基于模糊數學的海參凍感官綜合評價方法

羅聯鈺

（福建岳海水產食品有限公司，福建寧德352102）

基于模糊數學的海參凍感官綜合評價方法

羅聯鈺

（福建岳海水產食品有限公司，福建寧德352102）

采用正交試驗方法，以色澤、滋味、組織狀態、口感為評價指標，確定合理的因素權重，建立感官綜合評價評分體系，通過模糊數學綜合評價篩選出即食海參凍的最佳配方。研制的即食海參凍最佳配方是：魔芋精粉1.5%、明膠8.0%、海參30.0%、蠔油8.0%。研究結果為優化即食海參凍的配方，實現海參的高值化利用提供理論依據。

海參凍；模糊數學；感官評價；配方

海參作為不含膽固醇的動物性食品，由于其營養價值高、富含多種活性成分，在我國一向被視為佐膳佳品和強身健體的理想佳品[1-2]。近年研究發現，海參富含具有藥理活性的生物活性物質，有抗凝血、抗血栓、降血脂、抗腫瘤、提高免疫力及促細胞生長等功能[3-4]。但海參的鮮活品保存十分困難[5]。活海參離開生長環境后如條件不適幾小時就會自溶消失，長途運輸可減重80%，因運輸和儲存困難，內陸人很難吃到鮮活海參[6]。市場上大多數海參是干制品，家庭消費中也以干海參為主。干制海參在干制過程中經鹽水反復煮制和曬干，其原有風味受損，營養價值降低。干海參食用時需要較長時間的發制，食用不便，且發制稍有不慎就會使海參產品口感不佳，其次家庭食用海參的方式較為單一，大多數人將海參作為一種保健品，很少考慮其風味和口感。目前現有技術中的海參產品主要存在發制時間長，營養成分單一、食用不便、需特定條件儲藏等問題。隨著海參養殖產量的不斷增加，如何充分、高效地利用海參資源和開發品質優良的海參產品，越來越受人們關注[1]。如果將其加工成開袋即食、美味可口的海參產品，不但可以滿足現代消費者生活節奏快、飲食要求高的消費需求，也將有助于海參產業的發展。因此，研制食用方便、貯藏便利、富含營養的海參產品具有重要意義。

在食品體系的質量評價中，感官評價起著主導作用[8]，感官評價是用于喚起、測量、分析和解釋產品通過視覺、嗅覺、觸覺、味覺和聽覺所引起反應的科學方法[9]。感官評定由于其直接、快捷的優點在食品的質量評價中常被采用，但受品評人員心理等主觀因素的影響，評定分數的離散度較大，結果較難統一，很難對食品的質量作出客觀、準確的評判。模糊數學是用精確的數學方法來處理無法用數字精確描述的模糊概念或事物[10]，采用模糊數學的方法處理評定結果，因其綜合考慮了所有的評定因素，使得評價結果較為合理[7]，因此，模糊數學感官評定法在食品加工研究中有著廣泛的應用。劉春泉等[8]通過正交試驗與模糊數學評價相結合，篩選出品質較優的糯玉米汁配方；隋秀芳等[11]通過正交試驗結合模糊數學感官評定法對苦蕎茶新配方進行優化；吳靖娜等[12]通過響應面分析法結合模糊數學感官評價優化液熏鮑生產工藝?；诖?，本研究應用正交試驗和模糊數學中的模糊關系，對調味海參凍的色澤、滋氣味和組織狀態等感官指標進行評價，篩選出品質較好的配方，希望為調味即食海參凍的生產和評定提供一定的科學依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

海參：福建岳海水產食品有限公司提供；蠔油：佛山市海天調味食品股份有限公司；魔芋精粉：成都鵬興魔芋精粉廠；明膠（食用級）：東莞市五龍明膠有限公司；加工用水（符合GB 5749-2006《生活飲用水衛生標準》的要求）；食用鹽：福建食鹽公司；白砂糖：廣州市華僑糖廠；味精：福建省建陽武夷味精有限公司；雞粉：上海太太樂食品有限公司；味醂（調料酒）：寶酒造食品有限公司；枸杞：寧夏杞天下生物科技有限公司；檸檬酸：山東省中創檸檬生化有限公司。

