模糊數(shù)學(xué)感官評價法優(yōu)化無蔗糖山楂果渣餅干配方

蘇玖玲，張曉娜

（新鄉(xiāng)工程學(xué)院食品工程學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453000）

山楂，核堅硬，果皮薄，有輕微的酸味。山楂既可生吃，也可以制作成果糕、果汁等，曬干后可入藥，具有降血脂、降血壓、抗心律失常、消食化滯的功效，對胸膈脾滿、疝氣、血瘀等病癥均有較好的治療效果[1]。

三氯蔗糖，俗稱蔗糖素，是一種高倍甜味劑，具有較高的穩(wěn)定性，耐光、耐熱、耐酸堿，低能量，高甜度，甜味純正，安全度高等優(yōu)點的三氯蔗糖，是最理想的甜味劑之一[2]。

傳統(tǒng)曲奇餅干酥軟、香甜可口、制作方便，受到廣大消費者的喜愛，但由于其高熱量、高油脂、難以被人體消化等特點，部分消費者難以接受[3]。在餅干中添加山楂果渣，可使其帶有山楂獨有的清香，不僅能夠提高產(chǎn)品的質(zhì)量和口味，還能起到一定的保健功效。使用三氯蔗糖代替蔗糖，可以解決傳統(tǒng)曲奇餅干高糖、高熱量的問題，制作出適宜肥胖癥和糖尿病高風(fēng)險人群及患者食用的餅干[4]。而模糊數(shù)學(xué)感官評價法的應(yīng)用則可以綜合考慮所有評價因素及權(quán)重，能夠避免其他評價方法容易出現(xiàn)的主觀性較強(qiáng)的問題，使評價結(jié)果更具科學(xué)性和客觀性[5]。通過在普通曲奇餅干配方中添加山楂果渣，使用三氯蔗糖代替蔗糖，采用單因素試驗和正交試驗等試驗方法，探究無蔗糖山楂果渣餅干的最佳制作配方，以期獲得適合于更多消費者的低熱量、無蔗糖功能性曲奇餅干。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

山楂、雞蛋，市售；低筋面粉，中糧集團(tuán)有限公司提供；三氯蔗糖，河南萬邦實業(yè)有限公司提供；黃油，廣漢喜禾食品有限公司提供。

1.2 試驗設(shè)備

YP10001 型電子天平，上海佑科儀器儀表有限公司產(chǎn)品；養(yǎng)生破壁機(jī)，中山市怡馨電器有限公司產(chǎn)品；FF-68-98 型多功能烘干機(jī)，瑞安市峰發(fā)食品機(jī)械廠產(chǎn)品；FW-100 型高速萬能粉碎機(jī)，北京科偉永興儀器有限公司產(chǎn)品；BL-4 型食品電烘爐，廣州達(dá)爾信食品加工機(jī)械有限公司產(chǎn)品；電動打蛋器，中山市朗飛電子電器有限公司產(chǎn)品。

1.3 試驗方法

1.3.1 基礎(chǔ)配方

以低筋面粉質(zhì)量為基準(zhǔn)，黃油87.5%，山楂果渣26%，三氯蔗糖0.5%，雞蛋液26%，面火溫度160 ℃，底火溫度150 ℃，烘烤時間22 min。

1.3.2 工藝流程

黃油、三氯蔗糖→打發(fā)→加入低筋面粉、山楂果渣、雞蛋液→攪拌→冷凍成型→切片→烘焙→冷卻→成品。

1.3.3 操作要點

（1） 山楂果渣的制備。將山楂鮮果去核去梗，放入破壁機(jī)中進(jìn)行破壁攪拌。攪拌完成后，放入紗布中，將水分充分?jǐn)D壓出來。隨后在烘干機(jī)中烘干，并使用高速萬能粉碎機(jī)制成粉末狀[6]。

