应用模糊数学建立油淋牦牛干巴的感官品质评价体系

包高良,刘亚娜,韩冬洁,孙宝忠,张　丽,谢　鹏,李海鹏

(1.中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,北京 100193；2.甘肃农业大学食品科学与工程学院,甘肃兰州 730070)



应用模糊数学建立油淋牦牛干巴的感官品质评价体系

包高良1,2,刘亚娜1,2,韩冬洁1,2,孙宝忠1,*,张丽1,2,谢鹏1,李海鹏1

(1.中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,北京 100193；2.甘肃农业大学食品科学与工程学院,甘肃兰州 730070)

为了建立油淋牦牛干巴的感官特性评价方法,本实验选取云南香格里拉牦牛干巴为实验对象进行油淋牦牛干巴的制作,用M值法筛选出用于评价油淋牦牛干巴的备选指标,并且运用模糊优先关系排序决策法和强制决定法,优选出具有代表性的指标并确定其权重分配,采用百分制建立油淋牦牛干巴感官品质评价体系,进一步选取3组样品作验证实验。结果表明:排序优选出10项指标用于建立油淋牦牛干巴感官品质评价指标包括色泽、哈喇味、膻味、油炸味、肉滋味、咸味、肉质颗粒感、硬度、残渣度、咀嚼性,并确定其权重分配,色泽、肉滋味和咸味权重均为15,肉质颗粒感、咀嚼性、油炸味和哈喇味权重均为10,硬度、残渣度和膻味权重均为5。验证实验结果显示,厚度为2 mm样品感官评价总分最高,在肉质颗粒感、膻味、哈喇味、肉滋味和咸味等感官指标方面,厚度为2 mm样品感官评分最高。因此,采用模糊数学法建立的油淋牦牛干巴感官评价标准能客观准确地评判油淋牦牛干巴感官品质,该体系的构建为油淋牦牛干巴感官品质评价研究提供理论参考依据。

牦牛干巴,油淋,感官评价,模糊综合评判法

牦牛是中国青藏高原特有的畜种,中国牦牛存量世界第一[1-2]。牦牛干巴是一类以牛胴体分割肉为原料,采用低温腌制(15～20 d)、干燥(5～7 d)等工艺加工制成的发酵牛肉制品,属于发酵肉制品中的块状发酵肉制品[3]。牦牛干巴是我国西南地区独具特色的腌腊制品,因其质地在长期贮藏过程中逐渐失水而变得干硬,故称为“干巴牛肉”[4],是在一定历史条件下以保存为首要目的而形成的产品[5]。油炸(油淋牦牛干巴)是其主要的食用方式,油炸过程中在高温条件下食物中水分流失,油脂进入代替原来水分位置变成油脂食品重要的组成部分,增加了食品营养价值[6],随着人们生活水平的提高,牦牛肉产品品质受到了前所未有的重视。与此同时消费者对油淋牦牛干巴品质的要求也越来越高,如何评价此类产品品质也越来越受到重视。

目前,有关牦牛干巴的研究主要集中在牦牛干巴的制作工艺及腌制过程中牦牛干巴微生物变化[7-8],油淋牦牛干巴味道鲜美,但是此类产品评价标准制订的工作在国内外均属空白,关于牦牛肉产品感官评价的研究较少[9-10],研究一种客观、简单易行、结果准确的评价方法刻不容缓[11],模糊数学法因其科学严谨,评价结果客观准确,在感官评价过程中被许多学者采用[12]。曹雪慧等[13]将模糊数学综合评判法用于鸡肉的感官评定,通过各指标权重的确定,更加客观地判断鸡肉的等级和优劣。康志敏等人[14]应用模糊优先关系排序决策方法,选择出9个油条感官品质指标,用于油条品质评价。杨远剑等人[15]采用感官评价方法,筛选出羊肉食用品质评价指标,建立了羊肉食用品质感官评价和客观评价方法,科学地表征羊肉的食用品质。钱聪[16]应用模糊数学对不同原料肉制作的发酵牦牛肉感官质量进行综合评价,根据最大隶属度原则,判断产品所属等级,模糊数学能较客观准确地评价产品的感官品质。然而,对于油淋牦牛干巴感官品质评价方法的研究尚未见报道,国内对此类产品的感官品质没有建立评判标准。

