由小麦粉制成的馒头被当作传统主食之一,约占小麦产品的40% [1-2]。随着人们对健康饮食的需求,越来越多的营养谷物和全麦粉被用于制作主食[3]。全麦馒头是由全麦粉经过和面、发酵、汽蒸等工序制成的传统主食之一,其具有麸皮特殊的清甜口感。但是,全麦馒头与传统小麦粉馒头在感官品质上有较大的差异,尤其在外观、香气、滋味等方面。例如在色泽方面,小麦粉馒头呈白色,而全麦馒头呈褐色。因此前人建立的小麦粉馒头感官评价体系不适合全麦馒头[4]。目前,全麦馒头的评价仍然还是借鉴小麦粉馒头的评价方法,没有统一的全麦馒头感官评价标准[5],需要建立简单而实用的全麦馒头感官评价体系,以期为全麦馒头工艺优化研究提供参考。
食品感官评价又称食品感官分析,是利用科学的分析方法,包括人心理、生理以及物理上的变化过程、用于准确测量人们对食品的反应,并将其他信息对消费者感知的潜在偏见影响降至最低,在食品工艺研究中是主要的评判指标[6-8],因此建立感官评价体系至关重要[9]。然而食品感官评价在一定程度上并不精确[10-11],模糊逻辑是一种重要工具,可以用来分析解决模糊和不精确的因素,并减少人主观性的影响和不确定性,最终得出关于接受、拒绝、排名、食物等强弱属性的重要结论[6]。本研究结合前人对小麦粉馒头感官评价方法的研究思路,以模糊数学理论为指导,利用二元对比决策的方法,筛选出全麦馒头的品质评价指标,运用专家咨询的方法及加权统计法,计算各指标的权重,结合前期预试验,建立全麦馒头的感官评价体系。
全麦粉:青岛宏昌面粉厂;酵母:安琪酵母股份有限公司。
电子分析天平(FA2004):上海上平仪器有限公司;和面机(大草原/wilder):北京东方孚德技术发展中心;醒发箱(JXFD7):北京东孚久恒仪器技术有限公司。
1.2.1 全麦馒头的制作工艺
根据前期试验结果,得到全麦馒头制作工艺流程:称取200 g(湿基14% )全麦粉和1% 泡打粉,精确至0.1 g,倒入和面机中,取0.8% 酵母以全麦粉粉质吸水率80% 的水溶解,倒入和面机中,至形成面团;将和好的面团放入压片机,间距0.3 cm,压片10次;将面团平均分成两份,分别手揉20次~30次成型制成馒头;将成型的馒头进行醒发50 min(温度30℃,相对湿度80% )。发酵完成后放入蒸锅上1 600 W汽蒸20 min,关火后静置2 min取出,盖上纱布冷却1 h。
1.2.2 全麦馒头感官评定指标的优先级排序方法
参与排序的指标参考质地多剖面分析法,同时结合前人对小麦粉馒头的品质评价体系的研究[12-14],按照视觉、嗅觉、听觉、味觉和触觉5个方面总结选择出共12项全麦馒头优选指标,分别为色泽、形状、大小、内部组织结构、表面光滑度、弹性等,具体见表1。
表1 全麦馒头品质感官评价指标
Table 1 Sensory evaluation indexes for whole wheat steamed bread quality
感官类别 感官品质评价项目 序号 项目感觉特征描述x1 视觉 色泽 U1 馒头表皮具有全麦颜色,无色斑形状 U2 圆形,对称性,匀称性,挺立度大小 U3 质量和体积大小表皮光滑度 U4 表皮光滑,无塌陷,无气泡内部组织结构 U5 内部气孔均匀,细密x2 嗅觉 气味 U6 小麦固有的麦香味x3 听觉 撕裂声音 U7 馒头撕开的声音x4 味觉 滋味 U8 是否有麦香味,是否有异味x5 触觉 硬度 U9 柔软,坚硬,使馒头达到一定形变所需要的力弹性 U10 有回弹性黏性 U11 馒头在口腔中与舌头、牙齿等粘在一起的程度,是否爽口咀嚼性 U12 有咬劲,耐咀嚼
对上述12项指标采用模糊二元对比决策,并对其进行优先级排序。将表1的12项指标按照从1~10的重要程度进行两两评分(从1~10重要程度依次增强),对其评分结果进行排序,最终得到12项优选指标的优先级,参加本次咨询调查的专家共16人,均为长期从事馒头研发的专业人员。
1.2.3 全麦馒头感官评定指标的选择方法
根据专家咨询调查评分以及优先级排序结果,参考消费者对全麦馒头的看法,从12项指标中总结筛选出8项优选指标。
1.2.4 全麦馒头感官评定优选指标权重的确定方法
设定全麦馒头8项感官指标总分值为100,在确定全麦馒头感官评价指标之后,需确定每个指标的权重分配。为减少主观因素带来的误差,增加权重分配的科学合理性,采用加权统计的方法以确定全麦馒头各评价指标的权重[15]。设计出全麦馒头品质评价分值分配调查表,依然选择16名经验丰富的专家进行单独评分,将所有调查表做统计分析,最终得出各个指标的分值。
采用EXCEL软件对数据进行处理。
设论域U={U1,U2,…,U12}为全麦馒头的指标,对这些指标运用模糊二元对比决策方法,建立模糊优先关系,根据每组对比结果的评分,计算出总分和优先选择比,将这些指标进行排序,结果见表2。
表2 全麦馒头感官评价指标二元对比评分统计结果
Table 2 Statistics results for dual contrast scores of sensory evaluation indexes of whole wheat steamed bread
