模糊數(shù)學(xué)法綜合評(píng)價(jià)紅松針的質(zhì)量

模糊數(shù)學(xué)法綜合評(píng)價(jià)紅松針的質(zhì)量

紅松是一種稀有而稀少的樹種。從中國東北部的長白山到小興山陵，分布著這座小興山陵。國外也僅在日本、朝鮮和俄羅斯的部分區(qū)域生長。紅松針是紅松樹的葉,葉狀似針。據(jù)《本草綱目》記載:“松為百木之長,其葉、皮、膏主治風(fēng)濕、風(fēng)瘍、生毛發(fā)、安五臟、健陽補(bǔ)中、不饑延年;久服,固齒駐顏,肌膚玉澤,輕身不老?！爆F(xiàn)代研究資料表明,紅松松針中含有揮發(fā)油類、黃酮類、樹脂、纖維素、木質(zhì)素、葉綠素、胡蘿卜素、維生素、微量元素等成分。松葉揮發(fā)油類有祛痰、健胃、驅(qū)風(fēng)、解熱、利尿、鎮(zhèn)痛、抗菌、抗病毒等作用,可治上呼吸道慢性感染。紅松松針中的黃酮類,包括在人體內(nèi)活性極強(qiáng)、生物利用率極高的前花青素、兒茶素及多種不飽和脂肪酸,具有較高的功能價(jià)值,可降血壓、降血脂、保護(hù)血管以及抗氧化清除自由基等。隨著人們健康意識(shí)的不斷增強(qiáng),將紅松松針制成具有保健效果的茶飲料,不僅使其變廢為寶,而且給消費(fèi)者提供一種健康的生活方式,具有良好的市場前景。感官評(píng)價(jià)是用于喚起、測(cè)量、分析、解釋通過視覺、嗅覺、味覺、聽覺和觸覺而感知到的食品及其他物質(zhì)特征或者性質(zhì)的一種科學(xué)方法。在食品體系的質(zhì)量評(píng)價(jià)中,感官評(píng)價(jià)起著主導(dǎo)作用。然而感官評(píng)價(jià)以人為測(cè)量儀器產(chǎn)生數(shù)據(jù),其結(jié)果具有不確定性和不穩(wěn)定性,必須有合適的統(tǒng)計(jì)分析方法來處理結(jié)果。在此使用模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)法對(duì)食品感官質(zhì)量評(píng)價(jià)中眾多因素的制約關(guān)系進(jìn)行數(shù)學(xué)化抽象,建立一個(gè)反映其本質(zhì)特征和動(dòng)態(tài)的理論化評(píng)價(jià)模式,最大限度地保持這些信息的完整性。1材料和方法1.1主要儀器設(shè)備供試紅松松針采摘自吉林長白山。試驗(yàn)藥劑為食鹽、一級(jí)綿糖、木瓜果粉、異維生素C鈉:市售。主要儀器設(shè)備為:遠(yuǎn)紅外食品電烘爐:上海燁昌食品機(jī)械有限公司;干燥箱:上海一恒科學(xué)儀器有限公司;溫冷凝回流裝置:上海瑞正儀器設(shè)備有限公司;高速冷凍離心機(jī):日立公司;電子分析天平(0.1mg~210g):瑞士METTLERTOLEDO。1.2測(cè)試方法1.2.1生產(chǎn)工藝1.2.2紅松松針的制備選料:采用松齡6年以上、3m高無污染的新鮮紅松針葉。清洗、炒茶:先將紅松針中的雜質(zhì)揀出,用自來水沖洗干凈,再用去離子水清洗3遍,然后放入3%~5%的食用NaCl溶液中浸泡12~24h,將浸泡好的松針取出用去離子水沖洗2遍后放入恒溫干燥箱40℃干燥1h。干燥后將松針剪成約1cm長的短松針。在180℃溫度下的遠(yuǎn)紅外食品電烘爐烘制15min,1min翻動(dòng)紅松松針1次。浸提、調(diào)配:紅松針茶與去離子水以3(g):100(mL)的比例放入水提設(shè)備在100℃下水提30min。1.2.3不同發(fā)酵溫度對(duì)紅松針茶飲料煮茶溫度單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)(1)以紅松針茶飲料炒茶溫度分別為150、160、170、180、190℃設(shè)置5個(gè)水平單因素試驗(yàn)。(2)以紅松針茶飲料炒茶時(shí)間分別為5、10、15、20、25min設(shè)置5個(gè)水平單因素試驗(yàn)。(3)以紅松針茶飲料煮茶溫度分別為60、70、80、90、100℃設(shè)置5水平單因素試驗(yàn)。(4)以紅松針茶飲料煮茶時(shí)間分別為20、30、40、50、60min設(shè)置5個(gè)水平單因素試驗(yàn)。(5)以綿糖添加量分別為1%、2%、3%、4%、5%、6%設(shè)置6個(gè)水平單因素試驗(yàn)。