模糊數(shù)學(xué)在汽爆蘋(píng)果渣瑪芬蛋糕感官評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

崔震昆，杜亞敏，朱 琳，梁新紅，劉樹(shù)萍

（1.河南科技學(xué)院食品學(xué)院，河南新鄉(xiāng) 453003；2.河南科技學(xué)院新科學(xué)院，河南新鄉(xiāng) 453003；3.哈爾濱商業(yè)大學(xué)旅游烹飪學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150036）

模糊數(shù)學(xué)在汽爆蘋(píng)果渣瑪芬蛋糕感官評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

崔震昆1，杜亞敏1，朱 琳2，梁新紅1，劉樹(shù)萍3

（1.河南科技學(xué)院食品學(xué)院，河南新鄉(xiāng) 453003；2.河南科技學(xué)院新科學(xué)院，河南新鄉(xiāng) 453003；3.哈爾濱商業(yè)大學(xué)旅游烹飪學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150036）

通過(guò)應(yīng)用正交設(shè)計(jì)方案和模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)法，研究汽爆蘋(píng)果渣瑪芬蛋糕的配方。結(jié)果表明，汽爆蘋(píng)果渣瑪芬蛋糕的最優(yōu)工藝配方為低筋粉添加量100%，蘋(píng)果渣添加量12%，白砂糖粉添加量45%，蛋液添加量120%，牛奶添加量40%，烘烤溫度180℃，烘烤時(shí)間30 min，所制得的產(chǎn)品口感細(xì)膩、綿軟，富有彈性，含有可溶性膳食纖維3.48%。

蘋(píng)果渣；模糊數(shù)學(xué)；蛋糕；質(zhì)構(gòu)

0 引言

近年來(lái)，隨著生活水平的提高，人們對(duì)日常膳食結(jié)構(gòu)和飲食習(xí)慣提出了更精細(xì)的需求。膳食纖維作為一種功能性食品的重要基料，已成為食品科學(xué)研究人員關(guān)注的熱點(diǎn)之一[1]。采用冷破碎榨前分離技術(shù)得到的高品質(zhì)蘋(píng)果肉渣膳食纖維粉，具有預(yù)防腸道疾病、預(yù)防心血管疾病、降血糖、防癌等作用[2-3]。我國(guó)是世界上最大的蘋(píng)果及蘋(píng)果濃縮汁生產(chǎn)國(guó)，每年僅蘋(píng)果濃縮汁產(chǎn)出的蘋(píng)果濕渣就達(dá)約100×104t，目前這些蘋(píng)果渣還沒(méi)有得到充分的開(kāi)發(fā)和利用[4-5]。已有研究表明，蘋(píng)果渣膳食纖維可廣泛作為食品功能性添加劑而被添加到面制食品中，如添加到蛋糕中。

瑪芬（Muffin）為音譯名詞，瑪芬蛋糕起源于英國(guó)，后來(lái)在美國(guó)經(jīng)過(guò)改良成為一種經(jīng)典的美式簡(jiǎn)易蛋糕。本研究向瑪芬蛋糕中添加汽爆蘋(píng)果渣以增加其膳食纖維，并通過(guò)L9（34）正交試驗(yàn)和模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)法進(jìn)行研究，得出最優(yōu)工藝配方。

1 材料與方法

1.1 材料

蘋(píng)果渣，經(jīng)汽爆（1.0 MPa，120 s）、粉碎機(jī)粉碎，并過(guò)120目篩；低筋粉、新良蛋糕粉、鮮雞蛋、白砂糖、雙效泡打粉、食鹽、黃油，均為市售；純牛奶，內(nèi)蒙古蒙牛乳業(yè)有限公司提供。

1.2 設(shè)備

電子天平（精確度0.01 g），福州華志科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；SM-803TG型新麥三層六盤(pán)電烤箱，以及烤盤(pán)、不銹鋼勺、操作臺(tái)、面盆、裱花袋、網(wǎng)篩（100目、120目）、模具，富偉吉祥（北京）廚房設(shè)備有限公司產(chǎn)品；TA-XT PLUS型物性測(cè)定儀，英國(guó)SMS公司產(chǎn)品；傾斜式高速萬(wàn)能粉碎機(jī)，北京中興偉業(yè)儀器有限公司產(chǎn)品。

