利用模糊评价法优化大枣风味啤酒生产工艺

韩芸娇，张媛媛，夏雪芬，董施彬，张 彬

（石家庄学院，河北石家庄 050035）

模糊评价法[4-6]是用数学方法研究和处理具有“模糊性”现象的数学。所谓的模糊性主要是指客观事物差异的中间过渡界线的“不分明性”。在感官评价中，运用传统的计票法会因很多的主观因素而导致数据失去其准确性。模糊数学运用其科学的计算方法有效的避免了众多主观因素对感官鉴评结果的影响，使结果更科学准确，更具说服力。

本试验采用热水浸法[7-8]对大枣中的活性成分进行提取，利用模糊评价的分析方法对所得到的风味啤酒进行感官质量评定，优化了枣汁风味啤酒的制作工艺。本研究为枣类作物的综合利用及风味啤酒的开发提供了新的思路和新方法。

1 材料与方法

1.1 材料、仪器

材料：大枣，市售；麦芽、啤酒香花、啤酒苦花，市售。

菌种：啤酒高活性干酵母，湖北安琪酵母股份有限公司。

仪器设备：多功能电磁炉（C21-RT2110），广东美的生活电器制造有限公司；智能恒温电热套（ZNHW），上海一科仪器有限公司；电子天平（YP6001N），上海精密科学仪器有限公司；电热恒温水浴锅（DK-98-HA），天津市泰斯特仪器有限公司；台式低速大容量离心机（L550），湖南湘仪实验室仪器开发有限公司。

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1.2 实验方法

1.2.1 枣汁的制备[9]

挑选大枣1000 g，用清水洗干净，剪碎，加入5 L水，100 ℃热水浸提6 h，浸提结束后，使用8 层纱布过滤，静置，放入冰箱中备用。

1.2.2 风味啤酒的制作

取发酵瓶9 个，分别编号101、102、103、201、202、203、301、302、303，按照传统啤酒发酵生产艺进行啤酒的酿造[10-13]。

不同枣汁的添加时间的比较：

（1）编号为101、201、301 的麦汁，按照1∶8、1∶4、1∶2.5的比例将枣汁在煮沸开始时加入。

（2）编号为102、202、302 的麦汁，按照1∶8、1∶4、1∶2.5的比例将枣汁与苦花同时加入。

（3）编号为103、203、303 的麦汁，按照1∶8、1∶4、1∶2.5的比例将枣汁与香花同时加入。

1.2.3 模糊评定模型的建立[14-18]

由10 位品评员组成感官评价小组，依据感官鉴评标准[19-21]对风味啤酒进行评价（见表1），评价结果分为：优（3分），良（2分），中（1分），差（0分）。

1.2.3.1 模糊评价因素集的确定

以色泽、泡沫、香气、口味为因素集，用U 表示，则U＝｛u1，u2，u3，u4｝，式中u1=色泽，u2=泡沫，u3=香气，u4=口味。

1.2.3.2 模糊评价评语集的确定

评语集是评价者对被评价对象可能做出的各种总的评价结果组成的评语等级的集合V={v1，v2，……，vn}。根据表1 啤酒的评价标准，得到风味啤酒的评语集V=｛v1，v2，v3，v4｝，式中v1=“优”，v2=“良”，v3=“中”，v4=“差”。

表1 感官鉴评评分标准

1.2.3.3 模糊评价权重向量的确定

10位品评员根据风味啤酒的色泽、泡沫、香气、口味4 种因素对风味啤酒感官评价的影响程度进行评分，影响程度越大分数越高，4 项总分为100分。根据各因素的得分情况确定各因素的权重xi，且有∑xi=1。

1.2.3.4 模糊矩阵和模糊评价评定

根据感官评价分数，经归一化建立综合评价模糊矩阵，由模糊数学矩阵和权重向量的线性关系原理计算隶属度，得到隶属度的模糊评价评定的结果向量Y，Y=X×R。式中X 为因素集U 所对应的权重，R 为评定结果经归一化后得到的模糊关系矩阵。然后对Y 运用加权平均原则，使其连续化，得到模糊数学评定的综合得分H，对比模糊数学评定的综合得分H 与评语集标准，选出枣汁风味啤酒制作的最佳工艺方案。

2 结果与分析

2.1 权重向量的确定

产品的各项指标感官评价结果见表2，根据各因素的得分情况确定各因素的权重xi，∑xi=1。

表2 因素重要性评分表

因素U的重要性评分对应为A

权重x=A 平均∕∑ui=因素平均分数∕总分。根据表3可以得到因素集所对应的权重向量。

色泽权重x1=9.5∕100=0.095；泡沫权重x2=8 ∕100=0.08。

香气权重x3=12.5∕100=0.125；口味权重x4=70∕100=0.7。

权重向量X=｛x1，x2，x3，x4｝=｛0.095，0.08，0.125，0.7｝，式中x1为“色泽权重”，x2为“泡沫权重”，x3为“香气权重”，x4为“口味权重”，权重总和为1。

2.2 感官鉴评结果

10 名品评员根据表1 的评分标准和评分方法，对风味啤酒进行感官鉴评，结果见表3。

根据表3 可知，以编号为101 的风味啤酒为例，在对其色泽的评价中，2 人评价为优，5 人评价为良，2 人评价为中，1 人评价为差；在对其泡沫的评价中，8 人评价为优，1 人评价为良，1 人评价为中，0人评价为差；在对其香气的评价中，2 人评价为优，5 人评价为良，2 人评价为中，1 人评价为差；在对其口味的评价中，1 人评价为优，1 人评价为良，6 人评价为中，2人评价为差。

2.3 归一化模糊矩阵

将表3 中的数据归一化，经模糊数学线性转化可以得到9 个归一化后的模糊数学矩阵，见表4。分别用R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9表示，其对应的风味啤酒的编号分别为101、102、103、201、202、203、301、302、303。

表3 感官评价结果

表4 模糊数学矩阵对应啤酒编号

2.4 综合评价向量的确定

根据公式Y=X×R，用权重向量X 乘以每个样品对应的模糊数学矩阵Ri，得到每个风味啤酒的综合评价向量Yi。

2.5 模糊评定综合评分结果

利用加权平均原则，用综合评价向量乘以其对应的“秩”，使综合评价向量数据连续化，计算出风味啤酒的综合评分：

由模糊评价评分可以看出，9 个大枣风味啤酒样品的综合评分均介于2～3 之间，即在优和良之间，越接近于3，就越接近于优。根据模糊评价得分H 从高到低将样品排序为：H4＞H7＞H1＞H2＞H6＞H5＞H3＞H8＞H9。即相应编号风味啤酒的排序：201＞301＞101＞102＞203＞202＞103＞302＞303。其中，标号为201 的大枣风味啤酒的制作工艺最佳，即枣汁的添加时机应在麦汁初沸时，枣汁加入量与麦汁的比例应为1∶4。

3 结论

本实验运用模糊评价评定的方法对大枣风味啤酒制作工艺的研究，避免了传统品评方法由于主观因素带来的不确定性，以及数据连续性差等问题，使实验结果更加科学。实验结果表明，在传统啤酒酿造工艺的基础上加入枣汁，从而得到大枣风味啤酒，枣汁的最佳添加时机为麦汁初沸时，加入量为麦汁量的25%，此时口感最佳。