葵花籽感官品質的模糊數學評價研究

張 瑋，畢經偉，薛 偉，田 軍，高 博，譚麗萍

（赤峰市農牧科學研究所，內蒙古赤峰 024031）

向日葵（Helianthus annuus L.） 屬菊科菊亞科向日葵屬植物，是世界四大油料作物之一，具有耐鹽堿、耐干旱、耐瘠薄、適應性強的特點，在我國內蒙古、新疆、東北地區廣泛種植。據聯合國糧農組織的數據統計結果顯示，2019 年我國種植面積超過85.00 萬hm2，總產量240.00 萬t[1]。向日葵以其較高的食用價值和廣泛的用途，已成為我國重要的經濟作物和油料作物。

葵花籽是向日葵的果實，主要作為休閑零食及制作糕點的輔料，在全世界普及。葵花籽中富含綠原酸、亞油酸、甾醇、維生素及微量元素等多種生物活性物質，有益于人體健康。我國有嗑食葵花籽的傳統習慣，是食葵的主要生產國和消費國[2]，2013—2014 年度，我國的葵花籽消費總量為191.1 萬t，而在2019—2020 年度，則猛增至307 萬t；其中，食用葵的消費量從156.3 萬t 增至216.0 萬t[3]。近年來，隨著向日葵產業的迅速發展，不同品種和質量的葵花籽由于品質的區別，價格也存在較大差異。人們對葵花籽的外在感官及內在品質的要求也不斷提高，需要注重提高向日葵的綜合品質，以適應市場需求。

與其他食品相同，葵花籽的品質是一種復合評價因子，由產品外觀和許多內在因素共同構成，主要分為感官品質和營養品質[4]。感官品質是指可以通過人的視覺、嗅覺、觸覺和味覺進行綜合評價的品質特性，葵花籽的營養成分及營養品質已有較多相關研究[5-6]，但對于其感官品質的評價尚未見報道。

食品感官評價是食品綜合質量評價的一種重要方法，是由食品感官評價者通過各種人體感知渠道（如視覺、嗅覺、味覺和觸覺等） 對其屬性做出綜合評價的系統分析方法[7]，能夠比較完整、全面地描述食品的感官特征。因感官評價一般采用評分法，許多數據具有一定的主觀性和模糊性，導致評價結果具有不確定性、不穩定性和局限性。

模糊數學綜合評價法以模糊數學的隸屬度理論為基礎，對由多因素制約的食品感官品質做出總體評價，可量化一些不易定量、邊界不清或是不能準確描述的因素，避免受到人為主觀性影響和不確定性，并且能較為全面地反映食品感官的各項信息，提高評價結果的科學性、合理性和客觀性[8]。近年來，模糊綜合評價法在果蔬營養品質、食品配方工藝優化評價等方面應用較多[9-14]，但在葵花籽感官品質評價方面的研究尚無相關報道。

1 材料與方法

1.1 材料準備

6 份當年收獲的食用向日葵籽實，均由赤峰市農牧科學研究所提供，經初步篩選，剔除蟲蝕、干癟籽粒，清洗后晾曬0.5 h 瀝干水分。經由微波爐烘焙至熟，不添加任何調味品。

1.2 感官評定方法

由10 名品評人員組成評價小組，按照葵花籽品質評價標準對6 份葵花籽樣品進行評定（評定標準見表1）。評價前要求品評人員充分了解各種感官評價指標的含義和評價標準。在評價過程中，評價人員需保證客觀公正，各樣品評定之間要用清水漱口。樣品評價后，對評價結果進行統計分析[10]。

表1 葵花籽感官評定標準

葵花籽感官評定標準見表1。

2 建立模糊數學模型

2.1 評價對象集建立

6 份葵花籽樣品，依次進行編號，分別為S1，S2，S3，S4，S5，S6， 得到評價對象集S=｛S1，S2，S3，S4，S5，S6}。

2.2 因素集建立

因素集U={u1，u2，u3，u4}，其中u1表示形態，u2表示色澤，u3表示氣味，u4表示口感，即U={形態，色澤，氣味，口感}。

2.3 評語集建立

評語集V={v1，v2，v3，v4}，其中v1表示優，v2表示良，v3表示中，v4表示差，即V={優，良，中，差}。

2.4 權重的確定

根據形態、色澤、氣味、口感在葵花籽感官評價中的作用，可采用強制決定法來確定各因素的權重。評價權重集A={a1，a2，a3，a4}。將形態30%、色澤20%，氣味10%和口感40%作為權重系數的分配依據，形態、色澤、氣味、口感的權重系數分別為0.3，0.2，0.1，0.4，總和為1，即權重集A={0.3，0.2，0.1，0.4}。

