原味酸奶的感官屬性分析及模糊數(shù)學(xué)評價

叢懿潔，馬蕊，李銀塔

（1.威海海洋職業(yè)學(xué)院，山東 榮成264300；2.石家莊君樂寶乳業(yè)有限公司，石家莊050221；3.威海市特色果蔬高值加工工程技術(shù)研發(fā)中心，山東 榮成264300）

0 引言

近年來，隨著消費(fèi)需求的不斷升級，消費(fèi)者對酸奶的喜愛更加注重味覺和嗅覺感受、獨(dú)特的風(fēng)味及強(qiáng)烈的視覺沖擊等感官體驗(yàn)[1-2]。酸奶的感官品質(zhì)是決定企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量和市場份額的重要因素[3]。感官評價主要依賴人的感官進(jìn)行評價，存在一定的主觀性，且所得結(jié)果模糊[4]。模糊數(shù)學(xué)評價可以綜合考慮所有影響因素，可實(shí)現(xiàn)對“模糊性”結(jié)果數(shù)字化、系統(tǒng)化，所得評價結(jié)果更加客觀、科學(xué)、合理[5-8]。

本研究對市售5種原味酸奶的整體喜好度和感官屬性進(jìn)行評價，分析整體喜好度和感官屬性之間的偏相關(guān)性，并采用模糊數(shù)學(xué)方法，對原味酸奶建立模糊數(shù)學(xué)綜合感官評判模型[9-11]。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料

市售A、B、C、D、E 5種新鮮壺原味酸奶。

1.2 方法

設(shè)計招募問卷進(jìn)行評價員招募，并按照GB/T 16291.1-2012[12]對評價員進(jìn)行初步的篩選和培訓(xùn)，最終選取30名評價員組成評價小組進(jìn)行評價，讓評價員參照GB/T 16861-1997[13]的方法確定最大可能數(shù)量的描述詞，確定描述詞及其定義和參比樣。

1.2.1 整體喜好度評價

評價小組對5種原味酸奶樣品整體喜好度進(jìn)行評價，采用9點(diǎn)喜好標(biāo)度，評價員需要在各標(biāo)度點(diǎn)整數(shù)值評分。1為極其不喜歡，2為非常不喜歡，3為一般不喜歡，4為稍微不喜歡，5為既不喜歡也不會不喜歡，6為稍微喜歡，7為一般喜歡，8為非常喜歡，9為極其喜歡。

1.2.2 感官屬性評價

評價小組根據(jù)描述詞確定最終的感官屬性為：總香氣、發(fā)酵味、奶香氣、奶油味、腥味、甜味、酸味、顆粒感、稠厚度、澀感。對需要評價的5種原味酸奶的10個感官屬性進(jìn)行強(qiáng)度評價。采用10點(diǎn)線性標(biāo)度評價樣品，評價員可以采用0～10范圍內(nèi)任意數(shù)值進(jìn)行強(qiáng)度評分。0為察覺不到，1為剛察覺，2為非常輕，3為輕微，4為有點(diǎn)輕，5為中等，6為有點(diǎn)強(qiáng)，7為強(qiáng)，8為很強(qiáng)，9為非常強(qiáng)，10為極強(qiáng)。

1.2.3 模糊數(shù)學(xué)評價

評價小組重新對樣品的感官屬性包括總香氣、發(fā)酵味、奶香氣、奶油味、腥味、甜味、酸味、顆粒感、稠厚度、澀感進(jìn)行評價，采用5分制強(qiáng)度評分法進(jìn)行評價。0為無感覺，1.稍稍有感覺，2為稍有感覺，3為有感覺，4為感覺輕強(qiáng)，5為感覺非常強(qiáng)。

即根據(jù)模糊數(shù)學(xué)方法，分別確定因素集U，評語集V，權(quán)重集X，根據(jù)模糊數(shù)學(xué)評判模型Y=X·R，其中X為權(quán)重集，R為單因素評判的模糊矩陣[14]。模糊數(shù)學(xué)綜合感官評判結(jié)果T=Y·G，即樣品的模糊綜合評分集合Y與評賦值語集合G的乘積。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析、偏相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 整體喜好度評價結(jié)果

