基于模糊數學綜合評價的金耳披薩面坯的工藝優(yōu)化*

劉世洪，李燮昕*，王 宇，蘇福聯(lián)

（四川旅游學院食品學院，成都 610100）

金耳(Tremella aurantialba)生長于高山櫟或高山剌櫟等樹干上，分類上屬于銀耳目、銀耳科、銀耳屬，是一種珍貴的食用真菌。其金耳干含有豐富的蛋白質、多種氨基酸、脂肪和鉀、硫、磷、鐵、鈣、鎂等微量元素。同時研究發(fā)現(xiàn)金耳中特有的活性物質——金耳多糖具有調節(jié)免疫功能、抗?jié)兒涂寡鬃饔肹1-2]，能降低人體血糖、血脂等[3-4]，日益受到人們的重視。

百合，別名菜百合,是百合科、百合屬中能形成鱗莖的栽培種群,多年生宿根草本植物。現(xiàn)代分析發(fā)現(xiàn)，百合主要含有秋水仙素等生物堿和蛋白質、淀粉、脂肪、鈣、鐵、磷和維生素 B1、維生素 B2、維生素C、胡蘿卜素等營養(yǎng)素。根據中醫(yī)的說法，百合味甜苦、性平、歸心、肺經、潤肺止咳、清心安神，可用于發(fā)熱、虛實、煩躁、心悸后的余熱、虛煩、驚悸、咳血及肺膿瘍等癥[5]。將金耳與百合搭配，復合加入傳統(tǒng)披薩面坯的制作中，增加披薩面坯營養(yǎng)價值的同時，為金耳資源利用多樣化增加方向[1]。

披薩發(fā)源地是意大利，它的風味很柔和，國人都比較容易接受它的口感，并且出品率高，跟其它西式快餐作比較，披薩具有低脂、高營養(yǎng)和低糖等特點，因此在市場上面有著很大的比例。

在食品加工技術研究過程中，感官特性往往被視為評價食品質量的重要指標。然而，在描述感官屬性方面存在許多困難。例如，在正常情況下，如外觀、香氣、味道和口感等，清晰的界限往往模糊不清。因此，采用模糊數學評價方法對這些感官特性進行評價。定量描述和處理在一定程度上可以減少感官評價指標與感官評價對象之間的主觀評價誤差，客觀地評價結果[6-7]。本文對金耳披薩面坯的配方和工藝技術進行了系統(tǒng)的研究，在單因素實驗基礎上進行混料設計實驗，以模糊數學感官評價為響應值評定披薩面坯的色澤、形態(tài)、口感、結構等感官性質。通過對金耳添加量、橄欖油和干酵母添加量的研究，確定最佳添加組合，建立了科學的金耳百合吐司披薩面坯感官評定體系，為制作金耳百合披薩面坯工藝研究提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

金耳，四川省廣元市青川縣金耳種植合作社；高筋小麥粉，新鄉(xiāng)市新良糧油加工有限責任公司；干百合，贛州市九鯉湖食品有限公司；橄欖油，恒天然商貿(上海)有限公司；酵母、改良劑，安琪酵母股份有限公司；砂糖、奶粉、鹽、酵母：市售。

1.2 試驗儀器

SC-20L型多功能攪拌機，貴州廣興宇廚房設備有限公司；XF-16型醒發(fā)箱，北京天潤云商設備有限公司；XYF-3K烤箱，佛山市偉仕達電器實業(yè)有限公司；BCD-575WDBI冰箱，海爾集團有限公司；TKLD-150L型速凍機，佛山市南海千凌制冷設備廠；TMS-PRO型物性分析儀，美國FTC公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 披薩面坯制作工藝流程及基礎配方：

工藝流程：金耳、百合打粉→面團制作→發(fā)酵→切分→成型→排氣→醒發(fā)→烤箱烘烤→冷卻

基礎配方：高筋面粉163 g，細砂糖10 g、酵母2.75 g、鹽 3 g、水 120 g、雞蛋 13 g、泡打粉 2 g、改良劑 1 g、奶粉 9 g、橄欖油 12.5 g。

