利用內(nèi)聚性和咀嚼性對(duì)火腿腸等級(jí)的判別分析研究

郝紅濤，趙改名，柳艷霞，李苗云，崔艷飛

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，河南鄭州450002)

利用內(nèi)聚性和咀嚼性對(duì)火腿腸等級(jí)的判別分析研究

郝紅濤，趙改名*，柳艷霞，李苗云，崔艷飛

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，河南鄭州450002)

利用質(zhì)構(gòu)分析(Texture Porfile Analysis，TPA)和感官評(píng)分法對(duì)不同等級(jí)火腿腸的內(nèi)聚性和咀嚼性進(jìn)行了評(píng)定，并用判別分析方法研究了以感官評(píng)分和質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)建立的判別函數(shù)判斷火腿腸等級(jí)的可行性。結(jié)果表明:利用內(nèi)聚性和咀嚼性的感官評(píng)分和質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)建立的火腿腸等級(jí)判別函數(shù)，對(duì)火腿腸等級(jí)的判別正確率分別為84.8%和100.0%，說明在判別火腿腸的等級(jí)時(shí)可以用質(zhì)構(gòu)指標(biāo)取代感官評(píng)定。

感官評(píng)定，質(zhì)構(gòu)分析，內(nèi)聚性，咀嚼性，判別分析

Abstract:The cohesiveness and chewiness of ham sausages of different grades were measured using sensory evaluation and instrumental measurement(Texture Porfile Analysis，TPA)，and the possibility of discriminating the grades of ham sausages by using discriminat functions established on data of the cohesiveness and chewiness was studied.The results showed that the discriminant accuracies of the established discriminant functions by cohesiveness and chewiness were 84.8%and 100.0%，respectively.It was suggested that the current sensory evaluation methods could be replaced by instrumental measurement in distinguishing the grades of ham sausages.

Key words:sensory evaluation;texture porfile analysis;cohesiveness;chewiness;discriminant analysis

火腿腸是我國肉類制品最主要的產(chǎn)品之一，因其組分中的水分、蛋白質(zhì)、淀粉含量的不同被劃分為不同的等級(jí)。質(zhì)構(gòu)特性如內(nèi)聚性和咀嚼性等是火腿腸極其重要的品質(zhì)特性，被認(rèn)為是評(píng)價(jià)產(chǎn)品質(zhì)量好壞的重要參考依據(jù)。國內(nèi)外多年來一直沿用感官評(píng)定方法評(píng)價(jià)制品的質(zhì)構(gòu)特性。由于火腿腸是一個(gè)復(fù)雜的體系，蛋白質(zhì)、淀粉、水分以及膠類物質(zhì)都會(huì)影響其凝膠特性［1－3］。不同等級(jí)間火腿腸的凝膠系統(tǒng)的強(qiáng)弱差別較小，在利用感官評(píng)定法評(píng)價(jià)某一質(zhì)構(gòu)特性時(shí)，其間的細(xì)微差別很難通過感官進(jìn)行界定，限制了感官評(píng)定的準(zhǔn)確性，并不能準(zhǔn)確地判別樣品的質(zhì)量等級(jí)。董慶利［4］等嘗試應(yīng)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)改進(jìn)熏煮香腸質(zhì)構(gòu)的感官評(píng)定預(yù)測，雖數(shù)學(xué)檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度和擬合性較感官評(píng)分有所提高，但其數(shù)學(xué)檢驗(yàn)結(jié)果范圍還有待被廣泛認(rèn)可和接受;通過儀器測量物理性質(zhì)以反映制品質(zhì)構(gòu)，能夠彌補(bǔ)感官評(píng)價(jià)的缺陷，逐漸成為質(zhì)構(gòu)測量的發(fā)展方向［5－6］。目前，質(zhì)構(gòu)測定結(jié)果主要反映在質(zhì)構(gòu)儀的實(shí)際效用和評(píng)價(jià)某一質(zhì)構(gòu)特性強(qiáng)弱方面，而利用質(zhì)構(gòu)特性反映制品質(zhì)量等級(jí)的類似內(nèi)容還未見報(bào)道。筆者在研究中發(fā)現(xiàn)，利用質(zhì)構(gòu)特性評(píng)價(jià)制品質(zhì)量等級(jí)時(shí)，參與評(píng)價(jià)的質(zhì)構(gòu)指標(biāo)越多，其判別制品質(zhì)量等級(jí)的準(zhǔn)確性越高，而這方面的相關(guān)研究亦屬空白。鑒于此，本研究以內(nèi)聚性和咀嚼性為研究目標(biāo)，利用感官評(píng)定和質(zhì)構(gòu)分析法測定火腿腸的內(nèi)聚性和咀嚼性特性，研究二者在評(píng)價(jià)火腿腸質(zhì)量等級(jí)方面的能力，探索利用質(zhì)構(gòu)指標(biāo)取代感官評(píng)定在評(píng)價(jià)其質(zhì)量特性方面的可行性。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

