基于模糊数学感官评价法的玫瑰红曲希腊式酸奶的研制

郑思凡，王恒，闫泽文，刘婕，姜竹茂

（烟台大学生命科学学院，山东烟台，264005）

0 引 言

玫瑰作为一种食药兼优的植物，既有珍贵的食用价值，又有优良的保健功能，逐渐在人们日常生活和生产中占据了一定的地位，主要包括蛋白质、氨基酸等人体必需的营养成分，具有珍贵的营养价值和优良的保健功效[1-3]。研究发现，储存在玫瑰里的多酚类物质的SOD 样活性对清除自由基和色素有关键作用[4-5]。同时，邵大伟等[6]选取了24种不同的玫瑰类型进行检测，得出都含有明显的抗氧化活性。周达等[7]以如何抑制糖尿病小鼠的血糖含量升高来设计实验，通过采用玫瑰黄酮粗提取物灌喂的方法，最终测出小鼠的血糖含量有明显降低趋势。玫瑰内服液能够使血管扩张，可以降低由冠状动脉梗塞而导致的心肌梗死症状。玫瑰的浸提物不仅能有助于减少各类病毒的产生，而且对各种细菌和真菌等十几种人体肠道治病的抑制作用高达50%[8]，这充分的说明了玫瑰既有抗病毒也有抗菌的作用。红曲米通过一系列特定工序制作而成的健康安全的食用色素，呈深红色。近代医学有研究报告发现，红曲具有降血压、降血脂、温和养胃、促进新陈代谢的作用；有抑制癌变，减少突变的作用[9-11]。红曲提取物能有效地降低血浆中的胆固醇含量，将其调节到正常状态[12]。并且红曲色素对细菌、真菌和酵母的生长均有一定的抑制能力[13]。基于红曲米的多种特性，以及玫瑰在市场上的流行，满足市场需求，现将玫瑰和红曲的营养以及保健功能相结合，开发出具有保健功能的玫瑰红曲希腊式酸奶具有重要意义。

模糊数学感官评价法是一种模拟人们判断问题的逻辑思维方式，是评价具有“模糊性”事物的系统分析方法[14]。它是一种以模糊推理为主，定性和定量相结合、精确与非精确相统一，将模糊信息数值化以进行定量评价的方法，能够解决单一感官评价存在的主观性和局限性的问题[15]。因此该试验应用模糊数学中的模糊关系对食品感官质量的结果进行综合评判[16-17]，克服了感官评价的主观性和片面性，从而能得到较科学、客观的评价结果。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鲜牛乳，市售；红曲米粉，武汉佳成生物制品有限公司；玫瑰花浆，山东中天玫瑰产业发展有限公司；乳清蛋白，WPC-80 丹麦阿拉食品原料有限公司；木糖醇，山东龙力生物科技股份有限公司；白砂糖，市售。

1.2 仪器与设备

CRJ-0.03/60 高压均质机，廊坊市成瑞机械设备有限公司；FA1004 电子分析天平，上海舜宇恒平科学仪器有限公司；SW-CJ-ID 型超净工作台，苏州净化设备有限公司；EMS-30磁力搅拌水浴锅，常州市人和仪器厂；LDZM-50KBS 立式压力蒸汽灭菌锅，上海申安医疗器械厂；DNP-9082 电热恒温培养箱，上海精宏实验设备有限公司；DJ1C-100 精密增力电动搅拌器，金坛市大地自动化仪器厂。

1.3 工艺流程

1.3.1 红曲米粉的前处理

红曲米粉5.0 g→加入100 mL 蒸馏水→超声20 min→75 ℃下浸提2 h，不断搅拌→抽滤→得到滤液

1.3.2 红曲酸奶的制作流程

1.4 操作要点

1.4.1 红曲米粉的前处理

红曲米粉按照20∶1 的料液比加入蒸馏水，超声处理20 min，充分提取红曲米粉中的营养成分，在75 ℃下浸提2 h，整个过程不断搅拌，将所得到的浸提液抽滤，得到红曲米粉的滤液；玫瑰花浆前处理：按照玫瑰酱∶水=1∶2的比例对其进行打浆处理，得到玫瑰花浆。

