甘薯粉湯圓質構特性和感官評價相關性分析

陳朝軍，劉嘉，劉永翔

（貴州省生物技術研究所，貴州貴陽550006）

湯圓是深受人們喜愛的傳統小吃，隨著冷鏈和速凍技術發展，安全、美味、衛生的速凍湯圓順勢而生[1]，并以每年30%~40%的速度增長[2-4]，銷售量已經成為我國第二大速凍食品[5]。傳統湯圓制作以糯米為主，口感單一且較易產生褶皺和細紋等問題。為豐富湯圓口感，提升湯圓美味將甘薯粉添加到湯圓粉團中，紅薯是一種營養齊全且豐富的天然食品[6]，富含蛋白質、維生素和多種礦物質[7-8]，對促進人的腦細胞和分泌激素的活性[9]，增強人體抗病能力，提高免疫功能，延緩智力衰退和機體衰老起著重要作用[10]。近年來以紅薯為原料研發的產品數量逐年增加，劉雪飛等[11]以甘薯薯肉研制新型紅薯飲料，并采用響應面法和模糊數學評價法對工藝進行優化；譚屬瓊等[12]以甘薯、大豆、花生和白砂糖為原料，研制一款新型的高蛋白復合飲料；胡光耀等[13]以紅薯和豆粕為主要原料，研究紅薯豆粕擠壓膨化食品的最佳配方，紅薯的營養價值逐漸被人們認識。

本研究將甘薯粉按一定比例添加到湯圓粉團中，對湯圓粉團進行質地剖面分析，通過質構指標之間的相關性分析[14]、質構指標與感官指標的相關性分析[15]，最終的質構指標進行主成分分析[16-17]并與感官評定相結合，對甘薯湯圓粉團進行綜合評價，以期建立甘薯粉湯圓合理的科學評價體系，對甘薯的應用起到一定的推廣作用。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

糯米粉：福建源川淀粉制造有限公司；甘薯粉：江蘇津杰食品有限公司；TA.XTPlus 型質構儀：英國Stable Micro Systems 公司；AR2140 型電子分析天平：北京成萌偉業科技有限公司；TP-1200A 型電子天平：湘儀天平儀器設備有限公司。

1.2 方法

1.2.1 甘薯粉湯圓粉團制作

參照SB/T 10423-2017《速凍湯圓》的生產要求，按照糯米粉質量的0 %、5 %、10 %、15 %、20 %、25 %、30 %添加紅薯粉，不同比例混合均勻，加入80%純凈水揉成團，并用模具壓成0.6 cm 厚的面餅放入-40 ℃冰箱中冷藏以供試驗用。

1.2.2 湯圓粉團蒸煮處理

參照黃忠民等[4]方法并稍作修改。在鍋中加入1 000 mL 蒸餾水，加熱至沸騰，將-40 ℃冰箱中冷藏的不同比例甘薯粉湯圓粉團放入煮制5 min，開蓋后繼續煮制1 min。

1.2.3 湯圓粉團質構（texture profile analysis，TPA）測定

使用質構儀對甘薯粉湯圓粉團進行質構測定，取樣品中間部分，采用球形探頭，2 次壓縮甘薯粉湯圓粉團進行多面剖析測試。測試前速率1.5 mm/s，測試速率0.8 mm/s，測試后速率為1.5 mm/s，壓縮率60.00%，觸發力1.5 N，測定硬度、彈性、黏附性、內聚性、膠黏性和咀嚼性6 個指標。

1.2.4 湯圓粉團感官評定

由8 位經過培訓有經驗的品評人員對煮制后甘薯粉湯圓粉團進行感官評定。參照黃忠民等[4]方法并稍做修改制定湯圓粉團評分標準，見表1。

表1 湯圓粉團外觀評價標準Table 1 Definition and criterion of sensory texture evaluation for glutinous rice ball

