)，41%認為良好，14%認為一般，16%認為此米豆腐品質(zhì)較差.

同理對其他各組進行計算并歸一化處理得：

2.7 正交試驗

將模糊綜合評價結(jié)果的各個量分別乘以其對應的分值，并進行相加，最后可得出每個樣品的感官總得分，得分結(jié)果見表8.

由極差分析可得，影響米豆腐品質(zhì)因素的主次順序為：C＞B＞A，即加堿量＞溫度＞料液比.從感官評分結(jié)果可看出，2、6、7 號產(chǎn)品的評分比較高，處于優(yōu)、良之間，比較容易被消費者接受.6、7 號樣品等級為良，評定2 號樣品最佳.米豆腐最佳工藝條件為A2B2C2，即料液比為1∶4，添加食用堿時米漿的溫度為86 ℃，加堿量為1.2%.在此最佳條件下得到的米豆腐感官評分為84.2，呈淡黃色，均勻一致，質(zhì)地細膩滑潤，彈性好，具有米香味.

表8 L9(34)正交試驗結(jié)果Table 8 Results of orthogonal experiments

3 結(jié)論

利用模糊數(shù)學確立影響米豆腐品質(zhì)的權(quán)重集為Y=（氣味（0.21），組織狀態(tài)（0.24），色澤（0.25），適口性（0.30）），并建立了米豆腐感官評價綜合評價法.基于此綜合評價對碎米制作米豆腐工藝進行優(yōu)化，得到米豆腐制作的最佳條件：料液比（W/V）為1∶4.0，添加食用堿時米漿的溫度為86 ℃，加堿量為碎米質(zhì)量的1.2%.

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