模糊数学法综合评价红松针的质量

模糊数学法综合评价红松针的质量

红松是一种稀有而稀少的树种。从中国东北部的长白山到小兴山陵，分布着这座小兴山陵。国外也仅在日本、朝鲜和俄罗斯的部分区域生长。红松针是红松树的叶,叶状似针。据《本草纲目》记载:“松为百木之长,其叶、皮、膏主治风湿、风疡、生毛发、安五脏、健阳补中、不饥延年;久服,固齿驻颜,肌肤玉泽,轻身不老。”现代研究资料表明,红松松针中含有挥发油类、黄酮类、树脂、纤维素、木质素、叶绿素、胡萝卜素、维生素、微量元素等成分。松叶挥发油类有祛痰、健胃、驱风、解热、利尿、镇痛、抗菌、抗病毒等作用,可治上呼吸道慢性感染。红松松针中的黄酮类,包括在人体内活性极强、生物利用率极高的前花青素、儿茶素及多种不饱和脂肪酸,具有较高的功能价值,可降血压、降血脂、保护血管以及抗氧化清除自由基等。随着人们健康意识的不断增强,将红松松针制成具有保健效果的茶饮料,不仅使其变废为宝,而且给消费者提供一种健康的生活方式,具有良好的市场前景。感官评价是用于唤起、测量、分析、解释通过视觉、嗅觉、味觉、听觉和触觉而感知到的食品及其他物质特征或者性质的一种科学方法。在食品体系的质量评价中,感官评价起着主导作用。然而感官评价以人为测量仪器产生数据,其结果具有不确定性和不稳定性,必须有合适的统计分析方法来处理结果。在此使用模糊数学综合评价法对食品感官质量评价中众多因素的制约关系进行数学化抽象,建立一个反映其本质特征和动态的理论化评价模式,最大限度地保持这些信息的完整性。1材料和方法1.1主要仪器设备供试红松松针采摘自吉林长白山。试验药剂为食盐、一级绵糖、木瓜果粉、异维生素C钠:市售。主要仪器设备为:远红外食品电烘炉:上海烨昌食品机械有限公司;干燥箱:上海一恒科学仪器有限公司;温冷凝回流装置:上海瑞正仪器设备有限公司;高速冷冻离心机:日立公司;电子分析天平(0.1mg~210g):瑞士METTLERTOLEDO。1.2测试方法1.2.1生产工艺1.2.2红松松针的制备选料:采用松龄6年以上、3m高无污染的新鲜红松针叶。清洗、炒茶:先将红松针中的杂质拣出,用自来水冲洗干净,再用去离子水清洗3遍,然后放入3%~5%的食用NaCl溶液中浸泡12~24h,将浸泡好的松针取出用去离子水冲洗2遍后放入恒温干燥箱40℃干燥1h。干燥后将松针剪成约1cm长的短松针。在180℃温度下的远红外食品电烘炉烘制15min,1min翻动红松松针1次。浸提、调配:红松针茶与去离子水以3(g):100(mL)的比例放入水提设备在100℃下水提30min。1.2.3不同发酵温度对红松针茶饮料煮茶温度单因素试验和正交试验(1)以红松针茶饮料炒茶温度分别为150、160、170、180、190℃设置5个水平单因素试验。(2)以红松针茶饮料炒茶时间分别为5、10、15、20、25min设置5个水平单因素试验。(3)以红松针茶饮料煮茶温度分别为60、70、80、90、100℃设置5水平单因素试验。(4)以红松针茶饮料煮茶时间分别为20、30、40、50、60min设置5个水平单因素试验。(5)以绵糖添加量分别为1%、2%、3%、4%、5%、6%设置6个水平单因素试验。(6)以异维生素C钠添加量分别为0.05%、0.10%、0.15%、0.20%设置4个水平单因素试验。(7)以木瓜果粉添加量分别为0.06%、0.12%、0.18%设置3个水平单因素试验。1.2.4正交试验设计1.2.5评估感觉的方法2结果与分析2.1单因素试验2.1.1单因素试验红松针茶2.1.2单因素试验红松针茶2.2建立全球模糊评价的数学模型2.2.1种红松针茶饮料的aj评价对象集A,即在本次研究中需要进行感官评价的产品的集合。A={a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9},其中a1~a9分别代表本次研究中的L9(34)正交试验制作的9种红松针茶饮料,用Aj代表对9种红松针茶饮料的综合评价,其中j=1,2,3,……,9。2.2.2[2]红松针茶饮料的感官评价指标评价因素集X,即红松针茶饮料评价指标构成的因素集合。X={x1,x2,x3,x4},其中x1、x2、x3、x4分别代表本次试验中在评价红松针茶饮料时需要评价的指标,故X={色泽,气味,口感,外观}。2.2.3模糊综合评价中各指标权重集的确定评价得分集U,即为对各项评价结果的等级组成的集合。