模糊感官评定玉米须乌龙茶复合饮料

刘艳红，周楠楠，刘丹丹，季春艳，李双芳

（1.阜阳师范大学 信息工程学院，安徽 阜阳 236037；2.云南农业大学 食品科学技术学院，云南 昆明 650100；3.安徽工程大学 生物与食品工程学院，安徽 芜湖 241000）

玉米须性味甘、淡、无毒，具有平肝利胆、利水消肿、止血、泻热等作用，其生物活性成分主要包括多糖类、黄酮类、皂苷类、有机酸类、氨基酸等[1-3]。

乌龙茶主要化学成分包括茶多酚、儿茶素、氨基酸、矿物质、芳香物质等，现代研究表明乌龙茶具有降血脂、抗氧化、减脂减肥、消炎抑菌、提神、利尿等功效，在日本享有“美容茶”的美誉[4-7]。目前，国内外学者对玉米须和茶的研究主要集中在其化学成分及药理功能上，对玉米须与乌龙茶相结合的饮品研究尚未见报道。

以玉米须、乌龙茶为基本原料，研制出风味独特的保健饮品。通过单因素和正交实验，结合模糊感官评定的实验方法，确定玉米须乌龙茶复合饮料工艺的最佳配方，采用木糖醇代替白砂糖，不仅拓宽了适用人群，而且使产品更加柔和协调。一方面，茶饮品中添加玉米须，增加茶制品的功能性活性成分，充分提高其保健功能。另一方面，将玉米须作为食品加工的辅料使用，不仅解决了玉米须的资源浪费和环境污染问题，增加了饮料制品的种类，同时也提高了玉米须原料的附加值。

1 材料与方法

1.1 实验材料

玉米须、乌龙茶、木糖醇、柠檬酸、饮用水均为市售，且为食品级，饮用水符合GB 10791—89标准。

1.2 实验仪器

电磁炉，广东美的生活电器制造有限公司；分析天平，上海越平科学仪器有限公司；高压蒸汽灭菌器(GI54TW)，厦门致微有限公司；精密纱布、温度计均为市售。

1.3 实验方法

1.3.1 工艺流程

图1 玉米须复合饮料制备工艺流程Fig.1 Preparation process of corn silk compound beverage

1.3.2 操作要点

玉米须汁提取：选取洁净、有光泽、无霉变的晒干玉米须，称取适量后加水于96℃温度下进行熬煮，过滤备用。

乌龙茶提取：称取一定量的乌龙茶，加水熬煮，过滤备用。

复配：根据正交实验选出最佳配方，按照最佳配方使玉米须汁与乌龙茶混合，添加其余配料加水至1 L。

二次熬煮：混合后的料液倒至锅中经二次熬煮5 min，用100目纱布过滤3次。

杀菌、冷却：装罐后的饮料进行封盖处理，放置灭菌锅内，采用巴氏杀菌法将封盖后的饮料于80℃恒温灭菌20 min。

1.3.3 实验设计

以感官评分为标准（见表1，满分100分），采用单因素实验研究单个因素对玉米须乌龙茶复合饮料的影响，结合正交实验对其数据进行优化，确定最佳实验配比，并通过模糊感官评定的方法对玉米须乌龙茶复合饮料的品质加以评价。

表1 玉米须乌龙茶复合饮料感官评定标准Tab.1 Sensory evaluation of corn silk oolong tea compound beverage

1.3.3.1 单因素实验

以玉米须添加量、玉米须熬煮时间、乌龙茶添加量、木糖醇添加量、柠檬酸添加量为单因素变量[16]。根据预实验结果分析，玉米须添加量分别取3、6、9、12、15 g；玉米须熬煮时间分别取20、30、40、50、60 min；乌龙茶添加量分别取0.7、1.2、1.7、2.2、2.7 g；木糖醇添加量分别取10、15、20、25、30 g；柠檬酸添加量占总体积的质量分数分别为0.06%、0.08%、0.10%、0.12%、0.14%。

1.3.3.2 正交实验

以感官评分为指标，在单因素实验结果的基础上，选取主要影响因素玉米须添加量、乌龙茶添加量、木糖醇添加量为正交实验的变量因素，进行L9(33)正交实验，正交实验因素水平表见表2。

表2 正交实验因素水平表Tab.2 Orthogonal experimental factors level

1.3.3.3 模糊感官评定

模糊数学综合评价法应用模糊数学的方法，将具有“模糊性”的因素数量化，避免了产品传统感官评价存在的主观随意性、片面性、不确定性的问题，从而得到科学合理的评价结果[17]。由10名专业评价员组成的评判小组，对玉米须乌龙茶复合饮料的色泽、风味、口感、香气4个特性依次进行单因素评价，评价因素标准见表1。