1.3.2 面團調制:

將金耳粉、高筋面粉、百合粉、雞蛋以及橄欖油在攪拌機里一起攪拌，再將鹽、糖用溫水進行溶解，酵母用溫水進行活化，倒入攪拌機內一起攪拌至面筋擴展階段即可。

發(fā)酵:揉好的面團在一次醒發(fā)后，要在40℃、濕度為70%下進行發(fā)酵1 h。

切分和成型：將發(fā)酵好的面團進行切分，平均為150 g/個，同時搟成符合披薩盤的大小的面坯。

排氣：將面坯中的氣體充分排盡。

醒發(fā)：以40℃，濕度為70%的條件下進行醒發(fā)，醒發(fā)后將面坯搟薄。

烘烤:烤箱需預熱 15 min，使烤箱內部溫度均勻 保持烘焙溫度220℃，烘烤 7 min。

冷卻:烘烤完畢后，采用自然冷卻。

1.3.3 配方優(yōu)化：

預實驗：通過對金耳粉粒度（目數）、金耳添加量、百合粉粒度（目數）、百合添加量、干酵母添加量、橄欖油添加量等進行初步預實驗，發(fā)現(xiàn)金耳粉粒度在60目以上、百合粉粒度在60目以上、且百合添加量在1.6%～3.2%之間時對披薩面坯整體影響不大，因此單因素實驗選擇金耳添加量、橄欖油添加量、酵母添加量為單因素進行實驗。

單因素實驗：固定醒發(fā)溫度40℃，3 g食鹽，發(fā)酵溫度40℃、濕度70%，醒發(fā)時間30 min。烘烤時間7 min。同時固定高筋面粉的量，其它成分按與面粉的比例添加，每163 g高筋粉，非研究對象成分，按基礎配方添加，研究對象進行單因素試驗時，按每163 g 高筋粉，以金耳添加量(3.75 g、4.50 g、5.25 g、6.00 g、6.75 g、7.50g)橄欖油添加量(10.00g、12.50g、13.75 g、15.00 g、16.25 g、18.75 g)、 酵 母 添 加 量（1.00g、1.50 g、2.00 g、2.50 g、3.00 g、3.50 g） 為考察因素進行單因素實驗。

混料實驗：采用軟件設計專家 (DesignExpert V8.0.6)中的混料(mixture)設計[5]。

1.4 建立模糊綜合評價數學模型

1.4.1 模糊數學感官綜合評價法建模[8-9]:

評價指標以形態(tài)色澤、質地與口感、內部結構為評價指標，作為評價因素組成指標子集:X={x1，x2，x3，}，m為指標數(m=3)。其中:x1為形態(tài)色澤;x2為質地口感;x3為內部結構。

評價等級的篩選:V={v1，v2，v3，v4}。其中，v1為優(yōu)(80);v2為好(70);v3為良(60);v4為差(50)。

1.4.2 權重集的確定

權重的確定是屬于非常重要的步驟，它影響著最終的評價結果。通過本校食品學院食品科學與工程專業(yè)10名學生通過由各指標權重值得出權重W= （w1，w2， w3）， 其中 w1 為 0.25，w2 為 0.25，w3為0.5。

1.4.3 建立評價系統(tǒng)

將經混料試驗設計的16個實驗數據建立評價系統(tǒng)。 設 Tg={T1，T2，T3，… T16}。

1.4.4 感官評價

本實驗以外表形態(tài)色澤、質地口感、綜合評價為評價指標。參加評定的人員由10名食品專業(yè)的食品科學與工程專業(yè)學生組成。根據標準，對各指標進行評分，以避免交談，記錄評分結果(表2)。

