花色饅頭的制備及質構特性主成分分析

何新益 汪 姣， 任小青 杜先鋒 程莉莉，

(天津農學院食品科學系1，天津 300384)

(安徽農業大學茶與食品科技學院2，合肥 230036)

花色饅頭的制備及質構特性主成分分析

何新益1汪 姣1，2任小青1杜先鋒2程莉莉1，2

(天津農學院食品科學系1，天津 300384)

(安徽農業大學茶與食品科技學院2，合肥 230036)

采用主成分分析的方法，以花色饅頭的質構指標為依據，結合感官評定對10種花色饅頭的食用品質進行評價。從樣本相關矩陣出發，對10種樣品饅頭的主要質構指標進行分析，由累積貢獻率達到76.35%以上，確定了反映饅頭食用品質的2個主成分，并獲得各品種的綜合評分。感官評定結果表明紅棗饅頭品質最好，黑芝麻饅頭最差，與主成分分析結果基本一致，表明應用主成分分析的方法利用饅頭的質構指標評定花色饅頭的食用品質具有可行性。

花色饅頭 主成分分析 感官評定 質構特性

饅頭是我國的傳統主食，含有豐富的營養元素［1］，國內的研究者對饅頭的制作工藝，評價方法，品質改良做了很多研究，但針對果蔬汁(粉)與小麥粉混合所制作的花色饅頭的研究卻比較少，僅限于少量幾種單一雜糧饅頭制作工藝及面團特性上的研究，如浮吟梅等［2－3］對玉米饅頭和小米饅頭的工藝與品質進行了研究，石曉等［4］研究得到品質良好的高粱饅頭，張國志等［5］對蕎麥饅頭的最佳生產工藝進行了研究。隨著經濟的發展和人民生活水平的提高，消費者對食品的營養越來越重視，將果蔬的營養添加到主食饅頭中，研制出品質優良兼具保健和食療功效的大眾化花色饅頭，具有較好的發展前景。

在我國大多采用感官來評價饅頭的品質，感官評價費時費力且存在一定的隨意性和不規范性，不能滿足工業化生產的需求。從饅頭的質構特性角度來研究饅頭的口感，進行饅頭的品質評定，通過應用物性分析儀對饅頭進行質構分析(TPA)，從而獲得饅頭的口感特性相關的質構指標硬度、黏性、彈性、粘聚性、膠著性、咀嚼性和回復性。主成分分析是將多個指標問題轉換為較少的新的指標問題，并且這些新的指標既是互不相關，又能綜合反映原指標的一種分析方法［6］。

本研究以10種果蔬為原料，制作不同顏色的花色饅頭，通過TPA試驗來獲得與饅頭品質相關的質構指標，將這些指標通過主成分分析后，結合感官評定對不同花色饅頭的食用品質進行綜合評定，建立對饅頭評價的科學評價體系。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設備

高筋特精小麥粉:五得利面粉集團有限公司;高活性干酵母:安琪酵母股份有限公司;新鮮果蔬:天津侯臺農貿市場。

DGX－90T3B－2型恒溫箱:上海福瑪實驗設備有限公司;BCJ－DF118M型三洋榨汁機:杭州川洋貿易有限公司;TW－400CD型落地式真空包裝機:佛山依利達包裝器材有限公司;JT1201N型電子天平:上海精天電子儀器有限公司;FW100型高速萬能粉碎機:天津市泰斯特儀器有限公司;FA2004電子天平:上海精科儀器;TA.XT plus物性分析儀:英國Stable Micro System公司。

1.2 花色饅頭的制備

1.2.1 制備工藝流程

原料→和面→發酵→成型→醒發→汽蒸→冷卻→成品

1.2.2 操作要點:

