基于模糊感官评价法优化黄秋葵籽粕饼干工艺研究

李双芳，刘雨辰，夏 琳，吴博雄，张乐乐，刘生杰，2

（1.阜阳师范大学信息工程学院，安徽阜阳 236037；2.阜阳师范大学生物与食品工程学院，安徽阜阳 236041）

黄秋葵简称秋葵，属锦葵科一年生草本植物，素有“绿色人参”之称[1]。秋葵荚果肉质柔嫩，风味独特，其中含有丰富的果胶、粗多糖、纯化多糖等营养成分，且具有助消化和降血脂等功能[2-3]。因此，近年来在我国种植面积逐渐增大，已经成为常见的“特种蔬菜”[4]。但黄秋葵开花后荚果长势较快，3～5 d即可成熟，若采收不及时，荚果极易老化，纤维增多，导致荚果食用价值较低甚至不能食用，不仅造成资源浪费，增加了农民种植黄秋葵的风险，而且也限制着黄秋葵产业的健康持续发展。因此，针对老熟黄秋葵的资源开发尤为重要。

在老熟黄秋葵中，籽的含量约占秋葵总质量的50%，秋葵籽中油脂含量为18%～20%，与大豆中含油量相当[5]，其中饱和脂肪酸∶单不饱和脂肪酸∶多不饱和脂肪酸含量之比接近1∶1∶1 的理想模式，是一种优质功能性油脂[6]。同时，秋葵籽中蛋白质含量较高，且富含人体必需的氨基酸，其中蛋氨酸、苏氨酸、色氨酸、赖氨酸可与豆类、谷类蛋白作为补充；组氨酸为维持婴幼儿正常生理功能必需的氨基酸[7-8]。另外，秋葵籽中还富含生物碱、黄酮类等活性物质[9-11]。综上可知，秋葵籽可作为优质的食品加工原料。

近年来，针对秋葵籽加工研究主要集中在油脂提取、精炼方面，对榨油后的剩余部分即秋葵籽粕加工应用研究鲜为报道。立足于秋葵籽粕在食品加工中的应用研究，以秋葵籽粕为主要原料，结合模糊感官评价法探究秋葵籽粕饼干的最优配方，为其工业化生产提供依据，加快其在食品工业生产中的应用。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

原料：低筋面粉、黄油、白砂糖、秋葵籽粕、小苏打、奶粉、鸡蛋，以上均购自阜阳大润发超市。

化学试剂：硫酸铜、硫酸钾、硫酸、硼酸、氢氧化钠、乙醇、石油醚、甲基红指示剂、溴甲酚绿指示剂，以上均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司提供；牛血清白蛋白，上海金穗生物科技有限公司提供；甲基红，天津市北辰方正试剂厂提供；亚甲基蓝，天津市光复精细化工研究所提供。

1.2 仪器

JA1003 型电子天平，上海仪器有限公司产品；BJ-800A 型粉碎机，德清拜杰电器有限公司产品；DGT-G 型系列电热恒温鼓风干燥箱，合肥华德利科学器材有限公司产品；YXD-F90 型烤箱，上海一喜食品机械有限公司产品；Sox406 型脂肪提取仪，山东海能科技有限公司产品；UV-1950 型紫外-可见分光光度计，杰瑞尔电器有限公司产品。

1.3 工艺流程

①黄油融化→白砂糖称量→小苏打溶解→与蛋液混合打发；

②秋葵籽粕→粉碎、过筛；

①+②→与低筋面粉混合→面团揉制→擀制成型→烤制→成品冷却包装→感官评价。

1.4 操作要点

（1）原料预处理。取适量秋葵籽粕放入粉碎机中粉碎后，过80 目筛，得细腻的秋葵籽粕粉。

（2）白砂糖融化与糖粉、小苏打溶解。将称量好的黄油置于70～80 ℃条件下融化后，加入白砂糖、奶粉，并用搅拌器搅拌至溶解。

（3）蛋液混合打发。将蛋清和蛋白的混合液置于不锈钢容器中，用搅拌器搅拌后，称取适量蛋液加入至溶解液中搅拌，再用打蛋器打发至出现均匀小气泡。

（4）辅料添加。依次加入适量的面粉、秋葵籽粉、奶粉到打发的黄油溶液中。

（5）面团调制、成型。加入少量水，将上述面粉混合物搅拌均匀，调制成面团。面团光滑有弹性，如果面团黏性过大，则放置5 min 左右，至面团黏性合适为止。将面团制成厚度为0.10～0.15 cm 的饼坯。

（6）饼干烤制。烤箱预热5 min后，将饼坯装入烤盘，设置上火温度160 ℃，底火温度150 ℃，烤制12 min。

（7）冷却包装。将烤制成型的饼干冷却至室温后装入到包装袋中，即得成品。

1.5 单因素试验

以低筋面粉添加量100%为基准，添加小苏打0.07%、水适量基础上，分别考查白砂糖（15%，20%，25%，30%，35%）、秋葵籽粉（15%，20%，25%，30%，35%）、黄油（15%，20%，25%，30%，35%）、奶粉（10%，15%，20%，25%，30%）对秋葵籽粕饼干感官品质的影响。

