基于模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)法優(yōu)化無(wú)蔗糖 菠蘿果渣曲奇餅干配方

隨著生活水平提高，人們更加關(guān)注飲食營(yíng)養(yǎng)與健康。曲奇餅干高糖、高熱量，使一些消費(fèi)者望而卻步[1]。因此，迫切需要開(kāi)發(fā)符合現(xiàn)代營(yíng)養(yǎng)需求的新型餅干。而菠蘿常被用來(lái)生產(chǎn)果汁，而其果渣作為副產(chǎn)物并未得到充分利用。菠蘿果渣富含的膳食纖維有助于人體消化吸收，可改善血液循環(huán)、降血壓[2]，其營(yíng)養(yǎng)成分也與果肉相近[3]。

本文在曲奇餅干中添加菠蘿果渣、用麥芽糖醇代替蔗糖，其中菠蘿果渣可豐富餅干口感、改善風(fēng)味，也可潤(rùn)腸、降血脂、預(yù)防心腦血管疾?。畸溠刻谴寂c蔗糖相比，熱量低、可預(yù)防齲齒、不刺激胰島素分泌、還能抑制脂肪堆積，更適合糖尿病人和肥胖人群[4]。在食品工藝研究中，感官評(píng)價(jià)是主要的評(píng)判指標(biāo)。評(píng)分法易受評(píng)價(jià)員主觀因素的影響，客觀性差，存在較大誤差[5]。而模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)法則綜合考慮了所有因素及權(quán)重，使結(jié)果更加科學(xué)[6]。因此，本文運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)法研究無(wú)蔗糖菠蘿果渣曲奇餅干的配方，希望得到一款菠蘿風(fēng)味餅干，低糖低熱量，富含膳食纖維，符合現(xiàn)代營(yíng)養(yǎng)需求。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

菠蘿、雞蛋、低筋面粉，市售；麥芽糖醇，睢縣甘淳商貿(mào)有限公司；黃油，廣漢喜禾食品有限公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

YP10001型電子天平，上海佑科儀器儀表有限公司；BL-4型電烘爐，廣州達(dá)爾信食品機(jī)械有限公司；FF-68-98型多功能烘干機(jī)，瑞安市峰發(fā)食品機(jī)械廠；FW-100型高速粉碎機(jī)，北京科偉永興儀器有限公司；電動(dòng)打蛋器，中山市朗飛電器有限公司；破壁機(jī)，中山市怡馨電器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 基礎(chǔ)配方

低筋面粉100%（以低筋面粉含量為基準(zhǔn)），黃油80%，菠蘿果渣12%，麥芽糖醇24%，雞蛋液16%，上火溫度160 ℃，下火溫度150 ℃，烘烤22 min。

1.3.2 工藝流程

菠蘿果渣曲奇餅干制作工藝流程為黃油、麥芽糖醇→打發(fā)→加入低筋面粉、菠蘿果渣、雞蛋液→混合→擠壓成型→烘烤→冷卻→成品。

1.3.3 操作要點(diǎn)

①菠蘿果渣的制備。菠蘿去皮切塊用破壁機(jī)打碎并過(guò)濾。將果渣置于烘干機(jī)中（80 ℃，6 h），冷卻后粉碎并過(guò)200目篩。②打發(fā)。黃油室溫軟化，加麥芽糖醇，攪打至黏稠。③混合。加入低筋面粉、菠蘿果渣和雞蛋液，混勻并揉搓成團(tuán)。④擠壓成型、烘烤、冷卻。用裱花槍擠出形狀大小均勻的餅胚，于電烘爐中烘烤。完成后冷卻至室溫即可。

1.3.4 配方優(yōu)化

（1）單因素試驗(yàn)。在其他條件不變的情況下，采用單因素試驗(yàn)，分別設(shè)置菠蘿果渣添加量為4%、8%、12%、16%和20%；麥芽糖醇添加量為8%、16%、24%、32%和40%；雞蛋液添加量為10%、16%、22%、28%和34%，探究各因素對(duì)餅干品質(zhì)的影響。

（2）正交試驗(yàn)。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)L9(34)正交試驗(yàn)，以模糊數(shù)學(xué)感官綜合評(píng)分為指標(biāo)，確定最佳配方[7]。正交試驗(yàn)因素與水平見(jiàn)表1。

表1 正交試驗(yàn)因素與水平表

1.3.5 感官評(píng)價(jià)

選擇10位評(píng)價(jià)員（5男5女），對(duì)餅干感官品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)分為優(yōu)、中、差3個(gè)等級(jí)，評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)表

1.3.6 模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)模型建立

（1）建立因素集。設(shè)因素集為U={u1,u2,u3,u4,u5}，其中u1=色澤、u2=外形、u3=口感、u4=風(fēng)味、u5=組織結(jié)構(gòu)。

（2）建立評(píng)語(yǔ)集。設(shè)評(píng)語(yǔ)集為V={v1,v2,v3}，其中v1=優(yōu)、v2=中、v3=差。

（3）建立權(quán)重集。采用“0～4評(píng)判法”[8]確定權(quán)重，W={0.24,0.15,0.27,0.27,0.07}，即色澤、外形、口感、風(fēng)味和組織結(jié)構(gòu)分別占比0.24、0.15、0.27、0.27和0.07。