對5種樣品整體喜好度進(jìn)行評價，統(tǒng)計30名評價員的結(jié)果如圖1和圖2所示。

圖2 中不同字母代表各樣品喜好度在5%水平上有顯著性差異。由圖1和圖2可知，5種原味酸奶的整體喜好度排序?yàn)椋築＞E＞A＞C＞D，樣品A明顯最受喜歡，其次是樣品E，樣品A、C、D排名靠后且喜好度無顯著性差異。分析可知，樣品B喜歡的人數(shù)占比最多，高達(dá)86.7 %，因此排名最靠前；樣品E的喜歡人數(shù)占比60 %，位居第二；樣品D不喜歡的人數(shù)占比高達(dá)46.7 %，接近半數(shù)，因此最不受喜歡。樣品的整體喜好度的排序與選擇喜歡樣品的人數(shù)占比有很大相關(guān)性，喜歡人數(shù)占比越多，樣品整體喜好度越排在前面。

2.2 感官屬性分析

2.2.1 感官特征分析

5種樣品的理化指標(biāo)如表1所示。

讓評價員根據(jù)表2感官屬性的定義，采用10點(diǎn)線性標(biāo)度對樣品的感官屬性強(qiáng)度進(jìn)行評分。

圖1 樣品喜好度百分比差異

圖2 樣品喜好度均值差異

表1 樣品的理化指標(biāo)（每100g）

表2 主要感官屬性的定義[15]

圖3 是5種酸奶的感官剖面圖，分析可知，樣品A香氣適中，酸味突出，甜味適中，稍帶澀感，較稀薄；樣品B總香氣、奶香氣、奶油味濃郁，甜味突出，酸味較弱；樣品C發(fā)酵味突出，稠厚度突出，酸甜可口，奶香氣適中，稍帶顆粒感；樣品D酸味突出，香氣適中，腥味較重，澀感較強(qiáng)，較稀?。粯悠稥香氣適中，酸甜適中，稠厚度適中，澀感較弱。

圖3 5種樣品感官剖面

2.2.2 感官屬性偏相關(guān)性分析

在進(jìn)行感官評價時，樣品的各個感官屬性不僅可以相互影響，同時可能會受整體喜好度的影響，采用偏相關(guān)性分析能較準(zhǔn)確分析各感官屬性之間的相互作用，結(jié)果如表3。

在分析偏相關(guān)性時，一般認(rèn)為相關(guān)系數(shù)超過0.6，相關(guān)性比較好。由表3可知，在香氣方面，樣品的發(fā)酵味、奶香氣、奶油味3個指標(biāo)之間兩兩正相關(guān)性比較好，且具有顯著性，其中發(fā)酵味和奶香氣的偏相關(guān)系數(shù)為0.645，發(fā)酵味和奶油味的偏相關(guān)系數(shù)為0.654，奶香氣和奶油味的偏相關(guān)系數(shù)為0.684；另外樣品的總香氣和奶香氣之間呈顯著正相關(guān)性，偏相關(guān)系數(shù)為0.731。這說明酸奶中的各種香氣相互影響，并不是單獨(dú)的，感官評價員感知到的每種香氣可能與其他香氣均相關(guān)，感官評價員在評價強(qiáng)度時也可能因?yàn)橄銡獾南嚓P(guān)性及相互影響而使各個香氣屬性的分?jǐn)?shù)趨于一致。

在香氣與口味方面，總香氣和甜味、奶香氣和甜味兩兩之間分別呈顯著正相關(guān)性，偏相關(guān)系數(shù)分別為0.721、0.633。這可以解釋為酸奶的香氣和甜味是相互影響的，且呈協(xié)同效應(yīng)，即兩種刺激的綜合效應(yīng)導(dǎo)致感覺水平超過預(yù)期的各種刺激各自效應(yīng)的疊加[16]，也就是說奶香氣的存在能夠突顯甜味更濃，甜味亦能突顯奶香氣濃郁，從而帶給評價員更強(qiáng)烈的感受刺激。同時總香氣、奶香氣分別與酸味也存在顯著正相關(guān)性，這可能是由于用于評價的5種樣品的酸甜比均比較適合，并沒有太酸或者太甜的口感，因此致使評價員在評價樣品的甜味和酸味時，所得的分?jǐn)?shù)都居于中間稍偏上的位置，即5～6分之間，這就導(dǎo)致總香氣、奶香氣既和甜味也和酸味呈正相關(guān)。支瑞聰[17]等人研究不同地區(qū)液態(tài)奶的風(fēng)味喜好時，發(fā)現(xiàn)乳香味與甜味、甜爽味呈顯著正相關(guān)性，與本研究結(jié)果相似。

