葵花籽感官品質(zhì)的模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)研究

張 瑋，畢經(jīng)偉，薛 偉，田 軍，高 博，譚麗萍

（赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究所，內(nèi)蒙古赤峰 024031）

向日葵（Helianthus annuus L.） 屬菊科菊亞科向日葵屬植物，是世界四大油料作物之一，具有耐鹽堿、耐干旱、耐瘠薄、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，在我國內(nèi)蒙古、新疆、東北地區(qū)廣泛種植。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，2019 年我國種植面積超過85.00 萬hm2，總產(chǎn)量240.00 萬t[1]。向日葵以其較高的食用價(jià)值和廣泛的用途，已成為我國重要的經(jīng)濟(jì)作物和油料作物。

葵花籽是向日葵的果實(shí)，主要作為休閑零食及制作糕點(diǎn)的輔料，在全世界普及?？ㄗ阎懈缓G原酸、亞油酸、甾醇、維生素及微量元素等多種生物活性物質(zhì)，有益于人體健康。我國有嗑食葵花籽的傳統(tǒng)習(xí)慣，是食葵的主要生產(chǎn)國和消費(fèi)國[2]，2013—2014 年度，我國的葵花籽消費(fèi)總量為191.1 萬t，而在2019—2020 年度，則猛增至307 萬t；其中，食用葵的消費(fèi)量從156.3 萬t 增至216.0 萬t[3]。近年來，隨著向日葵產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，不同品種和質(zhì)量的葵花籽由于品質(zhì)的區(qū)別，價(jià)格也存在較大差異。人們對(duì)葵花籽的外在感官及內(nèi)在品質(zhì)的要求也不斷提高，需要注重提高向日葵的綜合品質(zhì)，以適應(yīng)市場(chǎng)需求。

與其他食品相同，葵花籽的品質(zhì)是一種復(fù)合評(píng)價(jià)因子，由產(chǎn)品外觀和許多內(nèi)在因素共同構(gòu)成，主要分為感官品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)[4]。感官品質(zhì)是指可以通過人的視覺、嗅覺、觸覺和味覺進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的品質(zhì)特性，葵花籽的營養(yǎng)成分及營養(yǎng)品質(zhì)已有較多相關(guān)研究[5-6]，但對(duì)于其感官品質(zhì)的評(píng)價(jià)尚未見報(bào)道。

食品感官評(píng)價(jià)是食品綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)的一種重要方法，是由食品感官評(píng)價(jià)者通過各種人體感知渠道（如視覺、嗅覺、味覺和觸覺等） 對(duì)其屬性做出綜合評(píng)價(jià)的系統(tǒng)分析方法[7]，能夠比較完整、全面地描述食品的感官特征。因感官評(píng)價(jià)一般采用評(píng)分法，許多數(shù)據(jù)具有一定的主觀性和模糊性，導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果具有不確定性、不穩(wěn)定性和局限性。

模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)法以模糊數(shù)學(xué)的隸屬度理論為基礎(chǔ)，對(duì)由多因素制約的食品感官品質(zhì)做出總體評(píng)價(jià)，可量化一些不易定量、邊界不清或是不能準(zhǔn)確描述的因素，避免受到人為主觀性影響和不確定性，并且能較為全面地反映食品感官的各項(xiàng)信息，提高評(píng)價(jià)結(jié)果的科學(xué)性、合理性和客觀性[8]。近年來，模糊綜合評(píng)價(jià)法在果蔬營養(yǎng)品質(zhì)、食品配方工藝優(yōu)化評(píng)價(jià)等方面應(yīng)用較多[9-14]，但在葵花籽感官品質(zhì)評(píng)價(jià)方面的研究尚無相關(guān)報(bào)道。

1 材料與方法

1.1 材料準(zhǔn)備

6 份當(dāng)年收獲的食用向日葵籽實(shí)，均由赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究所提供，經(jīng)初步篩選，剔除蟲蝕、干癟籽粒，清洗后晾曬0.5 h 瀝干水分。經(jīng)由微波爐烘焙至熟，不添加任何調(diào)味品。

1.2 感官評(píng)定方法

由10 名品評(píng)人員組成評(píng)價(jià)小組，按照葵花籽品質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)6 份葵花籽樣品進(jìn)行評(píng)定（評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見表1）。評(píng)價(jià)前要求品評(píng)人員充分了解各種感官評(píng)價(jià)指標(biāo)的含義和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。在評(píng)價(jià)過程中，評(píng)價(jià)人員需保證客觀公正，各樣品評(píng)定之間要用清水漱口。樣品評(píng)價(jià)后，對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析[10]。

表1 葵花籽感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

葵花籽感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見表1。

2 建立模糊數(shù)學(xué)模型

2.1 評(píng)價(jià)對(duì)象集建立

6 份葵花籽樣品，依次進(jìn)行編號(hào)，分別為S1，S2，S3，S4，S5，S6， 得到評(píng)價(jià)對(duì)象集S=｛S1，S2，S3，S4，S5，S6}。

2.2 因素集建立

因素集U={u1，u2，u3，u4}，其中u1表示形態(tài)，u2表示色澤，u3表示氣味，u4表示口感，即U={形態(tài)，色澤，氣味，口感}。

2.3 評(píng)語集建立

評(píng)語集V={v1，v2，v3，v4}，其中v1表示優(yōu)，v2表示良，v3表示中，v4表示差，即V={優(yōu)，良，中，差}。

2.4 權(quán)重的確定

根據(jù)形態(tài)、色澤、氣味、口感在葵花籽感官評(píng)價(jià)中的作用，可采用強(qiáng)制決定法來確定各因素的權(quán)重。評(píng)價(jià)權(quán)重集A={a1，a2，a3，a4}。將形態(tài)30%、色澤20%，氣味10%和口感40%作為權(quán)重系數(shù)的分配依據(jù)，形態(tài)、色澤、氣味、口感的權(quán)重系數(shù)分別為0.3，0.2，0.1，0.4，總和為1，即權(quán)重集A={0.3，0.2，0.1，0.4}。