(6)以異維生素C鈉添加量分別為0.05%、0.10%、0.15%、0.20%設(shè)置4個(gè)水平單因素試驗(yàn)。(7)以木瓜果粉添加量分別為0.06%、0.12%、0.18%設(shè)置3個(gè)水平單因素試驗(yàn)。1.2.4正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)1.2.5評(píng)估感覺的方法2結(jié)果與分析2.1單因素試驗(yàn)2.1.1單因素試驗(yàn)紅松針茶2.1.2單因素試驗(yàn)紅松針茶2.2建立全球模糊評(píng)價(jià)的數(shù)學(xué)模型2.2.1種紅松針茶飲料的aj評(píng)價(jià)對(duì)象集A,即在本次研究中需要進(jìn)行感官評(píng)價(jià)的產(chǎn)品的集合。A={a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9},其中a1~a9分別代表本次研究中的L9(34)正交試驗(yàn)制作的9種紅松針茶飲料,用Aj代表對(duì)9種紅松針茶飲料的綜合評(píng)價(jià),其中j=1,2,3,……,9。2.2.2[2]紅松針茶飲料的感官評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)價(jià)因素集X,即紅松針茶飲料評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)成的因素集合。X={x1,x2,x3,x4},其中x1、x2、x3、x4分別代表本次試驗(yàn)中在評(píng)價(jià)紅松針茶飲料時(shí)需要評(píng)價(jià)的指標(biāo),故X={色澤,氣味,口感,外觀}。2.2.3模糊綜合評(píng)價(jià)中各指標(biāo)權(quán)重集的確定評(píng)價(jià)得分集U,即為對(duì)各項(xiàng)評(píng)價(jià)結(jié)果的等級(jí)組成的集合。U={u1,u2,u3,u4}。其中u1~u4分別是優(yōu)、良、中、差4個(gè)等級(jí),在本次試驗(yàn)中4個(gè)等級(jí)分別對(duì)應(yīng)90、80、70、604個(gè)分值。即U={優(yōu),良,中,差}={90,80,70,60}。2.2.4確定模糊綜合評(píng)價(jià)中各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重集Y。權(quán)重集Y,即各評(píng)價(jià)因素的權(quán)重系數(shù)組成的集合。Y={y1,y2,y3,y4},y1、y2、y3、y4分別代表色澤、氣味、口感、組織狀態(tài)的權(quán)重系數(shù)的值。采用二元對(duì)比決定法確定色澤、氣味、口感、外觀4項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重。請(qǐng)15名評(píng)價(jià)員進(jìn)行權(quán)重的確定。首先對(duì)參加評(píng)價(jià)的因素作一對(duì)一比較,當(dāng)一對(duì)一比較時(shí),重要的得1分,次要的得零分,但實(shí)際工作中,特別是主要因素作比較時(shí),取消某個(gè)因素不太合理,則自身比較可按1分記,表明它是必要的,但有時(shí)是最次要的。各項(xiàng)指標(biāo)的總得分與總得分的比重極為權(quán)重,結(jié)果見表10。由表10可知,紅松針茶飲料的權(quán)重分別為色澤(0.22),氣味(0.16),口感(0.37),組織狀態(tài)(0.25),故Y={0.22,0.16,0.37,0.25}。2.3紅松針茶飲料水感官評(píng)價(jià)指標(biāo)分?jǐn)?shù)運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)原理,由15名評(píng)價(jià)員對(duì)9種紅松針茶飲料進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果見表11。