表3 5種原味酸奶各屬性的偏相關(guān)系數(shù)矩陣

在質(zhì)地與香氣方面，樣品的稠厚度和總香氣、奶香氣之間分別呈顯著正相關(guān)性，偏相關(guān)系數(shù)分別為0.617、0.791。這可以解釋為樣品的香氣越濃郁、越稠厚，給消費(fèi)者帶來的感官體驗(yàn)越好，即稠厚度和香氣呈協(xié)同效應(yīng)。

在質(zhì)地與口味方面，樣品的稠厚度和甜味之間呈顯著正相關(guān)性，偏相關(guān)系數(shù)為0.656。這可以解釋為樣品越稠厚、口味越甜，越能得到消費(fèi)者的喜歡，從而激發(fā)消費(fèi)者的購買欲望。

2.3 感官屬性與整體喜好度偏相關(guān)性

對5種樣品的感官屬性與整體喜好度進(jìn)行偏相關(guān)性分析，如在控制其他感官屬性的前提下，分析總香氣和整體喜好度之間的相關(guān)性，以此類推。得到感官屬性與整體喜好度的偏相關(guān)系數(shù)如圖4所示。

圖4 原味酸奶感官屬性與整體喜好度偏相關(guān)系數(shù)

圖4 表示5種原味酸奶與整體喜好度的偏相關(guān)系數(shù)，分析可知，除樣品A，其他4種樣品的總香氣、奶香氣、稠厚度3個屬性均與整體喜好度呈正相關(guān)性，即在一定范圍內(nèi)，總香氣、奶香氣、稠厚度越強(qiáng)，評價員給予樣品的整體喜好分?jǐn)?shù)越高，這與表4的分析結(jié)果一致，表4得出總香氣與奶香氣呈正相關(guān)性，奶香氣與稠厚度呈正相關(guān)性，因此表明3個感官屬性對整體喜好度均有促進(jìn)作用；另外，除樣品A，其他4種樣品的腥味均與整體喜好度呈負(fù)相關(guān)性，除樣品B，其他4種樣品的酸味均與整體喜好度呈負(fù)相關(guān)性，除樣品D外，其他4種樣品的顆粒感均與整體喜好度呈負(fù)相關(guān)性，這表明，樣品的腥味、酸味、顆粒感在一定程度上影響著整體喜好度，腥味大、酸味強(qiáng)、顆粒感強(qiáng)可能會降低評價員對樣品的整體喜好度。最后，5種樣品的發(fā)酵味、澀感兩種屬性均與整體喜好度呈負(fù)相關(guān)性，即酸奶發(fā)酵味強(qiáng)、澀感強(qiáng)，會降低樣品的整體喜好度。

2.4 模糊數(shù)學(xué)法分析

評價小組采用5分制強(qiáng)度評分法對樣品的各感官屬性進(jìn)行評價，對樣品評價結(jié)果進(jìn)行模糊數(shù)學(xué)分析。

模糊數(shù)學(xué)分析步驟如下：

（1）建立因素集U：原味酸奶的因素集U={u1,u2,u3,u4,u5,u6,u7,u8,u9,u10}={總香氣,發(fā)酵味,奶香氣,奶油味,腥味,甜味,酸味,顆粒感,稠厚度,澀感}。

（2）設(shè)定權(quán)重集X：X={x1,x2,x3,x4,x5,u6,u7,u8,u9,u10}={0.10,0.05,0.15,0.10,0.05,0.20,0.15,0.05,0.10,0.05}。

（3）設(shè)定評語集V：V={強(qiáng)，中等，弱}。其中強(qiáng)=4,5分，中等=3分，弱=2,1分。根據(jù)評語集，將評價員評價結(jié)果匯總?cè)绫?。

（4）建立模糊矩陣R：

根據(jù)感官評價結(jié)果建立模糊矩陣，樣品的模糊矩陣由每個感官屬性的各等級評價人數(shù)占總?cè)藬?shù)的比例組成[18-19]，得到各個樣品的模糊矩陣如下：

