感官评价得分与综合评价模型得分回归分析拟合度达0.852,表明建立的真空油炸薯条品质评价模型可靠。油脂质量分数、a*值、咀嚼性、维生素C含量和内聚性为真空油炸薯条核心品质指标,以其建立的评价模型可用于真空油炸薯条品质综合评价。摘 要 为全面、客观地评价市售真空油炸薯条品质,对13种市售真空油炸薯条与外观、营养、质构特性相关的17项指标进行测定,通过差异性分析、相关性分析、主成分分析及聚类分析筛选核心品质评价指标,运用层次分析法和灰色关联度分析法构建真空油炸薯条品质评价模型,并结合感官评价验证模型的可靠性。13种薯条品质存在显著差异,通过变异系数、相关性分析、主成分分析及聚类分析筛选出油脂质量分数(X1)、a*值(X2)、咀嚼性(X3)、维生素C含量(X4)、内聚性(X5)是真空油炸薯条品质评价的核心指标。运用层次分析法结合灰色关联度分析确定5项指标权重并建立品质评价模型:感官评价得分与综合评价模型得分回归分析拟合度达0.852,表明建立的真空油炸薯条品质评价模型可靠。油脂质量分数、a*值、咀嚼性、维生素C含量和内聚性为真空油炸薯条核心品质指标,以其建立的评价模型可用于真空油炸薯条品质综合评价。
真空油炸马铃薯薯条因其风味独特、食用便利在全球休闲食品市场占据重要地位。其外观、营养和质构等品质特性,受原料品种、加工工艺及包装贮存条件等多因素影响[1]。营养品质是油炸薯条品质综合评价的核心属性之一,已有较多研究针对不同马铃薯原料品种,通过测定加工薯条水分含量、油脂含量、蛋白质含量、维生素含量及潜在危害物丙烯酰胺含量等指标,结合统计学方法比较分析,筛选加工适应性更优的马铃薯品种[2-4]。薯条色泽和质构特性是影响消费者接受度的关键指标,传统上主要依赖感官评价评定[5-6]。而感官评价易受评价者个体偏好影响,难以建立普适性客观标准。因此,基于仪器分析的多指标客观评价方法在食品品质领域得到广泛应用[7-10]。色差仪可量化薯条色泽为L*、a*、b*值,质构仪及质地剖面分析(texture profile analysis,TPA)可精确量化硬度、破裂力、内聚性、弹性、胶黏性和咀嚼性等关键质构参数[11-12]。TPA模式对人类口腔咀嚼过程的模拟性良好,其测定的质构参数能有效反映薯条在口腔中的力学行为与感官体验[13]。
仪器分析为薯条品质指标的精准量化提供了基础,显著提升了品质评价的客观性。但单一指标或方法的局限性制约了综合品质评价[5]。现有研究中薯条外观、营养与质构特性常被独立分析,缺乏对其系统分析[2, 14-16]。层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)通过构建层次结构和成对比较各指标相对重要程度,确定指标权重,并结合一致性检验确保其合理性[17]。灰色关联度分析(grey relational analysis,GRA)是灰色关联系统中决定因素主次及其关联程度的方法[18]。AHP和GRA相结合构建品质评价模型已被证明是品质综合评价的有效方法,在果蔬品质评价中广泛应用[19-20]。此外,在食品品质评价中,多维指标易导致评价体系冗余,虽然测定外观、营养和质构特性等所有相关指标能全面反应食品品质,但检测成本与时间显著增加,难以满足快速质控或市场即时监管的需求。而主成分分析能够将多个相关指标进行融合实现数据降维,其常与聚类分析和相关性分析相结合筛选核心品质评价指标[8]。本研究以13种市售真空油炸薯条为研究对象,测定17项品质指标,通过主成分分析、相关性分析和聚类分析筛选核心品质评价指标,运用AHP法联合GRA法构建真空油炸薯条品质综合评价模型,通过感官评价验证模型可靠性,为其品质评价体系构建提供科学依据。
网络购物平台采购13种真空油炸薯条,随机编号为ST1～ST13。
石油醚(分析纯),国药集团化学试剂有限公司;氯化钾(分析纯),天津市光复科技发展有限公司;丙烯酰胺标准品,上海阿拉丁生化科技股份有限公司。
TGL-20M高速离心机,湖南湘仪实验室仪器开发有限公司;D25LT色差仪,美国Hunter Lab公司;1260 Infinity II高效液相色谱仪,安捷伦科技(中国)有限公司;TA.XT Plus质构仪,英国Stable Micro Systems公司;DHG-9070A鼓风干燥箱,上海精宏实验设备有限公司;SXT-02索氏提取仪,上海洪纪仪器设备有限公司;K9860蛋白质测定仪,济南海能仪器股份有限公司;CXC-06粗纤维测定仪,上海纤检仪器有限公司;UV-1800分光光度计,岛津企业管理(中国)有限公司。
1.3.1 外观品质测定
参考刘娟等[14]方法采用标准色差仪于D65光源下测定亨特指数L*、a*、b*值。
1.3.2 营养品质测定
水分含量测定:根据GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》中直接干燥法测定。称取10 g粉碎薯条样品,105 ℃烘至恒重,记录烘干前后重量,计算其水分含量。
