基于主成分分析不同大米炒饭品质特征研究

苏雨婷，夏 龙，李 杨，何江红，刘承慈，程丽思，罗秋霞，张 惠

四川旅游学院 成都(610100)

大米作为我国大部分地区人民的主食之一，为人类提供了丰富的碳水化合物、维生素、蛋白质等营养成分[1]，同时还含有大量机体所需的微量元素[2]。具有易消化[3]、补充能量等功效。目前市场上主要的大米制品有粽子、汤圆、糍粑、米饺[4]等。目前对于大米的研究主要集中在对其内在营养成分的探究以及大米的应用加工方面，而将大米加工成炒饭的研究较少，如于玲[5]等选用了不同大米测定其蛋白质和氨基酸的含量，发现不同大米间的营养成分含量存在着明显的差别，在她研究的大米中蛋白质含量最高的是云南紫米；袁士猛[6]为了快速检验大米中的直链淀粉。经过对比分析选择了比色法，并推广应用于市场，在一定程度上提高了检测速度与准确性。

炒饭是我国历史悠久的一种食物。早在隋朝时期就已成形[7]，同时炒饭也是我国古代人民根据自身的经验所长期形成的一种做饭的方法。因具有制作方便，耗时较少，营养丰富等特点。深受古代人民的喜爱，也因此延续到了今天。将大米蒸煮后再制成的炒饭，在大米原有的营养价值上丰富了其食用口感，炒饭的口感也更加的松软、有嚼劲，相比于白米饭而言具有一种不同的滋味因此更受人们喜爱。目前对炒饭的主要研究集中在对炒饭的工艺研究，对于不同大米炒饭的品质特征研究较少如江凌燕[8]等在大米的浸泡工艺上进行研究，通过不同的浸泡方式对大米蒸煮后进行研究，最终确定了最适的浸泡条件。吕欢欢[9]采用不同的蒸煮条件对米饭进行工艺研究，最终筛选出最佳蒸煮条件。

本项目旨在研究9种大米炒饭的品质特征，并通过测定其感官、色差、质构检测等评价指标，并通过主成分分析法做出综合评价以此挑选出最适合炒饭的大米，同时也为以后对自热方便炒饭的研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1号五常大米(产于黑龙江五常市)、2号龙藏御米(产于四川成都)、3号贡米(产于四川广元)、4号彝家香米(产于四川凉山)、5号龙粘米(产于安徽天常市)、6号盘锦大米(产于辽宁盘锦市)、7号傣家香米(产于四川成都)、8号长粒香(黑龙江齐齐哈尔市)、9号东北大米(黑龙江哈尔滨市)，均购买于成都市永辉超市。

1.2 仪器与设备

TMS-PRO型食品物性分析仪，美国FTC公司；DC-P3新型全自动测色色差计，北京兴光测色仪器有限公司；HK-G311型小浣熊电饭煲，中山市小浣熊电器有限公司；C21-WT2118型电磁炉，广东美的生活电器铸造有限公司；凯丰电子秤，浙江凯丰电子秤有限公司。

1.3 方法

1.3.1测定方法

1.3.1.1 质构测定

用电子秤称取15 g炒饭装入100 mL的烧杯内，采用P36/R号探头，TPA测试程序。仪器参数设置为：测试速率60/mm/min,深度20 mm,最小感应力0.375 N，形变量50%，停顿1 s。测定感官弹性、硬度、咀嚼性，重复测定5次取平均值。

1.3.1.2 色差分析

称取10 g炒饭倒满测量平皿并沿平皿表面刮平[10]，测定前对仪器进行零位和白板较准，较准完毕后进入测试。选择光源条件 D65/10°[11]，对样品的色泽变化进行测定，每个样品取4次。在色差测定中,L*为明度指数(0代表黑色,100代表白色); a*表示红绿(+a*方向表示红色增加,-a*方向表示绿色增加); b*表示黄蓝(+b*方向表示黄色增加,-b*方向表示蓝色增加)[12]；c*为彩度。

1.3.2人工感官评鉴

邀请10名经过感官评鉴培训的食品专业人员产品进行评分，参照GB/T 15682—2008《粮油检验、稻谷、大米蒸煮食用品质感官评价方法》制定评分标准[13]，感官评价标准详见表1。

