基于模糊综合评判的起泡苹果梨汁加工工艺研究

郭耀东,任嘉瑜,王国锋

(1.商洛学院 健康管理学院，陕西 商洛 726000；2.商洛学院 生物医药与食品工程学院，陕西 商洛 726000)

苹果是一类在世界范围内深受消费者喜爱、占据果品市场重要地位的水果。我国是世界苹果的第一大生产国，陕西又是我国苹果的第一大生产省份[1～3]。2019年陕西苹果产量突破1 135.58万t，占全国四分之一。苹果种植、加工产业已成为我省关中和黄土高原各县发展区域经济、实施乡村振兴战略的重点支柱产业。但目前，我国特别是我省苹果加工产品过于依赖苹果浓缩汁这一单一的初级加工产品，缺乏具有较高附加值和市场接受度的终端加工产品，较大程度上制约了我省苹果产业的进一步发展[4]。

起泡果汁来源广泛、风味独特，并具有刹口、解渴等特性，是一类在美国、欧洲等发达国家深受欢迎、消费量较高的果汁加工产品[5～6]。但目前我国消费市场仅有数量种类较少的进口起泡果汁出现，缺乏国内自主生产的起泡果汁产品。充分利用现有苹果资源优势，加工制备起泡苹果汁产品，能够有效延伸苹果加工产业链，丰富苹果加工产品种类，具有较为广阔的市场前景。笔者研究以苹果浓缩汁为基本原料，研发制备新型起泡苹果梨汁产品，利用模糊综合评判方法，对不同配方起泡苹果梨汁的感官质量进行综合评价，优化起泡苹果梨汁的配方加工工艺[7～9]。为延伸我省苹果加工产业链、丰富苹果加工产品种类、促进苹果产业的多元化转型发展提供一定技术参考和借鉴。

1 材料与方法

1.1 主要试验材料

浓缩苹果汁、浓缩梨汁，由陕西海升果业股份发展有限公司提供；苹果果浆，购于广州市白云区香莱食品加工厂；苹果香精(HF2811)、雪梨香精(HF2522)，购于上海统园食品技术有限公司；柠檬酸钠，食品级。

1.2 主要仪器设备

爵士JAZZ型二氧化碳充气机，深圳泰森宝科技有限公司；TP-A500型电子天平，上海实润实业有限公司；PHS-3C型pH计，上海仪电科学仪器股份有限公司；WYT-4型手持糖量计，泉州中友光学仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 原料稀释制备 将纯净水置于冰箱冷藏后取出，装入压力水瓶中，按照二氧化碳充气机说明书中规定的步骤进行充气，制备得到气泡水。用起泡水按一定比例对浓缩苹果汁、浓缩梨汁、苹果果浆、青苹果香精、雪梨香精和柠檬酸钠进行稀释。使稀释后的苹果汁、梨汁和苹果果浆可溶性固形物含量分别达到13.0°Brix、12.0°Brix和16.0°Brix。

1.3.2 起泡苹果梨汁配方初步优化 将稀释后的苹果汁、梨汁、果浆和食用香精按一定比例复合，制备起泡苹果梨汁。通过前期单因素试验，对起泡苹果梨汁的配方进行初步优化。选取5种风味较好、感官评分相对较高的起泡苹果梨汁配方，制备起泡苹果梨汁样品，作为评价对象。利用模糊综合评判法，对其感官质量进行评价，优化确定起泡苹果梨汁的配方。5种起泡苹果梨汁的配方如表1所示。通过不同配方制备得到的起泡苹果梨汁样品可溶性固形物含量均接近于鲜榨苹果汁的可溶性固形物含量12°Brix。

1.3.3 起泡苹果梨汁品质感官质量评价 挑选经过训练的40名食品科学与工程专业学生组成感官评价小组，对起泡苹果梨汁感官质量进行评价。具体感官评价标准如表2所示。

表1 起泡苹果梨汁初步优选配方

表2 起泡苹果梨汁感官评分标准

1.3.4 果梨汁品质感官质量模糊综合评判 根据起泡苹果梨汁的原料和产品属性，选取色泽、香气、滋味、风格4个最能反应产品感官质量的评价指标为因素集，即U={色泽，香气，滋味，风格}[10]。将起泡苹果梨汁每个因素的评分结果划分为很好、较好、一般、较差和差五个等级，建立评价集。具体表示为V={v1，v2，v3，v4，v5}={很好，较好，一般，较差，差}[9,11～12]。不同因素评价分数等级划分如表2所示。

前期请全体感官评价小组成员，对色泽、香气、滋味、风格4个因素在起泡苹果梨汁产品感官质量中的作用进行打分，确定四个因素权重分别为0.1、0.3、0.4和0.2。即X={0.1，0.3，0.4，0.2}。