（4）確定模糊矩陣及感官評(píng)分。根據(jù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)樣品進(jìn)行評(píng)價(jià)，然后將結(jié)果中優(yōu)、中、差的數(shù)量除以評(píng)價(jià)員人數(shù)，得出其所占比例并建立樣品的模糊矩陣R，再依據(jù)公式B=W·R計(jì)算各樣品的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1.1 菠蘿果渣添加量的確定

由圖1可知，隨著菠蘿果渣添加量的增加，餅干的感官評(píng)分呈先上升后下降的趨勢(shì)，當(dāng)添加量為12%時(shí)，餅干具有菠蘿風(fēng)味且酸甜適宜，花紋清晰、色澤均勻，感官評(píng)分較高。當(dāng)添加量超過(guò)12%時(shí)，酸味上升，導(dǎo)致感官評(píng)分下降。所以菠蘿果渣的最佳添加量為12%。

圖1 菠蘿果渣添加量對(duì)餅干感官品質(zhì)的影響圖

2.1.2 麥芽糖醇添加量的確定

由圖2可知，隨著麥芽糖醇添加量的增加，餅干的感官評(píng)分呈先上升后下降的趨勢(shì)，當(dāng)添加量達(dá)到24%時(shí)，餅干口感松脆，菠蘿風(fēng)味明顯，組織結(jié)構(gòu)良好，感官評(píng)分最高。但麥芽糖醇添加量超過(guò)24%時(shí)，餅干味道過(guò)甜，菠蘿風(fēng)味逐漸被掩蓋，導(dǎo)致感官評(píng)分降低。因此，麥芽糖醇的最佳添加量為24%。

2.1.3 雞蛋液添加量的確定

由圖3可知，隨著雞蛋液添加量增加，餅干的感官評(píng)分呈先上升后下降的趨勢(shì)，添加量為22%時(shí)，餅干酸甜適中，焙烤風(fēng)味和菠蘿風(fēng)味濃郁，顏色均勻，感官評(píng)分最高。但當(dāng)雞蛋液的添加量超過(guò)22%時(shí)，餅干不易成型，且雞蛋液風(fēng)味掩蓋了菠蘿風(fēng)味，感官評(píng)分降低。因此，雞蛋液的最佳添加量為22%。

圖2 麥芽糖醇添加量對(duì)餅干感官品質(zhì)的影響圖

圖3 雞蛋液添加量對(duì)餅干感官品質(zhì)的影響圖

2.2 模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)結(jié)果

10名評(píng)價(jià)員對(duì)正交試驗(yàn)9組餅干的評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表3，建立模糊矩陣R[9]，依據(jù)模糊變換原理，樣品i評(píng)價(jià)結(jié)果為Bi=X·Ri，使用矩陣乘法計(jì)算綜合感官評(píng)分，避免取大取小算法帶來(lái)的誤差[10]。

表3 餅干感官評(píng)價(jià)結(jié)果表

以樣品1為例，將表3結(jié)果轉(zhuǎn)化為模糊矩陣R1，并計(jì)算其綜合評(píng)價(jià)結(jié)果為

同理B2-B9的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果為B2=(0.752,0.241,0.007)；B3=(0.645,0.243,0.112)；B4=(0.951,0.049,0)；B5=(0.796,0.197,0.007)；B6=(0.552,0.367,0.081)；B7=(0.791,0.202,0.007)；B8=(0.657,0.229,0.114)；B9=(0.53,0.402,0.068)。

2.3 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

為更好地比較各樣品感官品質(zhì)的優(yōu)劣，分別賦予優(yōu)、中、差3個(gè)等級(jí)90分、70分、50分，再將綜合評(píng)價(jià)結(jié)果的各數(shù)值與對(duì)應(yīng)的等級(jí)分?jǐn)?shù)相乘并求和，得出各樣品最終模糊感官評(píng)分，見(jiàn)表4。

表4 正交試驗(yàn)結(jié)果表

由試驗(yàn)結(jié)果可知，RA＞RC＞RB，即影響餅干的因素大小順序?yàn)椴ぬ}果渣添加量＞雞蛋液添加量＞麥芽糖醇添加量。k值分析顯示的各因素的最優(yōu)組合為A1B2C2，與正交試驗(yàn)最優(yōu)結(jié)果一致，即菠蘿果渣添加量為8%、雞蛋液添加量為22%、麥芽糖醇添加量為24%。

3 結(jié)論

采用模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)法對(duì)無(wú)蔗糖菠蘿果渣曲奇餅干配方進(jìn)行優(yōu)化，可減少主觀因素的影響，使評(píng)價(jià)結(jié)果更具科學(xué)性。通過(guò)單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)，得到了最優(yōu)配方，即在低筋面粉100%（以低筋面粉含量為基準(zhǔn)）、黃油80%、上火溫度160 ℃、下火溫度150 ℃、烘烤22 min的條件下，添加菠蘿果渣8%、麥芽糖醇24%、雞蛋液22%，制作出的無(wú)蔗糖菠蘿果渣曲奇餅干感官品質(zhì)最優(yōu)，菠蘿味濃郁、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、低糖低熱量，適合肥胖人群、糖尿病人食用。本研究也為菠蘿果渣的多樣化加工提供了途徑，具有良好的應(yīng)用前景。