基于模糊數(shù)學法綜合評價蘋果汁、杏汁復合飲料工藝配方

劉宏媛

摘 要：目的：基于模糊數(shù)學法綜合評價蘋果、杏復合飲料工藝配方，并對復合飲料穩(wěn)定劑進行選擇。方法：通過正交實驗，結合模糊數(shù)學法綜合評價蘋果、杏復合飲料的工藝配方。結果：復合飲料最佳工藝配方為：蘋果汁與杏汁配比為4∶3，白砂糖添加量為6%，檸檬酸添加量為0.12%。穩(wěn)定劑最佳選擇為：0.15%的CMC-Na。在此配方下復合飲料的感官評分為8.76，離心沉淀率為0.55%，具有良好的組織狀態(tài)及蘋果、杏的香氣和滋味。

關鍵詞：模糊數(shù)學;蘋果;杏;復合飲料

蘋果屬于薔薇科蘋果屬，是世界四大水果之一。蘋果中含有多種營養(yǎng)成分和生物活性物質，主要包括多酚類、糖類、有機酸、礦物質、多纖維素、維生素類等，具有調節(jié)腸道功能、平衡人體內環(huán)境、補腦益血、預防癌癥、抗氧化、消除疲勞和減肥等多種保健功能[1]。我國的蘋果產(chǎn)量占全世界的40%以上，長期以來由于受到加工條件等多方面因素的限制，導致蘋果資源的大量浪費，造成了巨大的經(jīng)濟損失[2]。杏屬于薔薇科李屬，原產(chǎn)于我國。杏果實營養(yǎng)豐富，富含礦物質、維生素和人體必需氨基酸，其中β-胡蘿卜素的含量為水果之冠[3]。由于杏成熟期早，不耐儲運，常出現(xiàn)大量滯銷現(xiàn)象。杏深加工產(chǎn)業(yè)，可以有效解決剩果現(xiàn)象，提高果品的附加值[4]。

目前食品加工工藝配方的確定，大部分以感官評分作為試驗指標。但感官評分帶有很高的主觀性，其判定方法具有模糊性，因此存在一定的局限性。模糊綜合評判的方法通過對食品感官質量中多因素的制約關系進行數(shù)學化的抽象，可以消除一般評分法帶來的主觀性和片面性，獲得較客觀的檢驗結果[5]。本文以蘋果和杏作為原料，利用正交設計并結合模糊數(shù)學法對復合飲料進行工藝配方的優(yōu)化。為蘋果和杏的綜合利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

蘋果、杏均購自當?shù)爻?，白砂糖、檸檬酸、果膠酶等均為食品級。

1.2 儀器與設備

高速離心機（上海安亭科技儀器有限公司）;JYZ-E25原汁機（九陽股份有限公司）;PRH60-70高壓均質機（北京中西遠大科技有限公司）;電子天平（上海精密儀器儀表有限公司）。

1.3 試驗與方法

1.3.1 工藝流程

①蘋果→挑選→清洗→去皮，去核→切塊→護色→榨汁→酶處理→蘋果汁;②杏→挑選→清洗→去核榨汁（護色）→酶處理→過濾取汁。將①②的果汁按照一定比例混合→調配→加入穩(wěn)定劑→均質→灌裝→封口→殺菌→冷卻→成品包裝。

1.3.2 操作要點

①原料挑選：選擇形狀飽滿、無病蟲害的新鮮產(chǎn)品;②護色：用0.1%NaCl，0.1%異Vc-Na配制護色液，護色10 min;③酶處理：添加0.05%的果膠酶，50 ℃下浸提

50 min，加熱到85 ℃，3 min，果膠酶滅活后過篩取汁。

1.3.3 正交試驗

正交設計是在單因素試驗結果的基礎上，對各因素的水平進行選擇。因素水平設計如表1所示。以感官評分為指標，結合模糊數(shù)學法確定最佳工藝配方。

1.3.4 模糊數(shù)學評價法的建立

其中感官評價目標的等級分為4個等級，即：υ={υ1，υ2，υ3，υ4}={優(yōu)，良，中，差}，分別賦予各自的分數(shù)為：優(yōu)10分，良7分，中4分，差1分。評價指標要素為X={色澤，氣味，滋味，組織狀態(tài)}。采用專家打分法，請20名專家對評價要素進行權值確定。并挑選10名從事食品飲料相關領域的學生和老師組成專家評定小組。對復合飲料的感官評價確定隸屬關系。其中感官評價的評判標準見表2

