一種量化評價乳製品質量的方法

2023-11-01 06:12:17 1

專利名稱：一種量化評價乳製品質量的方法
技術領域：
本發明涉及一種量化評價乳製品質量的方法，屬於食品科學技術領域。
背景技術：
目前，許多國家為了保證人們所使用的各種食品的質量安全制定了嚴格而完善的法律和法規制度。其中在世界各國具有廣泛影響的有ISO9001、HACCP等評價體系。
ISO9001標準是一個國際性的、科學的、規範的通用質量管理體系模式，目的在於使企業持續改進和增強顧客滿意。它適用於各種類型的企業。
HACCP是一種對食品安全危害予以識別、評估和控制的系統方法。通過它確保提供給消費者更加安全的食品。該體系具有通用性，但比較概括、宏觀。而很難對一種具體食品的質量與安全特性進行判斷。
如何結合具體食品的原料、生產和消費特點，採用比現行有關標準更加全面、細緻的檢測評定方法，對具體食品的質量進行量化評價是具有巨大應用開發價值的研究課題。
目前，我國質量監督部門對於乳製品的評價是分別通過GB2746-1999、GB5408-1999、GB18186-2000、GB18187-2000進行的。經過國家標準測評的產品僅僅可以區分產品是否符合國家標準的要求，即產品是否合格，而對於合格的產品如何進一步區分其質量水平，沒有進一步說明。

發明內容
(1)發明目的 對於符合國家標準的HUT奶、巴氏消毒奶、酸奶，進一步通過利用規範的檢測手段對其質量進行量化評價。
本專利利用規範的常規和非常規檢測指標對3種乳製品的質量進行量化評價，量化反應UHT奶、消毒牛奶、酸奶的質量「好有多好、差有多差」，為提高相應食品的監管水平、促進提供相應產品的質量將發揮重要的作用。
(2)

發明內容
這是一種利用乳製品質量多項指標的檢測結果對其總體質量進行量化評價的方法，其中包括根據不同乳製品特點對其進行質量檢測時需要檢測的不同的項目及其具體檢測的方法；對於檢測結果進行數據處理時，檢測指標組合權重確立的方法；對正向指標、逆向指標和望目指標正向化處理和無量綱化處理的方法；線性綜合法統計處理；幾何綜合非統計處理；混合綜合法統計處理。