（2） 打發(fā)。使用打蛋器打發(fā)黃油至發(fā)白糊狀。

（3） 攪拌。加入過篩低筋面粉、山楂果渣、雞蛋液，調(diào)制成均勻面團(tuán)。

（4） 冷凍成型。將面團(tuán)放入模具中擠壓成型，冷凍30 min。

（5） 切片、烘焙、成品。切成均均薄片，面火溫度160 ℃，底火溫度150 ℃，烘烤時間22 min，冷卻后即得成品。

1.3.4 配方優(yōu)化

（1） 單因素試驗。設(shè)計單因素試驗，分別改變基礎(chǔ)配方中山楂果渣添加量（8%，17%，26%，35%，44%）、雞蛋液添加量（8%，17%，26%，35%，44%） 及三氯蔗糖添加量（0.2%，0.3%，0.4%，0.5%，0.6%），制作餅干并進(jìn)行感官評定，研究各因素對無蔗糖山楂果渣餅干感官品質(zhì)的影響。

（2） 正交試驗。根據(jù)單因素試驗的結(jié)果，設(shè)計正交試驗[7]。以模糊數(shù)學(xué)感官綜合評分作為指標(biāo)，確定無蔗糖山楂果渣餅干最佳的工藝配方[8]。

正交試驗因素與水平設(shè)計見表1。

表1 正交試驗因素與水平設(shè)計/%

1.3.5 感官評價

組建感官評價小組，成員包含5 名男生、5 名女生，在口感、色澤、風(fēng)味、外形、組織結(jié)構(gòu)5 個方面對無蔗糖山楂果渣餅干進(jìn)行感官評價。

無蔗糖山楂果渣餅干感官評定標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 無蔗糖山楂果渣餅干感官評定標(biāo)準(zhǔn)

1.3.6 模糊數(shù)學(xué)感官評價模型建立

（1） 建立評價因素集合。設(shè)產(chǎn)品的評價因素集合為U={u1，u2，u3，u4，u5}，其中，u1= 口感、u2=色澤、u3=風(fēng)味、u4=外形、u5=組織結(jié)構(gòu)。

（2） 建立評價評語集合。設(shè)產(chǎn)品的評價評語集合為V={v1，v1，v3}，其中v1、v2、v3分別代表優(yōu)、中、差。

（3） 建立權(quán)重集。選擇10 名不同年齡、不同性別的評價員，采用“0～4 評判法”[9]確定權(quán)重，表示為W={0.27，0.24，0.27，0.15，0.07}，即口感、色澤、風(fēng)味、外形、組織結(jié)構(gòu)分別占比0.27，0.24，0.27，0.15，0.07。

（4） 確定模糊數(shù)學(xué)矩陣及感官評分。評價員根據(jù)評價標(biāo)準(zhǔn)對樣品進(jìn)行評價，然后將結(jié)果中優(yōu)、中、差的數(shù)量除以評價員人數(shù)，即得出評價因素集中優(yōu)、中、差所占比例從而建立樣品的模糊矩陣R，再依據(jù)公式B=W·R計算各樣品的綜合評價結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果與分析

2.1.1 山楂果渣添加量的確定

山楂果渣添加量對餅干感官評分的影響見圖1。

圖1 山楂果渣添加量對餅干感官評分的影響

由圖1 可知，當(dāng)山楂果渣添加量不超過17%時，餅干的感官評分逐漸增加。當(dāng)山楂果渣添加量為17%時，餅干具有較濃郁的山楂香味，口感風(fēng)味達(dá)到最佳，此時餅干感官評分最高；當(dāng)山楂果渣添加量超過17%時，餅干的山楂香味非常濃郁，但是也導(dǎo)致餅干過于酸澀，餅干色澤也逐漸變黑，從而使餅干的感官評分逐漸降低。

2.1.2 三氯蔗糖添加量的確定

三氯蔗糖添加量對餅干感官評分的影響見圖2。

圖2 三氯蔗糖添加量對餅干感官評分的影響

由圖2 可知，當(dāng)三氯蔗糖添加量不超過0.4%時，餅干的感官評分逐漸上升。當(dāng)三氯蔗糖添加量為0.4%時，餅干風(fēng)味均衡，達(dá)到酸甜平衡，口感風(fēng)味最佳，此時餅干感官評分最高；當(dāng)三氯蔗糖添加量超過0.4%時，餅干甜味過重導(dǎo)致餅干過于膩口，從而使餅干酸甜失衡，餅干感官評分逐漸下降。