U={u1,u2,u3,u4}。其中u1~u4分别是优、良、中、差4个等级,在本次试验中4个等级分别对应90、80、70、604个分值。即U={优,良,中,差}={90,80,70,60}。2.2.4确定模糊综合评价中各项指标的权重集Y。权重集Y,即各评价因素的权重系数组成的集合。Y={y1,y2,y3,y4},y1、y2、y3、y4分别代表色泽、气味、口感、组织状态的权重系数的值。采用二元对比决定法确定色泽、气味、口感、外观4项指标的权重。请15名评价员进行权重的确定。首先对参加评价的因素作一对一比较,当一对一比较时,重要的得1分,次要的得零分,但实际工作中,特别是主要因素作比较时,取消某个因素不太合理,则自身比较可按1分记,表明它是必要的,但有时是最次要的。各项指标的总得分与总得分的比重极为权重,结果见表10。由表10可知,红松针茶饮料的权重分别为色泽(0.22),气味(0.16),口感(0.37),组织状态(0.25),故Y={0.22,0.16,0.37,0.25}。2.3红松针茶饮料水感官评价指标分数运用模糊数学原理,由15名评价员对9种红松针茶饮料进行感官评价。评价结果见表11。模糊评定矩阵根据评价人员的评定结果确定,即将表中得到的结果除以总人数,得到9个如Rj的模糊矩阵:其中j=1,2,3,……,为样品编号,i=1,2,3,4,为红松针茶饮料的各项评价指标,ri1、ri2、ri3、ri4分别表示第i个评价指标分数项所得到的票数。令综合评价结果为B,依据模糊变换原理:B=(b1,b2,同理可得:2.4感官得分结果将模糊综合评价结果的各个量分别乘以其对应的分值,并进行加和,最后可得出每个样品的总得分。各样品终感官得分结果见表12。由表12极差分析结果表明:各因素的影响顺序为木瓜果粉的添加量>木瓜果粉添加量与儒糖添加量的交互作用>异维生素C钠的添加量>绵糖添加量。3红松针茶饮料的最佳配方由模糊评价与正交试验进行综合分析。由表12极差分析结果表明:各因素的影响顺序为木瓜果粉的添加量>木瓜果粉添加与儒糖添加量的交互作用>异维生素C钠的添加量>绵糖添加量。从感官评分结果可以看出2、3、5、9号产品的评分比较高,处于优、良之间,比较容易被消费者接受。但样品2、5、9号样品很接近等级良,再综合考虑原料的价格等因素,较全面而客观地评定3号样品最佳。故红松针茶饮料的最佳制作条件为新鲜松针在3%~5%的食用NaCl溶液中浸泡12~24h,恒温干燥箱40℃干燥1h,180℃温度下的远红外食品电烘炉中炒茶15min,100℃水提30min,在调配时绵糖添加量为3.5%,木瓜果粉添加量为0.15%,异维生素C钠的添加量为0.15%。产品甜味适宜,滋味柔和,清香恬雅,并有浓郁的红松针茶原味。选料→清洗→干燥→炒茶→浸提→过滤→调配→离心→灭菌→灌装→检验→成品。根据单因素试验的结果进行L9(34)正交试验。试验因素及水平设计见表1。选取15名感官灵敏的同学作为评价员。为了确保感官评价的准确性,对评价员进行基础培训。要求评价员在评价前1h内不进食,1d内避免入食强味食品、接触强味物质,以及使用化妆品或用有气味的洗涤液洗手。在评价时,避免交谈。为提高感官评价的可信度,采用3位随机编码编号供评价员随机取样逐一评价。感官评价标准见表2。由表3可知:最佳炒茶温度为180℃。由表4可知:最佳炒茶时间为15min。2.1.3单因素试验红松针茶由表5可知:最佳煮茶温度为100℃。2.1.4单因素试验红松针茶由表6可知:从消耗资源最少,确定最佳煮茶时间为30min。2.1.5单因素试验地添加了棉糖由表7可知:最佳绵糖添加量为5%。2.1.6单因素c钠添加量试验由表8可知:最佳异维生素C钠添加量为0.15%。2.1.7有5共字,57,5.由表9可知:最佳木瓜果粉添加量为0.12%。B2=(0.37,0.37,0.16,0.13),B3=(0.37,0.37,0.13,0.07),B4=(0.33,0.33,0.27,0.20),B5=(0.37,0.33,0.20,0.07),B6=(0.37,0.27,0.13,0.13),B7=(0.37,0.33,0.20,0.20),B8=(0.27,0.37,0.33,0.07),B9=(0.37,0.27,0.13,0.07)。由归一化处理得:B1=(0.25,0.25,0.16,0.22),B2=(0.