王喜慶，尹 超，石俊姣

面條起源于中國，距今已有四千多年的歷史，是中國最為經(jīng)典的傳統(tǒng)主食之一[1］.根據(jù)生產(chǎn)原料的不同可將面條分為小麥面條和含非小麥成分的雜糧面條.與小麥面條相比，雜糧面條營養(yǎng)豐富成分多樣，具有很高的營養(yǎng)價值及藥用價值[2］，長期食用有助于治療和預防多種慢性疾病[3］.玉米是雜糧中最常見的一種，其營養(yǎng)豐富，含有鈣、磷、鎂及鐵等人體所需礦物質，還富含卵磷脂、賴氨酸及維生素E 等多種營養(yǎng)物質[4-5］.玉米因其營養(yǎng)豐富，常被用來開發(fā)功能食品，最常見的就是玉米面條.白青云等[6］以玉米為原料，對其進行發(fā)芽和超微粉碎處理，然后與小麥粉混合制得玉米面條，玉米粉的添加量達到了45%.李曉娜等[7］以玉米為原料，選用發(fā)酵改性和添加谷朊粉添、沙蒿膠、黃原膠改良的方法，制成純玉米面條.李康等[8］研究了玉米-粳米混合粉配比對面條品質的影響，發(fā)現(xiàn)玉米粉和粳米粉按照3∶7 混合時制得的面條蒸煮損失少、拉伸特性良好，面條蒸煮前后內部結構致密，孔隙率更小.

在對面條質量評價體現(xiàn)中，感官特性是一個重要指標，能夠全面反映面條的質量情況.感官評價通常是指通過人體的視覺、味覺等感覺器官所引起反應，用于測量、分析和解釋產(chǎn)品的分析方法[9］.然而，由于感官評價主要依托感覺進行評分，在質量評價和描述上具有較強的主觀性和不準確性，且通過簡單的實驗數(shù)據(jù)求算數(shù)平均值的方法無法將其消除.而采用模糊數(shù)學的方法用等級來代替具體分數(shù)，可有效地降低單個實驗數(shù)據(jù)對整體評價結果的影響，能夠最大限度地反映不同處理組之間的差異性[10］.趙芷萱等[11］用模糊數(shù)學感官評價法優(yōu)化了發(fā)芽糙米的工藝；LU等[12］用模糊數(shù)學模型對添加不同纖維素酶的饅頭的感官特性進行了評價；謝小瑜等[13］用模糊數(shù)學感官評價法優(yōu)化了紅棗茶發(fā)酵飲料工藝，獲得了感官品質較好的紅棗茶發(fā)酵工藝.

本研究對玉米粉、谷朊粉、黃原膠和食鹽的添加量進行了系統(tǒng)研究，通過模糊數(shù)學和正交優(yōu)化實驗方法，研究玉米粉、谷朊粉、黃原膠和食鹽的添加量對玉米面條感官評分的影響，以期制作一種營養(yǎng)全面的玉米面條，為玉米食品的開發(fā)和玉米資源的利用提供新思路.

1 材料與方法

1.1 材料

小麥粉、玉米粉、食鹽（黑龍江省綏化市華辰超市）；谷朊粉（新鄉(xiāng)封丘縣華豐粉業(yè)有限公司）；黃原膠（山東阜東發(fā)酵有限公司）.

1.2 儀器

HQ350-1 型手動壓面機，天津市宏福來食品機械廠；TSK-9416 型針式和面機，廈口燦坤實業(yè)股份有限公司；ME104E 型電子天平，德國Sartorius 儀器公司；B5A 多功能攪拌機，廣州市威萬事實業(yè)有限公司.

1.3 實驗方案

1.3.1 玉米面條制作工藝流程

玉米與小麥混合粉→和面→熟化→壓片→切條→干燥→成品.

1.3.2 玉米面條的操作要點

和面：將玉米粉和小麥粉按所需比例混合，待混合均勻后逐漸加入清水攪拌，然后置于面團攪拌機中混合均勻，直到面團表面光滑成型.

熟化：將和好的面團用保鮮膜覆蓋包裹，置于室溫條件下醒發(fā)20~30 min，直至面團能夠充分吸收水分、形成良好的面筋網(wǎng)絡結構為止.

壓片、切條：面團醒發(fā)好后，先用搟面杖搟成一定厚度，再用壓面機壓制，分別使用1、2、3、4 檔，使面片逐漸變薄，然后改用切片模式，將面片壓成長約20 cm、粗約2 mm、厚約2 mm 的面條.

煮制：在鍋中放入足夠量的清水，加熱待水沸時下入面條，并對面條進行不定時的攪動，待面條煮至最佳蒸煮時間后放入不銹鋼漏網(wǎng)中瀝去水分.最佳蒸煮時間為面條中間白芯剛好消失的時間.