因此,本研究选取云南香格里拉牦牛干巴为实验对象,进行油淋牦牛干巴的制作,并且采用模糊数学法建立其感官评价标准,进一步实验验证感官评价标准的客观准确性,以期为油淋牦牛干巴食品产业的发展提供理论参考依据。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

牦牛干巴云南香格里拉；食用油山东鲁花集团有限公司。

PC32M2型平底锅武汉苏泊尔炊具有限公司；RT2155型电磁炉南阳市联强电器有限责任公司；一次性纸盘上海坚尔美塑胶实业有限公司；牙签浙江天竹工贸有限公司；WED-B250A-1型切片机佛山市顺德区勒流镇威尔顿机械设备有限公司。

1.2实验方法

1.2.1油淋牦牛干巴制备牦牛干巴垂直肌纤维切成厚度为2～3 mm的切片[17],汆水去盐,在油温为140～160 ℃油锅中炸3 min[17],然后放入白色餐盘中待评。评价过程中提供纯净水给品评人员,用于消除样品之间的影响。油淋牦牛干巴制作工艺如图1所示。

图1油淋牦牛干巴制作工艺
Fig.1Production process of frying of dry-cured yak meat

1.2.2收集感官描述词用于评价油淋牦牛干巴的感官描述词参考国标GB/T 10221-2012

[18]

,分别从外观、气味、滋味、质地整理归纳,创造最大可能数量的描述词调查表。

1.2.3首次筛选描述词邀请12位(5男7女)具有食品专业背景的评价员组成评价小组。筛选感官描述词之前,向每位评价人员讲解评价内容,然后将油淋牦牛干巴送交给评价员(每人3份样品),评价员对能够感知到的描述词采用划勾法填写最大可能数量描述词的调查表(表1)。整个评价过程在实验室进行,不允许评价人员在评价过程中相互交流,最后统计问答表。

1.2.4M值法复筛邀请12位感官评价人员对首次筛选到的感官描述词按图2[19]所制定的标度对待评样品(每人3份样品)进行品评。规定“0”表示没有感受到描述的感官品质特性,“1”表示感受到描述的感官品质特性弱,“2”表示感受到描述的感官品质特性稍弱,“3”表示感受到描述的感官品质特性平均,“4”表示感受到描述的感官品质特性稍强,“5”表示感受到描述的感官品质特性强。收回调查表并统计出每个描述词的M值[20]。对油淋牦牛干巴感官评价描述词的M值分析后,确定用于评价油淋牦牛干巴的备选指标,并对各描述词从U1到U12进行编号。M值法参照国标《GB/T16861-1997通过多元分析方法鉴定和选择用于建立感官剖面的描述词》。

图2描述词强度的标度图
Fig.2The scale figure of descriptors strength for frying of dry-cured yak meat

1.2.5确定各指标优先排序由M值法确定好油淋牦牛干巴感官品质评价备选指标,按照图3设计的感官评价模糊二元对比评分标准,对用于评价油淋牦牛干巴感官品质的备选指标进行二元对比打分,以评价人员的感官评价数据为基础作优先排序,例如将色泽和易咬入度进行对比时,将易咬入度作为基准元,就可以给出色泽的对比评分。如12位评价人员给出的色泽对比评分总分为66分,那么色泽对易咬入度的优先选择比r

12

=66/120=0.550,相应的切面纹理度对灰白色的优先选择比r

21

=1-r

12

=0.450,利用这种方法,计算所有指标的优先选择比,组成优先选择比矩阵。设论域U={U1,U2,…,U12}为12个油淋牦牛干巴的备选指标,对这12个备选指标运用模糊数学方法,建立模糊优先关系,然后将这些备选指标进行排序。然后采用阈值计算排序法

[21]