不同等級(jí)火腿腸 普通級(jí)、優(yōu)級(jí)和特級(jí)，市售。

TA－XT2i質(zhì)構(gòu)儀 Stable Micro Systems，UK。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 感官評(píng)定法測定火腿腸的內(nèi)聚性和咀嚼性本實(shí)驗(yàn)感官評(píng)定在食品感評(píng)室完成，室內(nèi)溫度維持在22℃。感官評(píng)定小組由24人組成，通過對(duì)感評(píng)員進(jìn)行培訓(xùn)，結(jié)合火腿腸的內(nèi)聚性和咀嚼性特性，制訂了火腿腸的內(nèi)聚性和咀嚼性的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(表1)，受試樣品規(guī)格為高12mm，直徑為25mm的圓柱體。

表1 火腿腸內(nèi)聚性和咀嚼性的感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

需要說明的是，內(nèi)聚性感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)的建立是以咀嚼性為基礎(chǔ)，在受試樣品被咀嚼相同次數(shù)后感受此時(shí)樣品的組織狀態(tài)，咀嚼方式:每秒鐘咀嚼一次。為了減少從測定到形成概念之間的許多因素如嗜好與偏愛對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果的影響，用雙盲法進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)樣品進(jìn)行密碼編號(hào)(采用三位隨機(jī)數(shù)字)，評(píng)定采用1～5分制，評(píng)定后剔除異常數(shù)據(jù)。每次評(píng)定由每個(gè)評(píng)定成員單獨(dú)進(jìn)行，相互不接觸交流，每個(gè)樣品評(píng)定之間用清水漱口。

1.2.2 質(zhì)構(gòu)分析法測定火腿腸的內(nèi)聚性和咀嚼性采用TA－XT2i質(zhì)構(gòu)儀在室溫為22℃的條件下測定火腿腸的內(nèi)聚性和咀嚼性。待測樣品規(guī)格為直徑25mm，高12mm的圓柱體。TPA測定條件:P50探頭;測前速度:2mm/s;測試速度:0.8mm/s;測后速度:0.8mm/s;測定間隔時(shí)間:5s;壓縮比75%。TPA結(jié)果采用TPA－macro分析。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用SPSS11.0軟件中的 Discriminant程序分別對(duì)內(nèi)聚性和咀嚼性的感官評(píng)分和質(zhì)構(gòu)值進(jìn)行判別分析，同時(shí)建立判別函數(shù)并進(jìn)行回代檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 綜合火腿腸內(nèi)聚性和咀嚼性感官評(píng)分的判別分析

以內(nèi)聚性和咀嚼性的感官評(píng)分為變量對(duì)火腿腸的等級(jí)進(jìn)行判別分析，得到Y(jié)1和Y2兩個(gè)典則判別函數(shù)，典則判別函數(shù)的特征值分別為5.534和0.002，其中判別函數(shù)Y1能夠解釋100%的方差變化，包含了火腿腸內(nèi)聚性和咀嚼性感官得分的全部信息，能夠描述各等級(jí)火腿腸內(nèi)聚性和咀嚼性間的差異與聯(lián)系。

Y1=1.357X1+0.656X2－7.427

Y2=(－0.615X1)+1.090X2－0.810

式中，X1、X2分別代表內(nèi)聚性和咀嚼性的感官評(píng)分值。

通過對(duì)典則判別函數(shù)判別結(jié)果的方差分析，判別方程Y1的判別能力是顯著的(p≤0.01)，而Y2判別方程的判別能力較弱(p≥0.05)。表2是判別分類結(jié)果的統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)，它給出了全部樣品和交叉驗(yàn)證建立判別方程的正確分類的樣品數(shù)和準(zhǔn)確率。

表2 利用感官評(píng)分檢驗(yàn)樣本的判別結(jié)果

從表2中可以看出，判別方程對(duì)樣本回判正確率和交叉驗(yàn)證正確率分別為89.4%和84.8%。圖2為典則判別分析結(jié)果的判別分?jǐn)?shù)區(qū)域散點(diǎn)圖，表示各等級(jí)間的相對(duì)關(guān)系，兩個(gè)典則變量的坐標(biāo)可以較好地區(qū)分各個(gè)等級(jí)。