1.4.2 红曲酸奶的发酵

向鲜牛乳中添加5%的红曲米粉、8%的白砂糖、0.9%乳清蛋白和1%玫瑰花浆，充分溶解混匀，均质（20-25 MPa），95 ℃杀菌5 min；冷却至42 ℃左右，添加4%酸奶发酵剂，搅拌均匀，置于42 ℃恒温发酵6 h，发酵结束后，搅拌破乳，4 ℃后熟12 h，最后得到成品。

1.5 工艺优化试验

1.5.1 玫瑰红曲希腊式酸奶正交试验设计

在预试验的基础上，采用L9(34)的正交试验设计方案对玫瑰红曲希腊式酸奶的配方进行优化，选择红曲米粉添加量、玫瑰花浆添加量、乳清蛋白添加量、木糖醇添加量为影响因素，以感官评价为评价指标，利用Excel 软件对试验数据进行处理，确定最佳的工艺条件。试验因素和水平见表1。

表1 正交试验因素水平表

1.5.2 感官评价方法

感官评定由12 名食品加工与安全专业学生（6 男6 女）组成感官评定小组，评价前，对评价组成员进行评价标准培训，使评价员能客观地进行评价，不掺杂个人情绪，增强评价一致性。所有样品均采用3 位随机数编码，常温下供评价员进行评价，评定员在单独的房间进行评定，评定过程禁止相互讨论，评定完每个样品后以清水漱口，分别对试验样品色泽、组织状态、香气、滋味四个指标进行感官评价[18-20]。玫瑰红曲希腊式酸奶的感官评价标准见表2。

1.5.3 建立模糊数学综合评价模型

以色泽、组织状态、香气、滋味4 个感官评价指标为评价因素集，以优、良、中、差4 个等级为评语集[21]，然后根据感官评价结果，建立4 个单因素评价矩阵，采用模糊评价模型对其进行分析。

（1）评价因素集U 的确立：选择酸奶的色泽（U1）、组织状态（U2）、香气（U3）、滋味（U4）构成评价因素集，得到塔格糖酸奶的评价因素集U={U1，U2，U3，U4}。

（2）评价等级集V 的确立：评价等级集V 为对前述U 集中每个因素的评价，经过感官评定人员的讨论，确定评价等级为优（V1）、良（V2）、中（V3）、差（V4），代表的分值分别为即塔格糖酸奶的评价等级集为V={V1，V2，V3，V4}。为了使感官评分表达更直接，可对等级进行赋值，即本研究中V1～V4分别代表单项评分分别 为（100～90 分）、（89～80 分）、（79～70 分）、（69～60分），各取平均值即V={优，良，中，差}={95，85，75，65}。

（3）确定评价对象集Y：评价对象集Y 是指研究过程中，需要进行评价的产品的集合，即Y={Y1，Y2，…，Y9}。Y1～Y9分别代表本研究中9 中不同配比的产品，用Yj表示对9种产品的综合评价，j=1,2…，9。

表2 玫瑰红曲希腊式酸奶感官评价标准

2 结果与分析

2.1 综合评价中各感官指标权重的确定

采用模糊数学感官评价法进行食品感官质量评判是，首先需要合理确定食品各感官指标所占权重，进行权重分配，所谓权重，就是各因素的重要程度也就是说,顾客对各种因素的要求的满足的急切程度[22]。本次采用强制决定法来确定玫瑰红曲希腊式酸奶色泽、组织状态、香气、滋味各自的权重，请12 名评价员进行权重的确定。首先对参加评价的因素的重要程度进行一对一比较，当一对一比较时，重要的得1 分，次要的得0分，自身相比一般记0分，但实际工作中，特别是主要因素作比较时，取消某个因素不太合理，则自身相比可按1 分记，表明它是必要的，但又是最次要的[15,23]。确定结果见表3。

表3 玫瑰红曲希腊式酸奶感官指标权重的确定

由表3 可知，玫瑰红曲希腊式酸奶各感官指标的权重分别为色泽0.194、组织状态0.292、香气0.236、滋味0.278，即权重集W={W1,W2,W3,W4}={0.194，0.292，0.236，0.278}，并且W1+W2+W3+W4=1。4个权重结果为组织状态＞滋味＞香气＞色泽。