油脂含量测定:根据GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》中索氏抽提法测定。称取2 g粉碎薯条样品,干燥处理后沸程为30～60 ℃石油醚萃取6 h,105 ℃烘至恒重,记录脱脂前后重量,计算其油脂含量。
维生素C含量测定:根据GB 5009.86—2016《食品安全国家标准 食品中抗坏血酸的测定》中HPLC测定。
蛋白质含量测定:根据GB/T 31578—2015《粮油检验 粮食及制品中粗蛋白测定 杜马斯燃烧法》测定。
膳食纤维含量测定:根据GB/T 5009.10—2003《植物类食品中粗纤维的测定》测定。
碳水化合物含量测定:根据GB/Z 21922—2008《食品营养成分基本术语》中的减法计算。
丙烯酰胺含量测定:参考HUANG等[21]方法使用HPLC-MS测定丙烯酰胺含量,称取2 g粉碎薯条样品于50 mL离心管,加入丙烯酰胺-13C3(250 μg/kg)内标,涡旋振荡1 min后加入3 mL超纯水,静置20 min后加入10 mL乙腈,涡旋2 min,5 000 r/min离心5 min。取5.0 mL上清液移至装有EMR-Lipid吸附剂和3 mL超纯水的15 mL离心管中,涡旋混匀1 min,5 000 r/min离心5 min,吸取2 mL上清液于10 mL玻璃试管中,于40 ℃水浴氮吹至0.5 mL,后加入1.5 mL超纯水复溶,涡旋30 s,过0.22 μm水系滤膜,收集滤液于1 mL进样小瓶,待HPLC-MS分析。
1.3.3 质构特性测定
参考LI等[6]方法,使用质构仪圆柱金属探头测定穿刺硬度。参数如下:起始力:0.5 N、检测速度:80 mm/min、穿刺距离:4 mm、回程速度:40 mm/min、回程距离:20 mm。参考李文丽等[22]方法,使用质构仪圆柱铝制探头进行TPA硬度、内聚性、弹性、咀嚼性、胶黏性测定。参数如下:形变量:60%、检测速度:80 mm/min、触发力:0.5 N、停留时间:4 s。
1.3.4 综合评价方法
核心评价指标筛选:运用主成分分析中累计方差贡献率确定核心指标个数,结合相关性分析和聚类分析确定各主成分的核心评价指标。
指标权重确定:运用层次分析法中的1～9标度法,根据各指标对品质影响的重要程度建立判断矩阵计算各指标权重[17](表1)。并通过一致性检验,判断其合理性,即保证一致性比率(consistency ratio,CR)小于0.10,计算如公式(1)～(2)所示:
(1)
(2)
表1 元素重要程度比例标度
Table 1 Element importance ratio scale
标度重要性程度描述12个因素具有同等重要性32个因素,一个比另一个稍微重要52个因素,一个比另一个明显重要72个因素,其中一个占主导92个因素,其中一个占决定地位2、4、6、8介于上述重要性之间
式中:λmax,判断矩阵最大特征值;n,判断举证阶数;CI,一致性指标(consistency index);RI,与n对应的平均随机一致性指标(random consistency index)。
加权灰色关联度计算:
a)选择理想值:根据感官评价得分选择核心评价指标理想值。
b)数据无量纲化处理:为消除各指标量纲和数量级不同对评价结果的影响。应用公式(3)对各指标数据进行初始化处理,
表示各指标值与理想值间距离的绝对值,原始指标越接近理想值,其越小。为方便综合评价还需对各指标数据按照公式(4)进行归一化处理[17]:
(3)
(4)
式中:
第i个指标初始化后数据值;Ii,第i个指标原始数据值;I0,第i个指标理想数据值;
第i个指标归一化后数据值;
第i个指标初始化后最大数据值。
c)确定灰色关联度[10]:根据公式(5)计算关联系数,然后将指标权重代入公式(6)计算灰色关联度:
(5)
(6)
式中:ζi(k),为关联系数;
第i个样品第k个指标的无量纲化处理后的数据值与理想值的绝对差值;ρ,分辨系数,取
第i个样品的灰色关联度;ω,指标权重。
1.3.5 感官评价
参考KEMP等[23]定量描述法,筛选20名(10名男性和10名女性,年龄在22～30岁)有食品相关背景人员组成评价小组进行培训后,从形态、色泽、风味、质构特性、口感等方面进行感官评分(表2)。
表2 真空油炸薯条感官评分表
Table 2 Sensory evaluation criteria for vacuum fried French fries
