基于模糊数学感官评价的碎米制作米豆腐的研究

王铃钊，周显青，张玉荣

（河南工业大学 粮油食品学院，河南 郑州 450001）

0 引言

碎米是稻谷制米过程中产生的副产品之一，其化学成分与大米相近.目前多用于生产高蛋白米粉、制取饮料、酿酒、制作方便粥等产品[1].米豆腐是流传于我国黔、川、湘、滇等地的传统食品，其中以湖南湘西芙蓉镇所产的米豆腐最为典型[2]，常以籼米为原料，经浸泡、磨浆、糊化、冷却成型等工序加工而成，米豆腐呈弱碱性，能软化血管，具有预防大肠癌、便秘等疾病的功效.因此，利用碎米制作米豆腐，既为碎米资源的利用开辟一条新途径，又可降低米豆腐的成本.

国内已有学者报道了以籼米[3-5]、糙米[6]、玉米和大米[7]为原料制作米豆腐的工艺和配方.报道表明，料液比、煮浆温度及食用碱的添加量是影响米豆腐品质的重要因素.但目前利用碎米制作米豆腐的研究鲜有报道.米豆腐的感官品质是直接决定消费者购买的关键因素，食品感官评价如外观、色泽等在描述方面具有模糊性[8]，建立一种兼备客观模糊性与客观准确性且比较严密、科学的综合评价模式，其意义尤为重要.已有学者探讨模糊数学综合感官评价法在米饭[9]、饮料[10]、果脯[11]、豆浆[12]及红腐乳[13]等产品质量评价与生产工艺优化中的应用.因此，作者利用模糊数学感官评价方法，对米豆腐的感官品质进行综合评判，通过正交试验优化碎米制作米豆腐的工艺条件，建立实验室利用碎米制作米豆腐的生产工艺和客观科学的质量评价方法.将为模糊数学综合感官评价法在米豆腐的工艺研究中的应用提供借鉴.

1 材料与方法

1.1 材料

籼型碎米：信阳市山信米业有限公司，水分含量为12.8%；食用碱：市售.

1.2 仪器设备

JYC-19BE5 电磁炉:山东九阳小家电有限公司；HH-42 快速恒温数显水浴箱:余姚长丰仪表厂；DT 电子天平:中国江苏常熟长青仪器仪表厂；DS-1高速组织捣碎机:上海标本模型厂；电热套:北京市永光明医疗仪器厂.

1.3 米豆腐制作

1.3.1 工艺流程

参照文献[6]，制定实验室米豆腐制作工艺流程：

1.3.2 操作要点

（1）去杂：去除碎米中的砂粒、留壳、虫蚀粒和霉斑粒后，称取50 g；

（2）浸泡：将去杂的碎米淘洗干净，置于烧杯中，加入适量的蒸馏水浸泡3 h，然后倒入筛子沥干；

（3）磨浆：将浸泡后的碎米倒入组织捣碎机，按照不同的比例加蒸馏水，磨浆10 min；

（4）煮浆：将米浆倒入烧杯中，放入加热套中加热，当米浆达到一定温度时，加入适量的食用碱进行煮浆，不断搅拌，以免煮糊；

（5）冷却：将煮熟后的米浆倒入直径为4.2 cm的圆柱形容器中，自然冷却凝固30 min，即成米豆腐.

1.4 试验

1.4.1 单因素试验

1.4.1.1 加水量对米豆腐品质的影响

选取料液比（W/V）为1∶3.0、1∶3.5、1∶4.0、1∶4.5和1∶5.0 进行单因素试验.

1.4.1.2 加碱时米浆温度对米豆腐品质的影响

选取78～94 ℃的温度范围进行试验.

1.4.1.3 食用碱添加量对米豆腐品质的影响

选取食用碱添加量范围0.6%～1.4%进行试验.

1.4.2 正交试验

选择料液比、加碱时米浆温度和加碱量3 个因素进行正交试验，因素与水平设计见表1.

表1 正交试验因素与水平设计Table 1 Factors and levels design of orthogonal experiments

1.5 感官评价

感官评定小组由15 人组成，样品统一盛装容器，随机取样，采用随机编码.要求评价员评定前12 h 内不得饮酒，不食刺激性食物，评定过程禁止相互讨论，以10 min 为时间间隔，评定完每份样品后以清水漱口.所有样品均供评价员随机取样进行评价[14]，评价特征描述见表2.

