基于模糊数学感官评价法优化无蔗糖 菠萝果渣曲奇饼干配方

随着生活水平提高，人们更加关注饮食营养与健康。曲奇饼干高糖、高热量，使一些消费者望而却步[1]。因此，迫切需要开发符合现代营养需求的新型饼干。而菠萝常被用来生产果汁，而其果渣作为副产物并未得到充分利用。菠萝果渣富含的膳食纤维有助于人体消化吸收，可改善血液循环、降血压[2]，其营养成分也与果肉相近[3]。

本文在曲奇饼干中添加菠萝果渣、用麦芽糖醇代替蔗糖，其中菠萝果渣可丰富饼干口感、改善风味，也可润肠、降血脂、预防心脑血管疾病；麦芽糖醇与蔗糖相比，热量低、可预防龋齿、不刺激胰岛素分泌、还能抑制脂肪堆积，更适合糖尿病人和肥胖人群[4]。在食品工艺研究中，感官评价是主要的评判指标。评分法易受评价员主观因素的影响，客观性差，存在较大误差[5]。而模糊数学感官评价法则综合考虑了所有因素及权重，使结果更加科学[6]。因此，本文运用模糊数学感官评价法研究无蔗糖菠萝果渣曲奇饼干的配方，希望得到一款菠萝风味饼干，低糖低热量，富含膳食纤维，符合现代营养需求。

1 材料与方法

1.1 试验材料

菠萝、鸡蛋、低筋面粉，市售；麦芽糖醇，睢县甘淳商贸有限公司；黄油，广汉喜禾食品有限公司。

1.2 试验设备

YP10001型电子天平，上海佑科仪器仪表有限公司；BL-4型电烘炉，广州达尔信食品机械有限公司；FF-68-98型多功能烘干机，瑞安市峰发食品机械厂；FW-100型高速粉碎机，北京科伟永兴仪器有限公司；电动打蛋器，中山市朗飞电器有限公司；破壁机，中山市怡馨电器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 基础配方

低筋面粉100%（以低筋面粉含量为基准），黄油80%，菠萝果渣12%，麦芽糖醇24%，鸡蛋液16%，上火温度160 ℃，下火温度150 ℃，烘烤22 min。

1.3.2 工艺流程

菠萝果渣曲奇饼干制作工艺流程为黄油、麦芽糖醇→打发→加入低筋面粉、菠萝果渣、鸡蛋液→混合→挤压成型→烘烤→冷却→成品。

1.3.3 操作要点

①菠萝果渣的制备。菠萝去皮切块用破壁机打碎并过滤。将果渣置于烘干机中（80 ℃，6 h），冷却后粉碎并过200目筛。②打发。黄油室温软化，加麦芽糖醇，搅打至黏稠。③混合。加入低筋面粉、菠萝果渣和鸡蛋液，混匀并揉搓成团。④挤压成型、烘烤、冷却。用裱花枪挤出形状大小均匀的饼胚，于电烘炉中烘烤。完成后冷却至室温即可。

1.3.4 配方优化

（1）单因素试验。在其他条件不变的情况下，采用单因素试验，分别设置菠萝果渣添加量为4%、8%、12%、16%和20%；麦芽糖醇添加量为8%、16%、24%、32%和40%；鸡蛋液添加量为10%、16%、22%、28%和34%，探究各因素对饼干品质的影响。

（2）正交试验。在单因素试验的基础上，设计L9(34)正交试验，以模糊数学感官综合评分为指标，确定最佳配方[7]。正交试验因素与水平见表1。

表1 正交试验因素与水平表

1.3.5 感官评价

选择10位评价员（5男5女），对饼干感官品质进行评价，每个评价指标分为优、中、差3个等级，评定标准见表2。

表2 感官评定标准表

1.3.6 模糊数学感官评价模型建立

（1）建立因素集。设因素集为U={u1,u2,u3,u4,u5}，其中u1=色泽、u2=外形、u3=口感、u4=风味、u5=组织结构。

（2）建立评语集。设评语集为V={v1,v2,v3}，其中v1=优、v2=中、v3=差。

（3）建立权重集。采用“0～4评判法”[8]确定权重，W={0.24,0.15,0.27,0.27,0.07}，即色泽、外形、口感、风味和组织结构分别占比0.24、0.15、0.27、0.27和0.07。