,即在评价指标优先选择比矩阵中,取各行非对角线上的元素最小值,找出这些最小值中的最大值,那么该最大值所在的行代表的对象即为最优越,去除最优越所在的行和列,对新的矩阵进行重复计算,就得到各指标的优先顺序运用阈值计算排序法。

图3油淋牦牛干巴感官评价模糊二元对比评分标准
Fig.3Scoring criteria of fuzzy two-elements comparing of sensory evaluation of frying of dry-cured yak meat

1.2.6油淋牦牛干巴感官评价指标权重的确定为了确定油淋牦牛干巴感官品质评价指标的分值,根据模糊优先关系排序结果,再次设计出油淋牦牛干巴感官品质评价分值分配调查表。邀请12位食品专业相关的学生,采用强制决定法确定各指标权重

[22]

。请评价小组对感官指标的重要性做两两比较,根据重要程度不同进行打分:很不重要～很重要为0～4分,不很重要～较重要为1～3分,同样重要为2分。在打分过程中不允许评价员彼此交流,然后收回全部调查表,经统计分析后得出各个指标的分值,统计结果见表6。

1.2.7验证实验选择切片厚度为2、3、4 mm的牦牛干巴,160 ℃油温下油炸3 min,在室温冷却后邀请12位感官评价员根据新建立的感官评价体系对其进行评价,评价结果去掉最小和最大值,然后计算平均值。

1.3数据分析

M值计算、二元统计结果计算、选择优先比计算、权重计算均采用Microsoft Excel 2013进行处理,M=(F×I)1/2,式中:F为描述词实际被述及的次数占该描述词所有可能被述及总次数的百分率；I为评价小组实际给出的一个描述词的强度和占该描述词最大可能所得强度的百分率。二元统计结果=∑nv,其中,n为v分值所占人数,n=0,1,2……12,v为分值,v=1,2,3……10。选择优先比计算为12位(5男7女)评价员给出的色泽对比评分总分为66分,那么色泽对易咬入度的优先选择比r12=66/120=0.550,相应的切面纹理度对灰白色的优先选择比r21=1-r12=0.450。权重等于某评价指标所得分值占总分的比值。

2　结果与分析

2.1描述词收集结果

最后得到的最大可能数量描述词的调查表,如表1所示。

2.2首次筛选描述词结果

统计最大可能数量描述词调查表,除灼热的、柔软的、金属味、多汁性、异常风味、异常气味、涩味、刺激性的、平淡的、多脂的、蜡质的、筋道等12个描述词外,剩余36个描述词均被12位评价人员感知到。

2.3M值法复筛结果

根据油淋牦牛干巴感官特性要求,初筛得到36个有关油淋牦牛干巴产品的感官描述词,在感官评价小组成员充分理解了所有描述词的含义后,按照M值法的要求对不同样品的每一个描述词进行评价,在尺度“0～5”的范围内标出评价位置。以感官评价员对油淋牦牛干巴的感官评价数据为基础,计算出各描述词的M值,结果见表2。

表2　油淋牦牛干巴感官评价描述词的M值Table 2　M value of evaluation indexes of frying of dry-cured yak meat Fried Sensory evaluation descriptors

M值是反映感官评价剖面描述词出现频率的关键数据,其值越大,对感官评价的贡献越大[23]。由表2 可知,残渣度、肉质颗粒感、油炸味、肉滋味等12个描述词的M 值均大于0.4,表明这些感官描述词被述及次数较多,感受强度较强,适用于评价油淋牦牛干巴感官品质。M值小于0.4,表明这些描述词很少被述及,或者它们的感受强度都很低,不适用于油淋牦牛干巴感官品质的评价。因此,去除M值小于0.4的描述词,筛选出12个用于评价油淋牦牛干巴感官品质的描述词,结果见表3。

表1　最大可能数量的描述词调查表Table 1　The greatest possible number of descriptive words for frying of dry-cured yak meat

表3　油淋牦牛干巴感官评价指标Table 3　Schedule of sensory evaluation indexes of frying of dry-cured yak meat

表4　油淋牦牛干巴感官评价模糊二元对比评分统计结果Table 4　Statistical results of fuzzy two-elements comparing of sensory evaluation of frying of dry-cured yak meat

