基于模糊数学的芦笋皮饮料配方的优化 optimization of asparagus skin drink ula based on fuzzy mathematics.pdf

第3 2 卷第2 期河南工业大学学报 自然科学版 2 0 11 年4 月 j o u m a lo fh e n a nu n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g y n a t u r a ls c i e n c ee d i t i o n v 0 1 3 2 n o 2 a p r 2 0 1 1 文章编号 1 6 7 3 2 3 8 3 2 0 1 1 0 2 枷7 6 叫 基于模糊数学的芦笋皮饮料配方的优化 谢建华1 张丽红1 余奇飞1 庞杰以 1 福建漳州职业技术学院食品与生物工程系 福建漳州3 6 3 0 0 0 2 福建农林大学食品科学学院 福建福州3 5 0 0 0 2 摘要 以新鲜芦笋皮为主要原料 采用模糊数学 函数法对芦笋皮饮料配方进行研究 以确定 饮料的合理配方 结果表明 芦笋皮饮料最佳配比是 原汁 白砂糖7 柠檬酸0 0 5 关键词 模糊数学 综合评判 感官评价 芦笋 皮饮料 中图分类号 t s 2 7 5 4文献标志码 b o 前言 芦笋 a 妒 嘲哪咖i l 口玩l 营养丰富 被誉 为世界十大名菜之一 目前 芦笋主要是以罐 藏加工和速冻为主 加工过程中产生大量的下脚 料 造成极大的浪费 而下脚料中营养成分的种类 与去皮笋相同 且有些营养成分的含量超过去皮 笋日 1 在饮料的质量评价中 感官评价起主导作 用 这种描述方法在科学性和准确性方面存在不 足 导致感官指标的设置存在一定的随意性和不 规范性 模糊综合评判是一种模拟人的逻辑思维 方式 评价具有 模糊性 事物的系统分析方 法 一 它是一种以模糊推理为主的定性和定量 相结合 精确与非精确相统一 将模糊信息数值化 以进行定量评价的方法 因此 应用模糊数学中的 模糊关系对食品感官质量的结果进行综合评判 克服了感官评价的主观性和片面性 从而得到较 科学 客观的评价结果 笔者以芦笋皮为主要 原料 应用正交试验进行芦笋皮饮料配方的研究 利用模糊数学的方法对不同饮料进行感官评定 以期为芦笋皮饮料的开发提供依据并为饮料感官 评定提供有效的方法 收疆日期 2 0 l o o 蛐3 基金项目 漳州市科技项目 扣5 0 1 1 作者简介 谢建华 1 9 7 6 一 男 福建龙海人 高级技师 讲师 研 究方向为农产品深加工及产品开发 通信作者 1 材料与方法 1 1 材料与设备 芦笋皮 来自漳州市紫山集团股份有限公 司 柠檬酸 食品级 白砂糖 食品级 小型饮 料生产线 上海达程实验设备有限公司 1 2 方法 1 2 1工艺流程 芦笋皮处理 l 8 0 热水混合一1 0 0 熬煮 6 0m i n 抽滤 调配 杀菌一装罐 冷却 成品 1 2 2 芦笋皮原汁制备 以烘干后的芦笋皮为原料 采用厶 3 4 正交 试验得出最佳黄酮浸提方法 0 将原料与水按 1 8 0 的比例混合 1 0 0 熬煮6 0m i n 后抽滤得到 原汁 1 2 3 饮料配方研究 饮料的配方对产品的品质有至关重要的作 用 为了优选配方 主要以产品的香气 色泽和口 味为衡量标准 以影响芦笋皮风味的3 个主要因 素 芦笋皮原汁和所添加水的比例 简称汁水比 a 白砂糖添加量 曰 和柠檬酸添加量 c 为考 察因素 进行3 因素4 水平的正交试验 因素与水 平见表1 以感官评价作为指标 得出芦笋皮风味 