圖1乳製品質量量化評價程序示意圖 圖中1是量化評價樣品名稱；2是樣品色澤；3是樣品風味；4是樣品組織狀態；5是樣品風味；6是樣品風味；7是樣品色澤、風味、組織狀態感官評價結果(感官評分)；8是批量樣品的儀器設備客觀檢測結果；9是批量樣品色澤、風味感官評價結果；10是感官評分歸一化結果；11是感官評分均值；12是批量樣品組織狀態客觀檢測結果的正向化數值；13是批量樣品色澤、風味評價結果的正向化數值；14是感官評分歸一化結果的均值；15是感官評分的標準差；16是樣品檢測指標的組合權重；17是批量樣品檢測與感官評價結果的無量綱化數值；18是感官評價指標的主觀權重；19是感官評價結果的變異係數；20是感官評價結果的客觀權重；21是感官評價結果的組合權重；22是批量檢測樣品經過線性綜合、幾何綜合以後所得到的混合綜合結果，即量化評價結果。
具體實施例方式 以酸乳為例詳述如下 1檢測方法 1.1食品質量評價指標的選擇和實驗數據的採集 食品的質量可以通過感官評定(主觀指標)和儀器設備測定(客觀指標)兩種方式鑑定。由於食品是供人享用的對象，因此人對食品軟硬、粘稠、酥脆性、滑爽感、色澤、性狀、風味、滋味等感官指標的直接感受是其他設備不好替代的，評價結果也應該在其質量總分中佔有最重要地位。所以以感官指標的測評結果為基礎尋求評價方案。
感官指標可以通過人的感覺器官直接評定，也可以通過有關儀器設備進行測定，前者簡便易行，但結果隨機性大；後者結果可比性強，設備投資較大。
根據酸乳的具體特點，本測評方法如下 1.1.1樣品的主觀評定實驗室製作的酸乳及市售酸乳樣品被混合編號分裝到一次性紙杯中，邀請專業人員(共8名)，單獨對樣品的色澤、氣味和滋味(風味)、組織狀態(質構)分別評價，以10分制填寫評分。
1.1.2樣品的客觀評定客觀評定就是利用各種儀器設備對能夠反應樣品質量的指標進行量化測定，而不是人為地感官評定。
對於具體食品，應根據特點儘可能多地採用客觀評定法收集材料，對於難以通過儀器測定的指標則以感官評分代替。根據酸乳色澤、風味、質構的特點，綜合內國外有關方面的報導，本研究僅對酸乳的質構指標測定，對其色澤和風味通過感官評分參與質量評定。
目前國內外對酸乳質構測定的指標有膠體脫水收縮作用敏感性(susceptibility to syneresis，STS)、持水力(water holding capacity，WHC)、表觀粘度(apparent viscosity，AV)、硬度(hardness)和粘彈性(viscoelastic)。由於後兩項指標在普通酸乳尤其是攪拌型酸乳中測定價值較小，故本研究僅選用前三項指標對酸乳的質構進行客觀測評。
1.2統計方法對酸乳的主觀評定結果經過歸一化處理，求出各指標的主觀權重和客觀權重，再由組合賦權法求出最終權重。
通過對酸乳客觀測定指標的正向化和無量綱化處理，利用線性綜合法、幾何綜合法和混合綜合法得到每個評估樣品的綜合評分，最後根據所得評分值即可對檢測樣品量化排序。
2結果處理 2.1酸乳的主觀評價結果 對8種樣品感官評定的結果見表1-1。
表1-1酸乳感官評定及其統計分析結果

2.2檢測指標權重的確立 酸乳色澤、風味和質構權重評價方法可分為主觀評價法和客觀評價法 主觀評價法是首先對每個專家的評分值進行歸一化，求出全體專家對各個樣品不同指標評分值的均值和標準差，若某標準差較大則說明專家們對該指標的質量優劣意見分歧較大，這時最好通過協商使意見基本趨於一致，此時所有專家對每個樣品的歸一化數值的均值即為酸乳三個指標的主觀權重。計算結果見表1-2。
表1-2歸一化數據及其平均值和標準差

主觀權重則是各個專家對某項指標評價的總均值，即色澤的總均值是8位專家對8個樣品色澤的總均值0.353(Z色)，風味的總均值是8位專家對8個樣品風味的總均值0.324(Z味)，質構的總均值是8位專家對8個樣品質構的總均值0.322(Z質)。
我們規定每項指標變異係數的歸一化值即為該項指標的客觀權重(Ki)，總客觀權重即是各個分客觀權重的均值。
其中的變異係數(Vi)是每項指標的標準偏差與其均值的比值。其計算公式為 均值