指标方法分值/分外观 薯条完整,表面平整薯条较完整,有少量碎片,表面部分干瘪薯条不完整,有大量碎片,表面塌陷严重321色泽 浅黄色,色泽均匀,无油炸过焦色泽浅黄色,色泽较均匀,有轻微油炸过焦色泽颜色过浅或过深,色泽不均匀321香气 香味浓郁,有马铃薯特有香味,无异味香味较淡,有马铃薯特有香味,无明显异味无马铃薯特有香味,有明显异味321硬度 硬度适中硬度较小或较大硬度过大咀嚼费力321酥脆性整体酥脆性好,不黏牙表层较酥脆,略黏牙整体无酥脆性,黏牙321油腻性无油腻感,无焦苦味有油腻感,焦苦味较淡油腻感重,焦苦味重321
使用Excel 2010软件进行数据处理,使用SPSS 26.0软件进行显著性分析、相关性分析和主成分分析,使用Origin 2024软件进行聚类分析并绘制图表。
2.1.1 外观品质
不同薯条色泽存在显著差异(P<0.05)。L*值在58.96～71.87,a*值在-0.80～8.95,b*值在20.80～27.77,其中,a*值变异系数高达120.54%(图2)。研究表明当薯条具有较高亮度值(L*)和黄蓝值(b*)及较低红绿值(a*)时,薯条外观品质更为优良[1]。ST9和ST10的a*值显著高于其他薯条,L*值显著低于其他薯条(P<0.05),色泽偏红,外观品质较差(图1、图2)。
图1 真空油炸薯条外观特征
Fig.1 Visual appearance of vacuum-fried French fries
a-L*;b-b*c-a*
图2 真空油炸薯条色泽
Fig.2 Coloration of vacuum-fried French fries
注:不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。
2.1.2 营养品质
13种薯条水分含量为1.10%～3.85%(质量分数,下同),变异系数为38.27%,ST2的水分含量最高。油脂含量为28.37%～43.04%(质量分数,下同),变异系数为13.28%,ST8、ST9、ST11和ST13油脂含量均高于40%。研究表明,油脂含量具备双重效应:一方面作为醛、酮、醇、呋喃、吡嗪、吡啶等挥发性风味物质载体,随着油脂含量增加,风味物质保留量增加;另一方面,高油脂含量会显著降低贮藏稳定性,油脂氧化酸败产生醛酮类物质会引发“哈喇味”,同时游离脂肪酸氧化产生羰基化合物会导致褐变,色泽加深[24-28]。此外,本研究相关性分析显示油脂含量与硬度、破裂力和咀嚼性呈极显著负相关(P<0.01),表明适量油脂能赋予薯条良好的酥脆性[16,18]。维生素C含量为1.52～4.98 mg/100 g,变异系数是38.78%,ST12含量最高为4.98 mg/100 g,ST13含量最低为1.52 mg/100 g。维生素C含量作为热敏性营养素的代表性指标,反映了真空油炸工艺对热敏感物质的降解效应。研究表明真空油炸(100～120 ℃)后维生素C保存率约为36%,是传统油炸(180 ℃)的3倍[29]。蛋白质含量、膳食纤维含量、碳水化合物含量、丙烯酰胺含量4项指标的变异系数分别为8.12%、2.54%、6.39%、3.08%均小于10%,不同薯条间差异相对较小(表3)。
表3 真空油炸薯条营养品质指标
Table 3 Nutritional quality indexes of vacuum fried French fries
编号水分含量/%油脂含量/%蛋白质含量/%膳食纤维含量/%碳水化合物含量/%丙烯酰胺含量/(mg/kg)维生素C含量/(mg/100 g)ST11.82±0.03e39.29±0.11c6.12±0.08e25.52±0.53f41.17±1.15h0.51±0.00fg2.16±0.10efST23.85±0.02a37.83±0.48d5.19±0.11j26.83±0.67abcde42.05±0.74gh0.52±0.01ef3.83±0.24cST31.46±0.01h35.14±0.10e5.88±0.06fg27.14±0.46abcd50.21±1.02a0.52±0.00e4.89±0.13abST41.67±0.03fg34.21±0.20f6.65±0.17ab27.74±0.82a45.87±1.31def0.54±0.01bc1.81±0.18ghST52.16±0.10c28.37±0.46i6.82±0.14a26.85±0.78abcde48.94±1.53abc0.53±0.01de2.59±0.18eST61.14±0.14i38.7±0.27c5.54±0.07hi25.68±0.49ef42.79±1.11gh0.55±0.01ab3.2±0.22dST71.10±0.02i39.92±0.40b6.23±0.12de26.45±0.52bcdef49.56±1.76ab0.55±0.01ab4.66±0.18bST81.82±0.02e42.57±0.35a5.91±0.09fg25.97±0.41def44.13±1.05fg0.52±0.01efg4.12±0.26