1、Food and Fermentation Science&Food and Fermentation Science&TechnologyTechnology收稿日期：2022-12-13作者简介：熊盈盈（2002-），女，本科生。研究方向：食品加工与保鲜。*通信作者：王祖文（1995-），女，硕士，助教。研究方向：功能成分提取与开发利用、食品加工与保鲜。引用格式：熊盈盈，王祖文，周玉伟，等.基于模糊数学感官评价的无蔗糖黄精曲奇饼干的工艺研究 J.食品与发酵科技，2023，59（5）：52-57+63.基于模糊数学感官评价的无蔗糖黄精曲奇饼干的工艺研究熊盈盈，王祖文*，周玉伟，唐雨杰，曾庆，
2、彭飞越（宜宾学院质量管理与检验检测学部，四川宜宾 644000）摘要：以低筋面粉、黄精粉、木糖醇等为主要原料，利用模糊数学感官评价法优化无蔗糖黄精曲奇饼干的加工工艺。在单因素试验中，研究黄精粉添加量、木糖醇添加量、黄油添加量、焙烤时间对饼干感官品质的影响，并利用正交试验确定黄精曲奇饼干最佳加工工艺，并对其品质进行评价。结果表明，以低筋面粉100.0g为基准，黄精粉2%、木糖醇15%、黄油60%、160下焙烤17min，制作出的饼干感官评分最高（84.5分），添加了黄精粉的曲奇饼干质地更酥脆，其理化指标、微生物指标也符合国家标准规定。关键词：模糊数学感官评价；黄精粉；曲奇饼干；工艺中图分类号：T
3、S213.22文献标识码：A文章编号：1674-506X（2023）05-0052-0007Optimization of Sucrose-free Polygonatum sibiricum Cookies ProcessingBased on Fuzzy Mathematical Sensory EvaluationXIONG Yingying，WANG Zuwen*，ZHOU Yuwei，TANG Yujie，ZENG Qing，PENG Feiyue（Department of Quality Management and Inspection and Testing，Yibin Un
4、iversity，Yibin Sichuan 644000，China）Abstract：Using low-gluten flour，Polygonatum sibiricum powder，xylitol，etc.as the main raw materials，andtheformulaofsucrose-freePolygonatumsibiricumcookieswasoptimizedbyfuzzymathematicalsensoryevaluation.In the single factor test，the effects of the addition of Polyg
5、onatum sibiricum powder，xylitol，butter，and baking time on the sensory quality of cookies were studied，and the optimal formula was determined byorthogonal test，and its quality was evaluated.The results showed that the optimal processing technology of100%low-gluten flour，2%Polygonatum sibiricum powder
6、，15%xylitol，60%butter，and it was baked for 17minutes under the condition of 160.Under the optimal processing technology condition，the sensory score ofPolygonatum sibiricum cookies was the highest（84.5），cookies with Polygonatum sibiricum powder were morecrispy，the physical and chemical indexes and mi
