模糊綜合評判結(jié)合響應(yīng)面優(yōu)化杭胎菊復(fù)合飲

馬曉麗，李曉丹，楊艷君，陳林晶，陳煜熒，馮 冰

（1.晉中學(xué)院生物科學(xué)與技術(shù)系，山西 晉中 030619；2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山西 太谷 030800）

杭白菊被記載于《中華人民共和國藥典》中，具有抗氧化性、保護(hù)心血管等作用，對神經(jīng)中樞有一定舒緩作用，還具有清肝明目、解熱和抑菌等功效.與杭白菊相比，胎菊中含有的抗氧化作用的成分較多，能夠延緩衰老，且胎菊中還含有對人體有益的18 種氨基酸及15 種微量元素，對高血脂、高血糖、冠心病等具有特殊療效，對失眠、腸炎也具有一定的作用，而這些微量元素一般杭白菊、野菊花中是沒有的.山茱萸中多為多糖和還原糖，加工制作時發(fā)生分解反應(yīng)，形成獨(dú)特風(fēng)味以及藥理功用.其在食品中的利用仍處于剛開始的階段，其真正的營養(yǎng)功效、保健價值遠(yuǎn)沒有被人們充分認(rèn)識，亟待深入挖掘研究［1］.知母在發(fā)燒感冒、高熱煩渴、肺熱燥咳、腸燥便秘的時候能起到很好的療效，但大多用于醫(yī)藥方面，在食品中的應(yīng)用還很少.隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，采用藥食同源的植物和各種茶類作為原料，著重突出茶飲料的保健功效［2～4］，是當(dāng)前的重點(diǎn)研究項(xiàng)目. 目前國內(nèi)以菊花為主料的功能性飲品，大多以野菊花和杭白菊為原材料主料，使用杭胎菊的很少，并且以杭胎菊、知母、山茱萸等為原料制作混合飲料在國內(nèi)尚未見到，因而研制這種新型復(fù)合飲料，具有一定的經(jīng)濟(jì)價值［5～7］.

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

杭胎菊：安國市忠義藥材有限公司；知母：通化市三寶參茸商貿(mào)有限公司；山茱萸：深圳市得禾堂生物科技有限公司；食品級檸檬酸鈉、食品級檸檬酸、食品級維生素C：優(yōu)寶嘉食品旗艦店.

1.2 試驗(yàn)儀器

電子天平：上海上天精密儀器有限公司；超聲波粉碎機(jī)：浙江紅景天工貿(mào)有限公司.

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 添加劑調(diào)配單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)［5，6］

檸檬酸添加量的影響：添加VC 0.1 %，蜂蜜13%，檸檬酸鈉0.09%，檸檬酸分別為0.006%、0.008%、0.01%、0.012%、0.014%.設(shè)置隨機(jī)編碼依次為332、345、358、369、320.

蜂蜜添加量的影響：添加VC 0.1%，檸檬酸0.006%，檸檬酸鈉0.09%，蜂蜜分別為3.3%、6.6%、10%、13%、16%. 設(shè)置隨機(jī)編號依次為459、448、437、332、429.

檸檬酸鈉添加量的影響：添加VC 0.1%，蜂蜜13%，檸檬酸0.006%，檸檬酸鈉分別為0.07%、0.08%、0.09%、0.1%、0.11%.設(shè)置隨機(jī)編號依次為225、201、332、230、249.

1.3.2 感官評價

選擇100 個在色、香、味等感官上具有靈敏性的評估人員，依據(jù)本身的喜好和對于評價的各感官目標(biāo)重要水平的心理預(yù)期對產(chǎn)品色澤、味道、氣味、形態(tài)四項(xiàng)感官指標(biāo)進(jìn)行打分，并將產(chǎn)品編號打亂順序進(jìn)行評測.利用模糊矩陣得出綜合評分［7～9］，評判論域U=｛u1（味道），u2（形態(tài)），u3（氣味），u4（色澤）｝［10］.（見表1）

表1 感官評分表

1.3.3 杭胎菊飲料調(diào)配的響應(yīng)面設(shè)計(jì)優(yōu)化

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上采用Box-Behnken 中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)，通過3 因素3 水平的RSM 分析試驗(yàn)，以綜合評分為評價標(biāo)準(zhǔn)，分析檸檬酸添加量、蜂蜜添加量和檸檬酸鈉添加量對復(fù)合飲料綜合評分的影響［11～14］.（見表2）

表2 實(shí)驗(yàn)因素與水平表

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)采用三組平行，用IBM SPSS 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析并且通過多重比較的方法分析其顯著性，之后用Origin 2021 軟件進(jìn)行作圖和方差分析.用Design-Exper 8.0.6.1 軟件進(jìn)行響應(yīng)曲面分析方法.

