模糊數學在汽爆蘋果渣瑪芬蛋糕感官評價中的應用

崔震昆，杜亞敏，朱 琳，梁新紅，劉樹萍

（1.河南科技學院食品學院，河南新鄉 453003；2.河南科技學院新科學院，河南新鄉 453003；3.哈爾濱商業大學旅游烹飪學院，黑龍江哈爾濱 150036）

模糊數學在汽爆蘋果渣瑪芬蛋糕感官評價中的應用

崔震昆1，杜亞敏1，朱 琳2，梁新紅1，劉樹萍3

（1.河南科技學院食品學院，河南新鄉 453003；2.河南科技學院新科學院，河南新鄉 453003；3.哈爾濱商業大學旅游烹飪學院，黑龍江哈爾濱 150036）

通過應用正交設計方案和模糊數學評價法，研究汽爆蘋果渣瑪芬蛋糕的配方。結果表明，汽爆蘋果渣瑪芬蛋糕的最優工藝配方為低筋粉添加量100%，蘋果渣添加量12%，白砂糖粉添加量45%，蛋液添加量120%，牛奶添加量40%，烘烤溫度180℃，烘烤時間30 min，所制得的產品口感細膩、綿軟，富有彈性，含有可溶性膳食纖維3.48%。

蘋果渣；模糊數學；蛋糕；質構

0 引言

近年來，隨著生活水平的提高，人們對日常膳食結構和飲食習慣提出了更精細的需求。膳食纖維作為一種功能性食品的重要基料，已成為食品科學研究人員關注的熱點之一[1]。采用冷破碎榨前分離技術得到的高品質蘋果肉渣膳食纖維粉，具有預防腸道疾病、預防心血管疾病、降血糖、防癌等作用[2-3]。我國是世界上最大的蘋果及蘋果濃縮汁生產國，每年僅蘋果濃縮汁產出的蘋果濕渣就達約100×104t，目前這些蘋果渣還沒有得到充分的開發和利用[4-5]。已有研究表明，蘋果渣膳食纖維可廣泛作為食品功能性添加劑而被添加到面制食品中，如添加到蛋糕中。

瑪芬（Muffin）為音譯名詞，瑪芬蛋糕起源于英國，后來在美國經過改良成為一種經典的美式簡易蛋糕。本研究向瑪芬蛋糕中添加汽爆蘋果渣以增加其膳食纖維，并通過L9（34）正交試驗和模糊數學綜合評價法進行研究，得出最優工藝配方。

1 材料與方法

1.1 材料

蘋果渣，經汽爆（1.0 MPa，120 s）、粉碎機粉碎，并過120目篩；低筋粉、新良蛋糕粉、鮮雞蛋、白砂糖、雙效泡打粉、食鹽、黃油，均為市售；純牛奶，內蒙古蒙牛乳業有限公司提供。

1.2 設備

電子天平（精確度0.01 g），福州華志科學儀器有限公司產品；SM-803TG型新麥三層六盤電烤箱，以及烤盤、不銹鋼勺、操作臺、面盆、裱花袋、網篩（100目、120目）、模具，富偉吉祥（北京）廚房設備有限公司產品；TA-XT PLUS型物性測定儀，英國SMS公司產品；傾斜式高速萬能粉碎機，北京中興偉業儀器有限公司產品。

1.3 基本配方

低筋粉85 g，白砂糖45 g，雞蛋100 g，牛奶30 g，黃油50 g，泡打粉4 g，食鹽1 g。

1.4 工藝流程及注意事項

1.4.1 工藝流程

（1）雞蛋打散成蛋液，加入常溫牛奶，攪勻。（2）黃油隔水加熱直至化開，邊攪蛋液邊加入黃油，攪勻即可。

（3）低筋粉、白砂糖、蘋果渣過篩，同時加入泡打粉、食鹽，用塑膠刮板攪勻。

（4）裝入裱花袋，注入模具。

（5）烤箱預熱到180℃，將模具放入烤箱，烤制成熟。上下爐溫度180℃，烤制30 min。

1.4.2 注意事項

（1）黃油隔水加熱，直至黃油化開。

（2）牛奶放置常溫，不然黃油低溫易凝結。

（3）白砂糖用粉碎機打成糖粉，過篩（100目）；低筋粉過篩（100目），防止成品中有結塊；汽爆蘋果渣過篩（100目）。

（4）用塑膠刮板攪勻時動作要迅速，否則易攪拌不均勻。

（5）烘烤前，應先將烤箱預熱到預定溫度200℃左右，蛋糕糊注模后也要及時烤制，否則容易跑氣消泡，影響瑪芬蛋糕品質。另外，烘烤蛋糕時不宜多次拉出爐門做烘烤狀況的判斷，以免蛋糕糊受熱脹冷縮的影響而使蛋糕糊下塌。烘烤過程中，烘烤溫度一般為180～200℃，烘烤時間約20 min，以便烤出最佳的產品品質與色澤。