7、crobial indexes accord with the national standard of biscuitproducts.Keywords：fuzzy mathematical sensory evaluation；Polygonatum sibiricum powder；cookies；processingdoi：10.3969/j.issn.1674-506X.2023.05-009黄精（Polygonatum sibiricum）是我国传统的药食同源植物，又名兔竹、重楼、救穷等1。中国药典记载的黄精有三种，分别为黄精、滇黄精和多花黄精2。本草纲目 提到“仙家以为芝草之类，
8、以其得坤土之精粹，故谓之黄精”3。黄精味甘、性平、无毒，具有滋养阴润泽肺，温补脾益于气等功效1。有文熊盈盈等：基于模糊数学感官评价的无蔗糖黄精曲奇饼干的工艺研究第59卷（总第237期）熊盈盈等：基于模糊数学感官评价的无蔗糖黄精曲奇饼干的工艺研究献报道黄精中含有多糖、甾体皂苷、黄酮等功能性成分，其中黄精多糖含量最高4-6。药理研究表明黄精具有改善记忆功能、降低血压、降低血糖、增强脑内抗氧化系统功能、免疫调节、抗疲劳等作用7-9。饼干作为市面上受欢迎的一类休闲食品，其市场需求呈增长趋势，主要是由于以温饱为主的消费理念向着风味型、营养型发展，由此消费者对饼干的需求越发多样10。在食品工艺研究中，通常
9、是采用感官评价进行评判，易受主观因素影响，而模糊数学感官评价法综合考虑所有因素及权重，结果会更加科学11。本文在曲奇饼干中添加黄精粉、用木糖醇代替蔗糖，运用模糊数学感官评价法研究无蔗糖黄精曲奇饼干加工工艺，希望得到一款低糖低热量的黄精风味饼干，不仅可以丰富饼干的口味、改善风味，提高饼干营养价值；同时可推进黄精培育、种植、加工产业化，达到发展乡村特色产业，促进农户增收的效果；也为黄精产业相关的企业提供实践指导依据。1材料与方法1.1材料与试剂九蒸九晒黄精粉，安徽满德斋食品有限公司；低筋面粉（8.3%蛋白质含量），济宁品凡商贸有限公司；轻牧植物黄油，山东焙元粮油食品有限公司；木糖醇，广州福正东海食
10、品有限公司；三氯甲烷-冰乙酸标准混合液（4 6），厦门海标科技有限公司；硫代硫酸钠标准溶液、氢氧化钠标准溶液，飞净生物科技有限公司；乙醚、无水乙醇，西陇科学化工；氢氧化钾、可溶性淀粉、氯化钾，成都市科隆化工试剂厂；碘化钾，上海展云化工有限公司；平板计数琼脂（PCA）、结晶紫中性红胆盐琼脂（VRBA），青岛高科技工业园海博生物技术有限公司。1.2仪器与设备MG38CB-AA型烤箱，广东美的厨房电器制造有限公司；TD30002A型电子天平，上海衡际科学仪器有限公司；FA2204B型电子天平，上海佑科仪器仪表有限公司；SW-CJ-2FD型洁净工作台，苏净集团苏州安泰空气技术有限公司；TMS-PILO
11、T型质构仪，北京盈盛恒泰科技有限责任公司。1.3试验方法1.3.1基础配方低筋面粉100.0g（以低筋面粉含量为基准）、黄精粉3%、黄油50%、木糖醇10%、鸡蛋液20%。1.3.2工艺流程糖醇、低筋面粉、黄精粉面团调制成型冻藏焙烤冷却包装成品1.3.3黄精曲奇饼干操作要点（1）黄精粉：选用九蒸九晒黄精粉末，过40目筛备用。（2）面团调制：称量好的黄油于室温下放置10 min，自然软化，将木糖醇、低筋面粉、黄精粉混合后过40目筛，加入黄油搅拌均匀，加入鸡蛋液揉搓成均匀面团。（3）成型、冻藏：调制好的面糊装到模具中，修整成长条形，放入22冰箱冻藏45min，取出后回温5 min，切割成长4 cm
12、、宽4 cm、厚度约1 cm的饼胚。（4）焙烤、冷却、包装：烤箱150 预热10 min，焙烤温度160、焙烤时间15min，冷却后包装。1.3.4感官评价挑取10位经过培训的身体健康的品评人员组成评价小组进行感官评分，感官评定的标准参照GB/T 209802021 饼干质量通则12（见表1）。表1黄精饼干模糊数学感官评定标准Tab.1Fuzzy mathematical sensory evaluation standard of Polygonatum sibiricum cookies项目形态色泽口感与味道组织优（90100分）外观完整，形状一致，表面无裂缝棕黄色，颜色均匀，无焦黄或发白