1.3.5 总糖度测定 按照GB/T 12143-2008规定的方法对起泡苹果梨汁样品中可溶性固形物进行测定[13]。

传统民居现存数量较少，相关研究也很匮乏，因此可以通过BIM模型对传统民居存在的问题和发生的变化进行准确的预测和处理。BIM技术是保护和修缮传统民居建筑的重要手段，有利于形成准确可靠的传统民居建筑信息库，从而有利于开展对于传统民居的研究以及进一步传承和发扬传统文化。BIM技术在传统民居的保护中发挥着重大作用，为传统民居的保护提供了有力的科学技术保障。因此，应大力发展和应用BIM技术，进一步推动传统民居的保护工作。

2 结果及分析

2.1 起泡苹果梨汁感官评价结果统计分析

起泡苹果梨汁感官评定小组全体成员对1#-5#起泡苹果梨汁样品单个因素逐一品评。在此基础上，对每一个因素获得不同等级评分的次数进行统计，具体感官评定结果如表3所示[14～15]。4个因素5个等级评分共计160人次。

表3 起泡苹果梨汁样品感官评定结果

2.2 起泡苹果梨汁感官质量评判矩阵建立

对起泡苹果梨汁样品中的每一因素，将归属于不同等级评分的次数除以感官评定小组总人数，进行归一化处理[16]。如归一化后的1#果汁样品中色泽、香气因素分别表示为V色泽={0.400，0.325，0.200，0.075，0.000}，V香气={0.250，0.300，0.200，0.175，0.075}。在此基础上，建立5个样品的起泡苹果梨汁感官质量模糊评判矩阵R。矩阵中第1-4行分别代表样品中色泽、香气、滋味、风格四个因素的归一化评价结果。

2.3 起泡苹果梨汁感官质量模糊综合评判结果分析

通过进行模糊线性转换，采用复合矩阵加权算子，使起泡苹果梨汁感官质量权重集X与感官质量评分矩阵R相乘(即Y=X×R)，计算得到起泡苹果梨汁样品感官质量综合评判结果向量[17～18]。

5个起泡苹果梨汁感官质量综合评判结果向量分别为：Y1=(0.3350，0.3375，0.1900，0.100，0.0375)，Y2=(0.3700，0.2900，0.2250，0.1100，0.005)，Y3=(0.4100，0.3325，0.1850，0.0650，0.0075)，Y4=(0.3025，0.3150，0.2525，0.0925，0.0375)，Y5=(0.2600，0.3200，0.2775，0.0825，0.0600)。

根据最大隶属度原则，分析得到2#、3#起泡苹果梨汁样品的感官等级为“很好”，1#、4#和5#起泡苹果梨汁样品的感官质量等级为“较好”。由于2#样品和3#样品感官评判峰值分别为0.37和0.41，因此确定3#样品感官质量最佳[19]。

2.4 起泡苹果梨汁感官质量综合得分结果分析

进一步将起泡苹果梨汁综合感官质量的五个等级评分分别赋值为90分(很好)、80分(较好)、70分(一般)、60分(较差)和50分(差)，计算起泡苹果梨汁样品的模糊评判综合得分[20]。5个样品模糊评判综合得分分别为：

T2=(0.3700，0.2900，0.2250，0.1100，0.005)×(90，80，70，60，50)=79.1

T3=(0.4100，0.3325，0.1850，0.0650，0.0075×(90，80，70，60，50)=80.725

T4=(0.3025，0.3150，0.2525，0.0925，0.0375×(90，80，70，60，50=77.525

T5=(0.2600，0.3200，0.2775，0.0825，0.0600×(90，80，70，60，50)=76.375

上述五个起泡苹果梨汁样品模糊综合评判综合得分顺序依次为：3#>2#>1#>4#>5#。3号样品的感官质量最佳。与前述通过最大隶属度原则确定的结果具有一致性。因此确定起泡苹果梨汁的最优配方为稀释苹果汁、稀释梨汁、稀释苹果果浆、青苹果香精水、雪梨香精水和柠檬酸钠水添加量分别为44%、24%、20%、4%、4%和4%。

3 结论与展望

模糊综合评判法能够综合考虑感官评定员意见，解决感官评定指标之间和评定员主观因素差异问题，更加客观、科学反映食品内在感官品质，已在饮料、肉制品、乳制品等食品感官评定分析和工艺优化中得到了广泛应用[21～22]。笔者研究通过利用模糊综合评判法，优化得到了复合起泡苹果梨汁的最优配方为稀释苹果汁44%、稀释梨汁24%、稀释苹果果浆20%、青苹果香精水4%、雪梨香精水4%、柠檬酸钠水4%。

复合果汁具有营养元素和口感风味互补的优势，目前已成为国际果汁饮料市场一类增长较快的产品。复合型起泡果汁同样也在欧美发达国家起泡果汁产品中占据较大比例。本研究以苹果浓缩汁为原料，通过模糊综合评判方法，初步探索优化得到复合型起泡苹果梨汁饮料制备工艺。下一步将根据苹果汁和其他果汁营养特征，结合生物活性评价，探索制备营养成分和口感更加多样化、功能更加明确的复合型起泡苹果汁产品，促进我国苹果加工产品的多元化发展，助推苹果产业转型升级。