1.3 基本配方

低筋粉85 g，白砂糖45 g，雞蛋100 g，牛奶30 g，黃油50 g，泡打粉4 g，食鹽1 g。

1.4 工藝流程及注意事項(xiàng)

1.4.1 工藝流程

（1）雞蛋打散成蛋液，加入常溫牛奶，攪勻。（2）黃油隔水加熱直至化開(kāi)，邊攪蛋液邊加入黃油，攪勻即可。

（3）低筋粉、白砂糖、蘋(píng)果渣過(guò)篩，同時(shí)加入泡打粉、食鹽，用塑膠刮板攪勻。

（4）裝入裱花袋，注入模具。

（5）烤箱預(yù)熱到180℃，將模具放入烤箱，烤制成熟。上下?tīng)t溫度180℃，烤制30 min。

1.4.2 注意事項(xiàng)

（1）黃油隔水加熱，直至黃油化開(kāi)。

（2）牛奶放置常溫，不然黃油低溫易凝結(jié)。

（3）白砂糖用粉碎機(jī)打成糖粉，過(guò)篩（100目）；低筋粉過(guò)篩（100目），防止成品中有結(jié)塊；汽爆蘋(píng)果渣過(guò)篩（100目）。

（4）用塑膠刮板攪勻時(shí)動(dòng)作要迅速，否則易攪拌不均勻。

（5）烘烤前，應(yīng)先將烤箱預(yù)熱到預(yù)定溫度200℃左右，蛋糕糊注模后也要及時(shí)烤制，否則容易跑氣消泡，影響瑪芬蛋糕品質(zhì)。另外，烘烤蛋糕時(shí)不宜多次拉出爐門(mén)做烘烤狀況的判斷，以免蛋糕糊受熱脹冷縮的影響而使蛋糕糊下塌。烘烤過(guò)程中，烘烤溫度一般為180～200℃，烘烤時(shí)間約20 min，以便烤出最佳的產(chǎn)品品質(zhì)與色澤。

（6）蛋糕烤熟后要及時(shí)出爐、脫模。采用自然冷卻法，并保持蛋糕之間的距離；冷卻過(guò)程中要盡量避免重壓，以減少破損和變形，冷卻到30～40℃即可進(jìn)行檢驗(yàn)。

（7）成品感官檢驗(yàn)。對(duì)瑪芬蛋糕進(jìn)行感官品質(zhì)評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)時(shí)注意將瑪芬蛋糕進(jìn)行編碼或做記號(hào)，以免混淆。

1.5 成品感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

瑪芬蛋糕出烤箱后，要放置至完全冷卻，由固定的10位專(zhuān)業(yè)人員組成感官評(píng)定小組，要求評(píng)定前一天不吸煙、不飲酒，評(píng)定前不得吃刺激性食物；評(píng)完一個(gè)樣品后要用清水進(jìn)行漱口，間隔10 min，再對(duì)下一個(gè)樣品進(jìn)行評(píng)定。

汽爆蘋(píng)果渣瑪芬蛋糕感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

1.6 正交試驗(yàn)配方設(shè)計(jì)

根據(jù)瑪芬蛋糕基礎(chǔ)配方，進(jìn)行L9（34）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，蘋(píng)果渣、白砂糖粉、蛋液及牛奶添加量均以低筋粉添加量百分比計(jì)，其他輔料不變。

正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表2。

1.7 建立汽爆蘋(píng)果渣瑪芬蛋糕感官品質(zhì)模糊評(píng)價(jià)法模型

1.7.1 因素集、評(píng)語(yǔ)集和加權(quán)重集的建立

因素集U=（顏色光澤、形狀外觀、組織狀態(tài)、香氣口感）；權(quán)重集采用強(qiáng)制決定法，確定蘋(píng)果渣瑪芬蛋糕各感官指標(biāo)的權(quán)重X=（0.20，0.20，0.20，0.40），即顏色光澤0.20，形狀外觀0.20，組織狀態(tài)0.20，香氣口感0.40；評(píng)語(yǔ)集=（優(yōu)，良，中，差）。