1.4.5 設計混料實驗

確定披薩面坯的最佳配方。如表1。

表1 金耳披薩面坯配方中變量的混料設計組合設計表

1.5 指標測定

面坯質構的測定：參考文獻方法進行改進[10-11]，使用高4 cm、直徑3 cm的圓柱形探頭，測定條件為：測定速度：60 mm/min、觸發(fā)力：0.38 N，形變量：50%。每個樣品測量3次，取平均值。測試披薩面坯硬度、彈性、咀嚼性及黏性。

酸價測定：根據GB 5009.227推薦的標準進行測定。

過氧化值測定：GB5009.229推薦標準進行測定。

2 結果與分析

2.1 披薩面坯模糊數學感官綜合評價結果

由10名食品品質評價員對16種不同配方披薩面坯逐一進行感官評價(見表2、表3)。

表2 金耳披薩面坯配方中變量對披薩面坯的影響評價指標

表3 金耳披薩面坯感官評價結果

模糊評定矩陣根據評價人員的評定結果確定，即 將評定結果除以總人數，得到16個如Tg的模糊矩陣:

其中 g=1、2、3、、、、、、、16，為樣品編號，i為 1、2、3，為各項評價指標，Ti1、Ti2、Ti3、Ti4分別表示第i個評價指標分數項所得到的票數。

令綜合評價結果為Y，按照標準的模糊綜合評判 數學模型：Yg= （b1，b2，b3，b4）=W × Tg

b1=0.25×1/10+0.25×1/10+0.5×3/10=0.2，

b2=0.25×3/10+0.25×5/10+0.5×4/10=0.4，

b3=0.25×6/10+0.25×2/10+0.5×2/10=0.3，

b4=0.25×0+0.25×2/10+0.5×1/10=0.1。

Y1= （0.2，0.4，0.3，0.1），同理，

Y2=（0.175，0.375，0.325，0.125），

Y3=（0.175，0.225，0.45，0.15），

Y4=（0.225，0.5，0.25，0.025），

Y5= （0.175，0.325，0.45，0.05），

Y6=（0.275，0.45，0.175，0.1），

Y7= （0.15，0.45，0.325，0.075），

Y8= （0.35，0.5，0.15，0），

Y9=（0.175，0.375，0.375，0.075），

Y10=（0.15，0.45，0.325，0.075），

Y11= （0.275，0.375，0.35，0），

Y12= （0.375，0.325，0.275，0.025），

Y13= （0.125，0.425，0.375，0.075），

Y14= （0.125，0.275，0.575，0.025），

Y15= （0.175，0.55，0.275，0），

Y16= （0.275，0.575，0.15，0）。

2.2 模糊數學綜合感官評分

H1=0.2× 80+0.4× 70+0.3+60+0.1×50=67，同理可得其余樣品最終感官評分,如表4。

3 產品指標與設計結果

3.1 數據回歸性分析

由表4可知，通過Design-Expert進行回歸性分析，得到線性回歸方程R=-5.98×A+4.23×B+7.92×C+306.39×A×B+296.77×A×C+260.59×B×C-1871.63×A2×B×C-40.23×A×B2×C-305.62×A×B×C2。 線性回歸擬合，得到回歸模型的回歸系數及顯著性。

表4 混料設計試驗安排及結果

由表5和表6可知，該模型回歸顯著 (P＜0.001)，R2=95.59%，R2Adj=90.56%，說明該模型與試驗擬合良好，自變量和響應值之間線性關系顯著，可用于金耳披薩面坯感官品質的理論推測和分析。為了驗證模型預測的準確性，按照最佳點的配比金耳添加量6.25 g，百合添加量5 g，橄欖油添加量15.62 g，酵母添加量2.75 g，由表7可知經評定后可得模糊數學感官評價綜合得分為65.50，預測值為65.2893，相差0.2107。因此，可知模型能夠對金耳百合吐司披薩面坯感官品質進行較好的分析和預測。