表1 感官评价标准

1.3.3主成分分析综合得分

根据参考文献[14-15]依据主成分贡献度选取主成分数量，产品综合得分F,F=PC1×F1+PC2×F2+…+PCn×Fn，式中：PC1、PC2、PCn为主成分贡献率；F1、F2、Fn为主成分得分。

2 结果与讨论

2.1 不同大米炒饭的感官分析

由图1可知，1号五常大米(产于黑龙江省五常市)、2号龙藏御米(产于四川成都市)、4号彝家香米(产于四川凉山)这3种大米总分较高，其中：1号五常大米最高，至于炒饭的口感，和总分的的高低评价一致；3号贡米(产于四川广元)的总分最低；4号彝家香米和2号龙藏御米的总分值接近，其口感也较佳[16]。

图1 不同大米炒饭的感官分析

2.2 不同大米炒饭的色泽分析

由表2可知，9种大米做出的炒饭的L*值最高的是1号五常大米73.75(产于黑龙江五常市)，最低的是3号贡米54.07(产于四川广元)。c*值最高的是龙藏御米6.99产于(产于四川成都)，最低的是3号贡米4.74(产于四川广元)。由此可知，在煮制大米时其内部结构发生改变在一定程度上也会影响炒饭的色泽。

表2 不同大米炒饭的色泽分析

2.3 不同大米炒饭的的质构特性分析

由表3可知，9种大米制成的炒饭中，硬度最小的是五常大米18.85 N，最大的是彝家香米36.11 N，感官弹性最小的是贡米24.44%，最大的是五常大米40.32%；咀嚼性最小的是贡米10.74 mJ，最大的是彝家香米25.66 mJ。因为选的大米不同其炒饭的硬度与咀嚼性等也各不相同。

表3 不同大米炒饭的质构特性分析

2.4 炒饭各指标间相关性分析

由表4可知，各指标间具有一定的相关性[17-18],咀嚼性与感官、L*、c*、硬度、感官弹性呈正相关。感官弹性与感官、L*、c*、硬度呈正相关。硬度与感官呈正相关，与L*、c*呈负相关。c*与感官、L*呈正相关。感官与L*呈极显著正相关。

表4 各指标间相关性分析

2.5 不同大米炒饭食用品质主成分分析

对不同大米炒饭的品质指标进行主成分分析，由表5知道，主成分1、2、3、4、5累计贡献率达100%，主成分1的特征值为8.869，贡献率为98.547%，主要由感官、L*等贡献。主成分2的特征值为0.096，贡献率为1.062%，主要由感官弹性、c*等贡献。主成分3的特征值为0.024，贡献率为0.269%，主要由感官、c*等贡献。主成分4的特征值为0.009，贡献率为0.104%，主要由感官、咀嚼性等贡献。

表5 各主成分特征向量、特征值、贡献率及累积贡献率

2.6 不同大米炒饭食用品质的综合评价

各主成分得分如表6所示，以主成分1、2、3、4、5的方差贡献率为系数计算不同大米炒饭品质得分，具体为：F=0.985 47×F1+0.010 62×F2+0.002 69×F3+0.001 04×F4+0.000 18×F5，其中，F为综合得分；F1、F2、F3、F4、F5为分别表示主成分1、2、3、4、5得分。得分越高说明炒饭的品质越好，由综合得分结果可知，4号彝家香米综合得分最高为0.659 2，3号贡米的综合得分最低为-1.209 5。

表6 主成分得分与综合得分

2.8 不同大米炒饭聚类分析

由表7可知，炒饭主成分得分1、2、3、4、5相关度为0，表明主成分得分1、2、3、4、5的得分信息无重叠，主成分1与主成分综合得分呈显著正相关。并以主成分得分1和综合得分进行聚类分析。由图2可知，当聚类间距为5时，将9种炒饭分为4类：第1类东北大米、盘锦大米、傣家香米、长粒香米，第2类五常大米、龙藏御米、彝家香米，第3类贡米，第4类龙粘米。

表7 主成分得分与综合得分相关性分析

图2 不同大米炒饭聚类分析

3 结论

以大米炒饭的感官评价，色泽、质构为评价指标，其中感官评价最高的为五常大米，色泽分析中L*最高的是五常大米，c*最高的是龙藏御米。质构评价中硬度最高的是彝家香米，感官弹性最好的是五常大米，咀嚼性最好的是彝家香米。在此次实验中综合评价最高的是用彝家香米(产于四川凉山)做出的炒饭。