注:…表示以形状、大小、表皮光滑度、内部组织结构、气味、撕裂声音、滋味、硬度、弹性、黏性、咀嚼性为对比元时,专家所给分值及统计结果在此省略。
对比元 基准元 分值 总分 优先选择比1 2 3 4 5 6 7 8 9 10色泽 形状 1 2 1 3 1 1 6 1 97 0.606色泽 大小 1 2 2 1 1 3 6 106 0.663色泽 表皮光滑程度 2 2 1 7 2 1 1 77 0.481色泽 内部组织结构 2 1 1 2 3 3 2 1 1 79 0.494色泽 气味 1 7 4 1 1 1 1 82 0.513色泽 撕裂声音 1 1 2 1 3 5 3 127 0.794色泽 滋味 2 3 5 2 1 2 1 72 0.450色泽 硬度 1 2 3 5 2 1 2 82 0.513色泽 弹性 1 2 4 3 3 2 1 80 0.500色泽 黏性 1 1 2 3 3 5 1 90 0.563色泽 咀嚼性 2 1 2 3 3 2 2 1 87 0.544…黏性 咀嚼性 1 4 6 2 1 2 84 0.525
根据上述12项指标的优先选择比,确定评价指标优先矩阵R(rij)(12×12),见表3。
表3 全麦馒头感官评价指标优先比矩阵
Table 3 Priority matrix of sensory evaluation indexes of whole wheat steamed bread
项目 U1 U2 U3 U4 U5 U6 U7 U8 U9 U10 U11 U12 U1 1 0.606 0.663 0.481 0.494 0.513 0.794 0.450 0.513 0.500 0.563 0.544 U2 0.394 1 0.606 0.469 0.450 0.413 0.656 0.450 0.456 0.456 0.438 0.456 U3 0.338 0.394 1 0.319 0.300 0.319 0.444 0.256 0.344 0.331 0.400 0.288 U4 0.519 0.531 0.681 1 0.525 0.538 0.713 0.488 0.481 0.575 0.538 0.456 U5 0.506 0.550 0.700 0.475 1 0.531 0.694 0.463 0.494 0.531 0.538 0.513 U6 0.488 0.588 0.681 0.463 0.469 1 0.700 0.413 0.456 0.388 0.413 0.375 U7 0.206 0.344 0.556 0.288 0.306 0.300 1 0.225 0.275 0.281 0.281 0.263 U8 0.550 0.550 0.744 0.513 0.538 0.588 0.775 1 0.656 0.650 0.650 0.625 U9 0.488 0.544 0.656 0.519 0.506 0.544 0.725 0.344 1 0.450 0.550 0.606 U10 0.500 0.544 0.669 0.425 0.469 0.613 0.719 0.350 0.550 1 0.506 0.544 U11 0.438 0.563 0.600 0.463 0.463 0.588 0.719 0.350 0.450 0.494 1 0.525 U12 0.456 0.544 0.713 0.544 0.488 0.625 0.738 0.375 0.394 0.456 0.475 1
对于上述优先比矩阵进行模糊优先关系排序决策,取定阈值 λ(λ∈[0,1]),得矩阵 λ-矩阵 R,当 λ 由 1逐渐下降时,若首次出现第K行的元素全等于1,则认定Uk为第一个优先对象[16],在矩阵R中划去Uk所在的行与列,得到一个新的n-1阶模糊优先矩阵,用上述同样方法将12项指标排出一定的优劣次序。
通过计算,得到当λ=0.513,得到λ-截距阵R0.513见表4。
表4 全麦馒头感官评价指标λ-截距阵R0.513统计结果
Table 4 Statistical results of sensory evaluation index λ intercept matrix R0.513of whole wheat steamed bread
项目U1 U2 U3 U4 U5 U6 U7 U8 U9U10 U11 U12 U1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 U2 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 U3 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 U4 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 U5 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 U6 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 U7 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0
