基于模糊感官评定梨渣奶糖的优化配方

刘艳红，周楠楠，刘丹丹，刘生杰,b，张乐乐，王振杰

（阜阳师范学院a.信息工程学院；b.生物与食品工程学院，安徽阜阳236037）

梨渣作为一种来源丰富而又经济实用的资源，具有良好的综合开发利用前景[1]。梨渣中含有大量的膳食纤维、维生素C、多酚、黄酮类等活性物质，有助于食物消化吸收，具有抗氧化、抗衰老等作用，有“天然解毒剂”的美称[2-3]。梨渣在预防糖尿病、结肠癌等方面也有明显效果，对人体健康有重要的生理作用[1,4]。目前，关于梨渣等果渣的研究主要集中在果渣膳食纤维的制备[5-6]，果渣高纤维粉的加工及品质特性研究[7]，果渣中营养活性物质的提取分析[8-9]和果渣发酵产品[10-12]等方面的研究。关于梨渣糖果制品的研究较少，而牛轧糖和奶糖作为奶制糖果制品，具有广泛的消费群体和较高的市场占有率[13-14]。

模糊感官评价法利用模糊数学理论知识，将模糊的因素数学化、定量化，从而获得较为科学、客观的感官评价结果[15-16]，该法在肉制品、焙烤制品、饮料等食品的感官评价中广泛应用[17-20]。

本文主要以奶粉、梨渣、糖浆、绵白糖等为主要原材料，结合模糊感官评定方法，通过单因素实验和正交实验确定梨渣奶糖的最佳工艺配方。一方面，糖果制品中添加梨渣，增加糖制品的膳食纤维含量，改善了原本粘牙过甜的传统糖制品，让人们享受美味的同时，促进肠道的消化吸收，充分利用其保健功能。另一方面，将梨渣作为食品加工的原辅料制成梨渣奶糖，不仅解决了梨渣的资源浪费和环境污染问题，同时也增加了黄梨的加工产品种类和糖果制品的种类。

1 实验材料与方法

1.1 实验材料

黄梨：安徽省阜南县市售晚秋黄梨；奶粉、淀粉、黄油、糖浆，绵白糖均为市售。

1.2 实验仪器

榨汁机：广东美的生活电器制造有限公司；天平：厦门佰伦斯电子科技有限公司；电磁炉：广东美的生活电器制造有限公司；搅拌器：广东美的生活电器制造有限公司；冰箱：青岛海尔股份有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 梨渣奶糖制备

梨渣奶糖制备的工艺流程如图1 所示[13]。操作要点如下：

图1 梨渣奶糖制备工艺流程

（1）发泡剂的制作。将鸡蛋蛋清和白砂糖置于打发器中进行打发，分三次打发，先快速搅拌，再慢速搅拌，至鸡蛋蛋清硬性发泡。

（2）一次熬制。将白砂糖和麦芽糖浆以最佳比例混合，倒入锅中进行熬制，当温度升至120 ℃时，加入吉利丁片于锅中继续熬煮，15～20 min 后温度上升至140 ℃，继续熬煮约5～15 min。

（3）一次预冷。预冷至温度为125～130 ℃，糖浆冷却温度过高会影响蛋清的发泡性，冷却时间过长会导致糖浆凝固。

（4）冲浆。将糖浆缓慢倒入发泡剂中，继续搅拌，至糖浆开始凝固非常难搅的状态即可。

（5）二次熬制。将准备好的梨渣和奶粉以最佳比例放入搅拌型温控夹层锅内，进行二次熬制，熬制温度为105～110 ℃，熬制约10 min。

（6）搅拌预冷。边搅拌边冷却，预冷至温度为40 ℃左右时，使整体呈干燥状态且不粘手即可。

（7）压制成型：压片机压成厚度约为10 mm的片状。

（8）冷却凝固。冷却至10 ℃以下。

（9）切块成型。分割机切成方形或圆形状，质量在10 g 左右。

1.3.2 梨渣奶糖实验设计

首先结合感官评定和模糊评定法建立模糊感官评定方法，然后通过单因素实验研究各单因素对梨渣奶糖品质的影响，再通过正交实验对各单因素指标进行优化，最终确定梨渣奶糖最优配方。

