花色馒头的制备及质构特性主成分分析

何新益 汪 姣， 任小青 杜先锋 程莉莉，

(天津农学院食品科学系1，天津 300384)

(安徽农业大学茶与食品科技学院2，合肥 230036)

花色馒头的制备及质构特性主成分分析

何新益1汪 姣1，2任小青1杜先锋2程莉莉1，2

(天津农学院食品科学系1，天津 300384)

(安徽农业大学茶与食品科技学院2，合肥 230036)

采用主成分分析的方法，以花色馒头的质构指标为依据，结合感官评定对10种花色馒头的食用品质进行评价。从样本相关矩阵出发，对10种样品馒头的主要质构指标进行分析，由累积贡献率达到76.35%以上，确定了反映馒头食用品质的2个主成分，并获得各品种的综合评分。感官评定结果表明红枣馒头品质最好，黑芝麻馒头最差，与主成分分析结果基本一致，表明应用主成分分析的方法利用馒头的质构指标评定花色馒头的食用品质具有可行性。

花色馒头 主成分分析 感官评定 质构特性

馒头是我国的传统主食，含有丰富的营养元素［1］，国内的研究者对馒头的制作工艺，评价方法，品质改良做了很多研究，但针对果蔬汁(粉)与小麦粉混合所制作的花色馒头的研究却比较少，仅限于少量几种单一杂粮馒头制作工艺及面团特性上的研究，如浮吟梅等［2－3］对玉米馒头和小米馒头的工艺与品质进行了研究，石晓等［4］研究得到品质良好的高粱馒头，张国志等［5］对荞麦馒头的最佳生产工艺进行了研究。随着经济的发展和人民生活水平的提高，消费者对食品的营养越来越重视，将果蔬的营养添加到主食馒头中，研制出品质优良兼具保健和食疗功效的大众化花色馒头，具有较好的发展前景。

在我国大多采用感官来评价馒头的品质，感官评价费时费力且存在一定的随意性和不规范性，不能满足工业化生产的需求。从馒头的质构特性角度来研究馒头的口感，进行馒头的品质评定，通过应用物性分析仪对馒头进行质构分析(TPA)，从而获得馒头的口感特性相关的质构指标硬度、黏性、弹性、粘聚性、胶着性、咀嚼性和回复性。主成分分析是将多个指标问题转换为较少的新的指标问题，并且这些新的指标既是互不相关，又能综合反映原指标的一种分析方法［6］。

本研究以10种果蔬为原料，制作不同颜色的花色馒头，通过TPA试验来获得与馒头品质相关的质构指标，将这些指标通过主成分分析后，结合感官评定对不同花色馒头的食用品质进行综合评定，建立对馒头评价的科学评价体系。

1 材料与方法

1.1 试验材料与设备

高筋特精小麦粉:五得利面粉集团有限公司;高活性干酵母:安琪酵母股份有限公司;新鲜果蔬:天津侯台农贸市场。

DGX－90T3B－2型恒温箱:上海福玛实验设备有限公司;BCJ－DF118M型三洋榨汁机:杭州川洋贸易有限公司;TW－400CD型落地式真空包装机:佛山依利达包装器材有限公司;JT1201N型电子天平:上海精天电子仪器有限公司;FW100型高速万能粉碎机:天津市泰斯特仪器有限公司;FA2004电子天平:上海精科仪器;TA.XT plus物性分析仪:英国Stable Micro System公司。

1.2 花色馒头的制备

1.2.1 制备工艺流程

原料→和面→发酵→成型→醒发→汽蒸→冷却→成品

1.2.2 操作要点:

①预处理:绿茶、红枣粉碎备用;紫薯和南瓜蒸熟后，去皮，捣碎，备用;黑芝麻焙烤后粉碎备用;其他蔬菜分别榨汁后备用。

②和面:称取一定量小麦粉、酵母、果蔬汁(粉)，混合均匀后加适量水和面，至面团不沾手、表面光滑且有弹性为止。

③发酵:将和好的面团置于温度35℃左右、相对湿度70%～80%的醒发室中发酵至面团膨胀到两倍大，且内部充满气泡和蜂窝组织时，发面完成。

④成型及醒发:取发酵后的面团再揉3 min，分割成大小均匀、形状相同的方形馒头坯后室温醒发。

⑤汽蒸及成品:醒发后的馒头坯放入已煮沸并垫有纱布的铝蒸锅屉上蒸20 min(冒气起计时)，后取出，盖上干纱布冷却40～60 min，入袋封装。

1.3 花色馒头质构分析［7］

1.3.1 样品准备和处理

取10种不同原料花色馒头各一个，分别切取厚度25 mm的整齐均匀的馒头片。

采用物性分析仪TPA模式对样品进行质构测定。测试条件:测前速率1.00 mm/s，测中速率0.80 mm/s，测后速率0.80 mm/s，压缩距离6 mm，两次压缩间隔时间3.00 s。触力5 g，探头类型:P35/S，数据收集率:200 pps。共测定硬度、黏性、弹性、黏聚性、胶着性、咀嚼性和回复性7个指标。

1.3.2 数据处理

采用SPSS 13.0与Excel 2003进行数据处理与统计分析。

1.4 花色馒头的感官评定

比容:参照GB/T 21118—2007附录A小麦粉馒头比容测定［8］。

感官评定:由学习过感官评定的本科生和硕士研究生组成的品尝小组进行评分，取评分的平均值作为最终的感官评分，参照SB/T 10139—1993附录A规定的的评价方法［9］。具体评分标准见表1。

