基于模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)法研發(fā)百香果果凍的研究

何玲玲，倪團(tuán)結(jié)，黃雪鳳

（百色學(xué)院農(nóng)業(yè)與食品工程學(xué)院，廣西百色533000）

百香果（Passiflora edulis Sims），隸屬西番蓮科西番蓮屬，又被成為西番蓮，情人果，雞蛋果，巴西果等。百香果果實(shí)酸甜可口，具有芒果、石榴、荔枝、草莓等多種水果的復(fù)合清香風(fēng)味，素有“果汁之王”的嘉譽(yù)[1]。百香果不僅風(fēng)味獨(dú)特，且含有豐富的生物活性成分，主要包括黃酮類、生物堿類等，具有很高的營養(yǎng)價(jià)值和多種藥用功效。廣泛用于治療焦慮癥、哮喘、支氣管炎、尿路感染、糖尿病等[2-3]。目前百香果主要分布于中國西南地區(qū)，以廣西發(fā)展最快，主要集中在百色、柳州、桂平、北海等種植面積逐年增加[4]。近年來，百香果在國際市場(chǎng)需求量逐漸上升，具備廣闊的市場(chǎng)潛力。但是百香果屬于呼吸躍變型水果，采后極易出現(xiàn)褶皺，腐爛，影響其外觀，風(fēng)味，營養(yǎng)和藥食兩用價(jià)值。目前百香果主要用于鮮食或加工成果汁，果酒，果醋，果茶，果脯等產(chǎn)品[5-6]。隨著百香果種植產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)量增加，亟需通過百香果技術(shù)加工解決百香果的保值、增值問題[7]。

果凍作為一種休閑食品，外觀晶瑩剔透，色澤多姿多彩，口感細(xì)膩潤滑，清涼甜爽，廣受消費(fèi)者特別是少年兒童和婦女的喜愛，是一種低熱能高膳食纖維的健康食品。作為“果中之王”的百香果，然而目前市場(chǎng)上果凍產(chǎn)品并未出現(xiàn)百香果口味。

模糊數(shù)學(xué)是應(yīng)用于研究模糊問題的方法體系，它可以將具有模糊特性的指標(biāo)量化，進(jìn)一步評(píng)價(jià)因素對(duì)整體效果的影響，具有評(píng)判客觀性、全面性的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于食品新產(chǎn)品的工藝研發(fā)[8-11]。本試驗(yàn)以田陽百香果，魔芋膠和卡拉膠等，通過正交設(shè)計(jì)及模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)法對(duì)百香果果凍進(jìn)行深入探討，以百香果汁，魔芋膠與卡拉膠復(fù)合膠，白糖，氯化鉀這4 個(gè)因素添加量研制一種百香果風(fēng)味的果凍，為百香果深加工及果凍新口味開發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

百香果：廣西省百色市靖西縣慧民生態(tài)農(nóng)業(yè)種植有限公司；白糖：市售；魔芋膠、卡拉膠（食品級(jí)）：河南祥盛食品添加劑有限公司；氯化鉀（食品級(jí)）：濰坊英軒實(shí)業(yè)有限公司。

ATX-224 電子分析天平、E1200Y-2 電子天平：常州市天之平儀器設(shè)備有限公司；PR-HWS-26 電熱恒溫水浴鍋：常州國華電器有限公司；TGL-16C 高速離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器有限公司；KQ-700VDV 雙頻數(shù)控超聲波清洗器：昆山市超聲儀器有限公司；TA.XTplus 質(zhì)構(gòu)儀：英國Stable Micro System 公司；WZS-I阿貝折射儀：成都泰華光學(xué)有限公司；BCD-225SFM 電冰箱：青島海爾股份有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法與操作要點(diǎn)

1.2.1 百香果果凍加工工藝流程

1.2.2 百香果果汁的制備

選取新鮮成熟，無蟲害，無農(nóng)藥殘留的百香果。水果要成熟顏色呈淡紫色或深紫色。用刀對(duì)半切開果皮，用勺子挖取可出食用部分果肉及果籽于燒杯中，榨汁，過濾掉籽粒。

1.2.3 混合膠的制備

將魔芋膠、卡拉膠按一定的比例加入35 ℃溫水?dāng)嚢柚脸浞秩苊洠糜?0 ℃恒溫水浴鍋加熱5 min，超聲水浴5 min 除去氣泡。

1.2.4 調(diào)配與灌裝

將膠液冷卻至80 ℃加入蔗糖，待溫度繼續(xù)下降至60 ℃左右，加入百香果汁、氯化鉀，整個(gè)過程不斷攪拌使膠體混合均勻，防止局部酸度過高，影響膠體成型、凝膠性能。膠體溶液冷卻至50 ℃左右倒入預(yù)先消毒過的玻璃瓶中灌裝并封口。

1.2.5 殺菌、冷卻和成品

灌裝并密封好的果凍于85 ℃水浴鍋中滅菌15 min，取出冷卻至室溫25 ℃轉(zhuǎn)移至冰箱中冷藏，檢驗(yàn)無缺陷后即為成品。

1.2.6 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)百香果果凍預(yù)試驗(yàn)和單因素試驗(yàn)配方，選取復(fù)配膠、百香果汁、白糖、氯化鉀添加量為考察因素，利用L9（34）正交設(shè)計(jì)表優(yōu)化百香果果凍生產(chǎn)配方。正交因素設(shè)計(jì)表見表1。