標準差(Sji)即為方差的算術平方根


由表1-1基礎數據按照以上公式計算結果見表1-3 表1-3原始測定結果的均值、變異係數和客觀權重

色澤總客觀權重K色＝(0.207+0.188+...+0.198)/8＝0.224 風味總客觀權重K味＝(0.385+0.392+...+0.349)/8＝0.390 質構總客觀權重K質＝(0.407+0.420+...+0.453)/8＝0.387 主觀權重是各個專家對某項指標評價的總均值，客觀權重則是專家們對某項指標評價分數變異係數的歸一化值，因此將二者綜合所得到的權重則更具有代表性，二者兼顧的方法即組合賦權法。設指標Xi的主觀賦權結果是αi，客觀賦權結果是βi，那麼主客觀賦權結果即是αiβi，將它們歸一化處理得到的結果即是組合權重(ωi)，計算公式為
計算出酸乳的色澤、風味、質構的組合權重分別為0.239，0.383，0.377。該結果顯示酸乳的感官指標中，風味權重是最大的，質構稍次之，而色澤是最低的，這是三項指標量化統計的結果。
2.3酸乳質量量化評價方案 為了判定市場流行的攪拌型酸乳質量和具體觀察產品的質量差異，本專利首先邀請了10位專家對所有樣品的色澤和風味進行感官評分並求出其均值，然後對12個樣品的STS、WHC和AV進行測定，結果見表1-4。
表1-412種酸乳的質量指標測定結果
注經對不同溫度、剪切速率下對AV的測定結果比較，樣品間差異最大的條件是溫度2℃，剪切速率37.44S-1，故表中採用此測定條件。
STS測定的是酸乳凝膠對各種乳成分尤其是水分的結合能力，它包括對結合水和凝膠立體網絡中自由水的結合能力，STS越小說明凝膠在規定的時間內失去的乳清越少，同時也說明這種體系在攪拌、灌裝、運輸及銷售過程中出現乳清析出的機率越小，反之則越大。WHC是測定一定重量的酸乳在一定的溫度、離心力和時間的作用下，酸乳凝膠對水分的結合能力。離心後酸乳所能保留的水分大多是與凝膠中大分子結合較牢固的水分子，凝膠立體網絡中的毛細管束縛的自由水大多也被去除。測定的WHC越高說明這種凝膠體系的大分子可以通過較強的作用力對較多的水分子結合，這種產品中結合水的含量也越高，穩定性也越好。粘度則是對酸乳各種成分在一定的溫度下形成的混合體組織狀態的綜合表現，對酸乳的細膩度、爽滑感和回味具有影響。三者在酸乳感官質量中分別應佔有多大的比重哪？ 本專利採用2.2中確立感官指標權重的方法對質構3項指標的權重進行分析，酸乳STS、WHC和AV的權重分別為0.210、0.171和0.609。本專利2.2的結果是酸乳色澤、風味和質構三部分的綜合賦權值分別為0.239、0.383和0.377，因此，三項質構指標的總權重應為0.377，而各個指標的分權重應為0.210*0.377、0.171*0.377、0.609*0.377(見表1-6)。
要排出各酸乳質量優劣的順序，還需將指標正向化 STS是逆向指標，其值越大產品質量越差，又因其最大閾值Xmax是100，故其轉化為正向指標Yi的公式為Yi＝Xmax-Xi 酸乳的表觀粘度(AV)也並不是越粘越好，而是有一個最佳範圍，因此粘度值為望目指標。最佳範圍是通過對市場流行的優質酸乳普查得出的，根據對市場流行攪拌型酸乳的測定和評價結果，本專利暫定粘度最佳範圍是(4428，4752)，因此表1-4中4號和10號樣品的粘度在最佳範圍內，為最好的區間指標，其轉化為正向指標公式為R＝max(4428 Xi)＝2037。其他黏度值正向化公式為Yi＝2037(4428-Xi)。
WHC和感官評分都是正向指標，數值即代表其質量。這樣對表1-4各項指標進行正向化處理所得結果見表1-5。
表1-513項檢測指標的正向化處理結果

由於這些結果具有不同的單位(量綱)，因此沒有辦法進行直接比較，要在它們之間進行比較必需對這些結果進行無量綱化處理，指標無量綱化的計算公式為

按公式對表1-5的各種指標處理結果見表1-6。
表1-6酸乳質量指標的無量綱化數據
從表1-6可知，每一項指標都有了代表其質量好壞的具體參數和每項參數的權重，而每一種產品各項參數及其相應權重的綜合則能夠綜合代表該產品的質量高低。
從數學統計的角度可知，綜合的方法有線性綜合和幾何綜合和混合綜合方法，其計算公式分別為線性綜合法公式

