基于模糊綜合評定法及響應面優化松茸蔓越莓酥性餅干制作工藝

凌云坤，蔣方國，劉達玉，徐斌，倪霞，李翔*

（1.成都大學食品與生物工程學院，四川 成都 610106；2.四川品高農產品有限公司，四川 成都 610203）

松茸（Tricholoma matsutake），是珍奇稀少的天然食藥用菌，呈傘狀，色澤分明，有纖維狀茸毛鱗片，口感細嫩，滋味鮮香。 除富含氨基酸、礦物元素、萜類、油脂等，還含雙鏈松茸多糖、松茸多肽和松茸醇等獨特而又珍貴的活性物質，有抗癌、抗輻射、抗腫瘤、抗衰老等作用[1-4]。 蔓越莓，又名蔓越橘、小紅莓，富含前花青素、花青素、水楊酸等多種植化素，具有強抗氧化作用，能有效抗衰老、降低胃潰瘍及胃癌發生率、預防泌尿感染等功效，口感重酸微甜，與松茸搭配制作餅干，可增加酸甜清爽的口感[5-8]。

餅干制作工藝研究中，感官是重要的品質檢驗指標，但感官評價常介于好與差的過渡狀態，并且存在評分離散程度大，結果難統一的問題，反映出感官評價的主觀性和模糊性[9-11]。

因此，本試驗采用模糊綜合評價法[12]，將模糊信息數值化以進行定量分析，減少主觀因素影響，結合響應面優化，確定最佳配方[13]；并測定產品理化指標和質構特性，為松茸的精深加工提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

松茸邊角料：四川品高農產品有限公司；低筋小麥粉（水分<14%、灰分0.48%、濕面筋21%）：重慶市福加德面粉有限公司；小蘇打：安琪酵母股份有限公司；黃油、白砂糖、雞蛋、蔓越莓、奶粉、鹽：市售。

1.2 儀器與設備

TA.new plus 型質構儀： 上海技越國際貿易有限公司；電烤箱（EA0965SC-80SE）：康佳有限公司；烤盤（NFF-832S）： 武義英婷廚具有限公司； 電子秤（BSA4202S）： 江陰市索菲電子科技有限公司； 烘箱（YN3A400-3G）：常州市海正藥化設備有限公司；粉碎機（XS-02A）：蘇泊爾股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

1.3.2 工藝操作要點

1）松茸選擇：新鮮、無蟲眼的松茸邊角料。

2）整理干燥：用瓷刀清理表面雜質，放置烘箱內采取分段升溫方式將其烘干。

3）研磨成粉：干燥后的松茸于粉碎機內粉碎，過100 目篩，備用。

4）調制面團：黃油打發軟化后，加入疏松劑、白砂糖的混合溶液，再將松茸粉、低筋小麥粉、雞蛋、切碎的蔓越莓、奶粉、鹽混勻后，與上述混合溶液一同倒入和面機，快速攪拌至面團硬度適中、不粘手、按壓后不恢復為止[14]，視面團情況考慮是否靜置。

5）模具成型：將調好的面團壓成厚約4 mm 的均勻面片，再使用餅干模具手工壓模成型[15-16]。

6）焙烤、冷卻：在上火210 ℃，下火180 ℃條件下，將成型的面片烘烤10 min。 取出冷卻至室溫25 ℃后，即得成品。

1.3.3 模糊綜合評定法

選取確定松茸蔓越莓酥性餅干質量的風味、口感、 外觀、 滋味4 個指標組成模糊綜合評價的因素集U，即U=（風味、口感、外觀、滋味）。 選取每個指標中的優、良、差3 個等級為評語集，即V=（優，良，差）。 采用用戶調查法[17]確定各因素所占權重分別為風味（0.2）、口感（0.3）、外觀（0.15）、滋味（0.35），即X=（0.2，0.3，0.15，0.35）[18-19]。

食品感官綜合模糊評價的結果為Y，Y=XR， 其中X 為因素權重的向量集，R 為模糊矩陣。 設參評總人數為K，對定義因素（Ui）的評語（Vj）存在dij人，則有Rij=dij/K，這一個系列的數值即為模糊矩陣R。 運算關系如下。

式中：y1＝（x1∧r11）∨（x2∧r21）∨（x3∧r31）∨（x4∧r41）其中“∧”表示二者取其小，“∨”表示二者取其大，其余同理可得[20]。

1.3.4 感官評定

產品由10 名食品專業組成的感官評價小組（5 男5 女），按照表1 中的標準進行感官評價。 樣品以相同容器盛裝，隨機取樣，且獨立評定，品嘗間隔時間為10 min[21]。