模糊評(píng)定矩陣根據(jù)評(píng)價(jià)人員的評(píng)定結(jié)果確定,即將表中得到的結(jié)果除以總?cè)藬?shù),得到9個(gè)如Rj的模糊矩陣:其中j=1,2,3,……,為樣品編號(hào),i=1,2,3,4,為紅松針茶飲料的各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo),ri1、ri2、ri3、ri4分別表示第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)分?jǐn)?shù)項(xiàng)所得到的票數(shù)。令綜合評(píng)價(jià)結(jié)果為B,依據(jù)模糊變換原理:B=(b1,b2,同理可得:2.4感官得分結(jié)果將模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果的各個(gè)量分別乘以其對(duì)應(yīng)的分值,并進(jìn)行加和,最后可得出每個(gè)樣品的總得分。各樣品終感官得分結(jié)果見表12。由表12極差分析結(jié)果表明:各因素的影響順序?yàn)槟竟瞎鄣奶砑恿?gt;木瓜果粉添加量與儒糖添加量的交互作用>異維生素C鈉的添加量>綿糖添加量。3紅松針茶飲料的最佳配方由模糊評(píng)價(jià)與正交試驗(yàn)進(jìn)行綜合分析。由表12極差分析結(jié)果表明:各因素的影響順序?yàn)槟竟瞎鄣奶砑恿?gt;木瓜果粉添加與儒糖添加量的交互作用>異維生素C鈉的添加量>綿糖添加量。從感官評(píng)分結(jié)果可以看出2、3、5、9號(hào)產(chǎn)品的評(píng)分比較高,處于優(yōu)、良之間,比較容易被消費(fèi)者接受。但樣品2、5、9號(hào)樣品很接近等級(jí)良,再綜合考慮原料的價(jià)格等因素,較全面而客觀地評(píng)定3號(hào)樣品最佳。故紅松針茶飲料的最佳制作條件為新鮮松針在3%~5%的食用NaCl溶液中浸泡12~24h,恒溫干燥箱40℃干燥1h,180℃溫度下的遠(yuǎn)紅外食品電烘爐中炒茶15min,100℃水提30min,在調(diào)配時(shí)綿糖添加量為3.5%,木瓜果粉添加量為0.15%,異維生素C鈉的添加量為0.15%。產(chǎn)品甜味適宜,滋味柔和,清香恬雅,并有濃郁的紅松針茶原味。選料→清洗→干燥→炒茶→浸提→過濾→調(diào)配→離心→滅菌→灌裝→檢驗(yàn)→成品。根據(jù)單因素試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行L9(34)正交試驗(yàn)。試驗(yàn)因素及水平設(shè)計(jì)見表1。選取15名感官靈敏的同學(xué)作為評(píng)價(jià)員。為了確保感官評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性,對(duì)評(píng)價(jià)員進(jìn)行基礎(chǔ)培訓(xùn)。要求評(píng)價(jià)員在評(píng)價(jià)前1h內(nèi)不進(jìn)食,1d內(nèi)避免入食強(qiáng)味食品、接觸強(qiáng)味物質(zhì),以及使用化妝品或用有氣味的洗滌液洗手。在評(píng)價(jià)時(shí),避免交談。為提高感官評(píng)價(jià)的可信度,采用3位隨機(jī)編碼編號(hào)供評(píng)價(jià)員隨機(jī)取樣逐一評(píng)價(jià)。感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表2。由表3可知:最佳炒茶溫度為180℃。由表4可知:最佳炒茶時(shí)間為15min。2.1.3單因素試驗(yàn)紅松針茶由表5可知:最佳煮茶溫度為100℃。2.1.4單因素試驗(yàn)紅松針茶由表6可知:從消耗資源最少,確定最佳煮茶時(shí)間為30min。2.1.5單因素試驗(yàn)地添加了棉糖由表7可知:最佳綿糖添加量為5%。2.1.6單因素c鈉添加量試驗(yàn)由表8可知:最佳異維生素C鈉添加量為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為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)。由歸一化處理得:B1=(0.25,0.25,0.16,0.22),B2=(0.