基于AHP模糊評(píng)價(jià)法在草菇蛋卷研制中的應(yīng)用

何榮軍,盧　艷,王　鈞,趙月鈞,孫培龍

(浙江工業(yè)大學(xué) 海洋學(xué)院，浙江 杭州 310014)

基于AHP模糊評(píng)價(jià)法在草菇蛋卷研制中的應(yīng)用

何榮軍,盧艷,王鈞,趙月鈞,孫培龍

(浙江工業(yè)大學(xué) 海洋學(xué)院，浙江 杭州 310014)

摘要：以草菇蛋卷為研究對(duì)象，以感官評(píng)價(jià)為指標(biāo)，以層次分析法(Analytic hierarchy process, AHP)和正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)-極差分析為分析手段，研究了草菇和蛋清的比例，增稠劑的種類、加熱時(shí)間以及加熱溫度與草菇蛋卷感官質(zhì)量之間的關(guān)系，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果得到的最佳工藝參數(shù)為：m(草菇)∶m(蛋清)=1∶1，增稠劑CMC，加熱時(shí)間30 s以及加熱溫度220 ℃.

關(guān)鍵詞：層次分析法(AHP);食品感官;草菇蛋卷;工藝參數(shù)

中圖分類號(hào)：TS217.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1006-4303(2015)01-0073-04

Application of fuzzy evaluation method based on AHP to the

development of mushroom with eggs rolls

HE Rongjun, LU Yan, WANG Jun, ZHAO Yuejun, SUN Peilong

(Oceean College, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, China)

Abstract:Mushroom with Eggs Rolls (MER) was taken as the research object, taking the senses organs assessment as the test indices, the AHP and the orthogonal experiment-range analysis as the means of analyzing, the optimum conditions of MER were studied with respect to the ratio of the mushroom and albumen, kinds of thickener, heating time, and heating temperature. The critical parameters of MER sensity were the ratio of the mushroom and the albumen 1∶1, thickener CMC, heating time 30s, heating temperature 220 ℃.

Keywords:analytic hierarchy process (AHP); sensory quality; Mushroom with Eggs Rolls; parameters

食用菌素有“蔬菜之王”、“素食之冠”和“藥中珍品”的美譽(yù).聯(lián)合國糧農(nóng)組織提出21世紀(jì)最合理的膳食結(jié)構(gòu)就是“一葷一素一菇”.草菇營養(yǎng)豐富，含有18種氨基酸，其中8種人體必需氨基酸齊全，富含蛋白質(zhì)、碳水化合物、維生素及鈣、鎂、銅、鋅等礦物質(zhì)，可以提高人體免疫功能，具有抗癌、降血脂、潤腸胃以及美容等作用[1].草菇蛋卷是以草菇和蛋清為主要原料，通過加熱，制成類似于蛋卷的一種休閑食品.國內(nèi)外對(duì)于食品研究大多數(shù)集中在加工技術(shù)及工藝優(yōu)化方面，在食品感官方面的評(píng)價(jià)以及品質(zhì)感官評(píng)價(jià)方面的研究相對(duì)比較少.目前，在食品感官評(píng)價(jià)方面的研究主要有以下幾種常用的分析方法，較常用的有食品感官分析、主成分分析以及百分制得分分析等，但由于評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)以及評(píng)價(jià)主體的主觀性的不統(tǒng)一，個(gè)別因素會(huì)影響品質(zhì)評(píng)價(jià)的效果，從而對(duì)評(píng)價(jià)的結(jié)果有所懷疑[2].

層次分析法(Analytic hierarchy process, AHP)首先將要分析的決策問題置于一個(gè)龐大的系統(tǒng)中，這個(gè)系統(tǒng)中存在多種因素，并且這些因素相互之間也存在的關(guān)系，同時(shí)要將這些問題層次化，形成了一個(gè)有層次的分析結(jié)構(gòu)模型.運(yùn)用數(shù)學(xué)方法與定性分析相結(jié)合，通過層層排序和層層遞進(jìn)，最終根據(jù)各方案計(jì)算出的各因素所占的權(quán)重，來輔助于決策[3-4].但是層次分析定量數(shù)據(jù)較少，定性成分多，不易令人信服.層次分析法評(píng)價(jià)食品的感官質(zhì)量在我國還不太普遍，目前食品的品質(zhì)多以感官指標(biāo)檢驗(yàn)為主，其感官指標(biāo)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的本身是模糊的，針對(duì)這一特點(diǎn)，通過層次分析法來評(píng)價(jià)食品感官質(zhì)量更為科學(xué)和客觀[5].本試驗(yàn)的目的是運(yùn)用AHP模型來確定影響草菇蛋卷因素的權(quán)重值，并且通過綜合評(píng)價(jià)值來對(duì)草菇蛋卷的工藝進(jìn)行優(yōu)化.