研究对象集Y、因素集U、评语集V及权重集X的确定[18-20]如下:

研究对象集Y玉米须乌龙茶复合饮料由正交实验中9组样品进行综合评价，因此Y={y1，y2，y3，y4，y5，y6，y7，y8，y9}，其中yi为第i个实验号，正交实验设计表见表3。

表3 正交实验设计表Tab.3 Orthogonal experimental design

因素反映产品的质量，玉米须乌龙茶复合饮料的品质由色泽、风味、口感、香气4项评价指标决定，因此因素集U={色泽u1，风味u2，口感u3，香气u4}。

每项指标有优、良、中、差4个评价等级，因此玉米须乌龙茶复合饮料的评语集V={优v1，良v2，中v3，差v4}。

权重反映了因素集U中4项评价因素重要程度，采用强制决定法，确定各因素的权重，分别为色泽（0.1）、风味（0.4）、口感（0.3）、香气（0.2），因此权重集X={0.1，0.4，0.3，0.2}[21]。

1.4 数据统计分析

采用SPSS分析软件对实验结果进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 单因素实验结果与分析

2.1.1 玉米须添加量对玉米须乌龙茶复合饮料的影响

在玉米须复合饮料的制作过程中，玉米须的添加量对饮料的口感、色泽影响较大，少量玉米须的香味较淡、色泽较浅，过量则会导致口感浓郁、色泽较深（表现为黑褐色）。由图2可知，随着玉米须的添加量的增加，其感官评分呈先上升后下降的趋势，玉米须添加量处于9 g时出现峰值。

图2 玉米须添加量对产品质量的影响Fig.2 Effect of corn silk addition on product quality

2.1.2 玉米须熬煮时间对玉米须乌龙茶复合饮料的影响

玉米须熬煮时间的长短会影响复合饮料的口感。在其他因素相同的条件下，以96℃为熬煮温度，以10 min为间隔对熬煮后的玉米须汁进行感官评价。由图4可知，在96℃熬煮条件下，随着熬煮时间的增加，感官评分呈上升的趋势，且在40 min时达到高峰值，此时玉米须复合饮料口感最佳，当时间继续延长，由于苦涩感的产生口感反而下降，由此可见，在温度为96℃，熬煮40 min时玉米须复合饮料的口感最佳。

图3 玉米须熬煮时间对产品质量的影响Fig.3 Effect of cooking time of corn silk on product quality

2.1.3 乌龙茶添加量对玉米须复合饮料的影响

乌龙茶的添加能够改善产品的口感及色泽，适量添加不仅可以使饮料香甜可口、协调柔和，同时产品色泽明亮、澄清透明。在其他因素不变的条件下，分别添加0.7、1.2、1.7、2.2、2.7 g乌龙茶，并分别进行感官评价。由图4可知，随着乌龙茶添加量的增加，产品感官评价逐渐上升，且当乌龙茶添加量在2.2 g时出现峰值。当添加量大于峰值时，乌龙茶涩味的增强会掩盖玉米须的香甜口感，造成感官评分下降。

图4 乌龙茶添加量对产品质量的影响Fig.4 Effect of Oolong tea addition on product quality

2.1.4 木糖醇添加量对玉米须复合饮料的影响

木糖醇，作为一种功能甜味剂，一方面参与人体代谢不会引起血糖升高，适合糖尿病患者使用的营养型食糖代替品，另一方面可增加产品的甘甜、柔和口感。在其他因素不变的条件下，分别添加10、15、20、25、30 g木糖醇，并分别进行感官评价，由图5可知，随着木糖醇量的增加，感官评分逐渐上升，且在25 g时达到峰值。

图5 木糖醇添加量对产品质量的影响Fig.5 Effect of xylitol addition on product quality

2.1.5 柠檬酸添加量对玉米须复合饮料的影响

在复合饮料制作完成之际，加入适量柠檬酸，一方面能够调节玉米须复合饮料的口感增加其酸甜风味，同时增加产品的酸度值，达到延长保藏期的目的。在其它因素条件确定的情况下，分别添加0.06%、0.08%、0.10%、0.12%、0.14%的柠檬酸，并分别进行感官评价，由图6可知随着柠檬酸的添加感官评分先增后降，在添加量为0.08%达到峰值，继续增加柠檬酸由于酸味过强掩盖玉米须及茶叶本身的醇香风味导致感官评分下降。因此，柠檬酸添加量为0.08%时复合饮料口感最佳。