2.2 模糊感官评价结果

由12 名评价员组成的评价小组，在专业的环境下对9 种样品进行客观公正的感官评价，按色泽、组织状态、香气、滋味进行逐一评价，最后将评价人员的评定结果收集到一起，进行统计分析，分析结果见表4。

由表4 可以看出，感官评定的结果并不集中，评价结果存在差异。如果用简单的平均法是不能区分各个配方之间的优劣的。而模糊综合评价是建立在模糊数学基础上的一种定量评价模式，能够有效地消除人为误差[15]。

表4 玫瑰红曲希腊式酸奶感官评价结果

2.3 建立模糊矩阵

由表4 可知，在12 名评价员对产品色泽的评价结果中，1 号样品有0 人认为是优，6 人认为良，4 人认为中，2 人认为是差，即能得到R色泽=（0 0.500 0.333 0.167），R组织状态=（0 0.500 0.250 0.250），R香气=（0.083 0.417 0.250 0.250），R滋味=（0.083 0.167 0.583 0.167）。把上面计算得到的4 个单因素的评价结果写成一个矩阵的形式，即为

依据模糊变换原理：Y=W×R,则对第j 号样品的综合评价结果为Yj=W×Rj，因此1 号样品的综合评价结果为：

按照该计算方法对各个配方的样品进行综合模糊评判，结果为：

2.4 模糊评价结论

2.4.1 模糊感官评价结果

根据1.5.3 中的模糊向量单值化的比较排序，给4个等级优、良、中、差依次赋予分值95、85、75、65分。然后将综合评价结果的各个量分别乘以以对应的分值，并进行加和，最后可得出每个样品的最后总得分[24]。所得各样品最终的感官评价得分结果见表5。最后将试验结果得分采用极差分析方法，对各个因素的均值和极差进行分析。从表5 表明，各个因素影响的主次顺序为玫瑰花浆＞红曲米粉＞乳清蛋白＞木糖醇。

从评分结果可以看出，试验4、5 的评分相对较高，均在86 分以上，可被消费者喜欢和接受，其中试验4的评分最高为86.87 分。综合考虑，可采用试验4 的配方设计作为玫瑰红曲希腊式酸奶的最终生产配方，即玫瑰花浆添加量1%、乳清蛋白添加量0.9%、红曲米粉添加量5%、木糖醇添加量8.5%，用此配方生产所得产品酸甜适中，口感细腻顺滑，颜色呈淡红色，均匀无沉淀，无乳清析出，乳香味浓，玫瑰香味与红曲香味突出，香气协调。

2.4.2 验证性试验

为了验证最终试验优化结果的准确性，对最佳工艺参数组合A2B1C2D3进行3 次平行试验。得到玫瑰红曲希腊式酸奶的最终感官评分为87.60 分，整体状态良好，质地均匀，细腻顺滑，玫瑰与红曲气味协调。最后对希腊式酸奶进行理化指标的测定得到：酸度为96.65oT；脂肪含量为3.31 g/100 g；蛋白质含量为3.24 g/100 g，乳酸菌数≥1×106cfu/mL，大肠杆菌＜5 MPN/100 mL，致病菌未检出，各项检测结果均符合国家标准[25-28]。

表5 玫瑰红曲希腊式酸奶正交试验结果

3 结 论

通过正交试验与模糊数学感官评价法相结合的方法，对玫瑰红曲希腊式酸奶的配方进行研究，应用模糊数学中的模糊关系对食品感官质量的结果进行综合评判，此方法能够克服单一的感官评价的主观性和片面性，解决感官评价中各项指标的评分差异以及感官评价人员之间的个人差异性，增强了结果的可靠性，从而得到较科学、客观、全面综合的评价结果[14]。从而确定了最佳的工艺条件，即最佳配方为：玫瑰花浆添加量1%、乳清蛋白添加量0.9%、红曲米粉添加量5%、木糖醇添加量8.5%。在此条件下的产品色泽呈现淡红色，酸甜适中，口感细腻顺滑，乳香味浓，玫瑰香味与红曲香味突出，香气协调，可以应用到中试生产中。