表1 感官评价表

2 结果与讨论

2.1 花色馒头的制备工艺

花色馒头的品质与小麦粉的添加量、发酵时间、醒发的条件及蒸煮时间等多种因素有关［10］。经过多次对照试验得出:酵母添加量为1%，面团发酵时间40 min，醒发时间20 min时制得的花色馒头品质较好，搭配配方如表2所示。按照表2配方所制作的馒头呈现不同的花色，包括:绿、黄、红、紫、黑 5种颜色。

表2 花色馒头配方

2.2 主成分分析

2.2.1 各质构指标值及相关分析

将馒头相关的质构指标指标:硬度(X1)、黏性(X2)、弹性(X3)、黏聚性(X4)、胶着性(X5)、咀嚼性(X6)和回复性(X7)的试验结果列于表3。对表3进行方差分析，得出 F=65.032，P=0.00 ＜0.01，可认为7种质构指标的不同花色馒头间存在极显著差异，故需进行多重比较。按显著水平为0.05水准，将无显著差异的均数归为一类，则质构指标X2、X3、X4、X7的样本均数两两之间均无显著差异，X5、X6之间也无显著差异。而 X1分别与 X2、X3、X4、X7与 X5、X6之间的样本均数均有显著差异。

由于评价指标较多，且彼此间存在着一定的相关性，所采集得到的数据在一定程度上的信息有所重叠，无法对花色馒头的品质进行准确分析，此时采用主成分分析的方法，将多个指标问题转换为较少的新的指标问题，并且这些新的指标既是互不相关，又能综合反映原指标［6］，从而对10种花色馒头的食用品质进行评定。

各测定指标具有不同的量纲，为了消除由此可能带来的不合理影响，在进行主成分分析之前先对数据作标准化处理［11－12］，结果如表4所示。

表3 不同组别TPA测定结果

表4 数据标准化处理

采用SPSS13.0软件将花色馒头质构指标进行皮尔逊积矩相关系数计算［13－15］，结果见表5。各指标之间都有不同程度的相关性，因而这些指标在一定程度上反映的信息有所重叠。采用主成分分析的方法对不同花色馒头进行品质评定。

表5 花色馒头特性指标的相关矩阵

2.2.2 主成分筛选及其贡献率

采用SPSS13.0软件对表3数据进行主成分分析，其结果见表6。表6描述了主成分分析初始值对原有变量总体描述情况。从表7中可知，第一主成分(Z1)的方差贡献率为51.898%;第二主成分(Z2)的方差贡献率为24.449%，二者累积方差贡献率为76.346%，包含了样品中绝大多数信息，能反映花色馒头样品的整体信息，因而可以选前两个主成分进行分析。

表6 相关阵的特征值与贡献率

2.2.3 因子载荷量分析

因子载荷能反映各指标对主成分的贡献率的大小。经软件处理第一和第二主成分载荷如表7所示。从表7中可知，第一主成分主要包括黏性(X2)、弹性(X3)、黏聚性(X4)、胶着性(X5)和回复性(X7)的信息，它们具有较大的载荷，其中胶着性在Z1上的载荷最大。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上的载荷最大。

表7 二个主成分的因子载荷

2.2.4 不同花色馒头主成分得分及分类

根据表7中主成分的特征向量可以构建主成分与花色馒头各品质指标之间的线性关系式，各线性关系式如下: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个主成分Z1、Z2与其方差贡献率构建出馒头品质的综合评价模型Z，Z是主成分Z1、Z2的线性组合，即:Z=0.68Z1+0.32Z2。

利用该数学模型得10种花色馒头的主成分得分见表8。

表8 10种花色馒头的主成分得分

以Z1的得分值为横坐标，Z2的得分值为纵坐标，得馒头品质的散点图，如1所示。10种花色馒头共分为3类，红枣、胡萝卜、南瓜、紫薯馒头为一类;菠菜、玉米、西红柿、芹菜、绿茶馒头为一类;黑芝麻馒头为一类。

图1 10种花色馒头分类图

2.2.5 不同花色馒头的感官评价结果

对10种不同花色馒头进行感官评价，其结果如表9所示。感官评价中红枣馒头特性最好，黑芝麻馒头最差，由于TPA测定中，不涉及味觉和气味的化学感受，故感官评价与主成分分析结果稍有差异。主成分分析结果与感官评定结果基本一致，相关系数R2=0.977，这一结果表明通过测定馒头力学指标，利用主成分分析的方法评定花色馒头的食用品质具有可行性。

表9 不同花色馒头的感官评价

3 结论

3.1 确定了10种花色馒头的较佳工艺和配方:酵母添加量1%，发酵40 min，醒发20 min时花色馒头品质较好。

3.2 应用主成分分析法对10种花色馒头进行了研究，确定了反映馒头食用品质的2个主成分因子，2个主成分的累积贡献率达到76.35%以上，即代表了全部信息的76.35%。

3.3 主成分分析结果与感官评定结果基本一致，表明通过测定馒头质构指标，利用主成分分析的方法评定花色馒头的食用品质具有可行性。

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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

时间:2011－06－08 16:23

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

CNKI:11 －2864/TS.20110608.1623.002

天津市科技计划(10ZHXHC08800)

2010－10－26

何新益，男，1974年出生，副教授，食品质量与安全