cST91.43±0.01h42.58±0.63a5.37±0.05ij26.07±0.84cdef43.68±1.64fg0.52±0.01efg1.9±0.18fgST101.59±0.00g31.74±0.20g5.72±0.08gh26.91±0.36abcd46.77±1.43cde0.51±0.01g2.28±0.16fST111.95±0.05d43.04±0.38a6.05±0.13ef27.39±0.56ab45.32±1.08ef0.56±0.00a3.27±0.20dST122.55±0.02b30.9±0.41h6.49±0.11bc27.22±0.60abc47.25±1.43bcde0.52±0.01efg4.98±0.03aST131.71±0.02f42.77±0.12a6.33±0.14cd26.72±0.74abcde47.83±1.15bcd0.54±0.01cd1.52±0.07h最大值3.8543.046.8227.7450.210.564.98最小值1.1028.375.1925.5241.170.511.52变异系数/%38.2713.288.122.546.393.0838.78
注：同一列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)(下同)。
表4 真空油炸薯条质构特性
Table 4 Textural Characteristics of vacuum fried French fries
编号穿刺硬度/NTPA硬度/N破裂力/N内聚性弹性/mm胶黏性/N咀嚼性/mJST113.66±3.99bcde100.39±3.43ef87.59±5.14f0.04±0.01b0.66±0.00de3.88±1.14de2.57±0.76efgST214.08±2.30bcde128.02±3.3bc120.31±8.91c0.04±0.01bcd1.12±0.16a6.15±0.64b3.82±1.49cdST311.19±1.64ef161.26±6.51a156.26±3.11a0.04±0.00cd1.00±0.06b5.66±0.14b5.64±0.58abST411.36±2.64def123.19±4.7c120.15±6.70c0.04±0.00bcd0.61±0.05de4.55±0.31d3.21±0.08defST515.04±2.99bc133.37±2.68b132.01±1.65b0.03±0.00ef0.83±0.03c4.45±0.25d3.75±0.07cdeST614.4±1.77bcd114.46±2.08d112.57±1.11d0.02±0.01g0.84±0.02c2.82±0.45fg2.17±0.68efgST720.21±3.35a112.83±2.7d103.71±3.76e0.04±0.00cd0.99±0.13b4.64±0.21cd4.65±0.84bcST815.71±1.82b104.21±6.32e106.29±3.16de0.04±0.00cd0.63±0.00de5.36±0.20bc3.71±0.48cdeST911.81±1.25def78.34±6.52g67.71±0.89g0.07±0.01a0.56±0.02e3.82±0.20de2.12±0.16efgST1018.98±1.35a126.26±3.74bc120.02±1.68c0.02±0.01fg0.65±0.02de5.98±0.38b4.64±0.31bcST1111.90±1.53def67.22±3.28h61.63±1.01g0.03±0.00de0.63±0.00de2.63±0.05g1.67±0.04gST1212.29±2.33cdef167.84±4.4a160.91±3.66a0.04±0.00bc0.81±0.00c7.74±0.34a6.32±0.32aST139.31±1.25f93.38±4.62f84.05±4.55f0.02±0.00g0.70±0.03d3.55±0.19ef2.68±0.16efg最大值20.21167.85160.920.071.297.751.68最小值9.3167.2261.630.020.572.636.32变异系数/%22.4724.8927.3225.0023.7530.5738.78
2.1.3 质构特性