续表4 全麦馒头感官评价指标λ-截距阵R0.513统计结果
Continue table 4 Statistical results of sensory evaluation index λ-intercept matrix R0.513of whole wheat steamed bread
项目U1 U2 U3 U4 U5 U6 U7 U8 U9U10 U11 U12 U8 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 U9 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 U10 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 U11 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 U12 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1
从上述矩阵中可看出,R0.513第8行均为1,所以U8为第一优选对象,除去U8所在行和列后得到新的模糊关系矩阵R(rij)(11×11),重复上述计算过程,得到所有优选指标的优劣顺序,结果见表5。
表5 全麦馒头优选指标的优先排序结果
Table 5 Prioritization results of optimum indexes of whole wheat steamed bread
序号 对应指标 λ值 指标排序U1 色泽 0.481 2 U2 形状 0.606 10 U3 大小 0.444 12 U4 表皮光滑度 0.456 4 U5 内部组织结构 0.475 3 U6 气味 0.588 9 U7 撕裂声音 0.556 11 U8 滋味 0.513 1 U9 硬度 0.544 6 U10 弹性 0.506 5 U11 黏性 0.525 7 U12 咀嚼性 0.544 8
由表5可知,排在第一为滋味,属于味觉感官,排在第九的气味属于嗅觉感官,这两个指标是消费者是否购买的决定性因素,在许多食品的评价体系中占据重要地位,均是对馒头的直观判断,可以将其变成一个指标食味。排在第二位是色泽,属于视觉感官,与消费者的第一感觉相符合。第四位表面光滑度,与第十位形状皆为视觉感官,而形状指标是描述馒头的挺立程度,可与表皮光滑度指标结合。第五个指标是弹性,与排在第六位的硬度均属于触觉感官,是通过手指按压馒头所感知的,可以结合成一个指标,通过对弹性的描述,判断馒头的软硬程度。在专家咨询过程中,专家们对于馒头撕裂声音的影响不是很重视,而馒头的大小排在撕裂声音之后,这可以理解为全麦馒头要比小麦粉馒头小,使得大小这个指标在全麦馒头中显得不重要。因此在全麦馒头评价指标的最终选择上,选择了前9个指标,并将第一项与第九项合并,将第六项含于第五项,确定全麦馒头的评价指标为7个。
在全麦馒头物性指标的选择上,通过参考小麦粉馒头选择质量、体积、比容、宽、高及宽高比等,使用率较多的是比容和宽高比,根据文献[17-20],最后确定使用比容来作为全麦馒头的物性指标。最终确定的全麦馒头的评价指标为8项,分别为比容、表面色泽、表面结构、内部组织结构、弹性、黏性、咀嚼性、食味。
邀请16位专家或具有馒头品质评价相关经验的人员按照8项全麦馒头感官评价指标,给出适当的各指标因素 Ui=(1,2,…,8)的权重值 aij,分别作权数值(xi)、频数(Ni)和频率(ωi)分析,按下式计算[17]。
式中:s为权数值的序号数,得出权重分配为A=(a1,a2,…,an)[17]。统计结果如表6所示。
表6 全麦馒头感官评价指标权重分配结果
Table 6 Weight distribution of sensory evaluation indexes of whole wheat steamed bread
序号 比容 表面色泽 表面结构 内部组织结构x1 N1 ω1 xiωi x2 N2 ω2 xiωi x3 N3 ω3 xiωi x4 N4 ω4 xiωi 1 0.075 1 0.063 0.005 0.050 2 0.125 0.006 0.075 6 0.375 0.028 0.075 2 0.125 0.009 2 0.100 1 0.063 0.006 0.075 4 0.250 0.019 0.100 6 0.375 0.038 0.100 2 0.125 0.013 3 0.125 2 0.125 0.016 0.100 3 1.188 0.019 0.125 2 0.125 0.016 0.125 3 0.188 0.023 4 0.150 5 0.313 0.047 0.125 3 