表1 感官評價標準Table 1 Sensory evaluation criteria

1.3.5 單因素試驗

通過預試驗， 確定餅干初始配方為低筋小麥粉100%、小蘇打0.9%、 雞蛋13%、 蔓越莓10%、 奶粉5%、鹽0.8%，在此基礎上進行試驗的單因素設計。 測評不同松茸粉添加量（4%、8%、12%、16%、20%），黃油添加量（45%、49%、53%、57%、61%）， 白砂糖添加量（33%、36%、39%、42%、45%）對餅干感官評價的影響，結果使用模糊綜合評定法進行分析。

1.3.6 響應面試驗設計

在模糊綜合評定分析的各單因素最佳使用量基礎上，以松茸粉添加量（A）、黃油添加量（B）、白砂糖添加量（C）3 個因素進行Box-Behnken 試驗，試驗設計見表2。

表2 Box-Behnken 試驗設計因素與水平Table 2 Box-behnken experiment design factors and level

1.3.7 餅干質構測定

使用TA.new plus 型質構儀測定餅干硬度、 酥脆度、咀嚼性和彈性。 測試條件為P/2 探頭，測前速度為5 mm/s，測試速度為2 mm/s，測后速度為2 mm/s，應變位移3 mm，觸發力為5 g，隨機測試餅干邊角和中心位置。

1.3.8 餅干理化指標測定

根據GB 7100—2017《食品安全國家標準餅干》[22]，測定餅干過氧化值、酸價、水分、大腸菌群、霉菌和菌落總數等理化指標。

1.4 數據處理

使用Excel 2016 和Design-Expert.V8.0.6.1 進行數據統計和分析。

2 結果與分析

2.1 模糊綜合評定分析單因素試驗結果

2.1.1 松茸粉添加量對感官評價的影響

不同松茸粉添加量的感官評價結果如表3 所示。

由表3 構建模糊矩陣如下。

表3 不同松茸粉添加量的感官評定結果Table 3 Results of sensory evaluation of different amounts of Tricholoma matsutake powder

由模糊變換規則及歸一原理可得模糊矩陣結果如下。

式中：y1＝（0.1∧0.2）∨（0∧0.3）∨（0.4∧0.15）∨（0.1∧0.35）＝0.15。

同理可得y2=0.3、y3=0.35，則Y1=（0.15，0.3，0.35），歸一化處理后，Y1=（0.18，0.37，0.44）。 同理可得，Y2=（0.32，0.36，0.32）、Y3=（0.35，0.41，0.24）、Y4=（0.44，0.37，0.19）、Y5=（0.31，0.31，0.37）。

由最大隸屬度原則可知[23]，當松茸粉添加量為4%時，感官等級為差，隸屬度為0.44；當添加量為8%時，感官等級為良，隸屬度為0.36；添加量為12%時，感官等級為良，隸屬度為0.44；添加量為16%時，感官等級為優，隸屬度為0.44；添加量為20%時，感官等級為差，隸屬度為0.37。感官評價結果依次為差、良、良、優、差，因此，松茸粉添加量為16%時感官評價較好，選擇12%～20%繼續進行下一步試驗。

2.1.2 黃油添加量對感官評價的影響

不同黃油添在加量的感官評價結果如表4 所示。

表4 不同黃油添加量的感官評定結果Table 4 Sensory evaluation results of different butter content

同上可得，Y1=（0.31，0.31，0.37）、Y2=（0.31，0.37，0.31）、Y3=（0.44，0.37，0.19）、Y4=（0.24，0.35，0.41）、Y5=（0.19，0.37，0.44）。因此，當黃油添加量為45%時，感官等級為差，隸屬度為0.37；添加量為49%時，感官等級為良，隸屬度為0.37；添加量為53%時，感官等級為優，隸屬度為0.44；添加量為57%時，感官等級為差，隸屬度為0.41；添加量為61%時，感官等級為差，隸屬度為0.44。感官評價結果依次為差、良、優、差、差，黃油添加量為53%時，感官評價較好，選擇49%～57%開展下一步試驗。

2.1.3 白砂糖添加量對感官評價的影響

不同白砂糖添加量的感官評價結果如表5 所示。

表5 不同白砂糖添加量的感官評定結果Table 5 Results of sensory evaluation of different amounts of sugar

同上可得，Y1=（0.24，0.35，0.41）、Y2=（0.31， 0.37，0.31）、Y3=（0.47，0.26，0.26）、Y4=（0.24，0.41，0.35）、Y5=（0.21，0.29，0.5）。 因此，當白砂糖添加量為33%時，感官等級為差，隸屬度為0.41；添加量為36%時，感官等級為良，隸屬度為0.37；添加量為39%時，感官等級為優，隸屬度為0.47；添加量為42%時，感官等級為良，隸屬度為0.41；添加量為45%時，感官等級為差，隸屬度為0.5。 感官評價結果依次為差、良、優、良、差，白砂糖添加量為39%時感官評價較高，選擇36%～42%繼續下一步試驗。