13、酥脆，粗糙口感适中，甜而不腻，味道适中，无异味切面细密多孔，无大孔，无杂质良（8089分）外观较完整，形状较一致，表面基本无裂缝棕黄色，颜色较均匀，边缘处略微焦黄但无发白酥脆，粗糙口感过强或过差，较甜油腻，味道较浓或较淡，无异味切面较细密多孔，些许大孔，无杂质中（7079分）外观较完整，形状不一致，表面少量裂缝较深或浅棕黄色，颜色不均匀，略微焦黄或发白较酥脆，粗糙口感过强或过差，过甜油腻，味道很浓或很淡，无异味切面有大孔，无杂质差（6069分）外观不完整，形状不一致，表面大量裂缝过于焦黄或发白，颜色不均匀不酥脆，无粗糙口感，过甜油腻，有焦糊味切面较多大孔，有杂质532023年第5期1.3.5模
14、糊数学模型的建立1.3.5.1感官评定论域的确定感官评定论域是指一个集合，该集合中包含食品感官品质的一组评价指标。根据GB/T 209802021 饼干质量通则，确定黄精曲奇饼干的感官评定论域，表示为Uu1，u2，u3，u4形态，色泽，口感与味道，组织。1.3.5.2评语论域的确定评语论域是评价黄精曲奇饼干需要评定的等级，表示为Vv1，v2，v3，v4，即V优，良，中，差90，80，70，6013。1.3.5.3权重集的确定权重是指形态、色泽、口感与味道、组织各因素在4个因素当中所占重要性。本试验采用“04评判法”，根据各因素所占权重值确定权重集A（a1，a2，a3，a4），且满足条件a1a2
15、a3a41。结果见表2，计算可知A（0.23，0.24，0.41，0.12）。（1）确定模糊矩阵。Rr11r12 r1nr21r22 r2n rm1rm2 rmn即R（rij），i1，2，n；j1，2，m。rij表示一个因素ui到该因素的评判结果vj的隶属程度。（2）模糊综合评价集合的计算：YAR。（3）计算总得分：HYV。1.3.6工艺优化1.3.6.1单因素试验基于基础配方，以黄精曲奇饼干模糊数学感官评分为指标，分别考察黄精粉添加量（1%、2%、3%、4%、5%）、木糖醇添加量（5%、10%、15%、20%、25%）、黄油添加量（40%、45%、50%、55%、60%）、焙烤时间（14、1
16、5、16、17、18 min）4个因素对黄精曲奇饼干感官评分的影响。1.3.6.2正交试验在单因素试验的基础上，选取黄精粉、木糖醇、黄油、焙烤时间为考察因素，利用L9（34）正交试验设计方案（见表3），优化黄精曲奇饼干的工艺参数。表3黄精曲奇饼干的正交试验设计因素与水平Tab.3Orthogonal design factors and levelsof Polygonatum sibiricum cookies水平123因素A 黄精粉添加量/%234B 木糖醇添加量/%51015C 黄油添加量/%505560D 焙烤时间/min1516171.3.7黄精曲奇饼干的品质指标分析1.3.7.1理
17、化指标测定水分的测定参照GB 5009.32016 食品安全国家标准 食品中水分的测定14中第一法直接干燥法进行。过氧化值的测定参照闫瑛楠15方法进行。酸价的测定参照周敏16方法进行。1.3.7.2微生物指标测定菌落总数的测定参照GB 4789.22016 食品安全国家标 食品微生物学检验 菌落总数测定17进行。大肠菌群的测定参照GB 4789.32016 食品安全国家标 食品微生物学检验 大肠菌群计数18进行。1.3.7.3质构测定参照高慧颖等19方法并略作调整，使用质构仪对最佳工艺条件下未添加黄精粉曲奇饼干、黄精曲奇饼干和市售曲奇饼干的硬度进行测定，测定条件：采用R72探头，力量感应元量程
18、为250N，起始力为0.375N，测试速度30mm/min，挤压距离2mm，回品评员编号12345678910总分u1形态676776524555u2色泽757657447658u3口感与味道991010108912111098u4组织231123662329合计24242424242424242424240表2黄精曲奇饼干评定论域权重统计结果Tab.2Statistical results of evaluation domain weightof Polygonatum sibiricum cookies54第59卷（总第237期）熊盈盈等：基于模糊数学感官评价的无蔗糖黄精曲奇饼干的工艺研