1.2 試驗設備

YP2001N型電子天平：上海精宏科學儀器有限公司；HH-4型數顯恒溫水浴鍋：常州國華電器有限公司；HEGON美的電磁爐：美的有限公司；BCD-248WBCS ZA型Haier冰箱：青島海爾股份有限公司；200L帶攪拌可傾斜夾層鍋：安徽博通機械設備有限公司；KIS-480塑料杯自動封口機：溫州市盛典包裝機械有限公司。

1.3 方法

1.3.1 海參凍生產工藝

1.3.2 操作要點

1.3.2.1 海參前處理

將鮮海參去除內臟、沙嘴、海參牙，置于水中蒸煮8 min～10 min（蒸煮溫度為90℃～100℃），撈出備用，得到處理好的海參。

1.3.2.2 切割

根據客戶需要，將海參切成方丁或條狀；切成1 cm×1 cm海參丁。

1.3.2.3 明膠溶膠

取適量明膠于定量冷水中發脹30 min，于60℃下加熱至明膠融化，保溫備用。

1.3.2.4 魔芋溶膠

將魔芋精粉和已經定量好的食鹽、白砂糖、味精混合均勻，取少量沸水溶解酸度調節劑備用。打開攪拌器，邊攪拌邊倒入混合好的魔芋粉和調味料（緩緩，均勻倒入，使之分散，防止結團），85℃（膠液冒泡）左右恒溫攪拌5 min～8 min，使其充分分散、吸水、溶脹，使膠液細微化，組織狀態更加均勻細膩。

1.3.2.5 混膠液

將融化的明膠倒入魔芋膠調味液，再加入蠔油充分混勻，除去表面層的泡沫后即可起鍋。

1.3.2.6 過濾

趁熱用已消毒的100目不銹鋼篩網過濾，以除去少量雜質、泡沫及一些可能存在的膠粒，制得澄清透明、黏滑、組織結構細膩的混合膠液備用。

1.3.2.7 灌裝、滅菌

取干凈無菌容器并定量加入海參粒或條，趁熱進行灌裝并密封，在85℃下保持20 min。

1.3.2.8 冷卻

將殺菌好的產品依次倒扣在10℃～15℃冷水池里，冷卻10 min～15 min后翻面使海參均勻分布在膠凍中。膠凍的形成是一個緩慢的過程，16 h后才能達到產品的最終強度，在此期間搖晃或移動產品都會干擾膠凍結構的形成，導致最終強度低[13]。因此，將冷卻的成品在室溫冷卻3 h后，再放入4℃冷藏柜中冷藏，使之進一步成為凝膠。

1.3.3 海參凍的配方優化試驗

根據預試驗和單因素試驗結果，確定的基礎配方雞粉3.0%、食用鹽1.0%、味精0.2%、味醂1.5%、白砂糖0.6%、枸杞1.5%、檸檬酸0.05%，以魔芋精粉添加量（A）、明膠添加量（B）、海參添加量（C）、蠔油添加量（D）為主要因素，選取L9（34）正交表進行正交試驗，具體水平選取和設計見表1。