表1 汽爆蘋(píng)果渣瑪芬蛋糕感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

表2 正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)/%

1.7.2 模糊關(guān)系綜合評(píng)判集

食品感官指標(biāo)綜合評(píng)判的結(jié)果用Y表示，Y=X· R，其中X為權(quán)重，R為模糊矩陣。

1.8 質(zhì)構(gòu)變化的測(cè)定

用英國(guó)SMS公司TA-XT PLUS型物性測(cè)定儀對(duì)樣品進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測(cè)定，采用圓形探頭（P50探頭），測(cè)定前速率1.00 mm/s，測(cè)定速率1.00 mm/s，測(cè)試后速率1.00 mm/s，壓縮程度20%，數(shù)據(jù)采集速率200 p/s。用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定瑪芬蛋糕的硬度、黏性、咀嚼性等多項(xiàng)指標(biāo)，從而對(duì)瑪芬蛋糕進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 模糊感官評(píng)價(jià)結(jié)果

蘋(píng)果渣瑪芬蛋糕感官評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表3。

2.2 建立模糊矩陣

按照正交設(shè)計(jì)方案，試驗(yàn)最終可得到9組不同配方的瑪芬蛋糕樣品，10名感官評(píng)定員對(duì)9組樣品按蘋(píng)果渣瑪芬蛋糕的顏色光澤、形狀外觀、組織狀態(tài)、香氣口感4個(gè)因素逐一評(píng)價(jià)，并得到模糊矩陣。

由表3可知，樣品1～9的模糊矩陣Rj如下：

表3 蘋(píng)果渣瑪芬蛋糕感官評(píng)價(jià)結(jié)果

依據(jù)模糊變換原理可知X=K·R；對(duì)應(yīng)第j號(hào)樣品評(píng)價(jià)結(jié)果為Yj=X·Rj，以1號(hào)樣品為例，對(duì)樣品進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的結(jié)果如下：

按照該計(jì)算方法對(duì)1～9號(hào)樣品進(jìn)行綜合模糊評(píng)判。

樣品的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 樣品的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

2.3 正交試驗(yàn)

將表4中綜合評(píng)價(jià)結(jié)果分別乘以其對(duì)應(yīng)的分值（優(yōu)90分，良80分，中70分，差60分）并進(jìn)行加和，最后可得出每個(gè)樣品的最后總得分。

正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 正交試驗(yàn)結(jié)果

由表5可知，根據(jù)R值4個(gè)因素對(duì)瑪芬蛋糕的影響依次為蘋(píng)果渣添加量＞白砂糖粉添加量＞牛奶添加量＞蛋液添加量，最佳組合為A2B1C2D3，該配方即為第4組樣品其評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)為83分，即低筋粉100%，蘋(píng)果渣12%，白砂糖粉45%，蛋液120%，牛奶40%為最佳配方。

經(jīng)測(cè)定，汽爆蘋(píng)果渣瑪芬蛋糕的最優(yōu)配方為低筋粉100%，蘋(píng)果渣12%，白砂糖粉45%，蛋液120%，牛奶40%，瑪芬蛋糕可溶性膳食纖維含量為3.48%。

2.4 質(zhì)構(gòu)分析結(jié)果

質(zhì)構(gòu)測(cè)定時(shí)，選用正交試驗(yàn)所得配方和原味（未添加蘋(píng)果渣）的配方作對(duì)比。

質(zhì)構(gòu)分析結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 質(zhì)構(gòu)分析結(jié)果

硬度是樣品到達(dá)一定變性時(shí)所必須的力，蛋糕的硬度是評(píng)判樣品品質(zhì)的重要指標(biāo)，也是顯示蛋糕老化程度的一個(gè)重要指標(biāo)。

基本配方與最佳配方硬度、咀嚼性的對(duì)比見(jiàn)圖1。

圖1 基本配方與最佳配方硬度、咀嚼性的對(duì)比

由圖1可知，蘋(píng)果渣瑪芬蛋糕最佳配方做出來(lái)的蛋糕硬度比基本配方做出來(lái)的蛋糕硬度?。痪捉佬砸脖然九浞阶龀鰜?lái)的蛋糕小，蛋糕的口感綿軟、細(xì)膩，品質(zhì)優(yōu)于未添加蘋(píng)果渣的瑪芬蛋糕。