幾何綜合法的公式

混合綜合法公式
其中Z-酸乳綜合評分值；ωi-第i個指標的歸一化權重值；Xi-第i個指標的評價值；p-指標個數(共5個)；α、β-分別是線性綜合評分值和幾何綜合平均值的權重(本專利暫設為0.5). 由以上公式計算結果見表1-7。
表1-7酸乳色澤、風味、質構綜合評分及其排序
由表1-7中最終評價值可以直觀的得到兩個重要的信息 第一可以判定任意一種產品在本次評判對象中質量的排序位置； 第二可以從評價值的大小的差異中判定某種產品「有多好」或「有多差」。
對於本次試驗具體情況是1～12號產品質量排序為4→8→9→212→7→6→11→10→1→5→3 這樣就建立起一套食品質量安全的評價方法，該方法可用於多種食品的質量安全量化和排序。
對於不同類型的食品評價時採用哪些主觀和客觀評定指標，要根據具體情況分析，確定檢測指標，對於每一項指標的權重確立還應該儘可能地增加樣本的數量，使權重更具有代表性。
(3)有益效果 該技術的使用可以科學規範的對相應食品的質量與安全特性進行量化表達，準確地對相應產品的質量比較和評判。與現有的評價技術比較更加精確和全面。
權利要求
1.一種量化評價乳製品質量的方法，其特徵在於量化評價中所選用的檢測指標和量化體系及其所得技術參數UHT的檢測指標是蛋白質含量、脂肪含量、非脂乳固體、乳清蛋白締結量、羥甲基糠醛含量、二甲基硫酮(μg/L)、庚醛(μg/L)、乙醛(μg/L)、風味、色澤評分；消毒牛奶的檢測指標是蛋白質含量、脂肪含量、非脂乳固體、比重、粘度、酸度、二甲基硫酮、庚醛、乙醛、色澤評分；酸奶的檢測指標是蛋白質含量、脂肪含量、非脂乳固體、粘度、STS、硬度、丁二酮(mg/L)含量、乙醛(mg/L)、酸度(°T)、色澤評分，組合權重、正向化、無量綱化和混合綜合分析。
2.根據權利1所述的一種量化評價乳製品質量的方法，其特徵在於UHT奶的色澤、風味、質構的組合權重分別為0.280、0.385、0.334；消毒牛奶的分別為0.240，0.383，0.378；酸奶的分別為0.239、0.383、0.377。
3.根據權利1所述的一種量化評價乳製品質量的方法，其特徵在於UHT奶樣品的量化評價值為1.07592、0.962934、0.887316、0.882944、1.079264、0.992718。
4.根據權利1所述的一種量化評價乳製品質量的方法，其特徵在於消毒牛奶樣品的量化評價值為1.093132、0.99826、1.074003、0.865866、1.094364、0.732422、0.937939、1.060099。
5.根據權利1所述的一種量化評價乳製品質量的方法，其特徵在於酸乳樣品的量化評價值為0.941589、0.982903、0.949641、1.244805、1.183838、0.893439、0.84189、0.889904。
全文摘要
本發明涉及一種量化評價乳製品質量的方法，屬於食品科學領域。採用混合綜合法探討了量化評價UHT奶、消毒牛奶、酸奶質量的操作方法。篩選出3種食品質量評價指標並對其檢測方法進行了規範。進而對規範檢測結果進行特殊處理，得出UHT奶的色澤、風味、質構的組合權重分別為0.280、0.385、0.334；消毒牛奶的分別為0.240，0.383，0.378；酸奶的分別為0.239、0.383、0.377。然後對各個樣品的指標檢測進行正向化、無量綱化處理，混合綜合法統計分析，最後得到每個樣品的量化評價結果。比較該評價結果和傳統打分評價結果，新法所得結果是建立在嚴密的數學統計基礎上，全面的對多項指標的綜合量化，消除了隨機性和盲目性，能夠有效地克服傳統評價法人為因素影響較大、隨機性較強的弱點。
文檔編號G01N33/02GK101718772SQ20081015763
公開日2010年6月2日 申請日期2008年10月9日 優先權日2008年10月9日
發明者李全陽, 蔡新方, 孫景珠 申請人:山東農業大學, 泰安市產品質量監督檢驗所