（6）蛋糕烤熟后要及時出爐、脫模。采用自然冷卻法，并保持蛋糕之間的距離；冷卻過程中要盡量避免重壓，以減少破損和變形，冷卻到30～40℃即可進行檢驗。

（7）成品感官檢驗。對瑪芬蛋糕進行感官品質評價，評價時注意將瑪芬蛋糕進行編碼或做記號，以免混淆。

1.5 成品感官評分標準

瑪芬蛋糕出烤箱后，要放置至完全冷卻，由固定的10位專業人員組成感官評定小組，要求評定前一天不吸煙、不飲酒，評定前不得吃刺激性食物；評完一個樣品后要用清水進行漱口，間隔10 min，再對下一個樣品進行評定。

汽爆蘋果渣瑪芬蛋糕感官評價標準見表1。

1.6 正交試驗配方設計

根據瑪芬蛋糕基礎配方，進行L9（34）正交試驗設計，蘋果渣、白砂糖粉、蛋液及牛奶添加量均以低筋粉添加量百分比計，其他輔料不變。

正交試驗因素與水平設計見表2。

1.7 建立汽爆蘋果渣瑪芬蛋糕感官品質模糊評價法模型

1.7.1 因素集、評語集和加權重集的建立

因素集U=（顏色光澤、形狀外觀、組織狀態、香氣口感）；權重集采用強制決定法，確定蘋果渣瑪芬蛋糕各感官指標的權重X=（0.20，0.20，0.20，0.40），即顏色光澤0.20，形狀外觀0.20，組織狀態0.20，香氣口感0.40；評語集=（優，良，中，差）。

表1 汽爆蘋果渣瑪芬蛋糕感官評價標準

表2 正交試驗因素與水平設計/%

1.7.2 模糊關系綜合評判集

食品感官指標綜合評判的結果用Y表示，Y=X· R，其中X為權重，R為模糊矩陣。

1.8 質構變化的測定

用英國SMS公司TA-XT PLUS型物性測定儀對樣品進行質構測定，采用圓形探頭（P50探頭），測定前速率1.00 mm/s，測定速率1.00 mm/s，測試后速率1.00 mm/s，壓縮程度20%，數據采集速率200 p/s。用質構儀測定瑪芬蛋糕的硬度、黏性、咀嚼性等多項指標，從而對瑪芬蛋糕進行測定。

2 結果與分析

2.1 模糊感官評價結果

蘋果渣瑪芬蛋糕感官評價結果見表3。

2.2 建立模糊矩陣

按照正交設計方案，試驗最終可得到9組不同配方的瑪芬蛋糕樣品，10名感官評定員對9組樣品按蘋果渣瑪芬蛋糕的顏色光澤、形狀外觀、組織狀態、香氣口感4個因素逐一評價，并得到模糊矩陣。

由表3可知，樣品1～9的模糊矩陣Rj如下：

表3 蘋果渣瑪芬蛋糕感官評價結果

依據模糊變換原理可知X=K·R；對應第j號樣品評價結果為Yj=X·Rj，以1號樣品為例，對樣品進行綜合評價的結果如下：

按照該計算方法對1～9號樣品進行綜合模糊評判。

樣品的綜合評價結果見表4。

表4 樣品的綜合評價結果

2.3 正交試驗

將表4中綜合評價結果分別乘以其對應的分值（優90分，良80分，中70分，差60分）并進行加和，最后可得出每個樣品的最后總得分。

正交試驗結果見表5。

表5 正交試驗結果

由表5可知，根據R值4個因素對瑪芬蛋糕的影響依次為蘋果渣添加量＞白砂糖粉添加量＞牛奶添加量＞蛋液添加量，最佳組合為A2B1C2D3，該配方即為第4組樣品其評價分數為83分，即低筋粉100%，蘋果渣12%，白砂糖粉45%，蛋液120%，牛奶40%為最佳配方。

