基于模糊感官評(píng)定梨渣奶糖的優(yōu)化配方

劉艷紅，周楠楠，劉丹丹，劉生杰,b，張樂樂，王振杰

（阜陽師范學(xué)院a.信息工程學(xué)院；b.生物與食品工程學(xué)院，安徽阜陽236037）

梨渣作為一種來源豐富而又經(jīng)濟(jì)實(shí)用的資源，具有良好的綜合開發(fā)利用前景[1]。梨渣中含有大量的膳食纖維、維生素C、多酚、黃酮類等活性物質(zhì)，有助于食物消化吸收，具有抗氧化、抗衰老等作用，有“天然解毒劑”的美稱[2-3]。梨渣在預(yù)防糖尿病、結(jié)腸癌等方面也有明顯效果，對(duì)人體健康有重要的生理作用[1,4]。目前，關(guān)于梨渣等果渣的研究主要集中在果渣膳食纖維的制備[5-6]，果渣高纖維粉的加工及品質(zhì)特性研究[7]，果渣中營養(yǎng)活性物質(zhì)的提取分析[8-9]和果渣發(fā)酵產(chǎn)品[10-12]等方面的研究。關(guān)于梨渣糖果制品的研究較少，而牛軋?zhí)呛湍烫亲鳛槟讨铺枪破?，具有廣泛的消費(fèi)群體和較高的市場(chǎng)占有率[13-14]。

模糊感官評(píng)價(jià)法利用模糊數(shù)學(xué)理論知識(shí)，將模糊的因素?cái)?shù)學(xué)化、定量化，從而獲得較為科學(xué)、客觀的感官評(píng)價(jià)結(jié)果[15-16]，該法在肉制品、焙烤制品、飲料等食品的感官評(píng)價(jià)中廣泛應(yīng)用[17-20]。

本文主要以奶粉、梨渣、糖漿、綿白糖等為主要原材料，結(jié)合模糊感官評(píng)定方法，通過單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)確定梨渣奶糖的最佳工藝配方。一方面，糖果制品中添加梨渣，增加糖制品的膳食纖維含量，改善了原本粘牙過甜的傳統(tǒng)糖制品，讓人們享受美味的同時(shí)，促進(jìn)腸道的消化吸收，充分利用其保健功能。另一方面，將梨渣作為食品加工的原輔料制成梨渣奶糖，不僅解決了梨渣的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染問題，同時(shí)也增加了黃梨的加工產(chǎn)品種類和糖果制品的種類。

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

黃梨：安徽省阜南縣市售晚秋黃梨；奶粉、淀粉、黃油、糖漿，綿白糖均為市售。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

榨汁機(jī)：廣東美的生活電器制造有限公司；天平：廈門佰倫斯電子科技有限公司；電磁爐：廣東美的生活電器制造有限公司；攪拌器：廣東美的生活電器制造有限公司；冰箱：青島海爾股份有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 梨渣奶糖制備

梨渣奶糖制備的工藝流程如圖1 所示[13]。操作要點(diǎn)如下：

圖1 梨渣奶糖制備工藝流程

（1）發(fā)泡劑的制作。將雞蛋蛋清和白砂糖置于打發(fā)器中進(jìn)行打發(fā)，分三次打發(fā)，先快速攪拌，再慢速攪拌，至雞蛋蛋清硬性發(fā)泡。

（2）一次熬制。將白砂糖和麥芽糖漿以最佳比例混合，倒入鍋中進(jìn)行熬制，當(dāng)溫度升至120 ℃時(shí)，加入吉利丁片于鍋中繼續(xù)熬煮，15～20 min 后溫度上升至140 ℃，繼續(xù)熬煮約5～15 min。

（3）一次預(yù)冷。預(yù)冷至溫度為125～130 ℃，糖漿冷卻溫度過高會(huì)影響蛋清的發(fā)泡性，冷卻時(shí)間過長會(huì)導(dǎo)致糖漿凝固。

（4）沖漿。將糖漿緩慢倒入發(fā)泡劑中，繼續(xù)攪拌，至糖漿開始凝固非常難攪的狀態(tài)即可。

（5）二次熬制。將準(zhǔn)備好的梨渣和奶粉以最佳比例放入攪拌型溫控夾層鍋內(nèi)，進(jìn)行二次熬制，熬制溫度為105～110 ℃，熬制約10 min。