图6 柠檬酸添加量对产品质量的影响Fig.6 Effect of citric acid addition on product quality

2.2 模糊数学综合评判法确定最佳配方

2.2.1 模糊感官评定结果与分析

玉米须乌龙茶复合饮料按表3的9组实验以色泽、风味、口感、香气为评定因素进行感官评价，评定小组由10位评价员组成，其中男生5名、女生5名，且在评定前一天不饮酒、抽烟，禁吃刺激性（过酸、过辣）食品，每评定一个样品后，评定员要用清水漱口，中间间隔10 min后再对下一个样品进行评定，以保证评价结果真实、客观，感官评定结果见表4。

表4 玉米须乌龙茶复合饮料模糊感官评定结果Tab.4 Fuzzy sensory evaluation results of corn silk Oolong tea compound beverage

将表4以正交实验建立的9组实验各评价等级所得票数除以10，即为各评价因素的隶属度，综合各样品评价因素结果所得到的隶属度矩阵即为模糊矩阵Rj。

其中：j=1，2，3，…，9为样品编号；ri1，ri2，…，ri9分别表示第i个试样评级因素各评价等级所得的隶属度。

对于实验组合A1B1C1样品的色泽因素评价结果，评定为优的占比0.4，评定为良的占比为0.3，评定为中的占比0.2，评定为差的占比为0.1，即色泽R=（0.4，0.3，0.2，0.1）同理，风味R=（0.7，0.2，0.1，0）、口感R=（0.6，0.3，0.1，0）、香气R=（0.3，0.2，0.3，0.2），由此可建立样品1的模糊矩阵[22]如下：

根据模糊评定矩阵换原理Yi=X Ri得，样品1的模糊综合评定结果为：

Y1=X R1=(0.1，0.4，0.3，0.2)×(0.56，0.24，0.15，0.05)，同理得其余样品经模糊评定矩阵变换原理可得结果如表5。

由表5可知样品5编号为A2B2C3评定结果中优的占比为0.61，差的结果为0，相比其它样品，样品5优的比例均高于其它样品，根据最大隶属原则[23]可以判定样品5的配方最佳，即玉米须的添加量10 g，乌龙茶的添加量2.2 g，木糖醇的添加量25 g，在此配方下玉米须乌龙茶复合饮料口感最佳。

表5 模糊变换结果Tab.5 Results of fuzzy transform

2.2.2 正交实验结果

将表5中模糊变换结果分别乘以其对应的分值，其中优90分，良80分，中70分，差60分[16]，依次进行加和得出每个样品的最终得分，见表6。

表6 正交实验结果与分析Tab.6 Result and analysis of orthogonal experimental

由正交实验结果分析表6可知：玉米须乌龙茶复合饮料的最优配方组合为A2B2C3，即玉米须10 g，乌龙茶2.2 g，木糖醇25 g。极差分析结果表明，根据极差Rj的大小可知，玉米须、乌龙茶和木糖醇对产品评分结果影响程度依次为玉米须＞乌龙茶＞木糖醇。

由方差分析表7可知，A因素显著性最大，其次依次是B和C因素，即玉米须乌龙茶复合饮料制作过程中，对其品质影响最大的因素是玉米须添加量，其次是乌龙茶的添加量，最后是木糖醇添加量，该结论与正交实验极差分析结果一致。

表7 正交实验结果方差分析Tab.7 Variance analysis of orthogonal experimental

2.3 验证实验结果

根据正交实验的最优配方，即玉米须熬煮40 min，玉米须10 g，乌龙茶2.2 g，木糖醇25 g和柠檬酸0.08%的条件下进行验证性实验得到感官评分为86.0分，与正交实验组合中较优组合A2B2C3的结果吻合，因此，最优组合A2B2C3的配方可行。

2.4 产品质量标准

2.4.1 感官指标

色泽：呈均匀浅褐色，不浑浊；

滋味：风味协调、清香甘醇、甜味适中；

口感：细腻无涩味；

香气：有层次，玉米须清香久留、茶香浓郁；

2.4.2 微生物指标

微生物指标检测参照GB 4789.2—2016，GB 4789.3—2016，GB 4789.15—2016，检测结果符合国家标准，其中细菌总数不超过0.3 cfu/mL，大肠杆菌数不超过0.1 cfu/mL，致病菌未检出。

3 结论

通过模糊感官评定方法结合正交实验分析，玉米须乌龙茶复合饮料的最佳工艺配方为：玉米须熬煮时间在40 min，玉米须10 g，乌龙茶2.2 g，木糖醇25 g和柠檬酸0.08%。在此工艺配方条件下制作的复合饮料色泽均匀、呈浅褐色，口感细腻、无涩味，酸甜可口、清香甘醇、后味绵长。