表5 金耳披薩面坯混料試驗回歸方程的方差與顯著性分析

表6 金耳披薩面坯混料試驗回歸方程的擬合統(tǒng)計

表7 金耳披薩面坯混料試驗回歸方程最佳點的預測值和試驗值

3.2 金耳披薩面坯產品品質指標

金耳添加量5.5 g，百合添加量5 g，橄欖油添加量15.62 g，高筋面粉163 g，細砂糖10 g、酵母添加量為 2.75 g、鹽 3 g、水 120 g、雞蛋 13 g、泡打粉 2 g、改良劑1 g、奶粉 9 g，披薩面坯硬度5.18 N、彈性2.74 mm、粘附性 3.3385 MJ、膠粘性 3.76 N，咀嚼性2.86。披薩面坯顏色均勻、形狀完整，無脹氣現(xiàn)象、口感軟硬合適，咀嚼性好，滋味豐厚、結構均勻細膩，有彈性。

4 結果驗證與分析

4.1 調查與分析

金耳披薩面坯的營養(yǎng)價值高于普通披薩面坯，且在消費方式上符合當下社會消費發(fā)展趨勢，產品開發(fā)市場前景巨大。通過前期研究表明，雖然金耳從鮮為人知到逐漸出現(xiàn)在大眾的視野之中，但其利用形式單一，鮮有符合當下快速消費時代發(fā)展的產品。

據吳錫鵬等人[13]研究發(fā)現(xiàn)人工栽培的金耳蛋白質含量高,氨基酸組分較全面,其含量高于野生金耳.其中含人體必需氨基酸7種，同時在前期的市場調查中發(fā)現(xiàn)四川省廣元市青川縣建立了一個人工金耳種植合作社作為當地的扶貧項目，金耳消費潛力巨大。針對這一現(xiàn)象，本項目經多次試驗，綜合運用披薩面坯的發(fā)酵、焙烤工藝，獲得了金耳披薩面坯的制作工藝參數，經本工藝制作出的披薩面坯，硬度5.18 N、彈性2.74 mm、粘附性3.3385 MJ、膠粘性3.76 N，咀嚼性2.86。披薩面坯顏色均勻、形狀完整，無脹氣現(xiàn)象、口感軟硬合適，咀嚼性好，滋味豐厚、結構均勻細膩，有彈性。它符合現(xiàn)代人追求食物健康和營養(yǎng)的消費趨勢。同時可通過與金耳種植合作社合作，擴展金耳的銷售渠道。

依照表2能夠發(fā)現(xiàn)將感官品質分為形態(tài)色澤、質地與口感 、內部結構，分別賦值25分、25分、50分，這就相當于給這三個項目賦予了權重，0.25、0.25、0.5。由于各種披薩面坯的感官品質不盡相同，都用同一標準進行評定顯得不夠精確。因此，采用模糊數學綜合評價法，可解決這些問題。它充分考慮了不同披薩面坯之間的感官品質特性，并且將感官品質量化為數學模型，披薩面坯的品質評價指標、指標等級以及權重都依據不同披薩面坯的特征進行了科學的篩選，近年模糊數學感官評價在感官品質評價中應用日益廣泛。目前模糊數學法已在甘薯淀粉披薩面坯[12]、擠壓型速凍青稞魚面[14]等中有所應用。

4.2 結果及驗證

采用模糊數學原理對金耳百合披薩面坯感官品質進行了評價。建立了制備金耳百合吐司披薩面坯原料配比與金耳百合披薩面坯感官品質的回歸模型。方差分析表明，該模型具有顯著性(R2=0.9559，P=0.004)，可用來預測和分析金耳百合吐司披薩面坯的感官品質。經軟件優(yōu)化后，獲得感官品質評價為“好”的金耳披薩面坯的配方為金耳添加量5.5 g，百合添加量5 g，橄欖油添加量15.62 g，高筋面粉163g，細砂糖 10 g、酵母添加量為 2.75 g、鹽 3 g、水120 g、雞蛋 13g、泡打粉 2 g、改良劑 1 g、奶粉 9 g。再分別進行三次驗證實驗，效果均如預期一致。