模糊数学感官评价法优化无蔗糖山楂果渣饼干配方

苏玖玲，张晓娜

（新乡工程学院食品工程学院，河南 新乡 453000）

山楂，核坚硬，果皮薄，有轻微的酸味。山楂既可生吃，也可以制作成果糕、果汁等，晒干后可入药，具有降血脂、降血压、抗心律失常、消食化滞的功效，对胸膈脾满、疝气、血瘀等病症均有较好的治疗效果[1]。

三氯蔗糖，俗称蔗糖素，是一种高倍甜味剂，具有较高的稳定性，耐光、耐热、耐酸碱，低能量，高甜度，甜味纯正，安全度高等优点的三氯蔗糖，是最理想的甜味剂之一[2]。

传统曲奇饼干酥软、香甜可口、制作方便，受到广大消费者的喜爱，但由于其高热量、高油脂、难以被人体消化等特点，部分消费者难以接受[3]。在饼干中添加山楂果渣，可使其带有山楂独有的清香，不仅能够提高产品的质量和口味，还能起到一定的保健功效。使用三氯蔗糖代替蔗糖，可以解决传统曲奇饼干高糖、高热量的问题，制作出适宜肥胖症和糖尿病高风险人群及患者食用的饼干[4]。而模糊数学感官评价法的应用则可以综合考虑所有评价因素及权重，能够避免其他评价方法容易出现的主观性较强的问题，使评价结果更具科学性和客观性[5]。通过在普通曲奇饼干配方中添加山楂果渣，使用三氯蔗糖代替蔗糖，采用单因素试验和正交试验等试验方法，探究无蔗糖山楂果渣饼干的最佳制作配方，以期获得适合于更多消费者的低热量、无蔗糖功能性曲奇饼干。

1 材料与方法

1.1 试验材料

山楂、鸡蛋，市售；低筋面粉，中粮集团有限公司提供；三氯蔗糖，河南万邦实业有限公司提供；黄油，广汉喜禾食品有限公司提供。

1.2 试验设备

YP10001 型电子天平，上海佑科仪器仪表有限公司产品；养生破壁机，中山市怡馨电器有限公司产品；FF-68-98 型多功能烘干机，瑞安市峰发食品机械厂产品；FW-100 型高速万能粉碎机，北京科伟永兴仪器有限公司产品；BL-4 型食品电烘炉，广州达尔信食品加工机械有限公司产品；电动打蛋器，中山市朗飞电子电器有限公司产品。

1.3 试验方法

1.3.1 基础配方

以低筋面粉质量为基准，黄油87.5%，山楂果渣26%，三氯蔗糖0.5%，鸡蛋液26%，面火温度160 ℃，底火温度150 ℃，烘烤时间22 min。

1.3.2 工艺流程

黄油、三氯蔗糖→打发→加入低筋面粉、山楂果渣、鸡蛋液→搅拌→冷冻成型→切片→烘焙→冷却→成品。

1.3.3 操作要点

（1） 山楂果渣的制备。将山楂鲜果去核去梗，放入破壁机中进行破壁搅拌。搅拌完成后，放入纱布中，将水分充分挤压出来。随后在烘干机中烘干，并使用高速万能粉碎机制成粉末状[6]。

（2） 打发。使用打蛋器打发黄油至发白糊状。

（3） 搅拌。加入过筛低筋面粉、山楂果渣、鸡蛋液，调制成均匀面团。

（4） 冷冻成型。将面团放入模具中挤压成型，冷冻30 min。

（5） 切片、烘焙、成品。切成均均薄片，面火温度160 ℃，底火温度150 ℃，烘烤时间22 min，冷却后即得成品。

1.3.4 配方优化

（1） 单因素试验。设计单因素试验，分别改变基础配方中山楂果渣添加量（8%，17%，26%，35%，44%）、鸡蛋液添加量（8%，17%，26%，35%，44%） 及三氯蔗糖添加量（0.2%，0.3%，0.4%，0.5%，0.6%），制作饼干并进行感官评定，研究各因素对无蔗糖山楂果渣饼干感官品质的影响。

（2） 正交试验。根据单因素试验的结果，设计正交试验[7]。以模糊数学感官综合评分作为指标，确定无蔗糖山楂果渣饼干最佳的工艺配方[8]。

正交试验因素与水平设计见表1。

表1 正交试验因素与水平设计/%

1.3.5 感官评价

组建感官评价小组，成员包含5 名男生、5 名女生，在口感、色泽、风味、外形、组织结构5 个方面对无蔗糖山楂果渣饼干进行感官评价。

无蔗糖山楂果渣饼干感官评定标准见表2。

表2 无蔗糖山楂果渣饼干感官评定标准

1.3.6 模糊数学感官评价模型建立

（1） 建立评价因素集合。设产品的评价因素集合为U={u1，u2，u3，u4，u5}，其中，u1= 口感、u2=色泽、u3=风味、u4=外形、u5=组织结构。

（2） 建立评价评语集合。设产品的评价评语集合为V={v1，v1，v3}，其中v1、v2、v3分别代表优、中、差。

（3） 建立权重集。选择10 名不同年龄、不同性别的评价员，采用“0～4 评判法”[9]确定权重，表示为W={0.27，0.24，0.27，0.15，0.07}，即口感、色泽、风味、外形、组织结构分别占比0.27，0.24，0.27，0.15，0.07。