1.3 數據分析

采用3 次相同水平重復試驗獲得試驗數據平均值，使用SPSS17.0 進行顯著性方差分析，以P＜0.05 表示顯著性差異。

2 結果與分析

2.1 甘薯粉添加量對湯圓粉團質構特性影響

甘薯粉對湯圓粉團質構特性的影響如表2。

表2 甘薯粉添加量對湯圓粉團質構特性的影響Table 2 The effect of sweet potato powder on the texture and texture of glutinous rice ball

硬度和咀嚼性是衡量米面制品品質的兩個重要指標，一定范圍內，硬度和咀嚼性越小，湯圓粉皮越柔軟。隨著甘薯粉添加量增加，湯圓粉團的硬度、咀嚼性和彈性隨之增加，當甘薯粉含量達到20%時，硬度、咀嚼性和彈性增加顯著（P＜0.05）；黏附性隨甘薯添加量增加而增加，但并不顯著；湯圓粉團內聚性和膠黏性具有下降趨勢。因此通過研究確定甘薯粉添加為15%～20%。

2.2 甘薯粉添加量對湯圓粉團感官品質影響的結果

不同甘薯添加量對湯圓粉團感官品質影響如表3。

表3 甘薯湯圓粉團感官品質評定結果Table 3 Evaluation results of sensory quality of glutinous rice ball

湯圓粉團的褶皺、細紋、坍塌的感官評分隨著甘薯粉添加量的增加而降低，當甘薯粉添加量達到15%時，褶皺評分顯著降低（P＜0.05）；甘薯粉添加量達到20%時，坍塌現象和色澤評分顯著降低（P＜0.05）；可能時甘薯粉中直鏈淀粉含量較高，對組織結構和外觀影響較大，進而影響坍塌和色澤的評分；隨著甘薯粉添加量增加，感官咀嚼性的評分升高，當添加量為10%時差異顯著（P＜0.05）。

2.3 甘薯粉湯圓粉團質構指標間的相關性

甘薯粉湯圓粉團不同質構指標間的相關性見表4。

表4 甘薯粉湯圓粉團不同質構指標間的相關性Table 4 Correlation between different texture indexes of sweet potato glutinous rice ball

由表4 可知，硬度和黏附性呈極顯著正相關（r=-0.928，P＜0.01），硬度和彈性呈極顯著正相關（r=-0.937，P＜0.01），硬度和膠黏性、內聚性呈現負相關，與咀嚼性呈正相關但無顯著性；黏附性與咀嚼性呈正相關且具有顯著性（r=0.802，P＜0.05），與膠黏性和內聚性呈負相關但并不顯著。彈性與咀嚼性和內聚性呈負相關，膠黏性與內聚性呈負相關。由相關性分析可知，硬度、黏附性、彈性和咀嚼性隨甘薯粉添加量增加而降低，決定甘薯湯圓粉團品質的主要指標是硬度、彈性和咀嚼性。

2.4 甘薯湯圓粉團TPA 指標的主成分分析

采用主成分分析和因子分析法確定影響甘薯湯圓粉團質構的主要因素，為評價添加甘薯粉后湯圓粉團提供依據，分析結果如表5。

表5 甘薯粉湯圓粉團TPA 分析的各成分特征值與方差貢獻率Table 5 Total variance explained for TPA analysis of glutinous rice ball

將特征值＞1 的作為主要成分，主成分F1特征值為3.874，F2特征值為1.505，共得到兩個主成分，并且兩者累計方差貢獻率為89.638%，因此可提取前兩個主成分代替原來6 個質構指標，作為對甘薯粉湯圓粉團質構特性的評定，反應甘薯粉湯圓粉團的整體信息。