表1 正交試驗(yàn)因素和水平設(shè)計(jì)Table 1 Orthogonal test factors and horizontal design

1.2.7 感官評(píng)價(jià)

由20 位人員組成感官評(píng)定小組，要求評(píng)定前24 h不吸煙、不飲酒、不食用辛辣等刺激性食物。每次評(píng)定樣品需用30 ℃左右的溫水漱口，評(píng)定間隔時(shí)間設(shè)為15 min，感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表2。

表2 百香果果凍感評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 The sensory evaluation standard of passion fruit jelly

續(xù)表2 百香果果凍感評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Continue table 2 The sensory evaluation standard of passion fruit jelly

1.2.8 百香果果凍感官評(píng)價(jià)模糊數(shù)學(xué)法模型的建立

1.2.8.1 確定評(píng)價(jià)因素加權(quán)重集

評(píng)價(jià)因素集是百香果果凍感官品質(zhì)所涉及主要指標(biāo)集合，評(píng)價(jià)因素集U={風(fēng)味，口感，組織形態(tài)，色澤}；評(píng)價(jià)因素權(quán)重集采用用戶調(diào)查法及二元比對(duì)法，確定外觀，口感，組織形態(tài)，風(fēng)味，色澤的權(quán)重。隨機(jī)選取不同年齡段20 位消費(fèi)者，對(duì)百香果果凍感官品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析，重要因素得1 分，次要得0 分，自身對(duì)比得1 分。各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)得分與總分200 的比重即為權(quán)重，計(jì)算可得百香果果凍感官指標(biāo)的權(quán)重X={0.27，0.25，0.36，0.12}；評(píng)價(jià)得分集 V={優(yōu)，良，中，差}={90，80，70，60}。

1.2.8.2 模糊關(guān)系綜合評(píng)判集

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

1.2.9 可溶性固形物和微生物檢測(cè)

采用阿貝折光儀測(cè)定可溶性固形物；微生物檢測(cè)參照食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4789-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定》。

2 結(jié)果與分析

2.1 復(fù)合膠配比對(duì)百香果果凍品質(zhì)的影響

通過預(yù)試驗(yàn)證明魔芋膠與卡拉膠復(fù)配，制作果凍的質(zhì)地和口感優(yōu)異于單一膠體制備生產(chǎn)的果凍，因此采用魔芋膠與卡拉膠進(jìn)行復(fù)配。不同復(fù)配膠體制備的果凍，其口感，彈性，咀嚼性等質(zhì)量評(píng)價(jià)見表3。

表3 復(fù)合膠比例對(duì)果凍品質(zhì)的影響Table 3 Effect of compound glue ratio on jelly quality

表3 復(fù)合膠比例對(duì)果凍品質(zhì)的影響Table 3 Effect of compound glue ratio on jelly quality

由表3 可知，魔芋膠：卡拉膠的最佳比例為1 ∶1.2（質(zhì)量比），產(chǎn)品透明無氣泡，良好適口性，有彈性，咀嚼感較好。

2.2 復(fù)配膠用量對(duì)百香果果凍品質(zhì)的影響

百香果汁添加量為10 %，白糖添加量為10 %，氯化鉀添加量為0.06 %，魔芋膠和卡拉膠質(zhì)量比為1 ∶1.2，加入不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)復(fù)合膠，對(duì)百香果果凍品質(zhì)影響如表4。

表4 復(fù)合膠用量對(duì)果凍品質(zhì)的影響Table 4 Effect of compound glue on jelly quality

復(fù)合膠添加量為1.0%，果凍品質(zhì)較優(yōu)，當(dāng)復(fù)合膠用量低于1.0%，果凍組織松軟，外觀成型不好，適口性較差，然而復(fù)合膠用量過多，果凍質(zhì)地逐漸變硬，百香果味清淡，口感下降，因此選取復(fù)合膠用量為1.0%。

2.3 氯化鉀用量對(duì)百香果果凍品質(zhì)影響

氯化鉀用量對(duì)百香果果凍品質(zhì)的影響見表5。

表5 氯化鉀用量對(duì)果凍品質(zhì)的影響Table 5 Effect of potassium chloride on jelly quality

氯化鉀添加量為0.06%，果凍品質(zhì)較優(yōu)，當(dāng)氯化鉀低于0.06%，果凍凝膠性和組織結(jié)構(gòu)較差，易脆不耐咀嚼；氯化鉀添加量過高，果凍硬度過高，口感降低。綜合篩選氯化鉀添加量為0.06%。

2.4 百香果汁用量對(duì)百香果果凍品質(zhì)的影響

魔芋膠和卡拉膠質(zhì)量比為1 ∶1.2（質(zhì)量比），復(fù)合膠添加量為1.0%，白糖用量為10%，氯化鉀添加量為0.06%，加入不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)百香果汁，對(duì)百香果果凍品質(zhì)影響如表6。