1.6 正交试验设计

在单因素试验的基础上，进行四因素三水平L9（34）正交试验，得出秋葵籽粕饼干的最优配方。

正交试验设计因素与水平设计见表1。

表1 正交试验设计因素与水平设计 / %

1.7 感官评价

感官评定小组由10 名食品类评测人员组成，男女各5 人，分别对秋葵籽饼干的色泽、风味、口感、组织状态进行感官评分，再结合模糊数学感官评价法计算饼干的综合评分，最终根据评分高低评判饼干的品质。

秋葵籽粕饼干感官评分标准见表2[11-13]。

表2 秋葵籽粕饼干感官评分标准

1.8 模糊数学模型的建立

（1）确定评定因素集。根据秋葵籽粕饼干的品质特征，选择最能反映产品质量的4 个因素作为饼干成品的评价因素集M={m1，m2，m31，m4}，m1代表色泽，m2代表风味，m3代表口感，m4代表组织结构。

（2）确定评定因素权重。参照感官评分标准对饼干品质划分为优、良、中、差4 个等级，分别对应90，80，70，60 共4 个分值。即评论等级论域V={v1，v2，v3，v4}={ 优，良，中，差}={90，80，70，60}。评价因素权重集X 代表秋葵籽粕饼干的评价因素在感官品质评价中所占重要程度的集合。试验采用用户调查法确定权重集X=（X1，X2，X3，X41），其中X 权重集为1，各因素权重分别为色泽（0.2），风味（0.3），口感（0.3），组织结构（0.2），即X=（X1=0.2，X2=0.3，X3=0.3，X4=0.2）。

（3）模糊判断及综合评价。收集10 位感官评测人员的感官评价结果，分别计算每个样品在4 种评价因素中分别为优、良、中、差的票数，然后将各因素不同等级的票数分别除以总数10，得出模糊关系矩阵R；再根据模糊变换原理，将评价因素权重集X 与模糊关系矩阵R 合成，得到模糊综合评价结果集Y=X×R，即第i 个样品的评价结果为Yi=X×Ri（i 为1～9）=（y1，y2，…，yn）；最后将每个样品的综合评分赋值计算，得到每个产品综合评分W=V×YiT[14-15]。

1.9 秋葵籽粕饼干营养指标及微生物指标的测定

（1）蛋白质含量的测定：参照《GB 5009.5—2016 凯氏定氮法》，粗脂肪含量测定：参考《GB 5009.6—2016 索氏抽提法》，水分含量测定：参照《GB5009.3—2016 直接干燥法》。

（2）微生物指标的测定。菌落总数参照《GB 4789.2—2016 菌落总数测定》，大肠菌群参照《GB 4789.3—2016 大肠菌群计数》，霉菌计数参照《GB 4789.15—2016 霉菌和酵母计数》。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 白砂糖添加量对饼干感官品质的影响

白砂糖添加量对饼干感官品质的影响见图1。

图1 白砂糖添加量对饼干感官品质的影响

饼干制作过程中，白砂糖添加后与蛋液形成浓稠的泡沫，能帮助黄油打成膨松状的组织，提升饼干的品质[16]。由图1 可知，随着白砂糖添加量的增加，酥性饼干的感官评分呈上升趋势，当白砂糖添加量为25%时，酥性饼干的感官评分达到最高，此时饼干甜味适中，甜味与秋葵籽粕的焦香味结合，能更大程度感受到秋葵籽粕香味，且饼干组织状态良好。随着白砂糖添加量继续增多，饼干感官评分逐渐降低，饼干口味过甜且后味较苦，组织较松散，综合口感下降。因此，确定白砂糖的最佳添加量为25%。

2.1.2 秋葵籽粕添加量对饼干感官品质的影响

秋葵籽粕添加量对饼干感官品质的影响见图2。

图2 秋葵籽粕添加量对饼干感官品质的影响

随着秋葵籽粕添加量的增加，饼干的感官评分逐渐增加，当秋葵籽粕添加量为25%时，感官评分最高，此时饼干有明显的焦香风味，硬度适宜，回味无苦味、色泽均匀、气孔细密。随着秋葵籽粕的添加量增多，感官评分呈下降趋势，此时饼干中秋葵籽粕风味过于浓郁，后味有苦味，色泽不均匀，影响秋葵籽粕酥性饼干的风味和组织状态。因此，确定秋葵籽粕的添加量为25%。

2.1.3 黄油添加量对饼干感官评分的影响

黄油添加量对饼干感官品质的影响见图3。

图3 黄油添加量对饼干感官品质的影响

黄油的加入能丰富饼干的口感，阻止面粉中的蛋白质吸水膨胀，控制面筋形成，从而使饼干面团酥软，使饼干成品更加滋润。由图3 可知，黄油添加量为35%时感官评分最低，此时饼干风味良好，但饼干的组织状态较差，气孔较大，极易破碎。黄油添加量为20%时，饼干的感官评分最高，饼干的香味浓郁，组织状态、形状最好，口感酥脆。综上分析，确定秋葵籽粕饼干中黄油的最佳添加量为20%。

