基于模糊感官評價法優(yōu)化黃秋葵籽粕餅干工藝研究

李雙芳，劉雨辰，夏 琳，吳博雄，張樂樂，劉生杰，2

（1.阜陽師范大學(xué)信息工程學(xué)院，安徽阜陽 236037；2.阜陽師范大學(xué)生物與食品工程學(xué)院，安徽阜陽 236041）

黃秋葵簡稱秋葵，屬錦葵科一年生草本植物，素有“綠色人參”之稱[1]。秋葵莢果肉質(zhì)柔嫩，風(fēng)味獨特，其中含有豐富的果膠、粗多糖、純化多糖等營養(yǎng)成分，且具有助消化和降血脂等功能[2-3]。因此，近年來在我國種植面積逐漸增大，已經(jīng)成為常見的“特種蔬菜”[4]。但黃秋葵開花后莢果長勢較快，3～5 d即可成熟，若采收不及時，莢果極易老化，纖維增多，導(dǎo)致莢果食用價值較低甚至不能食用，不僅造成資源浪費，增加了農(nóng)民種植黃秋葵的風(fēng)險，而且也限制著黃秋葵產(chǎn)業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。因此，針對老熟黃秋葵的資源開發(fā)尤為重要。

在老熟黃秋葵中，籽的含量約占秋葵總質(zhì)量的50%，秋葵籽中油脂含量為18%～20%，與大豆中含油量相當(dāng)[5]，其中飽和脂肪酸∶單不飽和脂肪酸∶多不飽和脂肪酸含量之比接近1∶1∶1 的理想模式，是一種優(yōu)質(zhì)功能性油脂[6]。同時，秋葵籽中蛋白質(zhì)含量較高，且富含人體必需的氨基酸，其中蛋氨酸、蘇氨酸、色氨酸、賴氨酸可與豆類、谷類蛋白作為補充；組氨酸為維持嬰幼兒正常生理功能必需的氨基酸[7-8]。另外，秋葵籽中還富含生物堿、黃酮類等活性物質(zhì)[9-11]。綜上可知，秋葵籽可作為優(yōu)質(zhì)的食品加工原料。

近年來，針對秋葵籽加工研究主要集中在油脂提取、精煉方面，對榨油后的剩余部分即秋葵籽粕加工應(yīng)用研究鮮為報道。立足于秋葵籽粕在食品加工中的應(yīng)用研究，以秋葵籽粕為主要原料，結(jié)合模糊感官評價法探究秋葵籽粕餅干的最優(yōu)配方，為其工業(yè)化生產(chǎn)提供依據(jù)，加快其在食品工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

原料：低筋面粉、黃油、白砂糖、秋葵籽粕、小蘇打、奶粉、雞蛋，以上均購自阜陽大潤發(fā)超市。

化學(xué)試劑：硫酸銅、硫酸鉀、硫酸、硼酸、氫氧化鈉、乙醇、石油醚、甲基紅指示劑、溴甲酚綠指示劑，以上均為分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司提供；牛血清白蛋白，上海金穗生物科技有限公司提供；甲基紅，天津市北辰方正試劑廠提供；亞甲基藍(lán)，天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所提供。

1.2 儀器

JA1003 型電子天平，上海儀器有限公司產(chǎn)品；BJ-800A 型粉碎機，德清拜杰電器有限公司產(chǎn)品；DGT-G 型系列電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，合肥華德利科學(xué)器材有限公司產(chǎn)品；YXD-F90 型烤箱，上海一喜食品機械有限公司產(chǎn)品；Sox406 型脂肪提取儀，山東海能科技有限公司產(chǎn)品；UV-1950 型紫外-可見分光光度計，杰瑞爾電器有限公司產(chǎn)品。

1.3 工藝流程

①黃油融化→白砂糖稱量→小蘇打溶解→與蛋液混合打發(fā)；

②秋葵籽粕→粉碎、過篩；

①+②→與低筋面粉混合→面團揉制→搟制成型→烤制→成品冷卻包裝→感官評價。

1.4 操作要點

（1）原料預(yù)處理。取適量秋葵籽粕放入粉碎機中粉碎后，過80 目篩，得細(xì)膩的秋葵籽粕粉。

（2）白砂糖融化與糖粉、小蘇打溶解。將稱量好的黃油置于70～80 ℃條件下融化后，加入白砂糖、奶粉，并用攪拌器攪拌至溶解。

（3）蛋液混合打發(fā)。將蛋清和蛋白的混合液置于不銹鋼容器中，用攪拌器攪拌后，稱取適量蛋液加入至溶解液中攪拌，再用打蛋器打發(fā)至出現(xiàn)均勻小氣泡。