1.3.3 玉米面條配方的確定

本實驗參考了相關文獻資料并通過預試驗選擇玉米粉添加量（A）、谷朊粉添加量（B）、黃原膠添加量（C）和食鹽添加量（D）作為玉米面條的影響因素，通過L9（34）正交實驗設計的方案制備玉米面條，以模糊數(shù)學感官綜合評價分數(shù)作為考察指標，確定產(chǎn)品指標的最佳配方.正交實驗因素與水平見表1.

表1 正交實驗因素與水平

1.3.4 感官評價方法

參照LS/T 3202-1993《面條用小麥粉》進行細微修改，選取10 名感官特性正常的品評員，從色澤、表現(xiàn)狀態(tài)、適口性、韌性、粘性、食味光滑性六個方面對成品面條進行感官評價，評分標準見表2.

1.3.5 模糊數(shù)學評價法

玉米面條的因素集，即影響被評價對象感官質量的指標集合.該集合以玉米面條的色澤、表現(xiàn)狀態(tài)、適口性、韌性、粘性、食味光滑性為構成，以優(yōu)、中、差為評價等級集，依據(jù)感官得分結果，構造矩陣模型，并依據(jù)模糊數(shù)學原理進行綜合分析[14-15］.

（1）評價對象集Y的確定.評價對象集Y代表正交實驗中的9 組試驗的集合，即Y={Y1，Y2，Y3，Y4，Y5，Y6，Y7，Y8，Y9}，用Yj表示9 組玉米面條的綜合評價，其中j=1，2，3，…，9.

（2）評價因素集F的確定.玉米面條的評價因素集為：F={F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，F(xiàn)4，F(xiàn)5，F(xiàn)6}，F(xiàn)1~F6分別代表感官品質因素中色澤、表現(xiàn)狀態(tài)、適口性、韌性、粘性、食味光滑性的指標.

（3）評價等級集Z的確定.評價等級是指每個因素的評價所屬質量基本的集合，即Z={Z1，Z2，Z3}，Z1~Z3分別代表感官評價中的優(yōu)、中、差.

（4）評價權重X的確定.權重系數(shù)依據(jù)表2 的評價標準確定，感官評價色澤、表現(xiàn)狀態(tài)、適口性、韌性、粘性、食味光滑性的分值分別為10 分、10 分、20 分、25 分、25 分、10 分，因此將色澤、表現(xiàn)狀態(tài)、適口性、韌性、粘性、食味光滑性的權重系數(shù)分別設計為0.10、0.10、0.20、0.25、0.25、0.10，總和為1.X={X1，X2，X3，X4，X5，X6}={0.10，0.10，0.20，0.25，0.25，0.10}.

表2 面條感官評價

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

圖表的繪制采用Excel，方差分析使用SPSS 17.0 軟件，在P＜0.05 試驗水平上對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析.

2 結果與分析

2.1 感官評定結果

由10 名品評員對9 組實驗（表3）中玉米面條感官品質的三個因素進行評價，感官評價結果見表3.

2.2 建立模糊矩陣

將表3 中每個實驗號所得數(shù)據(jù)分布除以評定小組成員的總數(shù)10，依次得到9 個模糊矩陣，分布對應1~9 號試驗.

表3 玉米面條感官評價結果

2.3 計算綜合隸屬度及感官評分

根據(jù)模糊數(shù)學法變換原理Yj=X·Rj，計算樣品各因素隸屬關系.

方法計算可得Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8、Y9，結果Yj如表4 所示.

表4 試驗的綜合隸屬度

每組試驗的感官評價總分由表4 評分結果分別乘以其對應的分值（優(yōu)、中、差依次被賦予分值100 分、80 分、60 分），并進行加和得出，T1=74.7，T2=74.5，T3=80.5，T4=84.9，T5=78.9，T6=78.7，T7=79.7，T8=72.0，T9=72.6. 根 據(jù)上述模糊數(shù)學評價總分可以得出，9 個樣品感官品質優(yōu)劣排序為：樣品4＞樣品3＞樣品7＞樣品5＞樣品6＞樣品1＞樣品2＞樣品9＞樣品8.

2.4 正交實驗結果

玉米粉添加量（A）、谷朊粉添加量（B）、黃原膠添加量（C）、食鹽添加量（D）為研究因素，以模糊感官評價為指標，采用四水平三因素法進行正交試驗，每項實驗重復3 次，結果見表5.