不同薯条质构参数存在显著差异(P<0.05)。其中咀嚼性变异系数高达38.78%,其次是胶黏性为30.57%,说明不同品牌薯条质构特性差异较大,试验样品具有代表性。ST7和ST10的穿刺硬度显著高于其余样品,分别为20.21 N和18.98 N,ST13的穿刺硬度最低,为9.31 N;ST12和ST3的TPA硬度、破裂力、胶黏性和咀嚼性显著高于其余样品,分别为167.84 N和161.26 N、160.91 N和156.26 N、7.74 N和5.66 N、6.32 mJ和5.64 mJ,ST11的这4项指标均最低,分别为67.22 N、61.63 N、2.63 N和1.67 mJ;ST9的内聚性最高为0.07,ST13的最低为0.02;ST2的弹性最高为1.12 mm,ST9的最低为0.56 mm。
对13个样品进行感官评价,不同品牌薯条的外观、色泽、香气、硬度、酥脆性和油腻性6项指标存在显著差异(P<0.05)。
ST10外观得分最低,ST9色泽和油腻性得分最低,ST3香气得分最低,ST2酥脆性得分最低,ST13硬度得分最低(图3)。13种薯条感官得分均低于85分未达到优质,10种薯条得分在75～85分表现为良好,3种薯条得分在65～74分表现为一般。ST5综合得分最高为84.28分,ST9得分最低为69.28分,感官品质较差(表5)。
图3 真空油炸薯条感官评价得分
Fig.3 Sensory scores of vacuum-fried French fries
表5 真空油炸薯条感官评价排名
Table 5 Sensory evaluation ranking of vacuum-fried French fries
编号总分排名ST178.89 7 ST280.00 5 ST381.33 3 ST480.22 4 ST584.28 1 ST679.56 6 ST776.44 9 ST877.20 8 ST969.28 13 ST1075.07 10 ST1172.05 12 ST1282.09 2 ST1373.32 11
2.3.1 核心评价指标筛选
为提取真空油炸薯条关键品质信息,采用主成分分析法对多个指标数据进行降维。变异系数小于10%的指标不宜作为核心品质评价指标,故剔除蛋白质含量、膳食纤维含量、碳水化合物含量、丙烯酰胺含量、L*值和a*值6项指标,对其余11项指标采用主成分分析进行数据降维。根据特征值大于1,提取前4个主成分,累计方差贡献率为83.16%,可反映原始数据的大部分信息。主成分1综合了油脂含量、TPA硬度、破裂力、胶黏性和咀嚼性,主成分2综合了维生素C含量和弹性,主成分3综合了水分含量、a*值和穿刺硬度,主成分4代表了内聚性(表6)。主成分1～4的方差贡献率依次为45.25%、15.4%、11.39%、11.12%,初选指标在4个主成分中的选取个数分别为5、2、1、1。根据各指标在主成分中特征向量绝对值的大小在主成分1中选择TPA硬度、破裂力、油脂含量、咀嚼性和胶黏性,主成分2中选择维生素C含量和弹性,主成分3中选择a*值,主成分4中选择内聚性。
表6 主成分分析载荷矩阵
Table 6 Principal component load matrix
指标主成分1主成分2主成分3主成分4水分含量0.2380.336-0.5470.313油脂含量-0.9070.105-0.0140.149维生素C含量0.2670.856-0.0050.056a∗0.054-0.2340.8490.294TPA硬度0.9160.312-0.081-0.099穿刺硬度0.1170.4650.773-0.115破裂力0.9090.303-0.068-0.141胶黏性0.7740.3830.0210.342咀嚼性0.7960.430.1520.079弹性0.2480.795-0.127-0.176内聚性-0.12-0.0920.030.918特征值4.981.691.251.22贡献率/%45.2515.411.3911.12累计/%45.2560.6672.0483.16
由图4和图5可知,第1主成分中油脂含量与其余4项指标呈极显著负相关(P<0.01),咀嚼性与其余3项指标呈极显著正相关(P<0.01),聚类分析结果显示咀嚼性和油脂含量被聚为单独两类,故选择咀嚼性和油脂质量分数为主成分1核心评价指标。第2主成分中维生素C含量与弹性呈极显著正相关(P<0.01),且两者被聚为同一类,而维生素C的变异系数为38.78%高于弹性,故选择维生素C含量作为主成分2的核心评价指标。第3主成分中a*值与穿刺硬度呈极显著正相关(P<0.01),且2者被聚为同一类,而a*值的变异系数为120.54%,远高于穿刺硬度,故选择a*值作为主成分3的核心评价指标。主成分4选择内聚性作为核心评价指标。综上所述,油脂含量、咀嚼性、维生素C含量、a*值和内聚性为真空油炸薯条核心品质评价指标。
图4 真空油炸薯条品质指标相关性分析
Fig.4 Correlation analysis of vacuum-fried French fries quality indexes
图5 真空油炸薯条品质指标聚类分析图
Fig.5 Cluster analysis of quality indexes of vacuum-fried French fries