1.3.5 穩(wěn)定劑篩選試驗

在單因素基礎上，對穩(wěn)定劑選擇進行試驗，其中穩(wěn)定劑包括黃原膠、卡拉膠、海藻酸鈉、CMC-Na和明膠，以離心沉降率和復合果汁組織狀態(tài)作為選擇依據(jù)。

1.3.6 離心沉降率的測定

取復合飲料10.00 g（m1），3 000 r/min，離心15 min，稱取上清液重量m2，利用式（1）計算離心沉淀率。

離心沉淀率（%）= （1）

2 結果與分析

2.1 模糊感官評價結果

通過20名專家打分，確定各評價要素的權值，分別為色澤0.21，氣味0.25，滋味0.39，組織狀態(tài)0.15，即A=（0.21，0.25，0.39，0.15）。

表3為10個專家對復合飲料感官評價的投票結果。通過投票結果建立隸屬度矩陣Ri，將權重集合A乘以隸屬度矩陣Ri，通過模糊矩陣合成運算得到隸屬度向量Yi。其隸屬度向量分別為：Y1=（0.39，0.33，0.18，0.10），Y2=（0.42，0.33，0.18，0.09），Y3=（0.39，0.33，0.20，0.09），Y4=（0.49，0.38，0.14，0.00），Y5=（0.26，0.48，0.22，0.04），Y6=（0.35，0.40，0.22，0.03），Y7=（0.29，0.35，0.24，0.13），Y8=（0.35，0.28，0.18，0.20），Y9=（0.22，0.30，0.22，0.26）。將該結果與評價等級（優(yōu)10分，良7分，中4分，差1分）進行加權求和，得到評分結果見表4）。

由表4結果可知，影響感官評分的主次順序為A>C>B，即果汁配比>檸檬酸添加量>白砂糖添加量。最優(yōu)組合為A2B1C3，即蘋果汁與杏汁配比為4∶3，白砂糖添加量為6%，檸檬酸添加量為0.12%。即試驗號4，此時感官評分為8.76。

2.2 穩(wěn)定劑的選擇

復合飲料放置時間過長，會出現(xiàn)沉淀、分層等現(xiàn)象，為提高飲料的穩(wěn)定性和組織狀態(tài)，通過添加穩(wěn)定劑可達到穩(wěn)定的效果[6]。由表5可知，不同的穩(wěn)定劑其穩(wěn)定效果不同。當穩(wěn)定劑增加的過程中，復合果汁沉降率降低，但隨之復合果汁的組織狀態(tài)會表現(xiàn)出透明度和流動性降低。因此穩(wěn)定劑濃度并非越高越好。其中0.15%的CMC-Na能夠達到較好的穩(wěn)定效果，同時復合果汁的流動性和透明性比較好。0.15%的CMC-Na作為最終穩(wěn)定劑的選擇。

3 結論

本文以蘋果和杏作為原料，通過正交試驗，并結合模糊評價的方法，確定了復合飲料的最佳工藝配方。結果表明：復合飲料的最佳工藝配方為：蘋果汁與杏汁比例配比為4∶3，白砂糖添加量為6%，檸檬酸添加量為0.12%，在該配方下感官評分為8.76。對不同穩(wěn)定劑進行選擇，試驗表明，0.15%的CMC-Na穩(wěn)定效果較好。最終得到的復合飲料具有良好的滋味和組織狀態(tài)，協(xié)調的復合香氣。

參考文獻

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[2]程存剛，趙德英.新形勢下我國蘋果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展定位與趨勢[J].中國果樹， 2019（1）：1-7.

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[4]孫健，沈艾彬.胡蘿卜與杏復合果汁飲料的研究[J].農(nóng)產(chǎn)品加工（學刊），2014（21）：16-19.

[5]汪倩，姜萬舟，王瑞花，等.基于模糊數(shù)學綜合評價法確定燕麥麩豬肉丸中的淀粉種類[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2016，42（3）：55-60.

[6]王秀梅，李群英，袁玉超，等.果汁飲料穩(wěn)定劑在果漿飲料中的應用研究[J].中國食品添加劑，2011（3）：211-214.