表5　评价指标优先比矩阵Table 5　Prior matrix of evaluation indexes

2.4油淋牦牛干巴感官品质评价指标的优选结果

油淋牦牛干巴感官评价模糊二元对比评分统计结果见表4。根据表4中的优先选择比,得出评价指标优先比。评价指标优先比矩阵见表5。

采用阈值计算排序法,由表5得出油淋牦牛干巴感官评价指标优选排序结果,结果如下:U1>U11>U12>U10>U7>U6>U9>U8>U5>U4>U3>U2。从优先排序结果可以看出,脆性和易咬入度排在最后两位,最不重要,可剔除。最终选取10个指标对油淋牦牛干巴进行感官评价,其中视觉指标1项:色泽；消费者购买食品首先通过其外观评判食品质量,色泽的好坏很大程度影响消费者的购买欲[24]。嗅觉指标3项:哈喇味、膻味、油炸味；食品芳香味给人以愉悦的感觉,通过外观比对后,消费者通过嗅觉器官观察其气味是否有异味等刺激性气味,气味也对其品质造成很大影响[25]。味觉指标2项:肉滋味、咸味；通过嗅觉器官和观察后,品尝其味觉,味觉是我们最与众不同的感性感官之一。如同我们经常会用诸如甜蜜、酸楚等味道来形容每天的生活,我们通过舌头上的味蕾来感知味道,在我们的腭部和喉咙处也有味蕾,食品味道质量差异对其品质影响也较大[25]。触觉指标4项:肉质颗粒感、硬度、残渣度、咀嚼性。通过牙齿咀嚼过程中以及咀嚼后的感觉、固体残余量等指标评判质量差异。因此,可选取色泽、哈喇味、膻味、油炸味、肉滋味、咸味、肉质颗粒感、硬度、残渣度、咀嚼性等10项指标,用于建立油淋牦牛干巴感官品质评价体系。

表6　油淋牦牛干巴感官评价指标权重统计结果Table 6　Statistical results of the weight value of sensory evaluation indexes of frying of dry-cured yak meat

表7　油淋牦牛干巴感官评价评分标准Table 7　Scoring criteria for sensory evaluation of frying of dry-cured yak meat

2.5油淋牦牛干巴感官品质评价指标权重

筛选备选指标后,就需要给每个指标分配分值。分值可以直接体现各个指标在整个评价体系中的重要程度。所以分值的分配必须科学、合理。在西方国家,面包的研究已经很成熟,在面包的评价体系中,几乎都采用了百分制,而在国内研究比较成熟的面条等的评价体系也几乎都采用了百分制[14],所以在油淋牦牛干巴的分值分配时,也采用满分100分。将12位(5男7女)感官评价员的权重表收回,统计每一个描述词的分值(权重=每一描述词的分值/描述词总分值)。结果见表6。

2.6油淋牦牛干巴感官品质评价体系的建立

确定好品质评价指标,分配好分值后就需要给每个指标建立评语言,进而形成完整的评价体系。分值的确定是为了设定每个指标的不同等级。因此,参考牦牛肉品质评价相关文献,参照李冉冉等人[17]采用模糊数学建立的广式叉烧包感官评价方法和康志敏等人[14]建立的油条感官评价标准,详细描述了各指标的不同等级,进而构建出成熟的品质评价方法,油淋牦牛干巴感官品质评价标准见表7。

2.7验证实验

最后选取2、3、4 mm厚油淋牦牛干巴验证所建立的评价标准的合理性,结果如表8所示。

表8　油淋牦牛干巴感官评分Table 8　The sensory evaluation results of frying of dry-cured yak meat