表4 感官屬性的單因素評價結(jié)果

根據(jù)模糊數(shù)學(xué)評判模型Y=X·R，其中X為權(quán)重集，R為每個樣品的模糊矩陣，得到樣品的模糊評分集合Y[20-22]。以樣品1為例，YA=X·RA=（0.10,0.05,0.15,0.10,0.05,0.20,0.15,0.05,0.10,0.05）·

同理可得YB=（0.422,0.152,0.427），YC=（0.350,0.207,0.443），YD=（0.328,0.238,0.433），YE=（0.358,0.222,0.420）。

（5）對等級因素賦值，“強(qiáng)”為90分，“中等”為70分，“弱”為50分，得到賦值矩陣為

模糊數(shù)學(xué)綜合感官評判結(jié)果T=Y×G，即樣品的模糊綜合評分集合Y與評語集合G的乘積[23-25]。以樣品A為例，TA=YA×G=65.90，同理可得，TB=YB×G=69.90，TC=YC×G=68.13，TD=YD×G=67.90，TE=YE×G=68.77。

根據(jù)模糊數(shù)學(xué)法得出5種原味酸奶樣品的綜合感官評判排序?yàn)椋築＞E＞C＞D＞A，這與前述評分法的整體喜好度排序：B＞E＞A＞C＞D的結(jié)果有很相似的一致性，除樣品A其他樣品的排序均一致。結(jié)果表明能夠利用模糊數(shù)學(xué)建立模糊評判模型，用以評價原味酸奶，較客觀地將原味酸奶所有指標(biāo)包括總香氣、發(fā)酵味、奶香氣、奶油味、腥味、甜味、酸味、顆粒感、稠厚度、澀感綜合起來，將模糊化的結(jié)果變得數(shù)據(jù)化，使得評價結(jié)果更科學(xué)、合理。

3 結(jié)論

（1）對市售5種典型的原味酸奶進(jìn)行感官評價，整體喜好度采用9點(diǎn)標(biāo)度評分法，結(jié)果發(fā)現(xiàn)評分法整體喜好度排序?yàn)椋築＞E＞A＞C＞D。感官屬性包括總香氣、發(fā)酵味、奶香氣、奶油味、腥味、甜味、酸味、顆粒感、稠厚度、澀感等指標(biāo)采用10點(diǎn)線性評分法進(jìn)行評價，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，5種酸奶感官剖面圖差異較大，感官屬性各有特色。

（2）研究不同屬性兩兩之間的偏相關(guān)性發(fā)現(xiàn)，在香氣方面，樣品的發(fā)酵味、奶香氣、奶油味之間呈顯著正相關(guān)性；在香氣與口味方面，總香氣和甜味、奶香氣和甜味兩兩之間分別呈顯著正相關(guān)性；在質(zhì)地與香氣方面，樣品的稠厚度和總香氣、奶香氣之間均呈顯著正相關(guān)性；在質(zhì)地與口味方面，樣品的稠厚度與甜味呈顯著正相關(guān)性。即樣品的香氣、口味、質(zhì)地等各指標(biāo)并不是獨(dú)立的，而是相互影響的，其相互之間的作用能影響評價員對樣品的整體印象。

（3）研究各樣品的感官屬性與整體喜好度之間的偏相關(guān)性發(fā)現(xiàn)，樣品的總香氣、奶香氣、稠厚度均與整體喜好度呈正相關(guān)性，即總香氣、奶香氣、稠厚度越強(qiáng)，評價員給予樣品的整體喜好分?jǐn)?shù)越高；另外，樣品的腥味、酸味、顆粒感、發(fā)酵味、澀感與整體喜好度呈負(fù)相關(guān)性，即腥味大、酸味強(qiáng)、顆粒感強(qiáng)、發(fā)酵味強(qiáng)、澀感強(qiáng)的樣品可能會降低評價員對樣品的喜好。評價員的對樣品的整體喜好度受各個感官屬性的影響。

（4）采用模糊數(shù)學(xué)方法對5種原味酸奶進(jìn)行綜合評判結(jié)果為：B＞E＞C＞D＞A，與一般評分法評價的結(jié)果一致性比較高，從而建立了原味酸奶模糊數(shù)學(xué)感官評判模型，用以科學(xué)、客觀地進(jìn)行感官評價。