（4）确定模糊矩阵及感官评分。根据评价标准对样品进行评价，然后将结果中优、中、差的数量除以评价员人数，得出其所占比例并建立样品的模糊矩阵R，再依据公式B=W·R计算各样品的综合评价结果。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果与分析

2.1.1 菠萝果渣添加量的确定

由图1可知，随着菠萝果渣添加量的增加，饼干的感官评分呈先上升后下降的趋势，当添加量为12%时，饼干具有菠萝风味且酸甜适宜，花纹清晰、色泽均匀，感官评分较高。当添加量超过12%时，酸味上升，导致感官评分下降。所以菠萝果渣的最佳添加量为12%。

图1 菠萝果渣添加量对饼干感官品质的影响图

2.1.2 麦芽糖醇添加量的确定

由图2可知，随着麦芽糖醇添加量的增加，饼干的感官评分呈先上升后下降的趋势，当添加量达到24%时，饼干口感松脆，菠萝风味明显，组织结构良好，感官评分最高。但麦芽糖醇添加量超过24%时，饼干味道过甜，菠萝风味逐渐被掩盖，导致感官评分降低。因此，麦芽糖醇的最佳添加量为24%。

2.1.3 鸡蛋液添加量的确定

由图3可知，随着鸡蛋液添加量增加，饼干的感官评分呈先上升后下降的趋势，添加量为22%时，饼干酸甜适中，焙烤风味和菠萝风味浓郁，颜色均匀，感官评分最高。但当鸡蛋液的添加量超过22%时，饼干不易成型，且鸡蛋液风味掩盖了菠萝风味，感官评分降低。因此，鸡蛋液的最佳添加量为22%。

图2 麦芽糖醇添加量对饼干感官品质的影响图

图3 鸡蛋液添加量对饼干感官品质的影响图

2.2 模糊数学感官评价结果

10名评价员对正交试验9组饼干的评价结果见表3，建立模糊矩阵R[9]，依据模糊变换原理，样品i评价结果为Bi=X·Ri，使用矩阵乘法计算综合感官评分，避免取大取小算法带来的误差[10]。

表3 饼干感官评价结果表

以样品1为例，将表3结果转化为模糊矩阵R1，并计算其综合评价结果为

同理B2-B9的综合评价结果为B2=(0.752,0.241,0.007)；B3=(0.645,0.243,0.112)；B4=(0.951,0.049,0)；B5=(0.796,0.197,0.007)；B6=(0.552,0.367,0.081)；B7=(0.791,0.202,0.007)；B8=(0.657,0.229,0.114)；B9=(0.53,0.402,0.068)。

2.3 正交试验结果与分析

为更好地比较各样品感官品质的优劣，分别赋予优、中、差3个等级90分、70分、50分，再将综合评价结果的各数值与对应的等级分数相乘并求和，得出各样品最终模糊感官评分，见表4。

表4 正交试验结果表

由试验结果可知，RA＞RC＞RB，即影响饼干的因素大小顺序为菠萝果渣添加量＞鸡蛋液添加量＞麦芽糖醇添加量。k值分析显示的各因素的最优组合为A1B2C2，与正交试验最优结果一致，即菠萝果渣添加量为8%、鸡蛋液添加量为22%、麦芽糖醇添加量为24%。

3 结论

采用模糊数学感官评价法对无蔗糖菠萝果渣曲奇饼干配方进行优化，可减少主观因素的影响，使评价结果更具科学性。通过单因素试验及正交试验，得到了最优配方，即在低筋面粉100%（以低筋面粉含量为基准）、黄油80%、上火温度160 ℃、下火温度150 ℃、烘烤22 min的条件下，添加菠萝果渣8%、麦芽糖醇24%、鸡蛋液22%，制作出的无蔗糖菠萝果渣曲奇饼干感官品质最优，菠萝味浓郁、营养价值高、低糖低热量，适合肥胖人群、糖尿病人食用。本研究也为菠萝果渣的多样化加工提供了途径，具有良好的应用前景。