注:1、2和3样品分别为厚度2、3和4 mm油淋牦牛干巴,同列不同小写字母表示差异显著(p<0.05)。

由表8可以看出,1号样感官评价总分(69.37)显著(p<0.05)高于厚度2号样感官总分(56.88),极显著(p<0.01)高于3号样感官总分(45.57),说明1号样品总体感官品质最优,但是从油淋牦牛干巴感官评价标准中单个指标评分结果看,三种油淋牦牛干巴品质略有差异,在色泽方面,1号样和2号样感官评分差异不显著(p>0.05),说明1号样和2号样色泽指标最好,在肉质颗粒感、膻味、哈喇味、肉滋味和咸味等感官指标方面,1号样感官评分最高,显著(p<0.05)高于2号样,极显著(p<0.01)高于3号样,说明厚度2 mm油淋牦牛干巴膻味、哈喇味等刺激性气味最小,咸味较淡,并且优于2号样和3号样。而1号样和2号样硬度和残渣度评分小于3号样,说明厚度越小,油炸后牦牛干巴硬度较大,残渣量稍多。因此,采用模糊数学法建立的油淋牦牛干巴感官评价标准能客观准确地评判油淋牦牛干巴感官品质。

3　结论

本研究采用M值法确定了色泽、哈喇味、膻味、油炸味、肉滋味、咸味、肉质颗粒感、硬度、残渣度、咀嚼性、易咬入度、脆性等12个用于评价油淋牦牛干巴的备选指标,并且运用模糊优先关系排序决策法,对12个备选指标进行排序优选,最终选取除易咬入度和脆性外剩余10项指标用于建立油淋牦牛干巴感官品质评价体系,进一步确定各指标权重,其中色泽、肉滋味、咸味的权重均为0.15,肉质颗粒感、咀嚼性、哈喇味、油炸味权重均为0.10；硬度、残渣度、膻味权重均为0.05,运用百分制建立了油淋牦牛干巴感官品质评价体系。最后选取3组样品作验证,结果表明,油淋牦牛干巴感官评分标准能较好地评判其感官品质。

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Establishment of sensory evaluation system for frying of dry-cured yak meat based on fuzzy mathematics

BAO Gao-liang1,2,LIU Ya-na1,2,HAN Dong-jie1,2,SUN Bao-zhong1,*,ZHANG Li1,2,XIE Peng1,LI Hai-peng1

(1.Institute of Animal Science,Chinese Academy of Agricultural Science,Beijing,100193,China;2.College of Food Science and Engineering,Gansu Agricultural University,Lanzhou,730070,China)

The fuzzy mathematics was used to establish frying of dry-cured yak meat sensory characteristics evaluation method. The test samples selected Shangri-La in Yunnan were fried dry-cured yak meat. M value method was used to evaluate alternative indicators frying of dry-cured yak meat,and the methods of fuzzy Precedence relations and the sensory assessors investigation was used to optimize representative indexes and determine weight distribution,thus the centesimal sensory evaluation system of frying of dry-cured yak meat could be established. The system was applied to assess frying of dry-cured yak meat,which was made by the frying of dry-cured yak meat with the three different thickness. The results showed that ten sensory indexes including color,rancid taste,smell,fried flavor,meat taste,saltiness,fleshy grainy,hardness,the residue degree,chewiness. The weight value of the color,Meat taste,saltiness was 15. fleshy grainy,chewiness,fried flavor,rancid taste was 10 and the rest was 5. In view of sensory score,2 mm frying of dry-cured yak meat,the total score was scored highest and the indexes of sensory including fleshy grainy,rancid taste,rancid taste,rancid taste,saltiness scored highest similarly. It could be concluded that sensory evaluation system based on fuzzy mathematics could exactly evaluate frying of dry-cured yak meat,and providing a theoretical reference for the further development of the sensory evaluation of frying of dry-cured yak meat.

dry-cured yak meat;frying;sensory evaluation;fuzzy mathematics

2016-01-27

包高良(1987-)，男，硕士研究生，研究方向:畜产品加工，E-mail：bwq544416456@126.com。

孙宝忠(1964-)，男，博士，研究员，主要从事肉品质量与安全研究，E-mail：baozhongsun@163.com 。

国家现代农业(肉牛牦牛)产业技术体系资助项目(CARS-38)；公益性行业(农业)科研专项(201203009)。

TS251

A

1002-0306(2016)15-0287-07

10.13386/j.issn1002-0306.2016.15.047