（4） 确定模糊数学矩阵及感官评分。评价员根据评价标准对样品进行评价，然后将结果中优、中、差的数量除以评价员人数，即得出评价因素集中优、中、差所占比例从而建立样品的模糊矩阵R，再依据公式B=W·R计算各样品的综合评价结果。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果与分析

2.1.1 山楂果渣添加量的确定

山楂果渣添加量对饼干感官评分的影响见图1。

图1 山楂果渣添加量对饼干感官评分的影响

由图1 可知，当山楂果渣添加量不超过17%时，饼干的感官评分逐渐增加。当山楂果渣添加量为17%时，饼干具有较浓郁的山楂香味，口感风味达到最佳，此时饼干感官评分最高；当山楂果渣添加量超过17%时，饼干的山楂香味非常浓郁，但是也导致饼干过于酸涩，饼干色泽也逐渐变黑，从而使饼干的感官评分逐渐降低。

2.1.2 三氯蔗糖添加量的确定

三氯蔗糖添加量对饼干感官评分的影响见图2。

图2 三氯蔗糖添加量对饼干感官评分的影响

由图2 可知，当三氯蔗糖添加量不超过0.4%时，饼干的感官评分逐渐上升。当三氯蔗糖添加量为0.4%时，饼干风味均衡，达到酸甜平衡，口感风味最佳，此时饼干感官评分最高；当三氯蔗糖添加量超过0.4%时，饼干甜味过重导致饼干过于腻口，从而使饼干酸甜失衡，饼干感官评分逐渐下降。

2.1.3 鸡蛋液添加量的确定

鸡蛋液添加量对饼干感官评分的影响见图3。

由图3 可知，当鸡蛋液添加量不超过17%时，饼干的感官评分逐渐上升。当鸡蛋液添加量为17%时，饼干外形、组织结构达到最好，风味口感达到平衡，此时饼干的感官评分最高；当鸡蛋液添加量超过17%时，饼干结构变得发黏发软，影响口感，导致饼干的感官评分有所下降。

2.2 模糊数学感官评价结果

2.2.1 模糊矩阵

10 名评价员对正交试验9 组饼干的评价，并建立模糊矩阵R[10]。

饼干感官评价结果见表3。

表3 饼干感官评价结果

以样品1 为例，将表3 结果转化为模糊矩阵R1如下：

2.2.2 模糊变换

依据模糊变换原理可知B=W·R；对应第i号样品评价结果为Bi=X·Ri，使用矩阵乘法计算综合感官评分。以1 号样品为例，对样品进行综合评价的结果如下：

同理可得B2～B9的综合评价结果为：B2=（0.520，0.381，0.099）；B3=（0.477，0.463，0.060）；B4=（0.620，0.320，0.060）；B5=（0.707，0.278，0.015）；B6=（0.538，0.440，0.022）；B7=（0.513，0.424，0.063）；B8=（0.387，0.574，0.039）；B9=（0.280，0.661，0.059）。

2.3 正交试验结果与分析

为了更好地比较各样品感官品质的优劣，分别赋予优、中、差3 个等级90，70，50 分，再将综合评价结果的各数值与对应的等级分数相乘，并相加求和，可得出每个样品的最终模糊感官评分。

正交试验结果见表4。

表4 正交试验结果

由表4 可知，A因素对饼干感官品质影响最大，其次是C因素，最后是B因素，即山楂果渣添加量影响最大，三氯蔗糖添加量影响最小。因为山楂果渣改变了饼干的色泽，使其呈现红色，同时也使饼干带有山楂的口感和风味，因此山楂果渣添加量影响最大。K值分析显示无蔗糖菠萝果渣曲奇饼干的最优组合为A2B2C3，与正交试验最优结果第5 组一致，即山楂果渣添加量为17%，三氯蔗糖添加量为0.4%，鸡蛋液添加量为26%。

3 结论

通过单因素试验确定山楂果渣添加量、三氯蔗糖添加量、鸡蛋液添加量对无蔗糖山楂果渣饼干的感官品质的影响，从而得出每个变量的最优水平。以模糊数学感官评定结果为依据通过正交试验确定出无蔗糖山楂果渣饼干的最佳配方，即以低筋面粉质量为基准，在低筋面粉100%，黄油87.5%，面火温度160 ℃，底火温度150 ℃，烘烤时间22 min 的条件下，添加山楂果渣17%，三氯蔗糖0.4%，鸡蛋液26%。此配方制作出的饼干对比普通的曲奇饼干，不仅口感带有山楂风味，酸甜可口，色泽微红，还具有调节肠胃功能，促进消化的保健功能，同时也降低了饼干的热量，使饼干更加符合现代人对健康饮食的需求。