饮料的较佳配方 1 2 4 感官鉴评方法 在正交试验的基础上 设计5 个样品 由1 2 位评价员进行感官评价 为了确保评价的准确性 要求评价人员具有良好的心理素质 不受外界干 万方数据 第2 期谢建华 等 基于模糊数学的芦笋皮饮料配方的优化 7 7 扰 在评价前 对评价人员进行培训 在评价过程 中 避免讨论 评价人员在评价之前应避免接触强 味食品 吸烟 以及使用有气味的化妆品和洗涤 剂 还要求评价员抹去唇膏 避免浓妆 不能用有 气味的肥皂洗手 为提高评定的可信度 样品按3 位随机编码编号供评价员评价 对每个样品按香 气 口味 色泽等特性逐一进行评价 表1因素与水平 1 2 5 建立数学模型 1 2 埘1 以香气 口味 色泽3 个因素为因素集 以优 良 中 差4 个等级为评语集 根据感官评定结果 建立3 个单因素评价矩阵 采用模糊评判模型对 其进行分析 1 2 5 1 确定权重 住 1 采用强制确定法确定芦笋皮饮料香气 色泽 和口味各自的权重 请1 2 名评价员进行权重的确 定 首先 对参加评价的因素的重要程度进行一对 一的比较 当一对一比较时 重要的得1 分 次要 的得0 分 自身相比一般记0 分 但实际工作中 特别是与主要因素作比较时 取消某个因素不太 合理 则自身相比可按1 分记 表明它是必要的 但又是最次要的 确定权重的结果见表2 袁2 强制确定权重 由表2 可知 芦笋皮饮料各因素的权重分别 为香气 0 2 9 2 口味 0 4 7 2 色泽 o 2 3 6 即 u o 2 9 2 0 4 7 2 0 2 3 6 3 个权重最后结果为 口味 香气 色泽 1 2 5 2 评定论域的设定 确定产品质量由香气 口味 色泽3 个因素构 成 即x 香气 口味 色泽 对每个因素的评 价按优 良 中 差4 个等级评定 即日 优 良 中 差 9 0 8 0 7 0 6 0 2结果与讨论 2 1 芦笋皮饮料的最佳配方筛选 汁水比 a 白砂糖添加量 曰 及柠檬酸添 加量 c 对芦笋皮饮料风味影响的正交试验结果 见表3 表3 正交试验结果 试验号 c 感官品评分 香气 2 0 色泽 1 0 口味 3 0 综合分 1 4 0 6 2 5 1 4 1 2 5 1 4 0 6 2 5 o 5 2 5 由表3 极差分析得知 r r r 各因素 对试验指标影响的重要性依次为 汁水比 a 白砂糖添加量 口 柠檬酸添加量 c 且得出 最佳配比结果为 a b c 即汁水比为芦笋皮原 汁 白砂糖添加量为7 柠檬酸添加量为 o 0 5 2 2 模糊综合评判与分析 根据正交试验得出的最优工艺配方加工成的 芦笋皮饮料产品与4 个不同配方的产品一起编 号 应用模糊数学进行口味 色泽 香气的感官评 定 产品配方见表4 感官评价结果见表5 5 5 5 i 5 2 5 7 5 7比2琵 1 6 3 6 8 l 2侮 i晕吣l罢 拍册泌馏协m嬲 8 4 9 4 6 k 5 稿虻诹种拽钾 抱钻住 总铊 缁j j 笱粥筋协j 梆扭纵孔扭拢扭绝 拨 o 协晒 竹竹j 7 7 豇t 6 6 6笛 垦i窒6缁l昙哪掰 限 l乱 i豇t t 弱笱5 5 石仉盯札柏伸玑 l罨麟掰w 弘眨 l 2 3 4 5 6 7 8 9墨局如膏 万方数据 7 8 河南工业大学学报 自然科学版 第3 2 卷 表4 不同样品的配方 表5 不同配方芦笋皮饮料的感官评价结果 将表5 中各样品的质量因素各等级评价人数 除以总评价人数 得到模糊矩阵如下 0 5 8 3 o 4 1 7 0 3 3 3 o 4 1 7 o 5 0 0 0 2 5 0 0 2 