2.5 模糊關系綜合評判集

模糊關系綜合評判集：

式中：Y——葵花籽感官指標綜合評定結果；

A——權重集；

R——模糊矩陣。

3 結果與分析

3.1 感官評定結果

按照制定的感官評價方法和標準，10 名感官評定人員對6 份葵花籽的感官品質進行評定。

6 種葵花籽感官評定結果見表2。

表2 6 種葵花籽感官評定結果/分

3.2 建立葵花籽樣品的模糊矩陣

由表2 可知，根據感官評定結果，10 名評定人員認為葵花籽S1形態優的有2 人，良的有4 人，中的有2 人，差的有2 人，則得到U1=（0.2，0.4，0.2，0.2）；同理，U2=（0.6，0.2，0.2，0），U3=（0.5，0.3，0.1，0.1），U4=（0.4，0.2，0.2，0.2），把得到的4 個因素的評價結果組成一個矩陣為：

同理，

對矩陣進行模糊變化，由模糊關系綜合評判集Y=A×R

同理，

3.3 綜合評分

將評價結果的等級優、良、中、差依次賦予分值90，80，70，60 分，將模糊變化后綜合評判結果的各個量，分別乘以相應的分值，并進行加和，可得出每個樣品的最后得分：

同理，可得H2=84.4，H3=77.4，H4=74.5，H5=81.5，H6=69.9。

因此，以上6 份葵花籽樣品的感官品質評分從高到低依次為S2＞S5＞S1＞S3＞S4＞S6。S2和S5的綜合得分高于8 分，這2 份樣品被評價為優、良，綜合表現為籽粒長或長卵型，大小一致，寬、長適宜，畸形籽粒無或少；籽粒皮殼條紋無或少，光澤度較好，有香氣、無異味，口感好；S1、S3和S4綜合得分在7～8 分，這3 份樣品被評價為良、中，綜合表現為籽粒大小較一致，寬、長較適宜，有畸形籽粒，籽粒皮殼有條紋，光澤度較差，口感一般，香味較淡；S6的綜合得分低于7 分，該樣品被評價為中、差，綜合表現為籽粒寬卵形，不整齊，寬、長較適宜，畸形籽粒較多，粒色雜，皮殼光澤度差，霉斑或銹斑多，口感差，咀嚼性差。

4 結論

以6 份熟制葵花籽為試驗材料，以色澤、形態、氣味、口感等為感官品質權重指標，利用模糊數學綜合評價法，確立因素集、評語集、質量因素權重集，建立模糊評判矩陣，應用模糊綜合評判法對這6份樣品的綜合品質進行了評分和排名，排名越高，說明綜合品質越優，反之越差。結果表明，6 份樣品中S2的得分最高，說明綜合品質最優；S6的得分最低，說明綜合品質最差。

5 討論

在模糊數學綜合評價法中，權重的確定非常重要，在很大程度上影響最終的評價結果。研究根據強制決定法確定了各因素的權重，而在實際應用中，要按照不同年份的市場行情、消費者偏好及加工目標等方面要求對各因素給予不同的權重系數[10]。

食品感官評價具有多變性和復雜性等特點，其結果與評價人員的個人喜好、飲食習慣等因素密切相關，但在某種程度上也具有一定的普遍性，對于同一類食品，感官品質中的某些指標（如葵花籽的外觀色澤、大小、硬度等） 的要求是基本一致的，因此，應進一步建立健全葵花籽的綜合品質評價標準和方法，最大程度地摒除由人為主觀影響引起的評價結果的不確定性，保證評價結果的科學性、客觀性和準確性。

葵花籽的營養成分相關指標可由儀器測定分析得到。旨在探索建立一種感官評價的方法和模型，將模糊數學評價法和儀器分析方法相結合，對葵花籽進行更準確的品質評價，進一步完善葵花籽品質評價體系，為優質食葵品種的選育和篩選提供理論依據。