（1）单因素实验

选取糖浆比、梨渣、奶粉和吉利丁片的添加量和糖浆熬煮时间作为单因素实验的因素变量[13-14]。根据预实验结果分析，糖浆比分别取3∶5、4∶5、5∶5、6∶5；梨渣添加量分别取11%、12%、13%、14%；奶粉添加量分别取12%、14%、16%、18%；吉利丁片的添加量分别取3%、4%、5%、6%；糖浆熬煮时间分别取20 min、25 min、30 min、35 min。通过感官评定结合模糊评定分别讨论各因素对梨渣奶糖品质的影响。

（2）正交实验

在单因素实验的基础上，以感官评分为指标，以糖浆比、梨渣、奶粉的添加量为正交实验的变量因素，进行L9(33)正交实验[21-22]。正交实验因素与水平设计表见表1。

表1 正交实验因素水平设计表L（933）

（3）模糊感官评定

模糊感官评定是运用模糊数学的原理，将具有“模糊性”的因素数量化，科学合理的分析和评定食品加工产品等事物的分析方法[16,23]，能客观全面的反映食品的感官信息，减少人为的主观性和片面性[23]。实验评定过程中，选取10 名身体健康，无不良嗜好，对色香味有较强分辨能力的食品专业的人员组成评定人员，采用独立评定，重复三次，取平均值的方法进行评定。

因素集U、评语集V及权重集X的确定[24-26]：

决定梨渣奶糖品质的有色泽、口感、硬度、风味和组织结构5 个评价指标，因此因素集U={色泽u1、口感u2、硬度u3、风味u4、组织结构u5}，其中ui为第i个因素。

对于每个评价指标有优、良、中、差4 个评定等级，因此评语集V={优v1、良v2、中v3、差v4}，其中vj为第j个因素。采用百分制打分[27]，由表2知，梨渣奶糖感官评定中，85 分以上为优级，63～80 分为良级，43～58 分为中级，38 分以下为差级。

参考强制决定法[24]，根据各因素对梨渣奶糖感官评定的影响作用，确定各因素的权重分别为色泽（0.1）、口感（0.35）、硬度（0.2）、风味（0.15）、组织结构（0.2），因此权重集X=（0.1，0.35，0.2，0.15，0.2），且0.1+0.35+0.2+0.15+0.2=1。

假设食品感官因素综合评判结果向量为Y，对10 位评定人员的各项评语等级次数进行统计，各评语等级次数除以10 即为各因素对4 项评语等级的隶属度，得到的隶属度矩阵即构成模糊评定矩阵R，该矩阵R与权重集X合成模糊综合评定结果向量Y，即Y=X·R。

表2 梨渣奶糖感官评定表

（4）数据统计分析

应用SPSS 软件对试验结果进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 单因素实验结果分析

2.1.1 糖浆比对梨渣奶糖品质的影响

对四个不同水平的糖浆比进行评定，其中糖浆比为3∶5、4∶5、5∶5、6∶5 时的评价矩阵分别为R1、R2、R3、R4。

其中

这里“∧”代表两者相比较后取较小值，“∨”表示两者相比较后取较大值[26]。

同理可得y2=0.35,y3=0.2,y4=0.2；即Y1=(0.2,0.35,0.2,0.2)。归一化处理后

同理有

根据最大隶属度原则[28]，当糖浆比为3∶5 时，模糊感官评定结果为0.37，出现在“良”级；当糖浆比为4∶5 时，模糊感官评定结果为0.41，出现在“优”级；当糖浆比为5∶5 时，模糊感官评定结果为0.33，出现在“中”级；当糖浆比为6∶5 时，模糊感官评定结果为0.33，出现在“差”级。梨渣奶糖质量等级依次为“良”、“优”、“中”、“差”。综上，当糖浆比为4∶5 时，梨渣奶糖的感官综合评定结果最好。

2.1.2 糖浆熬煮时间对梨渣奶糖品质的影响

对四个不同水平的糖浆熬煮时间进行评定，其中糖浆熬煮时间分别为20 min，25 min，30 min，35 min 时的评价矩阵，可得各水平模糊综合评定结果向量，归一化处理后得四个向量依次为

同理，当糖浆熬煮时间分别为20、25、30、35 min 时，梨渣奶糖的模糊感官评定质量等级依次为“差”、“中”、“优”、“良”。因此，在梨渣奶糖制作工艺中，糖浆熬煮时间为30 min 时，梨渣奶糖的感官综合评定结果最好。