5 0 0 3 3 3 o 2 5 0 0 3 3 3 0 4 1 7 o 3 3 3 o 4 1 7 0 1 6 7 0 2 5 0 0 3 3 3 0 3 3 3 0 4 1 7 0 5 0 0 o 3 3 3 0 4 1 7 o 4 1 7 o 3 3 3 o 3 3 3 0 5 0 0 0 3 3 3 0 4 1 7 o 4 1 7 0 4 1 7 0 4 1 7 0 0 8 3 0 1 6 7 0 1 6 7 o 0 8 3 0 1 6 7 0 1 6 7 0 1 6 7 0 2 5 0 0 2 5 0 0 1 6 7 0 1 6 7 0 1 6 7 0 1 6 7 0 2 5 0 0 2 5 0 0 0 0 0 o 0 8 3 o 0 8 3 0 0 0 0 o 0 0 0 o 1 6 7 0 1 6 7 0 0 8 3 0 1 6 7 0 0 0 0 0 0 8 3 0 0 8 3 0 0 0 0 o 1 6 7 0 0 8 3 足和模糊向量u 权集 的合成 即 y i 豫t y l 咖 o 2 9 2 o 4 7 2 o 2 3 6 o 5 8 3o 3 3 30 0 8 3 0 0 0 0 io 4 1 7 o 3 3 3o 1 6 70 0 8 3i l 0 3 3 30 4 1 7 o 1 6 7 0 0 8 3 y 4 o 3 5 3 0 4 3 6 0 1 6 7 o 0 4 4 匕 0 3 0 9 o 4 1 7 0 2 l l 0 0 根据所求向量与日 9 0 8 0 7 0 6 0 采用 函数法 j 2 求出 值如下 样品l 历 8 5 5 样品2 历 8 3 6 样品3 巩 7 9 5 样品4 正 8 2 7 样品5 玑 8 1 3 用 函数法评价5 个样品 样品l 的得分介 于 优 和 良 之间 样品2 4 5 的得分为 良 级 样品3 接近 良 级 由此可见 样品质量优劣 的顺序是 l 号 2 号 4 号 5 号 3 号 因此 通过 模糊综合评价 较全面而客观地评定1 号样品品 质较优 可见l 号样品的配方是最佳配方 3结论 在正交试验的基础上 采用模糊综合评判法 考察了影响芦笋皮饮料感官品质的香气 口味 色 泽等因素 采用 函数法 比较了不同配方样品的 品质 减少了食品感官评价过程中主观因素的影 响 增强了评定结果的可靠性 结果显示 芦笋皮 饮料的最佳配方为 汁水比为芦笋皮原汁 白砂糖 添加量为7 柠檬酸添加量为0 0 5 由该配方 制得的样品品质最佳 也符合相应的质量要求 因 此 应用模糊数学评判的方法不仅消除了其他各 种感官评定方法的人为随意性 也为芦笋皮饮料 品质控制和标准化管理提供了一套实用方法 参考文献 1 2 3 4 5 粱天明 邦达伟 陈淮川 芦笋汁饮料生产 工艺技术研究 j 农产品加工 2 0 0 3 1 0 2 4 陈年生 盛华平 新颖保健饮品一芦笋荼及 其制作工艺 j 蚕桑茶叶通讯 2 0 0 5 3 3 5 张素华 夏艳秋 朱强 芦笋营养成分分析 与加工品质改善的研究 j 食品工业科 技 2 0 0 2 6 1 6 一1 8 顾振新 张建惠 芦笋弃料的营养价值和开 发利用 j 南京农业大学学报 1 9 9 4 1 7 2 1 l l 1 1 7 顾振新 汪志君 芦笋皮的营养价值及其原 汁在加工和贮存中的变化 j 江苏农业研 f l j 一 j 一 f 一 足 足 足 露 足 万方数据 第2 期谢建华 等 基于模糊数学的芦笋皮饮料配方的优化 7 9 究 2 0 0 l 2 2 2 6 8 7 1 微胶囊化桔油的感官品质 