2 结果与讨论

2.1 单因素试验

料液比、加碱时米浆温度和加碱量3 个单因素试验的感官评价结果见表3—表5.

由表3—表5 可知，在料液比为1∶4.0 时，米豆腐质量最佳；加碱时米浆的最佳温度为86 ℃；食用碱最佳添加量为大米质量的1.2%.

2.2 确定评价因素集

评价因素集即米豆腐评价指标构成的因素集合X.X={x1，x2，x3，x4}，其中x1，x2，x3，x4分别代表本次试验中在评价米豆腐时需要评价的指标，故X={色泽，组织状态，气味，适口性}.

表2 感官评价特征描述Table 2 The feature descriptions of sensory evaluation

表3 料液比Table 3 The material to liquid ratio

表4 加碱时米浆的温度Table 4 The rice milk temperature during adding alkali

表5 加碱量Table 5 The alkali addition amount

2.3 确定评价得分集

评价得分集即为对各项评价结果的等级组成的集合U.U={u1，u2，u3，u4}，其中u1，u2，u3，u4分别是优、良、中、差4 个等级，在本次试验中4 个等级分别对应的分数为90、80、70、60，即U={优，良，中，差}={90，80，70，60}.

2.4 确定米豆腐各评价因子的权重集

权重集即各评价因素的权重系数组成的集合Y.Y={y1、y2、y3、y4}，y1，y2，y3，y4分 别 代 表 色 泽、组织状态、气味、适口性的权重系数值.采用二元对比决定法确定这4 项指标的权重.请15 名评价员进行权重的确定.对参加评价的因素作一对一比较，重要的得1 分，次要的得0 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，但有时是次要的.各项指标的总得分与总得分的比重即为权重，结果见表6.

由表6 可知，Y={0.21，0.24，0.25，0.30}.

表6 米豆腐评价权重Table 6 The evaluation weight of rice tofu

2.5 模糊评判矩阵的建立

运用模糊数学原理，由15 名评价员对9 种米豆腐进行感官评价，评价结果见表7.模糊评定矩阵根据评价人员的评定结果确定，即将表7 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，…9，为样品编号，ri1、ri2、ri3、ri4分别表示第i 个评价指标分数项所得到的票数，i=1，2，3，4，为米豆腐的各项评价指标.

表7 感官评价结果Table 7 Results of sensory evaluation

2.6 模糊变换及综合评分

将权重Y 乘以模糊关系矩阵Rj，得到综合评价结果M，即M=Y×Rj，对应第j 号样品评价结果为Mj.Mj反映了第j 号样品感官评价优、良、中以及差的赞成比率.以第1 组样品为例，对样品进行综合评价的结果依据模糊变换原理：M=Y× Rj.

则M1=（0.21，0.24，0.25，0.3）

结果表明，在料液比为1∶3，加碱时米浆温度为78 ℃，食用碱添加量为1.0%条件下，只有19%的感官评定员认为米豆腐品质为优，41%认为良好，14%认为一般，16%认为此米豆腐品质较差.

同理对其他各组进行计算并归一化处理得：

2.7 正交试验

将模糊综合评价结果的各个量分别乘以其对应的分值，并进行相加，最后可得出每个样品的感官总得分，得分结果见表8.

由极差分析可得，影响米豆腐品质因素的主次顺序为：C＞B＞A，即加碱量＞温度＞料液比.从感官评分结果可看出，2、6、7 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.6、7 号样品等级为良，评定2 号样品最佳.米豆腐最佳工艺条件为A2B2C2，即料液比为1∶4，添加食用碱时米浆的温度为86 ℃，加碱量为1.2%.在此最佳条件下得到的米豆腐感官评分为84.2，呈淡黄色，均匀一致，质地细腻滑润，弹性好，具有米香味.

表8 L9(34)正交试验结果Table 8 Results of orthogonal experiments

3 结论

利用模糊数学确立影响米豆腐品质的权重集为Y=（气味（0.21），组织状态（0.24），色泽（0.25），适口性（0.30）），并建立了米豆腐感官评价综合评价法.基于此综合评价对碎米制作米豆腐工艺进行优化，得到米豆腐制作的最佳条件：料液比（W/V）为1∶4.0，添加食用碱时米浆的温度为86 ℃，加碱量为碎米质量的1.2%.

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