（4）輔料添加。依次加入適量的面粉、秋葵籽粉、奶粉到打發(fā)的黃油溶液中。

（5）面團調(diào)制、成型。加入少量水，將上述面粉混合物攪拌均勻，調(diào)制成面團。面團光滑有彈性，如果面團黏性過大，則放置5 min 左右，至面團黏性合適為止。將面團制成厚度為0.10～0.15 cm 的餅坯。

（6）餅干烤制。烤箱預(yù)熱5 min后，將餅坯裝入烤盤，設(shè)置上火溫度160 ℃，底火溫度150 ℃，烤制12 min。

（7）冷卻包裝。將烤制成型的餅干冷卻至室溫后裝入到包裝袋中，即得成品。

1.5 單因素試驗

以低筋面粉添加量100%為基準(zhǔn)，添加小蘇打0.07%、水適量基礎(chǔ)上，分別考查白砂糖（15%，20%，25%，30%，35%）、秋葵籽粉（15%，20%，25%，30%，35%）、黃油（15%，20%，25%，30%，35%）、奶粉（10%，15%，20%，25%，30%）對秋葵籽粕餅干感官品質(zhì)的影響。

1.6 正交試驗設(shè)計

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，進(jìn)行四因素三水平L9（34）正交試驗，得出秋葵籽粕餅干的最優(yōu)配方。

正交試驗設(shè)計因素與水平設(shè)計見表1。

表1 正交試驗設(shè)計因素與水平設(shè)計 / %

1.7 感官評價

感官評定小組由10 名食品類評測人員組成，男女各5 人，分別對秋葵籽餅干的色澤、風(fēng)味、口感、組織狀態(tài)進(jìn)行感官評分，再結(jié)合模糊數(shù)學(xué)感官評價法計算餅干的綜合評分，最終根據(jù)評分高低評判餅干的品質(zhì)。

秋葵籽粕餅干感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表2[11-13]。

表2 秋葵籽粕餅干感官評分標(biāo)準(zhǔn)

1.8 模糊數(shù)學(xué)模型的建立

（1）確定評定因素集。根據(jù)秋葵籽粕餅干的品質(zhì)特征，選擇最能反映產(chǎn)品質(zhì)量的4 個因素作為餅干成品的評價因素集M={m1，m2，m31，m4}，m1代表色澤，m2代表風(fēng)味，m3代表口感，m4代表組織結(jié)構(gòu)。

（2）確定評定因素權(quán)重。參照感官評分標(biāo)準(zhǔn)對餅干品質(zhì)劃分為優(yōu)、良、中、差4 個等級，分別對應(yīng)90，80，70，60 共4 個分值。即評論等級論域V={v1，v2，v3，v4}={ 優(yōu)，良，中，差}={90，80，70，60}。評價因素權(quán)重集X 代表秋葵籽粕餅干的評價因素在感官品質(zhì)評價中所占重要程度的集合。試驗采用用戶調(diào)查法確定權(quán)重集X=（X1，X2，X3，X41），其中X 權(quán)重集為1，各因素權(quán)重分別為色澤（0.2），風(fēng)味（0.3），口感（0.3），組織結(jié)構(gòu)（0.2），即X=（X1=0.2，X2=0.3，X3=0.3，X4=0.2）。

（3）模糊判斷及綜合評價。收集10 位感官評測人員的感官評價結(jié)果，分別計算每個樣品在4 種評價因素中分別為優(yōu)、良、中、差的票數(shù)，然后將各因素不同等級的票數(shù)分別除以總數(shù)10，得出模糊關(guān)系矩陣R；再根據(jù)模糊變換原理，將評價因素權(quán)重集X 與模糊關(guān)系矩陣R 合成，得到模糊綜合評價結(jié)果集Y=X×R，即第i 個樣品的評價結(jié)果為Yi=X×Ri（i 為1～9）=（y1，y2，…，yn）；最后將每個樣品的綜合評分賦值計算，得到每個產(chǎn)品綜合評分W=V×YiT[14-15]。