2.3.2 指标权重计算
按照层次分析法中1～9标度法构建判断矩阵,对每组指标相对重要性进行评价。然后根据公式(1)和(2)进行一致性检验,CR=0.054 2<0.10,表明该矩阵具有良好的一致性,各指标重要程度及权重如表7所示。5项核心指标权重排序为油脂含量>a*值>咀嚼性>维生素C含量>内聚性,其中油脂含量被赋予最高权重,为0.502 8,表明油脂含量是决定真空油炸薯条综合品质的最关键因素,这与油脂直接影响薯条色泽、口感及贮藏特性等密切相关。a*值被赋予次高权重,突显了薯条色泽,特别是红黄色调在消费者接受度中的重要性[30]。
表7 判断矩阵及权重
Table 7 Judgment matrix and indexes weights
指标油脂含量a∗维生素C含量咀嚼性内聚性权重油脂含量135790.502 8a∗1/313570.260 2咀嚼性1/51/31350.134 4维生素C含量1/71/51/3130.067 8内聚性1/91/71/51/310.034 8
2.3.3 核心指标理想值的选择
真空油炸薯条油脂含量为28.37%～43.04%,属于高油脂食品,根据健康饮食要求,选择感官评分高而油脂含量低的ST5的油脂含量为理想值,是28.37%。选择感官评价中色泽评分最高的ST4的a*值0.91为理想值。选择感官评价中外观、TPA硬度、酥脆性3项指标综合得分最高的ST1的咀嚼性为理想值,是4.14 mJ。维生素C为人体必需营养元素,含量越高越好,故选择最大值4.98 mg/100 g作为理想值。选择感官评价中硬度和酥脆性综合得分最高的ST5的内聚性0.039为理想值(表8)。
表8 核心指标理想值
Table 8 Ideal values for core indexes
指标油脂含量/%a∗维生素C含量/(mg/100 g)咀嚼性/mJ内聚性理想值28.370.914.984.140.039
2.3.4 数据无量纲化处理
为消除品质指标间不同量纲和数量级对综合评价模型构建的影响,根据公式(3)和公式(4)对核心指标原始数据进行归一化处理(表9)。
表9 真空油炸薯条核心品质评价指标数据归一化结果
Table 9 Data normalization results of core quality evaluation indexes for vacuum-fried French fries
编号油脂含量/%a∗维生素C含量/(mg/100 g)咀嚼性/mJ内聚性ST10.256 0.938 0.186 1.000 0.910 ST20.355 0.891 0.668 0.645 0.908 ST30.539 0.911 0.972 0.475 0.778 ST40.601 1.000 0.084 0.623 0.950 ST51.000 0.890 0.311 0.717 1.000 ST60.296 0.903 0.485 0.938 0.817 ST70.212 0.688 0.906 0.000 0.832 ST80.032 0.792 0.750 0.788 0.878 ST90.031 0.204 0.112 0.649 0.000 ST100.770 0.000 0.220 0.873 0.899 ST110.000 0.847 0.506 0.318 0.832 ST120.827 0.787 1.000 0.660 0.911 ST130.018 0.903 0.000 0.509 0.643
2.3.5 灰色关联度计算和品质评价
根据公式(5)计算关联系数,并将层次分析法计算的各指标权重代入公式(6)得到综合评价模型:
0.034 8X5,其中X1:油脂含量、X2:a*值、X3:咀嚼性、X4:维生素C含量、X5:内聚性。计算13种薯条的灰色关联度及排名如表10所示。排名前4的薯条分别是ST5、ST12、ST3、ST4,综合品质较好,排名最后的是ST9,综合品质最差。ST5综合得分最高,表明其综合品质最接近理想状态。其核心指标油脂含量、a*值、维生素C含量、咀嚼性和内聚性分别为28.37%、1.79、2.59 mg/100 g、3.75 mJ和0.03。感官评价结果表现为:外观较完整、有少量碎片、表面部分干瘪,呈现浅黄色且色泽较均匀,带有轻微油炸过焦色泽;气味浓郁,具有马铃薯特有香味,无异味;硬度适中,整体酥脆性好、不黏牙;口感无油腻感、无焦苦味。
表10 灰色关联度及排名
Table 10 Relevance and Ranking
编号加权灰色关联度排名ST10.582 1 6ST20.583 1 5ST30.666 7 3ST40.657 7 4ST50.850 5 1ST60.578 5 7ST70.517 2 10ST80.520 0 9ST90.371 4 13ST100.566 5 8ST110.489 0 11ST120.760 3 2ST130.486 9 12
