模糊数学评定八宝粥配方的探究范文

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《粮油加工杂志》2014年第九期

1试验材料与方法

1.1原料小米、黑香米、糯米、绿豆、红小豆、莲子、花生仁、花芸豆、白砂糖和熟化糯米粉，均为市售。

1.2仪器与设备C21-RK2106电磁炉，广东美的生活电器制造有限公司；蒸煮锅；高压灭菌蒸汽锅。

1.3方便八宝粥加工工艺

1.4工艺要点

1.4.1方便豆类的研制（1）浸泡：各豆类要求无杂质、无虫害、无霉变，花生仁去红衣。淘洗后，按豆类∶水=1∶1.5的比例进行浸泡，绿豆浸泡时间以12h为宜，其他豆类浸泡时间以24h为宜，豆类不但全部膨胀，而且吸水性好，避免营养成分的损失。（2）蒸煮：经预试验表明：绿豆、红小豆蒸制时间以20min为宜，既完全熟化又全部膨胀且不烂粒，色泽不变。莲子、花芸豆和花生仁蒸制时间以30min为宜，保证完全熟化，无硬芯。（3）干燥：将熟化后的豆类在-40～-30℃冰箱中速冻3min，防止淀粉回生，使豆类完全冻结。然后在真空冷冻干燥机中干燥至含水量≤3%，冻干后的豆类颗粒完整，能保持原有的色泽，内部组织疏松多孔，复水品质较好，营养损失小。

1.4.2方便米类的研制（1）淘洗：黏附在米粒表面的粉状杂质会增加浸泡水的黏度，堵塞米粒内部微孔，阻碍水分子进入内部，减少米粒的吸水量［7］，不利于糊化，降低产品质量。将挑选好的各种米进行淘洗，用水量为米粒质量的3倍为宜，淘洗3次以减少米粒的营养物质的流失。（2）浸泡：通过浸泡使米粒充分吸水，提高糊化速度，降低产品营养物质的流失。小米与糯米宜按米∶水=1∶1的比例在40℃水温下浸泡1h，温度过高会使米粒表面糊化而发黏，制成的米饭软烂，口感不佳，且营养物质易流失；温度过低降低吸水速度。黑香米实质是一种糙米，糙米皮层由果皮、种皮、珠心层和糊粉层组成，果皮层的蜡质物质阻碍水分进入，影响吸水速度［8］。改善黑米糊化特性，加碱促进淀粉吸水糊化，促进淀粉粒外层谷蛋白溶解于水，节约蒸煮时间。采用0.2%NaOH浸泡1h为宜。（3）高压处理：高压处理可实现物料改性、产生新的组织结构、改变品质。高压处理过程中，使得氢键和疏水键等非共价键改变，从而使蛋白质凝固，淀粉变性，灭菌等，且不改变食品本身的色香味。预试验表明：200MPa处理4min可加快淀粉糊化，缓解回生，缩短蒸煮时间。（4）蒸煮：经预试验表明：小米、糯米蒸制时间以5min为宜；黑香米蒸制时间以10min为宜，既完全熟化无硬芯，米粒饱满，不黏块，复水性好。（5）干燥：将熟化后的米类在-40～-30℃冰箱中速冻，3min，防止淀粉回生，使米类完全冻结，然后在真空冷冻干燥机中干燥至含水量≤3%，冻干后的米类颗粒完整，能保持原有的色泽，内部组织疏松多孔，复水品质较好，营养损失小。

1.4.3混合调配新鲜米粥是一种半流体食品，具有黏稠适当，米粒柔软且分散均匀，有一定的悬浮性的特点，为重现新鲜米粥的品质，本试验采用添加适量的熟化糯米粉与白砂糖以增加黏稠度、改善口感。按配方比例进行混合，装袋即为成品。

1.5感官评定标准参考文献及标准DB34/T113，制定方便八宝粥感官评定标准，由10名经培训的具有食品专业背景的硕士研究生组成感官评定小组，对研发的产品进行感官质量评定。气滋味、适口性的指标评价，先取5倍沸水加盖焖泡8min，然后进行品尝评定；复水性指标评价，取5倍沸水加盖焖泡2min后每隔1min随机取出5~10粒产品进行评定。让评定小组成员对方便八宝粥的外观、气滋味、适口性和复水性4个因素，以很好、较好、一般、较差和差为评语进行评价，并记录结果。感官评定标准见表1。

1.6感官指标权重确定评定成员由食品行业中的10位资深专家组成，采用“0~4”评判方法确定权重集。由评定小组对指标进行两两重要性比较，根据相对重要性打分：很重要-很不重要，打分为4~0；比较重要-较不重要，打分为3~1；同等重要，打分为2~2。得到各个评委的对每个指标的分数表，然后统计所有打分，得到每个指标得分，再除以所有指标总分之和即为各指标权重因子。