19、究升高度30mm。每个饼干样品测试三次取平均值。1.4数据处理采用 SPSS Statistics 25 进行试验数据分析，GraphPad Prism 8作图。2结果与分析2.1单因素试验结果与分析2.1.1黄精粉添加量对黄精曲奇饼干感官评分的影响黄精粉色泽棕黄，味微甜，添加到饼干中使得曲奇饼干具有特殊的芳香，由图1可知，随着黄精粉添加量的增加，感官评分呈先上升后下降的趋势。当黄精粉添加量为2%时，感官评分达到最高分，此时的黄精曲奇饼干色泽最佳，有较淡的黄精味道。当黄精粉添加量过高时，饼干的色泽呈深棕色，口感干硬；当黄精粉添加量较少时，黄油味较重，与传统的黄油曲奇饼干差别不大。因此，黄精粉添
20、加量2%最为合适。图1黄精粉添加量对饼干感官评分的影响Fig.1Effect of the addition of Polygonatum sibiricumpowder on sensory score of cookies注：不同小写字母表示差异显著（P0.05），下同。858075706560感官得分/分12345黄精粉添加量/%cabbc2.1.2木糖醇添加量对黄精曲奇饼干感官评分的影响木糖醇有助于口腔健康、控制血糖水平等，且甜度与蔗糖相似，在焙烤产品中作为糖的甜味替代。由图2可知，随着木糖醇的增加，饼干感官评分呈先上升后下降的趋势。当木糖醇添加量为10%时，感官评分最高，此时的黄精曲
21、奇饼干甜而不腻。当木糖醇添加量过高时，饼干容易上色，但含糖量过高，造成面筋的生成率降低，饼干难以成型；当木糖醇添加量较少时，风味较淡。因此木糖醇添加量应在10%左右最为合适。2.1.3黄油添加量对黄精曲奇饼干感官评分的影响黄油的添加可使焙烤食品获得更稳定的风味和酥脆的口感，其添加量可影响曲奇饼干的口感、形态和色泽。由图 3 可知，随着黄油添加量的增加，黄精饼干的感官评分先上升后下降。当黄油添加量为55%时，黄精曲奇饼干表面无裂缝，口感酥松。当黄油添加量过高时，饼干在烤制过程中油脂溢出，不利于成形；当黄油添加量较少时，表面形成较多裂缝，饼干不完整。因此黄油添加量在55%最为合适。图3黄油添加量对
22、饼干感官评分的影响Fig.3Effect of the addition of butter on sensory score of cookies感官得分/分黄油添加量/%7072747678804045505560dcbab2.1.4焙烤时间对黄精曲奇饼干感官评分的影响焙烤时间的长短会影响饼干的口感和呈色，并且影响最终曲奇饼干成品质量。由图4可知，当焙烤时间为1617min时，感官评分差异不显著。当焙烤时间为16min时，黄精曲奇饼干呈棕黄色，酥脆度良好。焙烤时间较短，饼干成品内部面粉呈发白状态，口感软绵；焙烤时间较长，饼干的边缘会逐渐图2木糖醇添加量对饼干感官评分的影响Fig.2Effe
23、ct of the addition of xylitol on sensory score of cookies感官得分/分木糖醇添加量/%707274767880510152025ccabd552023年第5期变焦，口感粗糙。因此焙烤时间在16min最为合适。2.2正交试验结果与分析基于单因素试验结果设计正交试验来进一步优化黄精曲奇饼干的最佳工艺。其感官评价结果汇总见表4。（1）建立模糊矩阵由表4得19组样品的模糊矩阵。R1 4/10 4/10 2/10 04/10 5/10 1/10 006/10 4/10 008/10 2/10 0 0.4 0.4 0.2 0.00.4 0.5 0.1
24、 0.00.0 0.6 0.4 0.00.0 0.8 0.2 0.0同理得R2R9。（2）模糊综合评价集合的计算Y1（0.23，0.24，0.41，0.12）0.4 0.4 0.2 0.00.4 0.5 0.1 0.00.0 0.6 0.4 0.00.0 0.8 0.2 0.0（0.19，0.55，0.26，0.00）同理计算得Y2Y9。Y2（0.32，0.54，0.14，0.00）Y3（0.49，0.47，0.04，0.00）Y4（0.02，0.36，0.53，0.09）Y5（0.00，0.42，0.49，0.09）Y6（0.00，0.39，0.34，0.27）Y7（0.02，0.41，0.