（6）攪拌預(yù)冷。邊攪拌邊冷卻，預(yù)冷至溫度為40 ℃左右時(shí)，使整體呈干燥狀態(tài)且不粘手即可。

（7）壓制成型：壓片機(jī)壓成厚度約為10 mm的片狀。

（8）冷卻凝固。冷卻至10 ℃以下。

（9）切塊成型。分割機(jī)切成方形或圓形狀，質(zhì)量在10 g 左右。

1.3.2 梨渣奶糖實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

首先結(jié)合感官評(píng)定和模糊評(píng)定法建立模糊感官評(píng)定方法，然后通過單因素實(shí)驗(yàn)研究各單因素對(duì)梨渣奶糖品質(zhì)的影響，再通過正交實(shí)驗(yàn)對(duì)各單因素指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，最終確定梨渣奶糖最優(yōu)配方。

（1）單因素實(shí)驗(yàn)

選取糖漿比、梨渣、奶粉和吉利丁片的添加量和糖漿熬煮時(shí)間作為單因素實(shí)驗(yàn)的因素變量[13-14]。根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，糖漿比分別取3∶5、4∶5、5∶5、6∶5；梨渣添加量分別取11%、12%、13%、14%；奶粉添加量分別取12%、14%、16%、18%；吉利丁片的添加量分別取3%、4%、5%、6%；糖漿熬煮時(shí)間分別取20 min、25 min、30 min、35 min。通過感官評(píng)定結(jié)合模糊評(píng)定分別討論各因素對(duì)梨渣奶糖品質(zhì)的影響。

（2）正交實(shí)驗(yàn)

在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以感官評(píng)分為指標(biāo)，以糖漿比、梨渣、奶粉的添加量為正交實(shí)驗(yàn)的變量因素，進(jìn)行L9(33)正交實(shí)驗(yàn)[21-22]。正交實(shí)驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)表見表1。

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)表L（933）

（3）模糊感官評(píng)定

模糊感官評(píng)定是運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)的原理，將具有“模糊性”的因素?cái)?shù)量化，科學(xué)合理的分析和評(píng)定食品加工產(chǎn)品等事物的分析方法[16,23]，能客觀全面的反映食品的感官信息，減少人為的主觀性和片面性[23]。實(shí)驗(yàn)評(píng)定過程中，選取10 名身體健康，無不良嗜好，對(duì)色香味有較強(qiáng)分辨能力的食品專業(yè)的人員組成評(píng)定人員，采用獨(dú)立評(píng)定，重復(fù)三次，取平均值的方法進(jìn)行評(píng)定。

因素集U、評(píng)語集V及權(quán)重集X的確定[24-26]：

決定梨渣奶糖品質(zhì)的有色澤、口感、硬度、風(fēng)味和組織結(jié)構(gòu)5 個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，因此因素集U={色澤u1、口感u2、硬度u3、風(fēng)味u4、組織結(jié)構(gòu)u5}，其中ui為第i個(gè)因素。

對(duì)于每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)有優(yōu)、良、中、差4 個(gè)評(píng)定等級(jí)，因此評(píng)語集V={優(yōu)v1、良v2、中v3、差v4}，其中vj為第j個(gè)因素。采用百分制打分[27]，由表2知，梨渣奶糖感官評(píng)定中，85 分以上為優(yōu)級(jí)，63～80 分為良級(jí)，43～58 分為中級(jí)，38 分以下為差級(jí)。

參考強(qiáng)制決定法[24]，根據(jù)各因素對(duì)梨渣奶糖感官評(píng)定的影響作用，確定各因素的權(quán)重分別為色澤（0.1）、口感（0.35）、硬度（0.2）、風(fēng)味（0.15）、組織結(jié)構(gòu)（0.2），因此權(quán)重集X=（0.1，0.35，0.2，0.15，0.2），且0.1+0.35+0.2+0.15+0.2=1。

