基于AHP模糊评价法在草菇蛋卷研制中的应用

何荣军,卢　艳,王　钧,赵月钧,孙培龙

(浙江工业大学 海洋学院，浙江 杭州 310014)

基于AHP模糊评价法在草菇蛋卷研制中的应用

何荣军,卢艳,王钧,赵月钧,孙培龙

(浙江工业大学 海洋学院，浙江 杭州 310014)

摘要：以草菇蛋卷为研究对象，以感官评价为指标，以层次分析法(Analytic hierarchy process, AHP)和正交试验设计-极差分析为分析手段，研究了草菇和蛋清的比例，增稠剂的种类、加热时间以及加热温度与草菇蛋卷感官质量之间的关系，根据试验结果得到的最佳工艺参数为：m(草菇)∶m(蛋清)=1∶1，增稠剂CMC，加热时间30 s以及加热温度220 ℃.

关键词：层次分析法(AHP);食品感官;草菇蛋卷;工艺参数

中图分类号：TS217.1

文献标志码：A

文章编号：1006-4303(2015)01-0073-04

Application of fuzzy evaluation method based on AHP to the

development of mushroom with eggs rolls

HE Rongjun, LU Yan, WANG Jun, ZHAO Yuejun, SUN Peilong

(Oceean College, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, China)

Abstract:Mushroom with Eggs Rolls (MER) was taken as the research object, taking the senses organs assessment as the test indices, the AHP and the orthogonal experiment-range analysis as the means of analyzing, the optimum conditions of MER were studied with respect to the ratio of the mushroom and albumen, kinds of thickener, heating time, and heating temperature. The critical parameters of MER sensity were the ratio of the mushroom and the albumen 1∶1, thickener CMC, heating time 30s, heating temperature 220 ℃.

Keywords:analytic hierarchy process (AHP); sensory quality; Mushroom with Eggs Rolls; parameters

食用菌素有“蔬菜之王”、“素食之冠”和“药中珍品”的美誉.联合国粮农组织提出21世纪最合理的膳食结构就是“一荤一素一菇”.草菇营养丰富，含有18种氨基酸，其中8种人体必需氨基酸齐全，富含蛋白质、碳水化合物、维生素及钙、镁、铜、锌等矿物质，可以提高人体免疫功能，具有抗癌、降血脂、润肠胃以及美容等作用[1].草菇蛋卷是以草菇和蛋清为主要原料，通过加热，制成类似于蛋卷的一种休闲食品.国内外对于食品研究大多数集中在加工技术及工艺优化方面，在食品感官方面的评价以及品质感官评价方面的研究相对比较少.目前，在食品感官评价方面的研究主要有以下几种常用的分析方法，较常用的有食品感官分析、主成分分析以及百分制得分分析等，但由于评分标准以及评价主体的主观性的不统一，个别因素会影响品质评价的效果，从而对评价的结果有所怀疑[2].

层次分析法(Analytic hierarchy process, AHP)首先将要分析的决策问题置于一个庞大的系统中，这个系统中存在多种因素，并且这些因素相互之间也存在的关系，同时要将这些问题层次化，形成了一个有层次的分析结构模型.运用数学方法与定性分析相结合，通过层层排序和层层递进，最终根据各方案计算出的各因素所占的权重，来辅助于决策[3-4].但是层次分析定量数据较少，定性成分多，不易令人信服.层次分析法评价食品的感官质量在我国还不太普遍，目前食品的品质多以感官指标检验为主，其感官指标评价标准的本身是模糊的，针对这一特点，通过层次分析法来评价食品感官质量更为科学和客观[5].本试验的目的是运用AHP模型来确定影响草菇蛋卷因素的权重值，并且通过综合评价值来对草菇蛋卷的工艺进行优化.

1试验方法

1.1草菇蛋卷试验因素水平表设计

为更好的选择草菇蛋卷的各个配料以及条件的控制，试验采用正交试验法进行最佳配料和条件的选择，试验因素水平表的设计见表1.

表1　试验因素水平表

将正交试验L9(34)的9个样品进行模糊感官评价.

1.2评价员的选择和评价方法

感官评定的评价员是影响感官评定结果的关键因素，根椐感官评定的试验特点，合格的评价员须具有一定的专业知识、良好的感觉敏锐性及基本的感官评定知识与技巧.本次试验的评定小组由15名专业人员组成，设定对产品的外观(形状，色泽)、滋味(甜味，咸味，焦糊味，菇味，肉香味，味觉协调性)、咀嚼感(干湿性，咀嚼协调性，软硬度)3个主因素和11个副因素进行感官评价.评定人员是必须身体健康，无吸烟、嗜酒等嗜癖和变态反应，同时对色、香、味、形有较强的分辨力和较高的灵敏度.感官鉴别的时间在上午9:00—10:00，不可以在餐前餐后1 h参与鉴别.鉴别时最适温为常温15～25 ℃.在鉴别时应注意避免混杂外来气味并保持口腔清爽，同时需要保持良好的情绪，并且评价人员不可以进行任何的交流[6].