2.2 響應面法試驗結果與分析

2.2.1 響應面試驗設計與結果

依據模糊綜合評定分析的單因素試驗結果，運用Box-Behnken 試驗對松茸蔓越莓酥性餅干的配方進行優化，試驗方案與結果見表6。

表6 響應面試驗設計與結果Table 6 Response surface test design and results

2.2.2 響應面回歸模型方差分析

采用Design-Expert V8.0.6.1 統計軟件對表6 的數據進行回歸擬合與方差分析， 得到的回歸方程為Y=91.60+3.81A+2.44B-5.90C-0.20AB+1.37AC-1.03BC-10.30A2-8.75B2-8.37C2。

回歸方程方差分析見表7。

由表7 結果可知， 模型試驗誤差小， 失擬項不顯著，說明回歸方程擬合良好。 該回歸模型能夠表明各個因素之間的關系，可以用來預測松茸蔓越莓酥性餅干的參數。 由表可得，A、B、C、A2、B2、C2項差異高度顯著（P＜0.001），對感官評分影響大。 由回歸方程及各因素F 值可知，對產品感官評分的影響順序為白砂糖添加量＞松茸粉添加量＞黃油添加量[24-25]。

因素間相互作用對感官評分的影響見圖1～圖3。

由表7 和圖1～圖3 可知，松茸粉添加量與白砂糖添加量、黃油添加量與白砂糖添加量響應曲面相對較陡，等高線為橢圓形，說明交互作用較強，松茸粉添加量與黃油添加量響應曲面較為平緩， 等高線較圓，交互作用則相對較弱[26]。

圖3 黃油添加量與白砂糖添加量交互作用Fig.3 Interaction between butter and sugar

表7 回歸模型方差分析Table 7 Regression model equation analysis

圖1 松茸粉添加量與黃油添加量交互作用Fig.1 Interaction between Tricholoma matsutake and butter

圖2 松茸粉添加量與白砂糖添加量交互作用Fig.2 Interaction between the addition of Tricholoma matsutake and sugar

2.2.3 驗證試驗

由模糊綜合評價和響應面試驗結果得出的最佳配方為松茸粉添加量16.64%、黃油添加量53.63%、白砂糖添加量37.96%，預測最高感官得分為93.1267。結合實際操作，將預測最優配方修正為：松茸粉添加量16.6%、黃油添加量53.6%、白砂糖添加量37.9%，在此配方下進行3 次平行試驗， 得到評分為92、91.8 和92.6，平均分為92.1333，因此可以采用優化后的配方參數。

2.3 餅干質構測定結果

通過響應面得到最佳配方后，對最佳配方制作所得餅干的硬度、酥脆性、咀嚼性、彈性進行檢測，并與市售的某兩款酥性餅干（A、B）的質構特性相比較，以驗證其是否達到市售要求，檢測對比結果見表8。

由表8 可知， 松茸蔓越莓酥性餅干的硬度和咀嚼性高于市售的酥性餅干， 說明產品的咀嚼性較好；酥脆性介于兩種餅干之間， 而彈性則小于兩種餅干，說明產品的酥脆性處于正常范圍內；總體來說，松茸蔓越莓酥性餅干與市售酥性餅干的質構參數不相上下，能達到市售要求。

表8 松茸蔓越莓酥性餅干與市售酥性餅干質構參數對比Table 8 Comparison of texture parameters between Tricholoma matsutake cranberry crisp biscuits and market crisp biscuits

2.4 餅干理化指標測定結果

松茸蔓越莓酥性餅干理化指標檢測結果如表9所示。

表9 松茸蔓越莓酥性餅干理化指標檢測結果Table 9 Results of physicochemical indexes of Tricholoma matsutake cranberry crisp biscuits

由表9 可知， 按照最優配方生產的松茸蔓越莓酥性餅干的理化指標檢測結果均符合國家標準，為合格產品。

3 結論

在模糊綜合評價確定的單因素最佳添加量范圍的基礎上，由響應面試驗優化得出松茸蔓越莓酥性餅干的最佳配方參數為： 低筋小麥粉100%、 松茸粉16.6%、小蘇打0.9%、黃油53.6%、白砂糖37.9%、雞蛋13%、蔓越莓10%、奶粉5%、鹽0.8%，在此配方下餅干色澤誘人，風味均衡，口感細膩、爽口，甜味適中，感官評分較高，各質構參數符合市售要求，理化指標符合國家標準，且能夠滿足大眾口味。 研究結果為松茸餅干加工工藝提供理論依據。