運用模糊數(shù)學(xué)評價法優(yōu)化石斛酸奶制備工藝

◎ 田素梅，蕭自位，馬艷粉，夏雪芬，楊新周

（1.德宏師范高等?？茖W(xué)校，云南 芒市 678400；2.云南省德宏熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，云南 瑞麗 678600）

酸奶是由牛奶發(fā)酵所制成的生物制品，含有豐富的蛋白質(zhì)和易于吸收的鈣質(zhì)，并且其所含的大量維生素和益生元能夠有效緩解乳糖不耐癥，調(diào)節(jié)腸道微生物群落[1]。鐵皮石斛（Dendrobium officinale）屬蘭科石斛屬，是多年生草本植物。在中醫(yī)里是一種著名的藥用植物，有“中華九大仙草”之首的美譽，國際藥用植物界將其稱為“藥界大熊貓”。在民間，人們將其稱作“救命仙草”。運用現(xiàn)代化學(xué)和藥理分析手段研究表明，鐵皮石斛的多糖含量較高（達(dá)20%～30%），是其主要活性成分。在功效方面，鐵皮石斛不僅能夠提高人體免疫力，同時還具有抗氧化、衰老、降血糖的獨特功效[2]。另外，經(jīng)常食用還能起到養(yǎng)陰生津、固腎強(qiáng)精、抑癌防癌、減輕疲勞的作用[2]。目前，鐵皮石斛的研究多集中在初加工產(chǎn)品，本研究擬將鐵皮石斛多糖提取液與沖泡過的奶粉相結(jié)合，利用乳酸發(fā)酵原理制作鐵皮石斛酸奶，以期獲得具有多種保健功能的鐵皮石斛酸奶。

1 材料和方法

1.1 材料

晾干的鐵皮石斛、伊利高蛋白脫脂高鈣奶粉、蔗糖等均為市售；川秀1.0 L 型酸奶發(fā)酵劑（乳酸菌）菌種。

1.2 設(shè)備儀器

超凈工作臺和發(fā)酵箱。

1.3 實驗方法

1.3.1 工藝流程

鐵皮石斛酸奶制備工藝為鐵皮石斛→清洗→浸泡→浸提→過濾→鐵皮石斛多糖提取液+水+奶粉+白砂糖→調(diào)配→預(yù)熱→均質(zhì)→殺菌→冷卻→接種→裝罐→發(fā)酵→冷藏后熟→鐵皮石斛酸奶。

1.3.2 操作要點

（1）原料的挑選與清洗。將無霉變、晾干的鐵皮石斛洗凈作為原料。

（2）石斛多糖的提取。將洗凈的原料按1 ∶30的料水比浸泡過夜。將皮石斛切段，放入不銹鋼鍋中煮沸10 min、提取溫度控制在90 ℃左右、浸提時間為2 h[3]。在此條件下，能將鐵皮石斛中所含的多糖、各類氨基酸、生物堿等多種營養(yǎng)成分提取出來[4]。

（3）原料的過濾。用尼龍布將浸提好的鐵皮石斛過濾，棄去濾渣取濾液冷藏備用。

（4）調(diào)配、均質(zhì)。將鐵皮石斛多糖提取液和奶粉按比例混合后加入適量蔗糖進(jìn)行調(diào)配，然后混合均勻。

（5）殺菌。對混合液進(jìn)行殺菌。其方法為加熱至95 ℃，維持3 ～5 min?；旌弦豪鋮s至45 ℃左右或室溫，等待接種。

（6）接種。在無菌超凈工作臺上接入乳酸菌，并使其混合均勻。

（7）灌裝。在超凈工作臺上對混合液進(jìn)行無菌灌裝，冷藏后封蓋。

（8）發(fā)酵。包裝好無菌灌裝的酸奶，然后放入恒溫箱中發(fā)酵，恒溫箱的溫度設(shè)置為42 ℃。

（9）冷卻。石斛酸奶發(fā)酵完成后，將其置于冰箱中冷藏12 ～24 h，溫度設(shè)為0 ～4 ℃，然后對其進(jìn)行質(zhì)量評價。

1.3.3 正交實驗設(shè)計

在前期單因素實驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，選取鐵皮石斛多糖提取液添加量、蔗糖添加量、乳酸菌添加量以及發(fā)酵時間為考察因素，以感官綜合評分為考察指標(biāo)，設(shè)計4 因素3 水平的正交試驗，確定石斛酸奶的最佳配方（表1）。

表1 正交試驗因素水平表

1.3.4 感官評定方法

由專業(yè)人員進(jìn)行評定，每個評定小組由10 名專業(yè)感官評定人員組成，按照優(yōu)、良、中、差4 個感官等級（表2）對石斛酸奶的滋氣味、色澤、組織狀態(tài)3 個指標(biāo)進(jìn)行評定。評定小組成員需嚴(yán)格按照食品感官評定要求進(jìn)行評定，在評定前12 h 禁止吸煙、飲酒、食用辛辣刺激的食物[5]。

表2 感官評定標(biāo)準(zhǔn)表

根據(jù)酸奶的滋氣味、色澤和組織狀態(tài)在感官評價中所具有的重要性[6-7]，將滋氣味、色澤和組織狀態(tài)的權(quán)重分別設(shè)為0.40、0.25、0.35，三者權(quán)重之和為1。權(quán)重集表示為X={X1,X2,X3}={0.40,0.25,0.35}。運用Y=XR表示石斛酸奶感官指標(biāo)的綜合評判集，式中X為權(quán)重集，R為模糊矩陣。

2 結(jié)果與分析

正交試驗感官評價結(jié)果見表3。

表3 正交試驗感官評價結(jié)果表

由表3 可知，不同感官評價員的評價結(jié)果不同，因此須建立模糊矩陣進(jìn)行進(jìn)一步分析。即

其中，矩陣R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9代表9 個實驗組，矩陣3 行數(shù)據(jù)代表石斛酸奶的3 項感官評價指標(biāo)，3 列數(shù)據(jù)代表4 項分?jǐn)?shù)項所得票數(shù)比。石斛酸奶感官特性的綜合評判集由指標(biāo)權(quán)重集X和模糊矩陣R相乘，即Y=XR。例如，Y1=XR1={0.215,0.34,0.385,0.06}，同理算出其他實驗組，結(jié)果見表4。

表4 正交試驗結(jié)果表

由表4 可知，對鐵皮石斛酸奶品質(zhì)的影響最大的是蔗糖添加量，其次是鐵皮石斛多糖提取液添加量、發(fā)酵時間和乳酸菌添加量，即B＞A＞D＞C。由正交試驗得到最優(yōu)組合為A2B3C2D2，即鐵皮石斛多糖提取液添加量30%、蔗糖添加量7%、乳酸菌添加量0.5%和發(fā)酵時間7 h。經(jīng)實驗驗證，按照此配方制作出的酸奶感官評分為88.5 分。

3 結(jié)論

運用發(fā)酵工藝制備出的鐵皮石斛酸奶最優(yōu)組合為鐵皮石斛多糖提取液添加量30%、蔗糖添加量7%、乳酸菌添加量0.5%和發(fā)酵時間7 h。按照此最優(yōu)組合制出的石斛酸奶口感細(xì)膩爽滑，酸甜適中，色澤方面表現(xiàn)為均勻的淡灰色，組織狀態(tài)無分層現(xiàn)象，風(fēng)味協(xié)調(diào)，同時兼有鐵皮石斛和酸乳的風(fēng)味。