1.7方便八宝粥的配方设计因谷物缺乏赖氨酸，选择豆类搭配与之进行营养互补，并且颜色鲜明的豆类与谷物搭配，冲击消费者的视觉效果，可以得到很好的感官效果。经预试验表明：确定蒸煮干燥后的红小豆5g、绿豆3g、花芸豆3g、莲子2g和花生仁2g产品有较好的感官品质。因此设定影响方便八宝粥的感官品质主要因素有小米的添加量，黑米的添加量，熟化糯米粉的添加量，白砂糖的添加量，以方便八宝粥的模糊感官综合评分为考察指标，运用L9（34）正交试验优化配方。

2结果与分析

2.1建立模糊综合评判数学模型

2.1.1建立评判集因素集：U={u1，u2，u3，u4}={外观、气滋味、适口性、复水性}评语集：V={v1，v2，v3，v4，v5}={很好、较好、一般、较差、差.

2.1.2确定权重集W基于模糊数学法进行产品感官评定时，权重分配方案的合理与否直接影响评价结果。根据指标在产品感官质量定级中的重要程度，给予每个指标以相应的权重。方便八宝粥感官评价指标的权重见表2。W={w1，w2，w3，w4}权重集为各评价因素的权重系数的集合。各项因素所得总分除以全部因素总分之和即为权重系数。因此，W={0.13，0.28，0.36，0.23}。由表3可知，人们对各项指标的权重各不相同，对于方便八宝粥这类产品，人们更加注重口味，而复水性也是影响产品质量的重要指标。

2.1.3确定隶属矩阵根据评价等级V，按试验设计制作相应的9组产品，由10位感官评定人员对每个样品感官质量各自作出评判，其中配方1的因素评语统计结果见表3。根据对方便八宝粥样品的不同评价指标得分次数结果，得到配方1的如下隶属矩阵：

2.2模糊变换及综合评判根据模糊变换原理：权重W乘以隶属矩阵R，即A=W×Rj，A反映了样品感官评价很好、较好、一般、较差和差的赞成比率。则对第j号样品的综合评价结果为：Aj=W×Rj，因此1号产品的综合评价结果。将模糊向量单值化进行比较排序，给5个等级：很好、较好、一般、较差和差分别依次赋予100、85、70、55和40分。将模糊综合评定结果集中的各个量分别乘以对应的分值并相加，得出产品的最后评定总分，见表4。由表4和表5可知：方便八宝粥的最佳组合为A2B2C1D2，即：小米添加量为25g、黑香米添加量为10g、熟化糯米粉添加量为1.5g、白砂糖添加量为3.5g。通过极差R和方差分析，影响的主次因素为B>A>C>D，即：黑香米添加量>小米添加量>熟化糯米粉添加量>白砂糖添加量。其中小米添加量与黑香米添加量的影响达到差异极显著（p＜0.001），熟化糯米粉的添加量与白砂糖添加量对产品感官质量的影响均达到差异显著（p＜0.05）。在此工艺条件下，根据正交试验结果，最优组合为A2B2C1D2，为此做A2B2C1D2与A2B2C3D1的对比试验，各做3个平行试验，得出的模糊感官综合评定的最终得分各取其平均值。对比试验结果表明，A2B2C1D2组合的感官得分为95.4分，A2B2C1D2组合的感官得分为94.2分，试验设计理论值与实测值的吻合性极好。用此方法进行配方优化设计具有一定的可行性。

3结论

本研究将正交设计与模糊数学综合评判法运用于方便八宝粥的配方研制中，克服传统感官质量定级方法的缺陷，评价结果更具客观性。本研究在基础配方红小豆5g、绿豆3g、花芸豆3g、莲子2g和花生仁2g的工艺条件下，以小米添加量、黑米添加量、熟化糯米粉添加量和白砂糖添加量为感官质量影响因素，模糊感官综合评定得分为考察指标，运用L9（34）正交试验优化配方设计。通过正交试验结果及方差分析，p＜0.05，影响因素对评定结果之间的线性关系显著，可用于本研究的理论预测。正交试验设计与模糊感官综合评定优化方便八宝粥的最佳配方为：小米添加量为25g、黑香米添加量为10g、熟化糯米粉添加量为1.5g和白砂糖添加量为3.5g，在此工艺配方条件下制作的方便八宝粥的模糊感官评定得分为95.4分。通过对比验证试验表明，该方法用于优化方便八宝粥的配方是切实可行的，且重复性好。

作者：唐萍胡怀容鲜欣言张友华李明元单位：西华大学生物工程学院