甘薯粉汤圆质构特性和感官评价相关性分析

陈朝军，刘嘉，刘永翔

（贵州省生物技术研究所，贵州贵阳550006）

汤圆是深受人们喜爱的传统小吃，随着冷链和速冻技术发展，安全、美味、卫生的速冻汤圆顺势而生[1]，并以每年30%~40%的速度增长[2-4]，销售量已经成为我国第二大速冻食品[5]。传统汤圆制作以糯米为主，口感单一且较易产生褶皱和细纹等问题。为丰富汤圆口感，提升汤圆美味将甘薯粉添加到汤圆粉团中，红薯是一种营养齐全且丰富的天然食品[6]，富含蛋白质、维生素和多种矿物质[7-8]，对促进人的脑细胞和分泌激素的活性[9]，增强人体抗病能力，提高免疫功能，延缓智力衰退和机体衰老起着重要作用[10]。近年来以红薯为原料研发的产品数量逐年增加，刘雪飞等[11]以甘薯薯肉研制新型红薯饮料，并采用响应面法和模糊数学评价法对工艺进行优化；谭属琼等[12]以甘薯、大豆、花生和白砂糖为原料，研制一款新型的高蛋白复合饮料；胡光耀等[13]以红薯和豆粕为主要原料，研究红薯豆粕挤压膨化食品的最佳配方，红薯的营养价值逐渐被人们认识。

本研究将甘薯粉按一定比例添加到汤圆粉团中，对汤圆粉团进行质地剖面分析，通过质构指标之间的相关性分析[14]、质构指标与感官指标的相关性分析[15]，最终的质构指标进行主成分分析[16-17]并与感官评定相结合，对甘薯汤圆粉团进行综合评价，以期建立甘薯粉汤圆合理的科学评价体系，对甘薯的应用起到一定的推广作用。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

糯米粉：福建源川淀粉制造有限公司；甘薯粉：江苏津杰食品有限公司；TA.XTPlus 型质构仪：英国Stable Micro Systems 公司；AR2140 型电子分析天平：北京成萌伟业科技有限公司；TP-1200A 型电子天平：湘仪天平仪器设备有限公司。

1.2 方法

1.2.1 甘薯粉汤圆粉团制作

参照SB/T 10423-2017《速冻汤圆》的生产要求，按照糯米粉质量的0 %、5 %、10 %、15 %、20 %、25 %、30 %添加红薯粉，不同比例混合均匀，加入80%纯净水揉成团，并用模具压成0.6 cm 厚的面饼放入-40 ℃冰箱中冷藏以供试验用。

1.2.2 汤圆粉团蒸煮处理

参照黄忠民等[4]方法并稍作修改。在锅中加入1 000 mL 蒸馏水，加热至沸腾，将-40 ℃冰箱中冷藏的不同比例甘薯粉汤圆粉团放入煮制5 min，开盖后继续煮制1 min。

1.2.3 汤圆粉团质构（texture profile analysis，TPA）测定

使用质构仪对甘薯粉汤圆粉团进行质构测定，取样品中间部分，采用球形探头，2 次压缩甘薯粉汤圆粉团进行多面剖析测试。测试前速率1.5 mm/s，测试速率0.8 mm/s，测试后速率为1.5 mm/s，压缩率60.00%，触发力1.5 N，测定硬度、弹性、黏附性、内聚性、胶黏性和咀嚼性6 个指标。

1.2.4 汤圆粉团感官评定

由8 位经过培训有经验的品评人员对煮制后甘薯粉汤圆粉团进行感官评定。参照黄忠民等[4]方法并稍做修改制定汤圆粉团评分标准，见表1。

表1 汤圆粉团外观评价标准Table 1 Definition and criterion of sensory texture evaluation for glutinous rice ball

1.3 数据分析

采用3 次相同水平重复试验获得试验数据平均值，使用SPSS17.0 进行显著性方差分析，以P＜0.05 表示显著性差异。

2 结果与分析

2.1 甘薯粉添加量对汤圆粉团质构特性影响

甘薯粉对汤圆粉团质构特性的影响如表2。

表2 甘薯粉添加量对汤圆粉团质构特性的影响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质的两个重要指标，一定范围内，硬度和咀嚼性越小，汤圆粉皮越柔软。随着甘薯粉添加量增加，汤圆粉团的硬度、咀嚼性和弹性随之增加，当甘薯粉含量达到20%时，硬度、咀嚼性和弹性增加显著（P＜0.05）；黏附性随甘薯添加量增加而增加，但并不显著；汤圆粉团内聚性和胶黏性具有下降趋势。因此通过研究确定甘薯粉添加为15%～20%。

2.2 甘薯粉添加量对汤圆粉团感官品质影响的结果

不同甘薯添加量对汤圆粉团感官品质影响如表3。

表3 甘薯汤圆粉团感官品质评定结果Table 3 Evaluation results of sensory quality of glutinous rice ball

汤圆粉团的褶皱、细纹、坍塌的感官评分随着甘薯粉添加量的增加而降低，当甘薯粉添加量达到15%时，褶皱评分显著降低（P＜0.05）；甘薯粉添加量达到20%时，坍塌现象和色泽评分显著降低（P＜0.05）；可能时甘薯粉中直链淀粉含量较高，对组织结构和外观影响较大，进而影响坍塌和色泽的评分；随着甘薯粉添加量增加，感官咀嚼性的评分升高，当添加量为10%时差异显著（P＜0.05）。

2.3 甘薯粉汤圆粉团质构指标间的相关性

甘薯粉汤圆粉团不同质构指标间的相关性见表4。

表4 甘薯粉汤圆粉团不同质构指标间的相关性Table 4 Correlation between different texture indexes of sweet potato glutinous rice ball