0.188 0.023 0.150 1 0.063 0.009 0.150 4 0.250 0.038 5 0.175 4 0.250 0.044 0.150 4 0.250 0.038 0.175 1 0.063 0.011 0.200 4 0.250 0.050 6 0.200 3 0.188 0.038 0.250 1 0.063 0.016 16 0.102 16 0.148序号 弹性 黏性 咀嚼性 食味x5 N5 ω5 xiωi x6 N6 ω6 xiωi x7 N7 ω7 xiωi x8 N8 ω8 xiωi 1 0.050 2 0.125 0.006 0.050 4 0.250 0.013 0.050 3 0.188 0.009 0.125 1 0.063 0.009 2 0.075 3 0.188 0.014 0.075 3 0.188 0.014 0.075 1 0.063 0.005 0.150 2 0.125 0.019 3 0.100 4 0.250 0.025 0.100 4 0.250 0.025 0.100 5 0.313 0.031 0.175 3 0.188 0.033 4 0.125 4 0.250 0.031 0.125 2 0.125 0.016 0.125 3 0.188 0.023 0.200 4 0.250 0.050 5 0.150 2 0.125 0.019 0.150 2 0.125 0.019 0.150 3 0.188 0.028 0.225 3 0.188 0.042 6 0.175 1 0.063 0.011 0.175 1 0.063 0.011 0.175 1 0.063 0.011 0.250 3 0.188 0.047 16 0.106 16 0.097 16 0.108 16 0.198 16 0.155 16 0.105
由表6可计算出全麦馒头各指标的权重A=(0.155,0.105,0.102,0.148,0.106,0.097,0.108,0.198)。在全麦馒头感官品质评价中,不同指标的权重不同,权重值最高的为食味,为0.198,比容的权重次之,为0.155,比容为物性指标,食味是感官指标,两者是反映全麦馒头品质的重要评价指标。另外内部组织结构也是馒头重要指标之一,权重为0.148。其他几项指标权重均为0.1左右。上述数值在实际评价应用中很不方便,因此对其进行就近原则处理,结果如表7所示。
表7 全麦馒头感官评价指标权重选用表
Table 7 Selection of sensory evaluation index weights of whole wheat steamed bread
指标 比容 表面色泽表面结构内部组织结构 弹性 黏性 咀嚼性 食味计算权重0.155 0.105 0.102 0.148 0.106 0.097 0.108 0.198选择权重0.15 0.10 0.10 0.15 0.10 0.10 0.10 0.20
采用定量描述法,即规定出某一指标在不同阶段或不同程度上的品质特性描述,并给予不同的分值[21]。对于比容这项指标,通过预试验以及参考文献[22-23],得到全麦馒头的比容范围一般在1.5 mL/g~2.0 mL/g,同时借鉴小麦粉馒头的感官评价体系[12,24],确定各指标的评语集。全麦馒头具体感官评价标准如表8所示。
表8 全麦馒头感官品质评价标准
Table 8 Sensory quality evaluation of whole wheat steamed bread
项目 满分 评分标准 分值比容 15 比容大于或等于2.0得满分15分,每下降0.1扣1分表面色泽 10 全麦自然色,色泽光亮表面暗淡灰暗无光8~10 6~7 1~5内部组织结构11~15 6~10 1~5表面结构 10 表皮光滑,对称,挺立皱缩,塌陷,有气泡或烫斑15 剖面气孔细腻而均匀,呈海绵状气孔均匀但结构略粗糙气孔大小不均匀,组织很粗糙8~10 1~7弹性 10 手指按压馒头,能回复原状且恢复较快手指按压馒头,回弹较弱手指按压馒头,馒头较硬,不回弹或按压困难8~10 4~7 1~3黏性 10 爽口不粘牙稍粘牙咀嚼不爽口,粘牙8~10 6~7 1~5咀嚼性 10 咀嚼时咬劲强咬劲一般咬劲差且分割时掉渣或咀嚼干硬8~10 5~7 1~4食味 20 能明显闻到麦香味且咀嚼时口感细腻能闻到麦香味但滋味平淡除麦香味外能感到轻微异味无麦香味,且有明显异味有严重异味16~20 13~15 10~12 1~9 0
本研究采用专家咨询和模糊数学方法,对全麦馒头优选指标进行筛选确定,对权重分配以及评语规则建立等问题进行探讨。通过专家咨询和模糊二元对比决策,筛选出8项全麦馒头评价指标,分别为表面色泽、内部组织结构、表面结构、弹性、黏性、咀嚼性、食味以及比容。根据调查结果,采用加权统计法,确定各指标的分值权重,同时运用定量描述法,以百分制为宜,建立全麦馒头感官评价体系。
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