基本配方與最佳配方彈性、黏結(jié)性、恢復(fù)性的對(duì)比見(jiàn)圖2。

圖2 基本配方與最佳配方彈性、黏結(jié)性、恢復(fù)性的對(duì)比

由圖2可知，用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)得瑪芬蛋糕的最佳配方與基本配方相比，黏結(jié)性更大，恢復(fù)性更強(qiáng)，但是彈性減小了。因此，最佳配方制作的瑪芬蛋糕其黏結(jié)性、恢復(fù)性較好。

用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)得的最佳配方與原味相比，硬度較小、恢復(fù)能力更強(qiáng)、黏結(jié)性小、彈性更小、品質(zhì)更高，并且增加了瑪芬蛋糕的膳食纖維。

3 結(jié)論

利用模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)法對(duì)蘋(píng)果渣瑪芬蛋糕進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，確定其品質(zhì)因素權(quán)重集權(quán)重X=（顏色光澤0.20，形狀外觀0.20，組織狀態(tài)0.20，香氣口感0.40），蘋(píng)果渣瑪芬蛋糕最佳配方為低筋粉添加量100%，蘋(píng)果渣添加量12%，白砂糖粉添加量45%，蛋液添加量120%，牛奶添加量40%，烘烤溫度180℃，烘烤時(shí)間30 min。通過(guò)質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試可以得出最佳配方制作的瑪芬蛋糕其硬度、黏結(jié)性、恢復(fù)性都比基本配方高，咀嚼性和彈性比基本配方低。因此，最佳配方制作的瑪芬蛋糕比基本配方制作的蛋糕口感更加細(xì)膩、綿軟，更富有彈性，恢復(fù)能力也更強(qiáng)。蘋(píng)果渣加到瑪芬蛋糕中增加可溶性膳食纖維3.48%，兼具營(yíng)養(yǎng)與保健功效，不但滿(mǎn)足了人們營(yíng)養(yǎng)膳食的需求，同時(shí)也為瑪芬蛋糕產(chǎn)品開(kāi)發(fā)開(kāi)辟出新的生產(chǎn)方向，也將會(huì)擴(kuò)大蛋糕市場(chǎng)，并帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]付成程，郭玉蓉，薛戰(zhàn)峰，等.蘋(píng)果肉渣膳食纖維蛋糕的研制及其質(zhì)構(gòu)分析 [J].農(nóng)產(chǎn)品加工（學(xué)刊），2012（11）：39-42.

[2]郭冬雪，張艷榮.大豆膳食纖維在蛋糕生產(chǎn)中應(yīng)用的研究 [J].食品科技，2006，30（10）：287-290.

[3]M L Sudha，V Baskaran，K Leelavathi.Apple pomace as a sourse of dietary fiber and polyphenols and its effect on the rheological characteristics and cake making[J].Food Chemistry，2007，104：686-692.

[4]王宏，丁玉勇.番木瓜保健面包的研制及營(yíng)養(yǎng)成分分析 [J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，2010（4）：69-73.

[5]郭玲玲，高海燕，李剛，等.海綿蛋糕的研制 [J].食品工程技術(shù)，2009（12）：147-149.◇

Fuzzy Mathematics in Steam Explosion Pomace Cupcakes Sensory Evaluation

CUI Zhenkun1，DU Yamin1，ZHU Lin2，LIANG Xinhong1，LIU Shuping3
（1.School of Food Science，He'nan Institute of Science and Technology，Xinxiang，He'nan 453003，China；2.College of Xinke，He'nan Institute of Science and Technology，Xinxiang，He'nan 453003，China；3.School of Tourism and Cuisine，Harbin University of Commerce，Harbin，Heilongjiang 150036，China）

This article uses orthogonal design and fuzzy mathematics evaluation method to have the steam explosion pomace Muffin cake recipe.The results show that：low-gluten flour 100%，apple pomace 12%，sugar 45%，egg 120%，milk 40%，baking temperature 180℃，baking time is 30 min.The products taste delicate，soft，flexible，and have soluble dietary fiber 3.48%.

apple pomace；fuzzy mathematics；cake；texture

TS255

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.12.012

1671-9646（2016）12a-0044-04

2016-09-19

河南科技學(xué)院2015年度大學(xué)生“百農(nóng)英才”創(chuàng)新項(xiàng)目（20160315）；2014年度黑龍江省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目計(jì)劃（12541212）。

崔震昆（1981— ），男，碩士，講師，研究方向?yàn)榕腼兛茖W(xué)。