經測定，汽爆蘋果渣瑪芬蛋糕的最優配方為低筋粉100%，蘋果渣12%，白砂糖粉45%，蛋液120%，牛奶40%，瑪芬蛋糕可溶性膳食纖維含量為3.48%。

2.4 質構分析結果

質構測定時，選用正交試驗所得配方和原味（未添加蘋果渣）的配方作對比。

質構分析結果見表6。

表6 質構分析結果

硬度是樣品到達一定變性時所必須的力，蛋糕的硬度是評判樣品品質的重要指標，也是顯示蛋糕老化程度的一個重要指標。

基本配方與最佳配方硬度、咀嚼性的對比見圖1。

圖1 基本配方與最佳配方硬度、咀嚼性的對比

由圖1可知，蘋果渣瑪芬蛋糕最佳配方做出來的蛋糕硬度比基本配方做出來的蛋糕硬度小；咀嚼性也比基本配方做出來的蛋糕小，蛋糕的口感綿軟、細膩，品質優于未添加蘋果渣的瑪芬蛋糕。

基本配方與最佳配方彈性、黏結性、恢復性的對比見圖2。

圖2 基本配方與最佳配方彈性、黏結性、恢復性的對比

由圖2可知，用質構儀測得瑪芬蛋糕的最佳配方與基本配方相比，黏結性更大，恢復性更強，但是彈性減小了。因此，最佳配方制作的瑪芬蛋糕其黏結性、恢復性較好。

用質構儀測得的最佳配方與原味相比，硬度較小、恢復能力更強、黏結性小、彈性更小、品質更高，并且增加了瑪芬蛋糕的膳食纖維。

3 結論

利用模糊數學感官評價法對蘋果渣瑪芬蛋糕進行綜合評價，確定其品質因素權重集權重X=（顏色光澤0.20，形狀外觀0.20，組織狀態0.20，香氣口感0.40），蘋果渣瑪芬蛋糕最佳配方為低筋粉添加量100%，蘋果渣添加量12%，白砂糖粉添加量45%，蛋液添加量120%，牛奶添加量40%，烘烤溫度180℃，烘烤時間30 min。通過質構儀測試可以得出最佳配方制作的瑪芬蛋糕其硬度、黏結性、恢復性都比基本配方高，咀嚼性和彈性比基本配方低。因此，最佳配方制作的瑪芬蛋糕比基本配方制作的蛋糕口感更加細膩、綿軟，更富有彈性，恢復能力也更強。蘋果渣加到瑪芬蛋糕中增加可溶性膳食纖維3.48%，兼具營養與保健功效，不但滿足了人們營養膳食的需求，同時也為瑪芬蛋糕產品開發開辟出新的生產方向，也將會擴大蛋糕市場，并帶來一定的經濟效益。

[1]付成程，郭玉蓉，薛戰峰，等.蘋果肉渣膳食纖維蛋糕的研制及其質構分析 [J].農產品加工（學刊），2012（11）：39-42.

[2]郭冬雪，張艷榮.大豆膳食纖維在蛋糕生產中應用的研究 [J].食品科技，2006，30（10）：287-290.

[3]M L Sudha，V Baskaran，K Leelavathi.Apple pomace as a sourse of dietary fiber and polyphenols and its effect on the rheological characteristics and cake making[J].Food Chemistry，2007，104：686-692.

[4]王宏，丁玉勇.番木瓜保健面包的研制及營養成分分析 [J].中國糧油學報，2010（4）：69-73.

[5]郭玲玲，高海燕，李剛，等.海綿蛋糕的研制 [J].食品工程技術，2009（12）：147-149.◇

Fuzzy Mathematics in Steam Explosion Pomace Cupcakes Sensory Evaluation

CUI Zhenkun1，DU Yamin1，ZHU Lin2，LIANG Xinhong1，LIU Shuping3
（1.School of Food Science，He'nan Institute of Science and Technology，Xinxiang，He'nan 453003，China；2.College of Xinke，He'nan Institute of Science and Technology，Xinxiang，He'nan 453003，China；3.School of Tourism and Cuisine，Harbin University of Commerce，Harbin，Heilongjiang 150036，China）

This article uses orthogonal design and fuzzy mathematics evaluation method to have the steam explosion pomace Muffin cake recipe.The results show that：low-gluten flour 100%，apple pomace 12%，sugar 45%，egg 120%，milk 40%，baking temperature 180℃，baking time is 30 min.The products taste delicate，soft，flexible，and have soluble dietary fiber 3.48%.

apple pomace；fuzzy mathematics；cake；texture

TS255

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.12.012

1671-9646（2016）12a-0044-04

2016-09-19

河南科技學院2015年度大學生“百農英才”創新項目（20160315）；2014年度黑龍江省教育廳科學技術研究項目計劃（12541212）。

崔震昆（1981— ），男，碩士，講師，研究方向為烹飪科學。