1.9 秋葵籽粕餅干營養(yǎng)指標(biāo)及微生物指標(biāo)的測定

（1）蛋白質(zhì)含量的測定：參照《GB 5009.5—2016 凱氏定氮法》，粗脂肪含量測定：參考《GB 5009.6—2016 索氏抽提法》，水分含量測定：參照《GB5009.3—2016 直接干燥法》。

（2）微生物指標(biāo)的測定。菌落總數(shù)參照《GB 4789.2—2016 菌落總數(shù)測定》，大腸菌群參照《GB 4789.3—2016 大腸菌群計數(shù)》，霉菌計數(shù)參照《GB 4789.15—2016 霉菌和酵母計數(shù)》。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果

2.1.1 白砂糖添加量對餅干感官品質(zhì)的影響

白砂糖添加量對餅干感官品質(zhì)的影響見圖1。

圖1 白砂糖添加量對餅干感官品質(zhì)的影響

餅干制作過程中，白砂糖添加后與蛋液形成濃稠的泡沫，能幫助黃油打成膨松狀的組織，提升餅干的品質(zhì)[16]。由圖1 可知，隨著白砂糖添加量的增加，酥性餅干的感官評分呈上升趨勢，當(dāng)白砂糖添加量為25%時，酥性餅干的感官評分達(dá)到最高，此時餅干甜味適中，甜味與秋葵籽粕的焦香味結(jié)合，能更大程度感受到秋葵籽粕香味，且餅干組織狀態(tài)良好。隨著白砂糖添加量繼續(xù)增多，餅干感官評分逐漸降低，餅干口味過甜且后味較苦，組織較松散，綜合口感下降。因此，確定白砂糖的最佳添加量為25%。

2.1.2 秋葵籽粕添加量對餅干感官品質(zhì)的影響

秋葵籽粕添加量對餅干感官品質(zhì)的影響見圖2。

圖2 秋葵籽粕添加量對餅干感官品質(zhì)的影響

隨著秋葵籽粕添加量的增加，餅干的感官評分逐漸增加，當(dāng)秋葵籽粕添加量為25%時，感官評分最高，此時餅干有明顯的焦香風(fēng)味，硬度適宜，回味無苦味、色澤均勻、氣孔細(xì)密。隨著秋葵籽粕的添加量增多，感官評分呈下降趨勢，此時餅干中秋葵籽粕風(fēng)味過于濃郁，后味有苦味，色澤不均勻，影響秋葵籽粕酥性餅干的風(fēng)味和組織狀態(tài)。因此，確定秋葵籽粕的添加量為25%。

2.1.3 黃油添加量對餅干感官評分的影響

黃油添加量對餅干感官品質(zhì)的影響見圖3。

圖3 黃油添加量對餅干感官品質(zhì)的影響

黃油的加入能豐富餅干的口感，阻止面粉中的蛋白質(zhì)吸水膨脹，控制面筋形成，從而使餅干面團酥軟，使餅干成品更加滋潤。由圖3 可知，黃油添加量為35%時感官評分最低，此時餅干風(fēng)味良好，但餅干的組織狀態(tài)較差，氣孔較大，極易破碎。黃油添加量為20%時，餅干的感官評分最高，餅干的香味濃郁，組織狀態(tài)、形狀最好，口感酥脆。綜上分析，確定秋葵籽粕餅干中黃油的最佳添加量為20%。

2.1.4 奶粉添加量對餅干感官品質(zhì)的影響

奶粉添加量對餅干感官品質(zhì)的影響見圖4。

圖4 奶粉添加量對餅干感官品質(zhì)的影響

在餅干中加入奶粉可以使餅干在口味上具有奶香味，在營養(yǎng)上能夠提高蛋白質(zhì)含量，在外觀上可以與糖發(fā)生美拉德反應(yīng)，形成誘人的色澤。由圖4可知，奶粉添加量為10%時，感官評分最低，此時餅干奶香味不夠充足，餅干組織氣孔少而小，口感較硬，且餅干色澤不均勻。隨著奶粉添加量增加，感官評分呈上升趨勢，奶粉的最佳添加量為20%時，餅干奶香味充足，顏色均勻，組織狀態(tài)良好，感官評分最佳。此后，隨著奶粉添加量增加，餅干中秋葵籽粕本身含有的焦香味下降，奶香味過于濃郁，且餅干色澤不均勻、顏色較重，餅干中蛋白質(zhì)含量過高，導(dǎo)致餅干較硬，口感較差。綜上分析，秋葵籽粕餅干中奶粉的最佳添加量為20%。