從圖1可以看出，用取得的典則判別方程基本上區(qū)分出了樣本的三個(gè)等級(jí)，優(yōu)級(jí)腸和特級(jí)腸的判別函數(shù)得分值在分布上能各自成群，但仍有部分出現(xiàn)了部分交疊，普通腸已經(jīng)被完全區(qū)分開來，表明進(jìn)入方程的內(nèi)聚性和咀嚼性的感官得分能夠反映各等級(jí)火腿腸的內(nèi)聚性和咀嚼性特性。典則判別函數(shù)直觀描述了不同等級(jí)火腿腸內(nèi)聚性和咀嚼性感官評(píng)分之間的關(guān)系，但不便于對(duì)未知樣品所屬等級(jí)進(jìn)行客觀判斷。因此以進(jìn)入模型的內(nèi)聚性和咀嚼性的感官評(píng)分為基礎(chǔ)，建立了3個(gè)Fisher線性判別函數(shù)，分別描述了各等級(jí)火腿腸內(nèi)聚性和咀嚼性感官評(píng)分的特征。不同等級(jí)火腿腸的Fisher線性判別貝葉斯方程如下:

Y3=內(nèi)聚性感官評(píng)分×14.545+咀嚼性感官評(píng)分×7.344﹣49.404

Y4=內(nèi)聚性感官評(píng)分×12.114+咀嚼性感官評(píng)分×6.185﹣34.808

Y5=內(nèi)聚性感官評(píng)分×6.129+咀嚼性感官評(píng)分×3.728﹣10.744

式中:Y3、Y4和Y5分別代表特級(jí)、優(yōu)級(jí)和普通級(jí)，其判別樣品等級(jí)的方法為:將某個(gè)樣品的內(nèi)聚性和咀嚼性的感官評(píng)分代入方程計(jì)算其在各類別上的得分，并根據(jù)判別分值多少判斷其所屬類別，比較不同類的判別分值，哪個(gè)分值大就屬于哪一類。

圖1 綜合內(nèi)聚性和咀嚼性感官評(píng)分的群體散點(diǎn)鑒別圖

2.2 綜合火腿腸內(nèi)聚性和咀嚼性質(zhì)構(gòu)值的判別分析

以內(nèi)聚性和咀嚼性的質(zhì)構(gòu)值為變量對(duì)火腿腸的等級(jí)進(jìn)行判別分析，得到Y(jié)6和Y7兩個(gè)典則判別函數(shù)，典則判別函數(shù)的特征值分別為18.662和1.571，典型相關(guān)系數(shù)為0.974和0.782，分別能夠解釋模型方差變化的92.2%和7.8%。包含了火腿腸內(nèi)聚性和咀嚼性質(zhì)構(gòu)值的所有信息，能夠描述各等級(jí)火腿腸內(nèi)聚性和咀嚼性質(zhì)構(gòu)特性間的差異與聯(lián)系。

式中:X3、X4分別代表內(nèi)聚性和咀嚼性的機(jī)械測定值。

通過對(duì)典則判別函數(shù)判別結(jié)果的方差檢驗(yàn)，兩個(gè)典則判別方程的判別能力都是顯著的(p≤0.01)，表3給出了判別分類結(jié)果的統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)。

表3 利用機(jī)械測定值檢驗(yàn)樣本的判別結(jié)果

從表3中可以看出，判別方程對(duì)樣本回判正確率和交叉驗(yàn)證正確率分別為100.0%和100.0%。用建立的兩個(gè)典則判別函數(shù)對(duì)各樣品作散點(diǎn)圖，結(jié)果見圖2。

圖2 綜合內(nèi)聚性值和咀嚼性值的群體散點(diǎn)鑒別圖

由圖2可以看出，不同等級(jí)的火腿腸在圖中有各自的分布區(qū)域，建立的典型判別方程有較好的判別精度。用取得的典則判別方程可以很好地將三個(gè)等級(jí)的樣本區(qū)分開，表明進(jìn)入方程的內(nèi)聚性和咀嚼性的質(zhì)構(gòu)值能夠精準(zhǔn)地反映各等級(jí)火腿腸的內(nèi)聚性和咀嚼性特性。為了更準(zhǔn)確對(duì)未知樣品所屬等級(jí)進(jìn)行客觀判斷，建立了3個(gè)Fisher線性判別方程(如下)，分別描述了各等級(jí)火腿腸內(nèi)聚性值和咀嚼性值的特征。