2.1.3 梨渣添加量对梨渣奶糖品质的影响

梨渣中富含大量的膳食纤维和维生素等生物活性成分。在梨渣奶糖中添加梨渣，可以增加奶糖的咀嚼性，促进肠道的蠕动，丰富奶糖营养成分，改善传统奶糖过于甜腻的特征。但是，其添加量过少，起不到相应的营养保健功能；添加量过高，会影响奶糖的口感、硬度和组织结构，使其过软或吃起来有颗粒感，失去奶糖应有的基本特征。

对四个不同水平的梨渣添加量进行评定，其中梨渣添加量分别为11%、12%、13%、14%时的评价矩阵，可得各水平模糊综合评定结果向量，归一化处理后得四个向量依次为

同理，当梨渣添加量分别为11%、12%、13%、14%时，梨渣奶糖的模糊感官评定质量等级依次为“中”、“良”、“优”、“差”。由此可得，当梨渣添加量为13%时，梨渣奶糖的感官综合评定结果最好。

2.1.4 奶粉添加量对梨渣奶糖品质的影响

奶粉中含有大量的蛋白质等高营养成分物质，奶粉的添加，一方面可以提高奶糖的营养保健价值，另一方面可以丰富奶糖的奶香味，使其风味、口感和组织结构更佳。但是，奶粉的添加量过高，梨渣奶糖会过于甜腻，口感不佳；奶粉添加量过少，梨渣奶糖的组织结构粗糙，风味极差，几乎无奶香味，影响梨渣奶糖品质。

对四个不同水平的奶粉添加量进行评定，其中奶粉添加量分别为12%、14%、16%、18%时的评价矩阵，可得各水平模糊综合评定结果向量，归一化处理后得四个向量依次为

同理，奶粉添加量分别为12%、14%、16%、18%时，梨渣奶糖的模糊感官评定质量等级依次为“差”、“良”、“优”、“中”。由此可得，当奶粉添加量为16%时，梨渣奶糖的感官综合评定结果最好。

2.1.5 吉利丁片添加量对梨渣奶糖品质的影响

对四个不同水平的吉利丁片添加量进行评定，其中吉利丁片添加量分别为3%、4%、5%、6%时的评价矩阵，可得各水平模糊综合评定结果向量，归一化处理后得四个向量依次为

同理，吉利丁片的添加量分别为3%、4%、5%、6%时，梨渣奶糖的模糊感官评定质量等级依次为“良”、“优”、“中”、“差”。由此可得，吉利丁片添加量为4%时，梨渣奶糖的感官综合评定结果最好。

2.2 正交实验结果分析

基于单因素实验和模糊感官评定，对糖浆比、梨渣添加量、奶粉添加量三个因素进行正交实验。正交实验结果见表3，正交实验结果与极差分析见表4，正交实验结果与方差分析见表5。

根据正交实验结果表4 表明，梨渣奶糖的最优配方组合为A2B1C3，即糖浆比为4∶5，梨渣添加量为12%，奶粉添加量为17%。极差分析结果表明：糖浆比，梨渣添加量和奶粉添加量对梨渣奶糖感官评定的主次影响顺序依次是奶粉添加量>梨渣添加量>糖浆比。

由方差分析表5 知，C 因素显著性最大，其次依次是B 和A 因素，即梨渣奶糖制作过程中，对其品质影响最大的因素是奶粉添加量，其次是梨渣的添加量，最后是糖浆比，该结论与正交实验极差分析结果一致。

表3 正交实验结果与极差分析表

表4 正交实验结果极差分析表

表5 正交实验结果方差分析表

2.3 验证实验结果分析

根据正交实验的最优配方，即糖浆比为4∶5，梨渣添加量为12%，奶粉添加量为17%，吉利丁片的添加量为4%，糖浆熬煮时间为30 min 的条件下进行验证性实验得到感官评分为90.73 分，与正交实验组合中较优组合A2B1C3的结果吻合，因此，最优组合A2B1C3的配方可行。

3 小结

通过模糊感官评定方法结合正交实验分析，梨渣奶糖的最佳工艺配方为：糖浆比为4∶5，梨渣添加量为12%，奶粉添加量为17%，吉利丁片的添加量为4%，糖浆熬煮时间为30 min。在此工艺配方条件下制作的梨渣奶糖色泽均匀、呈乳黄色，组织结构细致、整齐，软硬度适中、不粘牙，奶香浓郁，酸甜可口。