2.1.3 雞蛋液添加量的確定

雞蛋液添加量對餅干感官評分的影響見圖3。

由圖3 可知，當(dāng)雞蛋液添加量不超過17%時，餅干的感官評分逐漸上升。當(dāng)雞蛋液添加量為17%時，餅干外形、組織結(jié)構(gòu)達(dá)到最好，風(fēng)味口感達(dá)到平衡，此時餅干的感官評分最高；當(dāng)雞蛋液添加量超過17%時，餅干結(jié)構(gòu)變得發(fā)黏發(fā)軟，影響口感，導(dǎo)致餅干的感官評分有所下降。

2.2 模糊數(shù)學(xué)感官評價結(jié)果

2.2.1 模糊矩陣

10 名評價員對正交試驗9 組餅干的評價，并建立模糊矩陣R[10]。

餅干感官評價結(jié)果見表3。

表3 餅干感官評價結(jié)果

以樣品1 為例，將表3 結(jié)果轉(zhuǎn)化為模糊矩陣R1如下：

2.2.2 模糊變換

依據(jù)模糊變換原理可知B=W·R；對應(yīng)第i號樣品評價結(jié)果為Bi=X·Ri，使用矩陣乘法計算綜合感官評分。以1 號樣品為例，對樣品進(jìn)行綜合評價的結(jié)果如下：

同理可得B2～B9的綜合評價結(jié)果為：B2=（0.520，0.381，0.099）；B3=（0.477，0.463，0.060）；B4=（0.620，0.320，0.060）；B5=（0.707，0.278，0.015）；B6=（0.538，0.440，0.022）；B7=（0.513，0.424，0.063）；B8=（0.387，0.574，0.039）；B9=（0.280，0.661，0.059）。

2.3 正交試驗結(jié)果與分析

為了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 個等級90，70，50 分，再將綜合評價結(jié)果的各數(shù)值與對應(yīng)的等級分?jǐn)?shù)相乘，并相加求和，可得出每個樣品的最終模糊感官評分。

正交試驗結(jié)果見表4。

表4 正交試驗結(jié)果

由表4 可知，A因素對餅干感官品質(zhì)影響最大，其次是C因素，最后是B因素，即山楂果渣添加量影響最大，三氯蔗糖添加量影響最小。因為山楂果渣改變了餅干的色澤，使其呈現(xiàn)紅色，同時也使餅干帶有山楂的口感和風(fēng)味，因此山楂果渣添加量影響最大。K值分析顯示無蔗糖菠蘿果渣曲奇餅干的最優(yōu)組合為A2B2C3，與正交試驗最優(yōu)結(jié)果第5 組一致，即山楂果渣添加量為17%，三氯蔗糖添加量為0.4%，雞蛋液添加量為26%。

3 結(jié)論

通過單因素試驗確定山楂果渣添加量、三氯蔗糖添加量、雞蛋液添加量對無蔗糖山楂果渣餅干的感官品質(zhì)的影響，從而得出每個變量的最優(yōu)水平。以模糊數(shù)學(xué)感官評定結(jié)果為依據(jù)通過正交試驗確定出無蔗糖山楂果渣餅干的最佳配方，即以低筋面粉質(zhì)量為基準(zhǔn)，在低筋面粉100%，黃油87.5%，面火溫度160 ℃，底火溫度150 ℃，烘烤時間22 min 的條件下，添加山楂果渣17%，三氯蔗糖0.4%，雞蛋液26%。此配方制作出的餅干對比普通的曲奇餅干，不僅口感帶有山楂風(fēng)味，酸甜可口，色澤微紅，還具有調(diào)節(jié)腸胃功能，促進(jìn)消化的保健功能，同時也降低了餅干的熱量，使餅干更加符合現(xiàn)代人對健康飲食的需求。