模糊數學感官評價法優化無蔗糖山楂果渣餅干配方

蘇玖玲，張曉娜

（新鄉工程學院食品工程學院，河南 新鄉 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，安全度高等優點的三氯蔗糖，是最理想的甜味劑之一[2]。

傳統曲奇餅干酥軟、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，不僅能夠提高產品的質量和口味，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險人群及患者食用的餅干[4]。而模糊數學感官評價法的應用則可以綜合考慮所有評價因素及權重，能夠避免其他評價方法容易出現的主觀性較強的問題，使評價結果更具科學性和客觀性[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，中糧集團有限公司提供；三氯蔗糖，河南萬邦實業有限公司提供；黃油，廣漢喜禾食品有限公司提供。

1.2 試驗設備

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

1.3 試驗方法

1.3.1 基礎配方

以低筋面粉質量為基準，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→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，放入破壁機中進行破壁攪拌。攪拌完成后，放入紗布中，將水分充分擠壓出來。隨后在烘干機中烘干，并使用高速萬能粉碎機制成粉末狀[6]。

（2） 打發。使用打蛋器打發黃油至發白糊狀。

（3） 攪拌。加入過篩低筋面粉、山楂果渣、雞蛋液，調制成均勻面團。

（4） 冷凍成型。將面團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 配方優化

（1） 單因素試驗。設計單因素試驗，分別改變基礎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%），制作餅干并進行感官評定，研究各因素對無蔗糖山楂果渣餅干感官品質的影響。

（2） 正交試驗。根據單因素試驗的結果，設計正交試驗[7]。以模糊數學感官綜合評分作為指標，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計見表1。

表1 正交試驗因素與水平設計/%

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、風味、外形、組織結構5 個方面對無蔗糖山楂果渣餅干進行感官評價。

無蔗糖山楂果渣餅干感官評定標準見表2。

表2 無蔗糖山楂果渣餅干感官評定標準

1.3.6 模糊數學感官評價模型建立

（1） 建立評價因素集合。設產品的評價因素集合為U={u1，u2，u3，u4，u5}，其中，u1= 口感、u2=色澤、u3=風味、u4=外形、u5=組織結構。

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

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

（4） 確定模糊數學矩陣及感官評分。評價員根據評價標準對樣品進行評價，然后將結果中優、中、差的數量除以評價員人數，即得出評價因素集中優、中、差所占比例從而建立樣品的模糊矩陣R，再依據公式B=W·R計算各樣品的綜合評價結果。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果與分析

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，當山楂果渣添加量不超過17%時，餅干的感官評分逐漸增加。當山楂果渣添加量為17%時，餅干具有較濃郁的山楂香味，口感風味達到最佳，此時餅干感官評分最高；當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。當三氯蔗糖添加量為0.4%時，餅干風味均衡，達到酸甜平衡，口感風味最佳，此時餅干感官評分最高；當三氯蔗糖添加量超過0.4%時，餅干甜味過重導致餅干過于膩口，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，當雞蛋液添加量不超過17%時，餅干的感官評分逐漸上升。當雞蛋液添加量為17%時，餅干外形、組織結構達到最好，風味口感達到平衡，此時餅干的感官評分最高；當雞蛋液添加量超過17%時，餅干結構變得發黏發軟，影響口感，導致餅干的感官評分有所下降。

2.2 模糊數學感官評價結果

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]。

餅干感官評價結果見表3。

表3 餅干感官評價結果

以樣品1 為例，將表3 結果轉化為模糊矩陣R1如下：

2.2.2 模糊變換

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

同理可得B2～B9的綜合評價結果為：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 正交試驗結果與分析

為了更好地比較各樣品感官品質的優劣，分別賦予優、中、差3 個等級90，70，50 分，再將綜合評價結果的各數值與對應的等級分數相乘，并相加求和，可得出每個樣品的最終模糊感官評分。

正交試驗結果見表4。

表4 正交試驗結果

由表4 可知，A因素對餅干感官品質影響最大，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，使其呈現紅色，同時也使餅干帶有山楂的口感和風味，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組合為A2B2C3，與正交試驗最優結果第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的影響，從而得出每個變量的最優水平。以模糊數學感官評定結果為依據通過正交試驗確定出無蔗糖山楂果渣餅干的最佳配方，即以低筋面粉質量為基準，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味，酸甜可口，色澤微紅，還具有調節腸胃功能，促進消化的保健功能，同時也降低了餅干的熱量，使餅干更加符合現代人對健康飲食的需求。