2.5 模糊關(guān)系綜合評(píng)判集

模糊關(guān)系綜合評(píng)判集：

式中：Y——葵花籽感官指標(biāo)綜合評(píng)定結(jié)果；

A——權(quán)重集；

R——模糊矩陣。

3 結(jié)果與分析

3.1 感官評(píng)定結(jié)果

按照制定的感官評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)，10 名感官評(píng)定人員對(duì)6 份葵花籽的感官品質(zhì)進(jìn)行評(píng)定。

6 種葵花籽感官評(píng)定結(jié)果見表2。

表2 6 種葵花籽感官評(píng)定結(jié)果/分

3.2 建立葵花籽樣品的模糊矩陣

由表2 可知，根據(jù)感官評(píng)定結(jié)果，10 名評(píng)定人員認(rèn)為葵花籽S1形態(tài)優(yōu)的有2 人，良的有4 人，中的有2 人，差的有2 人，則得到U1=（0.2，0.4，0.2，0.2）；同理，U2=（0.6，0.2，0.2，0），U3=（0.5，0.3，0.1，0.1），U4=（0.4，0.2，0.2，0.2），把得到的4 個(gè)因素的評(píng)價(jià)結(jié)果組成一個(gè)矩陣為：

同理，

對(duì)矩陣進(jìn)行模糊變化，由模糊關(guān)系綜合評(píng)判集Y=A×R

同理，

3.3 綜合評(píng)分

將評(píng)價(jià)結(jié)果的等級(jí)優(yōu)、良、中、差依次賦予分值90，80，70，60 分，將模糊變化后綜合評(píng)判結(jié)果的各個(gè)量，分別乘以相應(yīng)的分值，并進(jìn)行加和，可得出每個(gè)樣品的最后得分：

同理，可得H2=84.4，H3=77.4，H4=74.5，H5=81.5，H6=69.9。

因此，以上6 份葵花籽樣品的感官品質(zhì)評(píng)分從高到低依次為S2＞S5＞S1＞S3＞S4＞S6。S2和S5的綜合得分高于8 分，這2 份樣品被評(píng)價(jià)為優(yōu)、良，綜合表現(xiàn)為籽粒長或長卵型，大小一致，寬、長適宜，畸形籽粒無或少；籽粒皮殼條紋無或少，光澤度較好，有香氣、無異味，口感好；S1、S3和S4綜合得分在7～8 分，這3 份樣品被評(píng)價(jià)為良、中，綜合表現(xiàn)為籽粒大小較一致，寬、長較適宜，有畸形籽粒，籽粒皮殼有條紋，光澤度較差，口感一般，香味較淡；S6的綜合得分低于7 分，該樣品被評(píng)價(jià)為中、差，綜合表現(xiàn)為籽粒寬卵形，不整齊，寬、長較適宜，畸形籽粒較多，粒色雜，皮殼光澤度差，霉斑或銹斑多，口感差，咀嚼性差。

4 結(jié)論

以6 份熟制葵花籽為試驗(yàn)材料，以色澤、形態(tài)、氣味、口感等為感官品質(zhì)權(quán)重指標(biāo)，利用模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)法，確立因素集、評(píng)語集、質(zhì)量因素權(quán)重集，建立模糊評(píng)判矩陣，應(yīng)用模糊綜合評(píng)判法對(duì)這6份樣品的綜合品質(zhì)進(jìn)行了評(píng)分和排名，排名越高，說明綜合品質(zhì)越優(yōu)，反之越差。結(jié)果表明，6 份樣品中S2的得分最高，說明綜合品質(zhì)最優(yōu)；S6的得分最低，說明綜合品質(zhì)最差。

5 討論

在模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)法中，權(quán)重的確定非常重要，在很大程度上影響最終的評(píng)價(jià)結(jié)果。研究根據(jù)強(qiáng)制決定法確定了各因素的權(quán)重，而在實(shí)際應(yīng)用中，要按照不同年份的市場(chǎng)行情、消費(fèi)者偏好及加工目標(biāo)等方面要求對(duì)各因素給予不同的權(quán)重系數(shù)[10]。

食品感官評(píng)價(jià)具有多變性和復(fù)雜性等特點(diǎn)，其結(jié)果與評(píng)價(jià)人員的個(gè)人喜好、飲食習(xí)慣等因素密切相關(guān)，但在某種程度上也具有一定的普遍性，對(duì)于同一類食品，感官品質(zhì)中的某些指標(biāo)（如葵花籽的外觀色澤、大小、硬度等） 的要求是基本一致的，因此，應(yīng)進(jìn)一步建立健全葵花籽的綜合品質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和方法，最大程度地摒除由人為主觀影響引起的評(píng)價(jià)結(jié)果的不確定性，保證評(píng)價(jià)結(jié)果的科學(xué)性、客觀性和準(zhǔn)確性。

葵花籽的營養(yǎng)成分相關(guān)指標(biāo)可由儀器測(cè)定分析得到。旨在探索建立一種感官評(píng)價(jià)的方法和模型，將模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)法和儀器分析方法相結(jié)合，對(duì)葵花籽進(jìn)行更準(zhǔn)確的品質(zhì)評(píng)價(jià)，進(jìn)一步完善葵花籽品質(zhì)評(píng)價(jià)體系，為優(yōu)質(zhì)食葵品種的選育和篩選提供理論依據(jù)。