2 結(jié)果與分析

2.1 添加劑配比綜合模糊評分法評判飲料調(diào)配的單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見表3、表4）

表3 調(diào)配工藝的感官評價結(jié)果 單位：人

表4 各編號飲料的模糊綜合評分及其權(quán)重

通過以上4 個表分析可知，編號為332～320 的飲料為檸檬酸添加量的影響，經(jīng)過綜合模糊評分法得出檸檬酸添加量為0.008%時狀態(tài)為最好；編號為459～429，其中包括332 的飲料為蜂蜜添加量的影響，經(jīng)過一系列計(jì)算可知百花蜂蜜添加量為10%時狀態(tài)為最好；編號為225～249，其中包括332 的飲料為檸檬酸鈉添加量的影響，通過模糊評分可知檸檬酸鈉添加量為0.09%時狀態(tài)為最好.

2.2 杭胎菊飲料調(diào)配的響應(yīng)面結(jié)果（見表5）

通過表5 可知，響應(yīng)面設(shè)計(jì)的整體模型是極顯著的P=0.001 4，當(dāng)P＜0.05 時模型為顯著，P＜0.01為極顯著.蜂蜜添加量為極顯著P=0.001 4，交互項(xiàng)AC 為顯著P=0.043 4，BC、A2、B2、C2為極顯著P 值分別為0.005 7、0.003 0、0.006 9、0.000 9. 失擬向不顯著P=0.079 2.影響杭胎菊復(fù)合飲的三個因素從大到小分別為B（蜂蜜添加量）、A（檸檬酸添加量）、C（檸檬酸鈉添加量）.

表5 杭胎菊調(diào)配飲料模糊綜合評分實(shí)驗(yàn)結(jié)果方差分析表

經(jīng)Design-Expert.V.8 軟件分析，三因素?cái)M合后模糊綜合評分的回歸方程如下：

綜合模糊評分回歸方程的R2為0.943 2，接近1，說明實(shí)驗(yàn)與模型擬合度好，試驗(yàn)的響應(yīng)值可以應(yīng)用這個方程實(shí)行預(yù)測.

經(jīng)響應(yīng)面軟件分析杭胎菊復(fù)合飲各添加劑的實(shí)際最佳添加量為：檸檬酸添加量為0.08‰，蜂蜜的添加量為9.80%，檸檬酸鈉的添加量為0.09%，綜合評分為6.133.

根據(jù)響應(yīng)面軟件中Numerical 調(diào)整綜合評分中的大小值，輸入不可達(dá)到的最大值和最小值.通過軟件分析，預(yù)測檸檬酸添加量為0.08‰、蜂蜜添加量為6.60%、檸檬酸鈉添加量為0.09 %時綜合評分為最大值6.995 96.并對預(yù)測的最優(yōu)條件進(jìn)行驗(yàn)證，對其進(jìn)行三次平行試驗(yàn)，并計(jì)算偏差.如果偏差≤5%則預(yù)測值可用.（見表6）

表6 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果

經(jīng)過實(shí)際和預(yù)測值的綜合評分比較，預(yù)測值中的偏差≤5%，故可以選擇預(yù)測值中的添加劑量.

3 結(jié)論

本研究為調(diào)配出一種口感香甜、氣味清新的新型復(fù)合飲.之后以感官評價結(jié)合綜合模糊評分法在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上結(jié)合響應(yīng)面進(jìn)行優(yōu)化，最終得出的添加量為：檸檬酸添加量為0.008%、蜂蜜添加量為6.60%、檸檬酸鈉添加量為0.09%、VC0.1%.本飲品色香味俱佳，具有清新獨(dú)特的香氣，是符合現(xiàn)代人追求的天然、安全、健康的保健飲品.