2.2 模糊評定正交試驗結(jié)果分析

2.2.1 秋葵籽餅干模糊感官評定結(jié)果

在單因素試驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行L9（34）正交試驗，由10 名感官分析員參照表2 從餅干的色澤、風(fēng)味、口感、組織結(jié)構(gòu)4 個方面打分，分別對不同等級票數(shù)進(jìn)行計數(shù)。

秋葵籽粕餅干感官評分票數(shù)分布見表3。

表3 秋葵籽粕餅干感官評分票數(shù)分布

2.2.2 基于模糊數(shù)學(xué)的感官評定結(jié)果分析

根據(jù)表3 中每批次餅干的感官評定結(jié)果數(shù)據(jù)，計算模糊矩陣。以樣品1 為例，色澤評價結(jié)果有6 人選優(yōu)、2 人選良、1 人選中、1 人選差，則R色澤=（6，2，1，1）。同理，R風(fēng)味=（4，3，2，1）；R口感=（5，2，2，1）；R組織結(jié)構(gòu)=（4，3，2，1）；

由此得到樣品1 的模糊矩陣如下：

根據(jù)模糊變換原理，得到樣品1 的評價結(jié)果如下：

同理，可得樣品2～9 的評價結(jié)果分別為

Y2=X×R2=（0.44，0.23，0.26，0.12）；

Y3=X×R3=（0.45，0.39，0.08，0.08）；

Y4=X×R4=（0.26，0.30，0.25，0.27）；

Y5=X×R5=（0.30，0.28，0.23，0.19）；

Y6=X×R6=（0.66，0.34，0.10，0.00）；

Y7=X×R7=（0.54，0.19，0.16，0.01）；

Y8=X×R8=（0.44，0.44，0.12，0.06）；

Y9=X×R9=（0.38，0.42，0.14，0.06）。

正交試驗結(jié)果分析見表4。

表4 正交試驗結(jié)果分析

根據(jù)綜合感官評分計算K 值及R 值，由此可見，各因素對秋葵籽粕餅干感官品質(zhì)影響的主要順序為黃油添加量（C）＞秋葵籽粕添加量（B）＞奶粉添加量（D）＞白砂糖添加量（A）。最佳條件組合為A2B3C1D3，即白砂糖添加量為25%，秋葵籽粕添加量為30%，黃油添加量為15%，奶粉添加量為25%。

2.2.3 驗證試驗

對最優(yōu)配方重復(fù)3 次試驗，并進(jìn)行感官評定分析，最終感官評分結(jié)果為94.2 分。此配方下制得的餅干色澤均勻，略帶光澤，無過膠發(fā)白現(xiàn)象，且甜味適，有濃郁的秋葵籽粕香味，口感細(xì)膩，不黏牙，斷面均勻細(xì)密。因此，模糊感官評價方法優(yōu)化秋葵籽粕餅干配方具有一定的可行性和準(zhǔn)確性。

2.3 秋葵籽粕餅干的營養(yǎng)指標(biāo)及微生物指標(biāo)的測定結(jié)果

秋葵籽粕餅干的營養(yǎng)指標(biāo)及微生物指標(biāo)見表5。

表5 秋葵籽粕餅干的營養(yǎng)指標(biāo)及微生物指標(biāo)

對最優(yōu)配方制得成品餅干的營養(yǎng)指標(biāo)及微生物指標(biāo)進(jìn)行測定，其中蛋白質(zhì)含量為（10.40±0.36）g/100 g，脂肪含量為（25.30±0.25）g/100 g。微生物指標(biāo)均符合《GB 7100—2015 食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)》中的限量標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)論

為加強秋葵籽資源的綜合利用，以秋葵籽粕粉和低筋面粉為主要原料制作餅干。經(jīng)過單因素試驗和正交試驗，結(jié)合模糊感官評定方法，得出秋葵籽粕餅干的最優(yōu)配方為白砂糖添加量25%，秋葵籽粕添加量30%，黃油添加量15%，奶粉添加量25%，在此配方下制得的秋葵籽粕餅干口感酥脆、甜度適中，富含豐富的蛋白質(zhì)和脂肪。秋葵籽粕的加入不僅改善了餅干的風(fēng)味，增加了人體獲得優(yōu)質(zhì)蛋白的來源，而且提高了秋葵籽的綜合利用率，為秋葵籽的綜合利用提供了技術(shù)參考依據(jù)。