1試驗(yàn)方法

1.1草菇蛋卷試驗(yàn)因素水平表設(shè)計(jì)

為更好的選擇草菇蛋卷的各個(gè)配料以及條件的控制，試驗(yàn)采用正交試驗(yàn)法進(jìn)行最佳配料和條件的選擇，試驗(yàn)因素水平表的設(shè)計(jì)見表1.

表1　試驗(yàn)因素水平表

將正交試驗(yàn)L9(34)的9個(gè)樣品進(jìn)行模糊感官評(píng)價(jià).

1.2評(píng)價(jià)員的選擇和評(píng)價(jià)方法

感官評(píng)定的評(píng)價(jià)員是影響感官評(píng)定結(jié)果的關(guān)鍵因素，根椐感官評(píng)定的試驗(yàn)特點(diǎn)，合格的評(píng)價(jià)員須具有一定的專業(yè)知識(shí)、良好的感覺敏銳性及基本的感官評(píng)定知識(shí)與技巧.本次試驗(yàn)的評(píng)定小組由15名專業(yè)人員組成，設(shè)定對(duì)產(chǎn)品的外觀(形狀，色澤)、滋味(甜味，咸味，焦糊味，菇味，肉香味，味覺協(xié)調(diào)性)、咀嚼感(干濕性，咀嚼協(xié)調(diào)性，軟硬度)3個(gè)主因素和11個(gè)副因素進(jìn)行感官評(píng)價(jià).評(píng)定人員是必須身體健康，無吸煙、嗜酒等嗜癖和變態(tài)反應(yīng)，同時(shí)對(duì)色、香、味、形有較強(qiáng)的分辨力和較高的靈敏度.感官鑒別的時(shí)間在上午9:00—10:00，不可以在餐前餐后1 h參與鑒別.鑒別時(shí)最適溫為常溫15～25 ℃.在鑒別時(shí)應(yīng)注意避免混雜外來氣味并保持口腔清爽，同時(shí)需要保持良好的情緒，并且評(píng)價(jià)人員不可以進(jìn)行任何的交流[6].

1.3模糊感官評(píng)價(jià)法權(quán)重的確定

根據(jù)確定的3個(gè)主因素和11個(gè)副因素在草菇蛋卷的食品感官評(píng)價(jià)中的作用，采用層次分析法(AHP)確定各質(zhì)量因素的權(quán)重.

層次分析法的主要目的是在復(fù)雜的決策問題的影響因素、本質(zhì)及其內(nèi)在關(guān)系等進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，利用相對(duì)較少的定量信息使決策的過程數(shù)字化.尤其適合于對(duì)決策結(jié)果難于直接準(zhǔn)確計(jì)量的場合.層次結(jié)構(gòu)一般分為三層，最上面為目標(biāo)層，最下面為方案層，中間為指標(biāo)層(準(zhǔn)則層)。若上層的每個(gè)因素都支配著下一層的所有因素，或被下層的所有的因素影響，則稱為完全層次結(jié)構(gòu)，否則為不完成層次結(jié)構(gòu)[8]。本實(shí)驗(yàn)時(shí)運(yùn)用層次結(jié)構(gòu)分析，該分析過程注重定性與定量相結(jié)合，去除了一些偶然因素造成的不同人認(rèn)識(shí)上的主觀上的差異，通過計(jì)算得到不同評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重值，進(jìn)而得到草菇蛋卷品質(zhì)情況的綜合得分[9-11].

最后層次分析法對(duì)其進(jìn)行一致性的檢驗(yàn)，通過計(jì)算單排序一致性指標(biāo)(CI)和平均隨機(jī)一致性指標(biāo)(RI)來實(shí)現(xiàn)的，CI為一致性指標(biāo)，當(dāng)判斷矩陣具有完全一致性時(shí)，CI=0.λmax-n越大，CI越大，矩陣的一致性較差，需要將CI與平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI進(jìn)行比較，隨機(jī)一致性指標(biāo)RI的值如表2所示[12].

表2　隨機(jī)一致性指標(biāo)RI的值

CR為一致性指標(biāo)值與平均隨機(jī)一致性指標(biāo)值的比值，若CR≤0.10，則認(rèn)為該判斷矩陣具有完全一致性，通過計(jì)算求得的權(quán)重系數(shù)Wi可以較好的反映上一級(jí)指標(biāo)中各指標(biāo)的相對(duì)重要程度；若CR>0.10，則需對(duì)兩兩比較的取值進(jìn)行修正，直到滿意為止[13-14].

2評(píng)價(jià)結(jié)果與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

2.1AHP評(píng)價(jià)法因素權(quán)重的確定

如圖1所示，為草菇蛋卷感官評(píng)價(jià)因素層次分析表.通過對(duì)草菇蛋卷的充分了解，影響食品感官的因素分為主因素和副因素.