假設(shè)食品感官因素綜合評(píng)判結(jié)果向量為Y，對(duì)10 位評(píng)定人員的各項(xiàng)評(píng)語等級(jí)次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，各評(píng)語等級(jí)次數(shù)除以10 即為各因素對(duì)4 項(xiàng)評(píng)語等級(jí)的隸屬度，得到的隸屬度矩陣即構(gòu)成模糊評(píng)定矩陣R，該矩陣R與權(quán)重集X合成模糊綜合評(píng)定結(jié)果向量Y，即Y=X·R。

表2 梨渣奶糖感官評(píng)定表

（4）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

應(yīng)用SPSS 軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

2.1.1 糖漿比對(duì)梨渣奶糖品質(zhì)的影響

對(duì)四個(gè)不同水平的糖漿比進(jìn)行評(píng)定，其中糖漿比為3∶5、4∶5、5∶5、6∶5 時(shí)的評(píng)價(jià)矩陣分別為R1、R2、R3、R4。

其中

這里“∧”代表兩者相比較后取較小值，“∨”表示兩者相比較后取較大值[26]。

同理可得y2=0.35,y3=0.2,y4=0.2；即Y1=(0.2,0.35,0.2,0.2)。歸一化處理后

同理有

根據(jù)最大隸屬度原則[28]，當(dāng)糖漿比為3∶5 時(shí)，模糊感官評(píng)定結(jié)果為0.37，出現(xiàn)在“良”級(jí)；當(dāng)糖漿比為4∶5 時(shí)，模糊感官評(píng)定結(jié)果為0.41，出現(xiàn)在“優(yōu)”級(jí)；當(dāng)糖漿比為5∶5 時(shí)，模糊感官評(píng)定結(jié)果為0.33，出現(xiàn)在“中”級(jí)；當(dāng)糖漿比為6∶5 時(shí)，模糊感官評(píng)定結(jié)果為0.33，出現(xiàn)在“差”級(jí)。梨渣奶糖質(zhì)量等級(jí)依次為“良”、“優(yōu)”、“中”、“差”。綜上，當(dāng)糖漿比為4∶5 時(shí)，梨渣奶糖的感官綜合評(píng)定結(jié)果最好。

2.1.2 糖漿熬煮時(shí)間對(duì)梨渣奶糖品質(zhì)的影響

對(duì)四個(gè)不同水平的糖漿熬煮時(shí)間進(jìn)行評(píng)定，其中糖漿熬煮時(shí)間分別為20 min，25 min，30 min，35 min 時(shí)的評(píng)價(jià)矩陣，可得各水平模糊綜合評(píng)定結(jié)果向量，歸一化處理后得四個(gè)向量依次為

同理，當(dāng)糖漿熬煮時(shí)間分別為20、25、30、35 min 時(shí)，梨渣奶糖的模糊感官評(píng)定質(zhì)量等級(jí)依次為“差”、“中”、“優(yōu)”、“良”。因此，在梨渣奶糖制作工藝中，糖漿熬煮時(shí)間為30 min 時(shí)，梨渣奶糖的感官綜合評(píng)定結(jié)果最好。

2.1.3 梨渣添加量對(duì)梨渣奶糖品質(zhì)的影響

梨渣中富含大量的膳食纖維和維生素等生物活性成分。在梨渣奶糖中添加梨渣，可以增加奶糖的咀嚼性，促進(jìn)腸道的蠕動(dòng)，豐富奶糖營養(yǎng)成分，改善傳統(tǒng)奶糖過于甜膩的特征。但是，其添加量過少，起不到相應(yīng)的營養(yǎng)保健功能；添加量過高，會(huì)影響奶糖的口感、硬度和組織結(jié)構(gòu)，使其過軟或吃起來有顆粒感，失去奶糖應(yīng)有的基本特征。

對(duì)四個(gè)不同水平的梨渣添加量進(jìn)行評(píng)定，其中梨渣添加量分別為11%、12%、13%、14%時(shí)的評(píng)價(jià)矩陣，可得各水平模糊綜合評(píng)定結(jié)果向量，歸一化處理后得四個(gè)向量依次為

同理，當(dāng)梨渣添加量分別為11%、12%、13%、14%時(shí)，梨渣奶糖的模糊感官評(píng)定質(zhì)量等級(jí)依次為“中”、“良”、“優(yōu)”、“差”。由此可得，當(dāng)梨渣添加量為13%時(shí)，梨渣奶糖的感官綜合評(píng)定結(jié)果最好。