由表4 可知，硬度和黏附性呈极显著正相关（r=-0.928，P＜0.01），硬度和弹性呈极显著正相关（r=-0.937，P＜0.01），硬度和胶黏性、内聚性呈现负相关，与咀嚼性呈正相关但无显著性；黏附性与咀嚼性呈正相关且具有显著性（r=0.802，P＜0.05），与胶黏性和内聚性呈负相关但并不显著。弹性与咀嚼性和内聚性呈负相关，胶黏性与内聚性呈负相关。由相关性分析可知，硬度、黏附性、弹性和咀嚼性随甘薯粉添加量增加而降低，决定甘薯汤圆粉团品质的主要指标是硬度、弹性和咀嚼性。

2.4 甘薯汤圆粉团TPA 指标的主成分分析

采用主成分分析和因子分析法确定影响甘薯汤圆粉团质构的主要因素，为评价添加甘薯粉后汤圆粉团提供依据，分析结果如表5。

表5 甘薯粉汤圆粉团TPA 分析的各成分特征值与方差贡献率Table 5 Total variance explained for TPA analysis of glutinous rice ball

将特征值＞1 的作为主要成分，主成分F1特征值为3.874，F2特征值为1.505，共得到两个主成分，并且两者累计方差贡献率为89.638%，因此可提取前两个主成分代替原来6 个质构指标，作为对甘薯粉汤圆粉团质构特性的评定，反应甘薯粉汤圆粉团的整体信息。

2.5 甘薯汤圆粉团TPA 指标的主成分载荷矩阵和载荷图

主成分载荷矩阵值反应的是质构指标对主成分贡献率大小，前两个主成分F1和F2载荷矩阵见表6，图1 是两个主成分载荷图。

表6 主成分载荷矩阵Table 6 The component matrix

图1 主成分载荷图Fig.1 Biplot of principal component analysis

载荷图表明离远点越远的指标被两个主成分解释的程度越高，并且各指标在空间距离上反应的是相关程度，距离越近表明相关程度越高。表6 和图1 表明，主成分F1主要反应了包括硬度、黏附性、弹性和咀嚼性；而主成分F2反应了胶黏性。

2.6 主成分特征向量

为更直观反应甘薯不同添加量对汤圆粉团的影响，采用正交旋转法对甘薯粉汤圆粉团质构数据的主成分因子进行旋转，并计算每个指标的特征向量系数，结果如表7。

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

根据表7 的数据建立主成分与甘薯汤圆粉团TPA质构指标之间的表达式：

式中：Xi为标准化数据。

2.7 质构指标与感官指标之间的相关性

添加不同比例甘薯粉汤圆粉团的TPA 指标和感官指标的相关性见表8。

感官咀嚼性与质构指标硬度（r=-0.963，P＜0.01），黏附性（r=-0.947，P＜0.01），弹性（r=-0.966，P＜0.01）之间均呈现极显著相关。褶皱评分与质构指标硬度（r=-0.921，P＜0.01），黏附性（r=-0.890，P＜0.01），弹性（r=-0.978，P＜0.01）呈现负相关且具有极显著性，与质构咀嚼性（r=-0.823，P＜0.05）呈负相关；表面细纹评分与质构弹性（r=-0.833，P＜0.05）和咀嚼性（r=-0.893，P＜0.01）；坍塌现象评分和质构硬度、黏附性和弹性呈正相关。色泽评分与硬度、黏附性和弹性呈负相关，且具有显著性。由表8 可知，感官咀嚼性和质构咀嚼性呈现负相关，质构指标与感官指标不一致。

表8 TPA 分析和感官品质指标之间的皮尔逊相关系数Table 8 Person correlation coefficients among the results of TPA analysis and sensory evaluation

2.8 感官指标对TPA 仪器分析指标的逐步回归分析预测模型

进一步对汤圆粉团质构特性进行预测和评价，以汤圆粉团感官指标为因变量，质构分析指标为自变量进行回归预测，结果见表9。

由表9 可知，感官指标的褶皱、细纹、坍塌现象、色泽和咀嚼性经过逐步回归后得到的模型经检验具有显著性，且每个方程决定系数R2大于0.5。由预测模型分析可知，甘薯汤圆粉团感官指标受质构指标中硬度、粘附性、内聚性、咀嚼性和黏附性影响，结合质构指标主成分析和相关性分析，确定硬度、黏附性、弹性和咀嚼性对甘薯粉汤圆质构起决定性作用。

表9 感官指标对TPA 仪器分析指标的逐步回归分析预测模型Table 9 Predictive equations for TPA parameters as functions of sensory attributes by stepwise regressions

3 结论

添加不同比例甘薯粉汤圆粉团的质构指标具有差异，表明甘薯粉的不同添加量与汤圆粉团的质构特性有密切关性，当甘薯粉含量达到20%时，硬度、咀嚼性和弹性增加显著（P＜0.05）；使用主成分对甘薯粉汤圆粉团的质构特性进行分析，从6 个质构指标中提取2 个主成分且特征值大于1，且两者累计方差贡献率为89.638%。

结合感官评价和质构测定指标，以汤圆粉团感官指标为因变量，质构分析指标为自变量进行回归预测，感官指标的细纹、褶皱、坍塌现象、色泽和咀嚼性经过回归后得到的模型经检验具有显著性，说明感官指标受质构指标中内聚性、硬度、咀嚼性和胶黏性影响。该结论可为汤圆粉团质量评价体系提供一定的理论参考。