Y8=內(nèi)聚性值×2669.963+咀嚼性值×0.036－410.538

Y9=內(nèi)聚性值×2514.466+咀嚼性值×0.016－327.588

Y10=內(nèi)聚性值×1896.135+咀嚼性值×0.012－186.785

式中:Y8、Y9和Y10分別代表特級(jí)、優(yōu)級(jí)和普通級(jí)，判別方法同上。

3 討論

不同等級(jí)火腿腸的凝膠系統(tǒng)的強(qiáng)弱有區(qū)別，其質(zhì)構(gòu)特性如內(nèi)聚性和咀嚼性等是消費(fèi)者鑒別其質(zhì)量優(yōu)劣的直接參考依據(jù)。內(nèi)聚性反映的是咀嚼食物時(shí)食物抵抗受損并緊密連接，使食物保持完整的性質(zhì)，咀嚼性則表示將固體食品咀嚼到可吞咽狀態(tài)時(shí)需做功的大小。它們?cè)诓煌燃?jí)火腿腸中呈現(xiàn)一定的變化規(guī)律，能夠反映火腿腸的等級(jí)。

本研究分別以不同等級(jí)火腿腸的內(nèi)聚性和咀嚼性的感官評(píng)分和質(zhì)構(gòu)值為基礎(chǔ)分別進(jìn)行判別分析，建立了2套典型標(biāo)準(zhǔn)化判別函數(shù)及對(duì)應(yīng)的貝葉斯判別方程。由對(duì)火腿腸等級(jí)的判別結(jié)果可知，利用內(nèi)聚性和咀嚼性的感官評(píng)分對(duì)樣本等級(jí)判別的回判正確率為89.4%，交叉驗(yàn)證的正確率為84.8%;而以質(zhì)構(gòu)分析法所得的硬度、脆性和粘著性值對(duì)樣本等級(jí)判別的回判正確率及交叉驗(yàn)證的正確率均為100.0%，這說明利用質(zhì)構(gòu)分析方法更能科學(xué)準(zhǔn)確地區(qū)分樣品的等級(jí)。從圖1可以看出，利用感官評(píng)分判別樣品等級(jí)時(shí)，優(yōu)級(jí)和特級(jí)間出現(xiàn)了交疊。這可能與二者間的蛋白濃度相差不大有關(guān)［7］，由此引起的兩個(gè)等級(jí)火腿腸間的質(zhì)構(gòu)特性差異不明顯而造成的感官評(píng)定難度較大及人為誤差是制約其判別準(zhǔn)確性的重要因素。這與郭興鳳［8］等研究結(jié)果相似，即在蛋白濃度達(dá)到一定濃度后，凝膠強(qiáng)度隨蛋白濃度的增加趨勢(shì)才明顯。筆者在研究中發(fā)現(xiàn)，在利用感官評(píng)定法時(shí)，參與感官評(píng)定的質(zhì)構(gòu)指標(biāo)越多，判別的準(zhǔn)確性越高，但這會(huì)使實(shí)驗(yàn)強(qiáng)度增大。而在利用質(zhì)構(gòu)值判別時(shí)，三個(gè)等級(jí)被完全區(qū)分開，同時(shí)利用機(jī)械測定樣品的質(zhì)構(gòu)值，省時(shí)省力，大大提高了工作效率。因此，利用質(zhì)構(gòu)指標(biāo)取代感官評(píng)分來判別火腿腸的等級(jí)是可行的。

4 結(jié)論

以內(nèi)聚性和咀嚼性的感官評(píng)分和質(zhì)構(gòu)值為變量建立的判別方程都能判別火腿腸的等級(jí)，但后者的操作性更方便，準(zhǔn)確性更高，因此，可以用質(zhì)構(gòu)指標(biāo)取代感官評(píng)定判別火腿腸的等級(jí)。

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Study on discriminant analysis on the grades of ham sausages based on cohesiveness and chewiness properties

HAO Hong－tao，ZHAO Gai－ming*，LIU Yan－xia，LI Miao－yun，CUI Yan－fei
(College of Food Science and Technology，Henan Agricultural University，Zhengzhou 450002，China)

TS251.6+5

A

1002－0306(2010)08－0095－04

2009－09－14 *通訊聯(lián)系人

郝紅濤(1984－)，男，在讀碩士研究生，研究方向:肉類加工與產(chǎn)品質(zhì)量控制技術(shù)。

十一五國家科技支撐計(jì)劃(2007BBAD70B02)。