2.1.4 奶粉添加量對(duì)梨渣奶糖品質(zhì)的影響

奶粉中含有大量的蛋白質(zhì)等高營養(yǎng)成分物質(zhì)，奶粉的添加，一方面可以提高奶糖的營養(yǎng)保健價(jià)值，另一方面可以豐富奶糖的奶香味，使其風(fēng)味、口感和組織結(jié)構(gòu)更佳。但是，奶粉的添加量過高，梨渣奶糖會(huì)過于甜膩，口感不佳；奶粉添加量過少，梨渣奶糖的組織結(jié)構(gòu)粗糙，風(fēng)味極差，幾乎無奶香味，影響梨渣奶糖品質(zhì)。

對(duì)四個(gè)不同水平的奶粉添加量進(jìn)行評(píng)定，其中奶粉添加量分別為12%、14%、16%、18%時(shí)的評(píng)價(jià)矩陣，可得各水平模糊綜合評(píng)定結(jié)果向量，歸一化處理后得四個(gè)向量依次為

同理，奶粉添加量分別為12%、14%、16%、18%時(shí)，梨渣奶糖的模糊感官評(píng)定質(zhì)量等級(jí)依次為“差”、“良”、“優(yōu)”、“中”。由此可得，當(dāng)奶粉添加量為16%時(shí)，梨渣奶糖的感官綜合評(píng)定結(jié)果最好。

2.1.5 吉利丁片添加量對(duì)梨渣奶糖品質(zhì)的影響

對(duì)四個(gè)不同水平的吉利丁片添加量進(jìn)行評(píng)定，其中吉利丁片添加量分別為3%、4%、5%、6%時(shí)的評(píng)價(jià)矩陣，可得各水平模糊綜合評(píng)定結(jié)果向量，歸一化處理后得四個(gè)向量依次為

同理，吉利丁片的添加量分別為3%、4%、5%、6%時(shí)，梨渣奶糖的模糊感官評(píng)定質(zhì)量等級(jí)依次為“良”、“優(yōu)”、“中”、“差”。由此可得，吉利丁片添加量為4%時(shí)，梨渣奶糖的感官綜合評(píng)定結(jié)果最好。

2.2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

基于單因素實(shí)驗(yàn)和模糊感官評(píng)定，對(duì)糖漿比、梨渣添加量、奶粉添加量三個(gè)因素進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)。正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3，正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果與極差分析見表4，正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果與方差分析見表5。

根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果表4 表明，梨渣奶糖的最優(yōu)配方組合為A2B1C3，即糖漿比為4∶5，梨渣添加量為12%，奶粉添加量為17%。極差分析結(jié)果表明：糖漿比，梨渣添加量和奶粉添加量對(duì)梨渣奶糖感官評(píng)定的主次影響順序依次是奶粉添加量>梨渣添加量>糖漿比。

由方差分析表5 知，C 因素顯著性最大，其次依次是B 和A 因素，即梨渣奶糖制作過程中，對(duì)其品質(zhì)影響最大的因素是奶粉添加量，其次是梨渣的添加量，最后是糖漿比，該結(jié)論與正交實(shí)驗(yàn)極差分析結(jié)果一致。

表3 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果與極差分析表

表4 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果極差分析表

表5 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果方差分析表

2.3 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)的最優(yōu)配方，即糖漿比為4∶5，梨渣添加量為12%，奶粉添加量為17%，吉利丁片的添加量為4%，糖漿熬煮時(shí)間為30 min 的條件下進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)得到感官評(píng)分為90.73 分，與正交實(shí)驗(yàn)組合中較優(yōu)組合A2B1C3的結(jié)果吻合，因此，最優(yōu)組合A2B1C3的配方可行。

3 小結(jié)

通過模糊感官評(píng)定方法結(jié)合正交實(shí)驗(yàn)分析，梨渣奶糖的最佳工藝配方為：糖漿比為4∶5，梨渣添加量為12%，奶粉添加量為17%，吉利丁片的添加量為4%，糖漿熬煮時(shí)間為30 min。在此工藝配方條件下制作的梨渣奶糖色澤均勻、呈乳黃色，組織結(jié)構(gòu)細(xì)致、整齊，軟硬度適中、不粘牙，奶香濃郁，酸甜可口。