1.3.4 感官評價方法

采用10分法評定，即由10名評價員（5男5女），在評價之前，對評價員進行評價培訓，使評價員能客觀地進行評價，不攙雜個人情緒；為提高感官評價的可信度，感官鑒別的時間在14∶00～16∶00時，不能在餐后1 h參與鑒別，鑒別的最適溫度為15℃～25℃（常溫），在鑒別時應注意避免混雜外來氣味并保持口腔清爽，當有情緒影響時不要進行品評。所有樣品均采用3位隨機數編碼，常溫下供評價員進行評價，對每個樣品按氣味、色澤、外觀、組織狀態、口感5個指標，并分設5個等級逐一進行單因素評價，填寫感官評價表[8]。感官品質評價標準見表2。擔任評價員的基本條件是[14]：身體健康、無任何感覺方面的缺陷，并對感官分析有興趣；個人衛生條件良好、無明顯個人氣味；不嗜煙酒，且在檢驗前1 h內不抽煙、不吃東西，不使用有氣味的化妝品；按照培訓的技術要求進行評價。

表1 海參凍配方優化正交試驗設計因素水平表Table 1 Factors and levels of orthonal-test for the optimization of fortnulation of sea cucumber jelly

表2 海參凍感官質量評價標準Table 2 Criteria for sensory evaluations of sea cucumber jelly

1.3.5 模糊數學模型的建立

1.3.5.1 因素集、評語集和加權重集的建立

因素集，即影響被評判對象的指標集合，本研究以色澤（u1）、滋味（u2）、組織狀態（u3）、口感（u4）為因數，從而得到的因數集U={u1，u2，u3，u4}。

評語集是參評者對評價指標反饋信息的集合，確定評語論域需要評定的等級。經過評定小組討論，確定海參凍的評價等級為優（n1）、良（n2）、中（n3）、差（n4），得到海參凍的評語集N={n1，n2，n3，n4}。以5分為標準，各指標大于4分為優，得分3分～4分為良，得分2分～3分為中，得分小于2分為差。

采用頻數統計法確定權重，請20位用戶將色澤、滋味、組織狀態與口感，各因素在所有因素中所占重要性程度的比率填在表格上，并對上述各因素進行單因素權重統計試驗，得到質量因素權重集X={x1，x2，x3，x4}。

1.3.5.2 模糊矩陣的確立和模糊轉換

根據潘志民等[14]的方法，先統計10位評價員的感官評價分數，將各級的票數除以10得到模糊關系矩陣R，再處理海參凍的感官評價結果，將質量因素權重集X與模糊關系矩陣R合成，得到模糊關系評價集Y= X×R，從而得到第i個海參凍樣品的評價結果為Yi= X×Ri（i為1～9）。最后引進綜合評分矩陣T處理模糊關系評價集Y，根據感官評價的特殊性，設評價等級集K={k1，k2，k3，k4}，得到海參凍樣品的模糊綜合評價總分T=Y×K。

2 結果與分析

2.1 質量因素權重集的建立

15位用戶對海參凍4項質量因素重要性程度的分析結果如表3所示。

表3 海參凍各因素重要性程度分析表Table 3 Importance degree analysis of various factors of sea cucumber jelly

從表3中可見，通過對各因素的重要性程度進行評價得出色澤的權重為0.177，滋味的權重為0.231，組織狀態的權重為0.286，口感的權重為0.307，從而得到質量因素權重集X={0.177，0.231，0.286，0.307}。

2.2 模糊感官評價結果

通過10名感官評價員在專門試驗條件下對9個即食海參凍樣品進行4項指標的評價，將評價結果收集匯總并進行統計分析，得出海參凍的感官評價結果見表4。

表4 不同配料下海參凍感官評價結果Table 4 Sensory evaluation results of sea cucumber jelly with different ingredients

2.3 模糊矩陣的建立結果

由表4可知，在10人對海參凍色澤的評價結果中，樣品1有2人認為優，2人認為良，2人認為一般，4人認為差，則得到U色澤=[0.2 0.2 0.2 0.4]，同理得到U滋味=[0.0 0.2 0.2 0.6]，U組織狀態=[0.0 0.0 0.3 0.7]，U口感=[0.0 0.1 0.4 0.5]把上述得到的4個因素的評價結果寫成一個矩陣為：