①預處理:綠茶、紅棗粉碎備用;紫薯和南瓜蒸熟后，去皮，搗碎，備用;黑芝麻焙烤后粉碎備用;其他蔬菜分別榨汁后備用。

②和面:稱取一定量小麥粉、酵母、果蔬汁(粉)，混合均勻后加適量水和面，至面團不沾手、表面光滑且有彈性為止。

③發酵:將和好的面團置于溫度35℃左右、相對濕度70%～80%的醒發室中發酵至面團膨脹到兩倍大，且內部充滿氣泡和蜂窩組織時，發面完成。

④成型及醒發:取發酵后的面團再揉3 min，分割成大小均勻、形狀相同的方形饅頭坯后室溫醒發。

⑤汽蒸及成品:醒發后的饅頭坯放入已煮沸并墊有紗布的鋁蒸鍋屜上蒸20 min(冒氣起計時)，后取出，蓋上干紗布冷卻40～60 min，入袋封裝。

1.3 花色饅頭質構分析［7］

1.3.1 樣品準備和處理

取10種不同原料花色饅頭各一個，分別切取厚度25 mm的整齊均勻的饅頭片。

采用物性分析儀TPA模式對樣品進行質構測定。測試條件:測前速率1.00 mm/s，測中速率0.80 mm/s，測后速率0.80 mm/s，壓縮距離6 mm，兩次壓縮間隔時間3.00 s。觸力5 g，探頭類型:P35/S，數據收集率:200 pps。共測定硬度、黏性、彈性、黏聚性、膠著性、咀嚼性和回復性7個指標。

1.3.2 數據處理

采用SPSS 13.0與Excel 2003進行數據處理與統計分析。

1.4 花色饅頭的感官評定

比容:參照GB/T 21118—2007附錄A小麥粉饅頭比容測定［8］。

感官評定:由學習過感官評定的本科生和碩士研究生組成的品嘗小組進行評分，取評分的平均值作為最終的感官評分，參照SB/T 10139—1993附錄A規定的的評價方法［9］。具體評分標準見表1。

表1 感官評價表

2 結果與討論

2.1 花色饅頭的制備工藝

花色饅頭的品質與小麥粉的添加量、發酵時間、醒發的條件及蒸煮時間等多種因素有關［10］。經過多次對照試驗得出:酵母添加量為1%，面團發酵時間40 min，醒發時間20 min時制得的花色饅頭品質較好，搭配配方如表2所示。按照表2配方所制作的饅頭呈現不同的花色，包括:綠、黃、紅、紫、黑 5種顏色。

表2 花色饅頭配方

2.2 主成分分析

2.2.1 各質構指標值及相關分析

將饅頭相關的質構指標指標:硬度(X1)、黏性(X2)、彈性(X3)、黏聚性(X4)、膠著性(X5)、咀嚼性(X6)和回復性(X7)的試驗結果列于表3。對表3進行方差分析，得出 F=65.032，P=0.00 ＜0.01，可認為7種質構指標的不同花色饅頭間存在極顯著差異，故需進行多重比較。按顯著水平為0.05水準，將無顯著差異的均數歸為一類，則質構指標X2、X3、X4、X7的樣本均數兩兩之間均無顯著差異，X5、X6之間也無顯著差異。而 X1分別與 X2、X3、X4、X7與 X5、X6之間的樣本均數均有顯著差異。

由于評價指標較多，且彼此間存在著一定的相關性，所采集得到的數據在一定程度上的信息有所重疊，無法對花色饅頭的品質進行準確分析，此時采用主成分分析的方法，將多個指標問題轉換為較少的新的指標問題，并且這些新的指標既是互不相關，又能綜合反映原指標［6］，從而對10種花色饅頭的食用品質進行評定。

各測定指標具有不同的量綱，為了消除由此可能帶來的不合理影響，在進行主成分分析之前先對數據作標準化處理［11－12］，結果如表4所示。

表3 不同組別TPA測定結果

表4 數據標準化處理

采用SPSS13.0軟件將花色饅頭質構指標進行皮爾遜積矩相關系數計算［13－15］，結果見表5。各指標之間都有不同程度的相關性，因而這些指標在一定程度上反映的信息有所重疊。采用主成分分析的方法對不同花色饅頭進行品質評定。

表5 花色饅頭特性指標的相關矩陣

2.2.2 主成分篩選及其貢獻率

采用SPSS13.0軟件對表3數據進行主成分分析，其結果見表6。表6描述了主成分分析初始值對原有變量總體描述情況。從表7中可知，第一主成分(Z1)的方差貢獻率為51.898%;第二主成分(Z2)的方差貢獻率為24.449%，二者累積方差貢獻率為76.346%，包含了樣品中絕大多數信息，能反映花色饅頭樣品的整體信息，因而可以選前兩個主成分進行分析。