2.1.4 奶粉添加量对饼干感官品质的影响

奶粉添加量对饼干感官品质的影响见图4。

图4 奶粉添加量对饼干感官品质的影响

在饼干中加入奶粉可以使饼干在口味上具有奶香味，在营养上能够提高蛋白质含量，在外观上可以与糖发生美拉德反应，形成诱人的色泽。由图4可知，奶粉添加量为10%时，感官评分最低，此时饼干奶香味不够充足，饼干组织气孔少而小，口感较硬，且饼干色泽不均匀。随着奶粉添加量增加，感官评分呈上升趋势，奶粉的最佳添加量为20%时，饼干奶香味充足，颜色均匀，组织状态良好，感官评分最佳。此后，随着奶粉添加量增加，饼干中秋葵籽粕本身含有的焦香味下降，奶香味过于浓郁，且饼干色泽不均匀、颜色较重，饼干中蛋白质含量过高，导致饼干较硬，口感较差。综上分析，秋葵籽粕饼干中奶粉的最佳添加量为20%。

2.2 模糊评定正交试验结果分析

2.2.1 秋葵籽饼干模糊感官评定结果

在单因素试验的基础上进行L9（34）正交试验，由10 名感官分析员参照表2 从饼干的色泽、风味、口感、组织结构4 个方面打分，分别对不同等级票数进行计数。

秋葵籽粕饼干感官评分票数分布见表3。

表3 秋葵籽粕饼干感官评分票数分布

2.2.2 基于模糊数学的感官评定结果分析

根据表3 中每批次饼干的感官评定结果数据，计算模糊矩阵。以样品1 为例，色泽评价结果有6 人选优、2 人选良、1 人选中、1 人选差，则R色泽=（6，2，1，1）。同理，R风味=（4，3，2，1）；R口感=（5，2，2，1）；R组织结构=（4，3，2，1）；

由此得到样品1 的模糊矩阵如下：

根据模糊变换原理，得到样品1 的评价结果如下：

同理，可得样品2～9 的评价结果分别为

Y2=X×R2=（0.44，0.23，0.26，0.12）；

Y3=X×R3=（0.45，0.39，0.08，0.08）；

Y4=X×R4=（0.26，0.30，0.25，0.27）；

Y5=X×R5=（0.30，0.28，0.23，0.19）；

Y6=X×R6=（0.66，0.34，0.10，0.00）；

Y7=X×R7=（0.54，0.19，0.16，0.01）；

Y8=X×R8=（0.44，0.44，0.12，0.06）；

Y9=X×R9=（0.38，0.42，0.14，0.06）。

正交试验结果分析见表4。

表4 正交试验结果分析

根据综合感官评分计算K 值及R 值，由此可见，各因素对秋葵籽粕饼干感官品质影响的主要顺序为黄油添加量（C）＞秋葵籽粕添加量（B）＞奶粉添加量（D）＞白砂糖添加量（A）。最佳条件组合为A2B3C1D3，即白砂糖添加量为25%，秋葵籽粕添加量为30%，黄油添加量为15%，奶粉添加量为25%。

2.2.3 验证试验

对最优配方重复3 次试验，并进行感官评定分析，最终感官评分结果为94.2 分。此配方下制得的饼干色泽均匀，略带光泽，无过胶发白现象，且甜味适，有浓郁的秋葵籽粕香味，口感细腻，不黏牙，断面均匀细密。因此，模糊感官评价方法优化秋葵籽粕饼干配方具有一定的可行性和准确性。

2.3 秋葵籽粕饼干的营养指标及微生物指标的测定结果

秋葵籽粕饼干的营养指标及微生物指标见表5。

表5 秋葵籽粕饼干的营养指标及微生物指标

对最优配方制得成品饼干的营养指标及微生物指标进行测定，其中蛋白质含量为（10.40±0.36）g/100 g，脂肪含量为（25.30±0.25）g/100 g。微生物指标均符合《GB 7100—2015 食品安全国家标准》中的限量标准。

3 结论

为加强秋葵籽资源的综合利用，以秋葵籽粕粉和低筋面粉为主要原料制作饼干。经过单因素试验和正交试验，结合模糊感官评定方法，得出秋葵籽粕饼干的最优配方为白砂糖添加量25%，秋葵籽粕添加量30%，黄油添加量15%，奶粉添加量25%，在此配方下制得的秋葵籽粕饼干口感酥脆、甜度适中，富含丰富的蛋白质和脂肪。秋葵籽粕的加入不仅改善了饼干的风味，增加了人体获得优质蛋白的来源，而且提高了秋葵籽的综合利用率，为秋葵籽的综合利用提供了技术参考依据。