圖1　草菇蛋卷品質(zhì)評(píng)價(jià)體系分層模型Fig.1　Hierarchical model of DMR quality assessment system

AHP方法是通過對(duì)11個(gè)因素之間兩兩比較，得到判斷矩陣，再根據(jù)判斷矩陣可以求出矩陣的特征向量和最大特征值，前者給出了排序的依據(jù)，即權(quán)重，如表3所示.后者是關(guān)于一致性的測度.本試驗(yàn)的CR=CI/RI=0.048<0.1，即表明了AHP方法所建立的判斷矩陣具有滿意的一致性[15-18].

表3　AHP模型判斷矩陣計(jì)算結(jié)果

2.2運(yùn)用AHP分析法的感官評(píng)價(jià)結(jié)果

由15 人組成的評(píng)議組，在專門的試驗(yàn)環(huán)境中對(duì)9個(gè)樣品按不同的因素進(jìn)行逐一評(píng)價(jià)，按照百分制打分，其結(jié)果為所打的分?jǐn)?shù)×權(quán)重，最后將評(píng)價(jià)人員的結(jié)果收集起來，進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如表4所示.

2.3數(shù)據(jù)處理

將表4中的各個(gè)樣品的質(zhì)量因素聯(lián)合各個(gè)樣品所有因素的評(píng)價(jià)結(jié)果，得到模糊矩陣Kij為

其中：j=1,2，…,9為樣品編號(hào)；i=1，2，…,11為質(zhì)量評(píng)價(jià)因素；rij表示第j個(gè)樣品在第i個(gè)評(píng)價(jià)因素的條件下的得分[19-21].

表4　小組評(píng)分結(jié)果

根據(jù)矩陣變換原理：X=AK，則對(duì)第j號(hào)樣品的評(píng)價(jià)結(jié)果為Xj=AKj,所以樣品的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果見表4.同理，可以得出其他樣本的綜合評(píng)價(jià)得分并進(jìn)行直觀分析法(極差分析法)[22-26]，見表5.

表5　草菇蛋卷品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)綜合得分

注：1) 草菇和雞蛋清質(zhì)量比因素；2) 增稠劑的種類因素；3) 加熱時(shí)間的因素；4) 加熱溫度的因素.

從表5結(jié)果直觀分析可以看出：各因素對(duì)草菇蛋卷的影響順序?yàn)锳>C>D>B.最佳工藝應(yīng)為A2B1C3D3，即m(草菇)∶m(蛋清)=1∶1，增稠劑為CMC，加熱時(shí)間為30 s以及加熱溫度為220 ℃.

3結(jié)論

層次分析法(AHP)是一種綜合分析方法，運(yùn)用層次分析法可以確定具體的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和各級(jí)指標(biāo)的權(quán)重，減少傳統(tǒng)上確定權(quán)重過程中的主觀隨意的成分，使得評(píng)價(jià)結(jié)果客觀公正，有較高的可信度[28]。從AHP分析中可以看出∶菇味占的比例比較高，達(dá)到了32%，這與草菇蛋卷產(chǎn)品的目的有著異曲同工的效果.同時(shí)，利用AHP法對(duì)草菇蛋卷進(jìn)行綜合感官評(píng)定，使帶模糊性、主觀性的感官評(píng)價(jià)方法得到量化，并且提高了試驗(yàn)的客觀性和科學(xué)性，能更準(zhǔn)確地說明樣品的感官質(zhì)量.通過運(yùn)用AHP和正交極差分析對(duì)草菇蛋卷制作過程中的關(guān)鍵工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化.其最優(yōu)工藝參數(shù)為m(草菇)∶m(雞蛋清)=1∶1，增稠劑CMC，加熱時(shí)間30 s以及加熱溫度220 ℃.本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用層次分析法，來確定指標(biāo)因素相對(duì)于相對(duì)于總指標(biāo)的相對(duì)權(quán)重比，這對(duì)于食品工藝綜合評(píng)價(jià)這種復(fù)雜評(píng)價(jià)的體系來說，層次分析法是一種較好的解決方法，這也為食品工藝的優(yōu)化提供了一種分析化學(xué)，可以很好的將客觀分析數(shù)據(jù)與主觀判斷結(jié)果定量化.

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(責(zé)任編輯：劉巖)

作者簡介：何榮軍(1978—)，男，浙江龍泉人，講師，主要從事食品化學(xué)的研究工作，E-mail:hrjun@zjut.edu.cn.

基金項(xiàng)目：浙江省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(LY12H28007)；浙江省食藥用菌產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟項(xiàng)目(2011LM201)

收稿日期：2014-09-26