表6 百香果汁用量對(duì)果凍品質(zhì)的影響Table 6 Effect of passion fruit juice on jelly quality

百香果汁添加量為10%，果凍品質(zhì)較優(yōu)，當(dāng)復(fù)合膠用量低于10%，果凍百香果果味略清淡，甜味略重，然而百香果汁用量過多，果凍百香果味過于濃郁，掩蔽甜味，酸味過高，綜合篩選百香果汁用量為10%。

2.5 白糖用量對(duì)百香果果凍品質(zhì)的影響

魔芋膠和卡拉膠質(zhì)量比為1 ∶1.2（質(zhì)量比），復(fù)合膠添加量為1.0%，百香果汁添加量為10%，氯化鉀添加量為0.06%，加入不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)白糖，對(duì)百香果果凍品質(zhì)影響如表7。

表7 白糖添加量對(duì)果凍品質(zhì)的影響Table 7 Effect of sugar on jelly quality

白糖添加量為10%，果凍品質(zhì)較優(yōu)，當(dāng)白糖低于10%，果凍百香果果味濃郁，甜味不足，然而白糖用量過多，果凍百香果味清淡，口味偏甜，綜合篩選白糖添加量為10%。

2.6 模糊感官評(píng)定及模糊矩陣建立

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用L9（34）正交設(shè)計(jì)表設(shè)計(jì)制備9 組百香果果凍，由20 名評(píng)價(jià)人員對(duì)其風(fēng)味，口感，組織形態(tài)，色澤分別進(jìn)行等級(jí)評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果如表8。

表8 果凍配方正交試驗(yàn)感官評(píng)價(jià)結(jié)果Table 8 Orthogonal test sensory evaluation results of jelly formula

將表4 中各個(gè)樣品質(zhì)量因素各個(gè)等級(jí)評(píng)價(jià)人數(shù)除 以總評(píng)價(jià)人數(shù)得到模糊矩陣，樣品1 號(hào)～9 號(hào)的模糊矩陣為Rj。

依據(jù)模糊變換原理可知Y=X·R，對(duì)應(yīng)1～9 號(hào)樣品評(píng)價(jià)結(jié)果為 Yj=X·Rj，如 Y1=X×R1=（0.27 0.25 0.36 0.065），同理計(jì)算 Y2～Y9，結(jié)果如表 9。

表9 果凍配方綜合結(jié)果Table 9 Comprehensive evaluation results of jelly formula

2.7 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

模糊綜合評(píng)價(jià)總分由表5 的綜合評(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，得樣品1 號(hào)～9 號(hào)的感官總分，見表10。

表10 果凍配方正交試驗(yàn)結(jié)果和分析Table 10 Orthogonal test results and analysis of jelly formula

通過正交試驗(yàn)結(jié)果分析，得到最優(yōu)百香果果凍生產(chǎn)配方A2B3C3D2（評(píng)定結(jié)果屬于“良好”），各因素對(duì)于產(chǎn)品品質(zhì)影響主次順序?yàn)锳＞C＞D＞B，復(fù)配膠用量和百香果汁對(duì)果凍品質(zhì)影響較顯著，其次分別是白糖、氯化鉀。其中百香果凍的最佳配方為：百香果汁添加量為12%，復(fù)配膠添加量[魔芋膠∶卡拉膠=1 ∶1.2（質(zhì)量比）]為1.0%，氯化鉀添加量為0.07%，白糖添加量為10%。對(duì)優(yōu)化得到最佳配方進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，結(jié)果表明該配方制備果凍產(chǎn)品色澤均一，質(zhì)地均勻，口感細(xì)膩，富有彈性、有嚼勁，百香果香味濃郁且適宜，清爽，后味持久且可口。

2.8 百香果果凍質(zhì)量指標(biāo)

2.8.1 感官質(zhì)量

色澤：透亮的淺黃色或淡黃色；風(fēng)味：清涼爽口，有果凍特有的風(fēng)味、茶香濃郁且清爽，后味持久；口感：光滑，細(xì)膩，酸甜適口；組織形態(tài)：柔軟適中，無氣泡，無裂痕，富有彈性，有嚼勁，凝膠狀態(tài)好。

2.8.2 理化指標(biāo)

可溶性固形物含量高于10%。

2.8.3 微生物指標(biāo)

細(xì)菌總數(shù)≤100 cfu/g；大腸桿菌未檢出；致病菌也未檢出。

3 結(jié)論

本文采用模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)法研制出百香果果凍，最優(yōu)百香果果凍配方為百香果汁添加量為12%，復(fù)配膠添加量 [魔芋膠∶卡拉膠=1 ∶1.2（質(zhì)量比）]為1.2%，氯化鉀添加量為0.05%，白糖添加量為10%。產(chǎn)品外觀晶瑩光滑，色澤均勻，口感細(xì)膩清爽，具有獨(dú)特的百香果味。且產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)符合GB 19299-2015《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)果凍》食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)。該生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，設(shè)施條件要求不高，為百香果深加工及果凍新口味開發(fā)提供參考，可適用于家庭小型制作或工業(yè)化生產(chǎn)。