表5 正交實驗設計及結果

根據(jù)表5 中極差結果可知，影響玉米面條感官評分的因素主次順序A＞B＞C＞D，即玉米粉添加量對玉米面條的感官評分影響最大，谷朊粉添加量是較重要因素，黃原膠添加量是次要因素，食鹽添加量對玉米面條感官影響最小，通過正交實驗得到的最優(yōu)配方組合A2B1C3D3，即玉米粉添加量20%、谷朊粉添加量4%、黃原膠添加量0.9%以及食鹽添加量1.5%.在此基礎上制作的玉米面條，進行3 次重復的驗證實驗，感官評分結果見表6.

表6 驗證實驗的感官評定結果

通過模糊矩陣轉換得到3 次驗證實驗X1、X2、X3，對感官質量因素的綜合隸屬度評價結果分別為{0.46，0.38，0.16}、{0.495，0.3，0.205}、{0.47，0.373，0.155}，通過計算得出感官綜合評分 結 果分別為86.0、85.5、86.3，其平均 值 為86.0，高于正交實驗的84.9 分，且相對誤差平均值為0.33，重現(xiàn)性好.這說明利用模糊數(shù)學和正交實驗相結合的方法對玉米面條的配方進行優(yōu)化是行之有效的.在此條件下制作的玉米面條表面光滑、口感細膩有嚼勁，具有玉米特有的黃色和玉米香味.

3 討論

3.1 制作工藝對玉米面條品質的影響

在面條中加入一定量的玉米粉，可以豐富面條的營養(yǎng)價值，但玉米粉的加入也會破壞小麥面筋的結構，影響面條的食用品質.本研究選擇谷朊粉、黃原膠以及食鹽來改善玉米面條的品質.谷朊粉主要是補充面筋蛋白，改善玉米小麥面團的筋性，使玉米面條更有嚼勁.但由于要保留一定量的玉米粉添加量，不宜添加過量的谷朊粉，因此還選擇了黃原膠和食鹽膠進行改良.根據(jù)正交實驗獲得了玉米粉添加量20%、谷朊粉添加量4%、黃原膠添加量0.9%、食鹽添加量1.5%.該結果與張慶霞[16］的研究有一定差異，即玉米粉的添加量明顯低于本研究，這主要是因為本研究在玉米面條的制作過程中添加了一定量的黃原膠和食鹽，有效地緩解了玉米粉對面筋蛋白組織的破壞，從而可以在玉米面條品質不變的條件下，添加更多的玉米粉.這也說明黃原膠和食鹽可以有效改善玉米面條的食用品質，是一種較好的玉米面條品質改良劑.

3.2 模糊數(shù)學感官評價法對玉米面條制作工藝的影響

在研究食品品質改良和工藝優(yōu)化的過程中，感官評價是一個重要的衡量指標.本研究運用模糊數(shù)學感官評價法對四種因素對玉米面條品質的影響進行判定，能有效減少人為主觀判斷的影響，從而得到較為客觀和科學的評價結果.從模糊數(shù)學評價得分來看：T1=74.7，T2=74.5，T3=80.5，T4=84.9，T5=78.9，T6=78.7，T7=79.7，T8=72.0，T9=72.6.可知，樣品4＞樣品3＞樣品7＞樣品5＞樣品6＞樣品1＞樣品2＞樣品9＞樣品8.

本研究利用模糊數(shù)學評價玉米面條的感官得分，模糊數(shù)學的應用方法與學者[17］一致，即直接采用模糊數(shù)學方法對感官得分進行處理.而有的學者[18］在利用模糊數(shù)學對感官結果評價之前，首先通過單因素實驗獲最佳范圍，然后再進行模糊數(shù)學的運算.本研究在應用模糊數(shù)學對玉米面條感官得分進行處理時沒有選擇單因素實驗，主要原因是考慮選擇的玉米粉、谷朊粉、黃原膠和食鹽四個因素的變化范圍較小，對感官評分的影響變化范圍不是非常大（正交實驗最低分72.0、最高分84.9）.同時，還選擇了10 名品評員多次評分，補充了缺少單因素實驗可能存在的不足.因此，對模糊數(shù)學感官評價法的應用要結合具體處理對象及影響因素，不能單純地選擇或者舍棄單因素實驗，這都會對模糊數(shù)學處理感官評價得分產(chǎn)生重要的影響，進而影響模糊數(shù)學感官評價法的應用.

4 結論

本實驗綜合應用模糊數(shù)學感官評價和正交實驗設計，對玉米面條的最佳配方進行了探討.確定的最佳配方為：玉米粉添加量20%、谷朊粉添加量4%、黃原膠添加量0.9%、食鹽添加量1.5%.在此條件下制作的玉米面條表面光滑、口感細膩有嚼勁，具有玉米特有的黃色和玉米香味，感官評分為86.0 分.采用模糊數(shù)學綜合評定法結合正交實驗優(yōu)化法制定的玉米面條具有較好的食用品質，為玉米資源的開發(fā)與利用提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持.