利用回归分析对感官得分和评价模型综合得分进行拟合,得到线性方程y=31.12x+59.49(R2=0.852)(图6)。表明以油脂含量、a*值、咀嚼性、维生素C含量和内聚性建立的品质综合评价模型能够准确评价真空油炸薯条品质优劣。
图6 真空油炸薯条综合评价模型得分与感官评价得分拟合图
Fig.6 Linear fitting curve between sensory scores and quality evaluation model scores of vacuum fried French fries
本研究通过系统分析13种真空油炸薯条的外观、营养及质构特性,结合差异性分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析,筛选出油脂含量(X1)、a*值(X2)、咀嚼性(X3)、维生素C含量(X4)、内聚性(X5)这5项核心品质评价指标。在此基础上,采用层次分析法结合灰色关联度分析,确定各指标权重并构建真空油炸薯条品质综合评价模型:
0.260 2X2+0.134 4X3+0.067 8X4+0.034 8X5。模型评价结果表明,不同薯条间品质差异显著,其中ST5综合品质最优,ST9综合品质最差。进一步的验证分析显示,感官评价得分与综合评价模型得分的回归方程(y=31.12x+59.49,R2=0.852)具有较高的拟合度,证实了模型的可靠性。本研究建立的多指标权重分配模型为真空油炸薯条综合品质的科学评价提供了理论依据和方法支持。
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ABSTRACT This study aimed to comprehensively and objectively evaluate the quality of commercial vacuum fried French fries.The 17 indexes related to the appearance, nutrition, and texture characteristics of 13 kinds of vacuum fried French fries were measured.The core quality evaluation indexes were screened by difference analysis, correlation analysis, principal component analysis, and cluster analysis.The quality evaluation model of vacuum fried French fries was established by analytic hierarchy process and grey correlation analysis, and the reliability of the model was verified by sensory evaluation.Oil mass fraction (X1), a* value (X2), chewiness (X3), vitamin C content (X4), and cohesiveness (X5) were selected as core quality indexes.A quality evaluation model was established as 
2X2+0.134 4X3+0.067 8X4+0.034 8X5.The reliability of the model was confirmed by linear regression analysis between sensory scores and quality scores obtained from this model, showing a determination coefficient (R2) of 0.852.Oil mass fraction, a* value, chewiness, vitamin C content, and cohesiveness were core quality indexes of vacuum fried French fries, and the evaluation model established by them could be used for comprehensive evaluation of the quality of vacuum fried French fries.