2.5 甘薯湯圓粉團TPA 指標的主成分載荷矩陣和載荷圖

主成分載荷矩陣值反應的是質構指標對主成分貢獻率大小，前兩個主成分F1和F2載荷矩陣見表6，圖1 是兩個主成分載荷圖。

表6 主成分載荷矩陣Table 6 The component matrix

圖1 主成分載荷圖Fig.1 Biplot of principal component analysis

載荷圖表明離遠點越遠的指標被兩個主成分解釋的程度越高，并且各指標在空間距離上反應的是相關程度，距離越近表明相關程度越高。表6 和圖1 表明，主成分F1主要反應了包括硬度、黏附性、彈性和咀嚼性；而主成分F2反應了膠黏性。

2.6 主成分特征向量

為更直觀反應甘薯不同添加量對湯圓粉團的影響，采用正交旋轉法對甘薯粉湯圓粉團質構數據的主成分因子進行旋轉，并計算每個指標的特征向量系數，結果如表7。

表7 主成分特征向量Table 7 Eigenvectors for principal components

根據表7 的數據建立主成分與甘薯湯圓粉團TPA質構指標之間的表達式：

式中：Xi為標準化數據。

2.7 質構指標與感官指標之間的相關性

添加不同比例甘薯粉湯圓粉團的TPA 指標和感官指標的相關性見表8。

感官咀嚼性與質構指標硬度（r=-0.963，P＜0.01），黏附性（r=-0.947，P＜0.01），彈性（r=-0.966，P＜0.01）之間均呈現極顯著相關。褶皺評分與質構指標硬度（r=-0.921，P＜0.01），黏附性（r=-0.890，P＜0.01），彈性（r=-0.978，P＜0.01）呈現負相關且具有極顯著性，與質構咀嚼性（r=-0.823，P＜0.05）呈負相關；表面細紋評分與質構彈性（r=-0.833，P＜0.05）和咀嚼性（r=-0.893，P＜0.01）；坍塌現象評分和質構硬度、黏附性和彈性呈正相關。色澤評分與硬度、黏附性和彈性呈負相關，且具有顯著性。由表8 可知，感官咀嚼性和質構咀嚼性呈現負相關，質構指標與感官指標不一致。

表8 TPA 分析和感官品質指標之間的皮爾遜相關系數Table 8 Person correlation coefficients among the results of TPA analysis and sensory evaluation

2.8 感官指標對TPA 儀器分析指標的逐步回歸分析預測模型

進一步對湯圓粉團質構特性進行預測和評價，以湯圓粉團感官指標為因變量，質構分析指標為自變量進行回歸預測，結果見表9。

由表9 可知，感官指標的褶皺、細紋、坍塌現象、色澤和咀嚼性經過逐步回歸后得到的模型經檢驗具有顯著性，且每個方程決定系數R2大于0.5。由預測模型分析可知，甘薯湯圓粉團感官指標受質構指標中硬度、粘附性、內聚性、咀嚼性和黏附性影響，結合質構指標主成分析和相關性分析，確定硬度、黏附性、彈性和咀嚼性對甘薯粉湯圓質構起決定性作用。

表9 感官指標對TPA 儀器分析指標的逐步回歸分析預測模型Table 9 Predictive equations for TPA parameters as functions of sensory attributes by stepwise regressions

3 結論

添加不同比例甘薯粉湯圓粉團的質構指標具有差異，表明甘薯粉的不同添加量與湯圓粉團的質構特性有密切關性，當甘薯粉含量達到20%時，硬度、咀嚼性和彈性增加顯著（P＜0.05）；使用主成分對甘薯粉湯圓粉團的質構特性進行分析，從6 個質構指標中提取2 個主成分且特征值大于1，且兩者累計方差貢獻率為89.638%。

結合感官評價和質構測定指標，以湯圓粉團感官指標為因變量，質構分析指標為自變量進行回歸預測，感官指標的細紋、褶皺、坍塌現象、色澤和咀嚼性經過回歸后得到的模型經檢驗具有顯著性，說明感官指標受質構指標中內聚性、硬度、咀嚼性和膠黏性影響。該結論可為湯圓粉團質量評價體系提供一定的理論參考。