同理可得

根據公式Y=X×R，得到第1個海參凍樣品的評價結果為

按照上述方法依次得到其余海參凍樣品的評價結果。各個樣品的綜合評判結果見表5。

2.4 綜合得分和海參凍的最佳配方

模糊綜合評價總分T=Y×K，由第1個樣品的Y1={0.035 0.112 0.290 0.563}，和評價等級集K={4.5，3.5，2.5，1.5}，算得：

表5 各個樣品的綜合評判結果Table 5 Results of comprehensive evaluation of different samples

第1個海參凍樣品的模糊綜合評分

同理可得T2=3.017，T3=2.841，T4=3.312，T5=4.117，T6=3.353，T7=3.304，T8=3.402，T9=2.038。

海參凍優化正交試驗結果與方差分析見表6。

表6 海參凍優化正交試驗結果與分析Table 6 Results of orthogonal experiment for the optimization of fortnulation of sea cucumber jelly

由表6中R值大小可知，各因素的影響順序從大到小為A（魔芋精粉）＞B（明膠）＞C（海參）＞D（蠔油）。由表6可見，試驗5號的綜合評分分數最高，大于4，為非常優；試驗2、4、6、7、8號綜合評分在3～4之間，為良。試驗5號的配方最佳，其水平組合為A2B2C3D1，而通過比較k值，最佳配方對應的水平組合為A2B2C3D2，這一組合在正交試驗中沒有出現，需做驗證試驗。通過對最佳配方條件所對應水平的試驗號10進行驗證試驗，同樣是通過10名感官評價員在專門試驗條件下對試驗號5和試驗號10的即食海參凍樣品進行4項指標（色澤、滋味、組織狀態、口感）的評價，將評價結果收集匯總并進行統計分析，得到的模糊綜合評分結果如表7。由驗證試驗結果可知最佳組合為A2B2C3D2，其得分為4.346。因此，海參凍的最優配方為魔芋精粉1.5%、明膠8.0%，海參30.0%、蠔油8.0%。

表7 優化配方評價結果Table 7 Evaluation of optimal composition

3 結論

本文采用L9（34）正交試驗設計方案對海參凍的配方進行優化，并應用模糊數學感官評價法得出海參凍的最佳配方為海參30.0%、蠔油8.0%、魔芋精粉1.5%、明膠8.0%，各因素的影響順序從大到小依次為A＞B＞C＞D。利用模糊數學感官評價法能夠獲得客觀、較準確的評判和優化海參凍的配方，可為海參凍的生產和研發提供依據。魔芋膠精粉和明膠復配具有良好的協同增效作用，改善了海參凍的膠凍的熔點、彈性、透明度、咀嚼性、保水性，使海參凍晶瑩剔透、富有光澤，口感脆嫩、細膩爽滑、咀嚼性好，有利于產品的工業化生產和運輸銷售。

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Comprehensive Sensory Evaluation of Sea Cucumber Jelly Based on Fuzzy Mathematics

LUO Lian-yu
（Fujian Yuehai Fishery Foods Co.，Ltd.，Ningde 352102，Fujian，China）

The processing technology of ready-to-eat sea cucumber jelly was optimized by the parameters of enzymolysis（L9（34））and the fuzzy mathematics sensory was evaluated，through selecting color，organization，flavor and taste as the evaluation factors，and the integrated assessment system was established by calculate the weight coefficient of each factor.The optimal processing conditions were as follows：konjac flour 1.5%，gelatin 8.0%，sea cucumber 30.0%and oyster sauce 8.0%.The result of study provides a theoretical basis for optimizing the formula of the ready-to-eat sea cucumber jelly and realizing the high-value utilization of the sea cucumber.

sea cucumber jelly；fuzzy mathematics；sensory evaluation；formula

2016-10-27

福建省海洋高新產業發展項目（閩海洋高新[2013]009號）

羅聯鈺（1979—），男（漢），工程師，本科，主要從事水產品的深加工研究與質量管理。

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.16.021