j 无锡轻工 6 霍红 模糊数学在食品感官评价质量控制大学学报 2 0 0 4 2 3 3 6 9 7 2 方法中的应用 j 食品科学 2 0 0 4 2 5 6 1 5 k a a c kk c h r i s t e n nlp h u g h e sm e t 18 5 一l8 8 a 1 1 1 h er e l a t i 8 h i pb e t w e e ns e n 8 0 r yq u a l i t y 7 汪培庄 模糊集合论及其应用 m 上海 8 n dv o l a t i l ec o m p o u n d si nr a wj u i c ep m 上海科学技术出版社 1 9 8 3 7 2 8 c e s s e df r o me l d e r b e r r i e s j e u r o p e a nf o o d 8 花旭斌 李正涛 林巧 模糊数学综合评价 r e s e a r c h a n d t e c h n o l o g r 2 0 0 5 8 2 0 4 方法在苦荞麦食品研究中的应用 j 西昌 2 2 1 农业高等专科学校学报 2 0 0 4 1 8 3 4 1 1 6 杨伦标 高英仪 模糊数学原理及应用 0 2 m 广州 华南理工大学出版社 1 9 9 5 9 曹冬梅 王淑娟 王静 模糊数学在豆浆感 5 9 9 0 官评定中的应用 j 沈阳农业大学学报 1 7 陈呜钊 张志烈 攀宝康 模糊数学及其应 2 0 0 4 3 5 1 3 9 4 1 用 m 南京 河海大学出版社 1 9 9 3 1 3 0 1 0 王钦德 杨坚 食品试验设计与统计方法 一1 5 8 m 北京 中国农业大学出版社 2 0 0 3 1 8 赵剪 方婷 陈梅英 等 模糊数学在不同 3 3 0 3 6 1 处理橙汁感官评定中的应用 j 河南工 1 1 谢建华 高惠安 庞杰 等 芦笋皮风味饮业大学学报 自然科学版 2 0 0 8 2 9 1 7 2 科的研制 j 河南科技大学学报 自然科 7 5 学版 2 0 0 7 2 8 5 5 4 5 6 1 9 伊良忠 淳应之 模糊数学模型在食品质 1 2 姬长英 感官模糊综合评价中权重分配的量综合评价中的应用 j 四川工业学报 正确制定 j 食品科学 1 9 9 l 3 9 一1 1 1 9 9 1 1 0 2 1 3 6 1 4 2 1 3 张丽红 谢建华 吴劭 模糊数学在蘑菇羹 2 0 崔群法 李光海 用模糊数学与数理统计 感官评价中的应用 j 河南工业大学学方法评价绿豆糕的品质 j 河南工业大 报 自然科学版 2 0 1 0 3 1 3 5 9 巧2 学学报 自然科学版 2 0 0 6 2 7 2 7 0 7 3 1 4 陈晓玲 王璋 许时耍 应用模糊数学评价 o p t i m i z a t i o no fa s p a r a g u ss k i nd r i n kf o r m u l a b a s e do nf u z z ym a t h e m a t i c s x i ej i a n h u a l z h a n gl i h o n g y uq i f e i l p a n gj i e 2 1 d 印口疗m e 乃t 妒n o d 口 l d 曰如锄e 增i 儿卯一增 秭口n g 如d u 加 缸 招矿死如n o i d g y 泓n 唱魄d 3 6 3 0 0 0 c i 2 o d ds c 话 聊c d z 垤e 凡驴谊na g 廊砒