1.3模糊感官评价法权重的确定

根据确定的3个主因素和11个副因素在草菇蛋卷的食品感官评价中的作用，采用层次分析法(AHP)确定各质量因素的权重.

层次分析法的主要目的是在复杂的决策问题的影响因素、本质及其内在关系等进行深入分析的基础上，利用相对较少的定量信息使决策的过程数字化.尤其适合于对决策结果难于直接准确计量的场合.层次结构一般分为三层，最上面为目标层，最下面为方案层，中间为指标层(准则层)。若上层的每个因素都支配着下一层的所有因素，或被下层的所有的因素影响，则称为完全层次结构，否则为不完成层次结构[8]。本实验时运用层次结构分析，该分析过程注重定性与定量相结合，去除了一些偶然因素造成的不同人认识上的主观上的差异，通过计算得到不同评价指标的权重值，进而得到草菇蛋卷品质情况的综合得分[9-11].

最后层次分析法对其进行一致性的检验，通过计算单排序一致性指标(CI)和平均随机一致性指标(RI)来实现的，CI为一致性指标，当判断矩阵具有完全一致性时，CI=0.λmax-n越大，CI越大，矩阵的一致性较差，需要将CI与平均随机一致性指标RI进行比较，随机一致性指标RI的值如表2所示[12].

表2　随机一致性指标RI的值

CR为一致性指标值与平均随机一致性指标值的比值，若CR≤0.10，则认为该判断矩阵具有完全一致性，通过计算求得的权重系数Wi可以较好的反映上一级指标中各指标的相对重要程度；若CR>0.10，则需对两两比较的取值进行修正，直到满意为止[13-14].

2评价结果与数据统计

2.1AHP评价法因素权重的确定

如图1所示，为草菇蛋卷感官评价因素层次分析表.通过对草菇蛋卷的充分了解，影响食品感官的因素分为主因素和副因素.

图1　草菇蛋卷品质评价体系分层模型Fig.1　Hierarchical model of DMR quality assessment system

AHP方法是通过对11个因素之间两两比较，得到判断矩阵，再根据判断矩阵可以求出矩阵的特征向量和最大特征值，前者给出了排序的依据，即权重，如表3所示.后者是关于一致性的测度.本试验的CR=CI/RI=0.048<0.1，即表明了AHP方法所建立的判断矩阵具有满意的一致性[15-18].

表3　AHP模型判断矩阵计算结果

2.2运用AHP分析法的感官评价结果

由15 人组成的评议组，在专门的试验环境中对9个样品按不同的因素进行逐一评价，按照百分制打分，其结果为所打的分数×权重，最后将评价人员的结果收集起来，进行数据统计分析，结果如表4所示.

2.3数据处理

将表4中的各个样品的质量因素联合各个样品所有因素的评价结果，得到模糊矩阵Kij为

其中：j=1,2，…,9为样品编号；i=1，2，…,11为质量评价因素；rij表示第j个样品在第i个评价因素的条件下的得分[19-21].

表4　小组评分结果

根据矩阵变换原理：X=AK，则对第j号样品的评价结果为Xj=AKj,所以样品的综合评价结果见表4.同理，可以得出其他样本的综合评价得分并进行直观分析法(极差分析法)[22-26]，见表5.

表5　草菇蛋卷品质评价指标综合得分

注：1) 草菇和鸡蛋清质量比因素；2) 增稠剂的种类因素；3) 加热时间的因素；4) 加热温度的因素.

从表5结果直观分析可以看出：各因素对草菇蛋卷的影响顺序为A>C>D>B.最佳工艺应为A2B1C3D3，即m(草菇)∶m(蛋清)=1∶1，增稠剂为CMC，加热时间为30 s以及加热温度为220 ℃.

3结论

层次分析法(AHP)是一种综合分析方法，运用层次分析法可以确定具体的评价指标体系和各级指标的权重，减少传统上确定权重过程中的主观随意的成分，使得评价结果客观公正，有较高的可信度[28]。从AHP分析中可以看出∶菇味占的比例比较高，达到了32%，这与草菇蛋卷产品的目的有着异曲同工的效果.同时，利用AHP法对草菇蛋卷进行综合感官评定，使带模糊性、主观性的感官评价方法得到量化，并且提高了试验的客观性和科学性，能更准确地说明样品的感官质量.通过运用AHP和正交极差分析对草菇蛋卷制作过程中的关键工艺参数进行优化.其最优工艺参数为m(草菇)∶m(鸡蛋清)=1∶1，增稠剂CMC，加热时间30 s以及加热温度220 ℃.本实验应用层次分析法，来确定指标因素相对于相对于总指标的相对权重比，这对于食品工艺综合评价这种复杂评价的体系来说，层次分析法是一种较好的解决方法，这也为食品工艺的优化提供了一种分析化学，可以很好的将客观分析数据与主观判断结果定量化.

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(责任编辑：刘岩)

作者简介：何荣军(1978—)，男，浙江龙泉人，讲师，主要从事食品化学的研究工作，E-mail:hrjun@zjut.edu.cn.

基金项目：浙江省自然科学基金资助项目(LY12H28007)；浙江省食药用菌产业技术创新战略联盟项目(2011LM201)

收稿日期：2014-09-26