25、43，0.14）Y8（0.01，0.29，0.50，0.20）Y9（0.05，0.32，0.57，0.06）（3）正交试验结果计算总得分 H1（90，80，70，60）（0.19，0.55，0.26，0.00）79.3，同理计算结果见表5。由表6可知，正交试验所得到的最佳工艺条件A1B3C3D3，而感官评分最高的组合是A1B3C3D3（评分为84.5分），因此确定最优组合为A1B3C3D3，即最佳工艺条件：以低筋面粉100.0 g为基准，黄精粉2%，木糖醇15%，黄油60%，在160 下焙烤17 min。在该工艺条件下制作的黄精曲奇饼干品质最佳。2.3黄精曲奇饼干的品质评价2.3.1理化指标由
26、表6可知在最佳工艺条件下制作得到的黄精曲奇饼干的各项理化指标均符合 GB/T 209802021 饼干质量通则 和GB 71002015 食品安全国家标准 饼干20规定。2.3.2微生物指标对最佳工艺条件下制作的黄精曲奇饼干进行微生物指标检测，经检验，该产品符合GB 71002015表4黄精曲奇饼干正交试验模糊数学感官综合评价结果Tab.4Comprehensive sensory evaluation results of Polygonatum sibiricum cookies orthogonal test by fuzzy mathematics编号123456789u1形态v145
27、8100100v2432753233v3220242737v4000015040u2色泽v1435000000v2575331812v3100566267v4000213031u3口感与味道v1034000001v2655246334v3421753464v4000111311u4组织v1012000011v2888464463v3210642536v4000004100图4焙烤时间对饼干感官评分的影响Fig.4Effect of the baking time on sensory score of cookies感官得分/分焙烤时间/min7073767982cbbaa1415161718
28、56第59卷（总第237期）熊盈盈等：基于模糊数学感官评价的无蔗糖黄精曲奇饼干的工艺研究食品安全国家标准 饼干20规定。2.3.3质构测定在饼干的质构特性测定中，硬度是重要指标，饼干的硬度值表示饼干样品在受到压力后发生裂变现象所需的力量21。将最佳工艺条件下的黄精曲奇饼干、未添加黄精粉的曲奇饼干和市售曲奇饼干分别进行硬度分析，结果见表7。采用最佳工艺制作的黄精曲奇饼干，与市售曲奇饼干和未添加黄精粉的曲奇饼干相比硬度更小。感官品评发现，加入黄精粉后的曲奇饼干内部更加酥松，并且风味更加醇厚。3结论基于模糊数学感官评价法，通过单因素试验结合正交试验优化黄精曲奇饼干最佳工艺条件：低筋面粉100.0g，
29、黄精粉2%，木糖醇15%，黄油60%，在160下焙烤17min；此时得到的黄精曲奇饼干水分3.34g/100g、过氧化值0.21g/100g、酸价4.2mg/g、菌落总数和大肠菌群均符合国家标准规定。参考文献1 徐宇琳，王元忠，杨美权，等.黄精的本草考证及民族用法 J.中国实验方剂学杂志，2021，27（17）：237-250.2 姜程曦，张铁军，陈常青，等.黄精的研究进展及其质量标志物的预测分析 J.中草药，2017，48（1）：1-16.3 李时珍，张守康（校注）.本草纲目 M.北京：中国中医药出版社，1998：310.4 陈辉，冯珊珊，孙彦君，等.3种药用黄精的化学成分及药理活性研究进展
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31、精丸对阿尔茨海默病大鼠大脑的抗氧化作用及A（1-42），APP蛋白表达的影响 J.中国实验方剂学杂志，2020，26（6）：32-38.10李晓静，刘美琪，夏光辉，等.功能性饼干的研究与发展 J.当代农机，2022（1）：48-49.表6黄精曲奇饼干理化指标测定结果Tab.6Determination results of physicochemical indexesof Polygonatum sibiricum cookies检测项目理化指标水分/（g/100g）过氧化值（以脂肪计）/（g/100g）酸价（以脂肪计）/（KOH）（mg/g）指标要求4.00.255检验结果3.340.21
32、4.2是否合格合格合格合格表7质构特性测试结果Tab.7Textural property test results饼干样品未添加黄精粉曲奇饼干黄精曲奇饼干市售曲奇饼干硬度/N105.665.05b96.357.37b119.4111.41a注：不同字母表示差异显著（P0.05）。表5黄精曲奇饼干正交试验设计及结果Tab.5Orthogonal experimental design and resultsof Polygonatum sibiricum cookies试验号123456789k1k2k3R影响因素最优组合A11122233381.8772.5372.609.34ACBDA1B
33、3C3D3B12312312375.1775.4076.431.26C12323131273.8776.1776.973.10D12331223175.4075.3776.230.86感官评分79.381.884.573.173.371.273.171.173.6（下转第63页）57第59卷（总第237期）赵丽等：肉苁蓉玫瑰花口服液增强免疫力作用的研究12李雅琦，陈斯琦，聂克，等.花旗参茶对小鼠免疫功能的影响 J.食品工业科技，2021，42（4）：307-313.13宋晓漫，李文林，杨丽丽，等.常用药食两用中药免疫增强作用研究进展 J.河南中医，2021，41（8）：1271-1276.14
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