表6 相關陣的特征值與貢獻率

2.2.3 因子載荷量分析

因子載荷能反映各指標對主成分的貢獻率的大小。經軟件處理第一和第二主成分載荷如表7所示。從表7中可知，第一主成分主要包括黏性(X2)、彈性(X3)、黏聚性(X4)、膠著性(X5)和回復性(X7)的信息，它們具有較大的載荷，其中膠著性在Z1上的載荷最大。第二主成分主要包括硬度(X1)和咀嚼性(X6)的信息，其中咀嚼性在Z2上的載荷最大。

表7 二個主成分的因子載荷

2.2.4 不同花色饅頭主成分得分及分類

根據表7中主成分的特征向量可以構建主成分與花色饅頭各品質指標之間的線性關系式，各線性關系式如下:Z1= －0.578X1－0.831X2+0.662X3+0.888X4+0.892X5－0.061X6+0.762X7;

Z2=0.616X1+0.299X2+0.024X3+0.178X4+0.050X5+0.933X6+0.581X7。

以2個主成分Z1、Z2與其方差貢獻率構建出饅頭品質的綜合評價模型Z，Z是主成分Z1、Z2的線性組合，即:Z=0.68Z1+0.32Z2。

利用該數學模型得10種花色饅頭的主成分得分見表8。

表8 10種花色饅頭的主成分得分

以Z1的得分值為橫坐標，Z2的得分值為縱坐標，得饅頭品質的散點圖，如1所示。10種花色饅頭共分為3類，紅棗、胡蘿卜、南瓜、紫薯饅頭為一類;菠菜、玉米、西紅柿、芹菜、綠茶饅頭為一類;黑芝麻饅頭為一類。

圖1 10種花色饅頭分類圖

2.2.5 不同花色饅頭的感官評價結果

對10種不同花色饅頭進行感官評價，其結果如表9所示。感官評價中紅棗饅頭特性最好，黑芝麻饅頭最差，由于TPA測定中，不涉及味覺和氣味的化學感受，故感官評價與主成分分析結果稍有差異。主成分分析結果與感官評定結果基本一致，相關系數R2=0.977，這一結果表明通過測定饅頭力學指標，利用主成分分析的方法評定花色饅頭的食用品質具有可行性。

表9 不同花色饅頭的感官評價

3 結論

3.1 確定了10種花色饅頭的較佳工藝和配方:酵母添加量1%，發酵40 min，醒發20 min時花色饅頭品質較好。

3.2 應用主成分分析法對10種花色饅頭進行了研究，確定了反映饅頭食用品質的2個主成分因子，2個主成分的累積貢獻率達到76.35%以上，即代表了全部信息的76.35%。

3.3 主成分分析結果與感官評定結果基本一致，表明通過測定饅頭質構指標，利用主成分分析的方法評定花色饅頭的食用品質具有可行性。

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Preparation and Principal Component Analysis of TextureProfile properties of Colorful steamed bread

He Xinyi1Wang Jiao1，2Ren Xxiaoqing1Du Xianfeng2Cheng Lili1，2
(Department of Food Science，Tianjin Agricultural University1，Tianjin 300384)
(Collge of Tea＆Food Science and Technology，Anhui Agricultural University2，Hefei 230036)

Based on texture profile indexes of steamed bread and sensory evaluation，the taste quality of ten kinds of colorful steamed bread was evaluated by principal component analysis method in this study.The main texture profile indexes of ten kinds of steamed bread were determined from the specimen correlation matrix.According to more than 76.35%of the cumulative variance proportion，two principal components were established for reflecting the taste quality of steamed bread and overall merits of these steamed breads were obtained.It was discovered that red jujube steamed bread and black sesame steamed bread had the best and worst property by the sensory evaluation，respectively.The above results were in accordance with those from principal component analysis，which indicated that the method of principal component analysis and mechanical indexes was a practical way to access the taste quality of colorful steamed bread.

colorful steamed bread，principal component analysis，sensory evaluation，texture profile properties

TS213.12

A

1003－0174(2011)07－0108－05

時間:2011－06－08 16:23

網絡出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/11.2864.TS.20110608.1623.002.html

CNKI:11 －2864/TS.20110608.1623.002

天津市科技計劃(10ZHXHC08800)

2010－10－26

何新益，男，1974年出生，副教授，食品質量與安全