市售桃酥產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)特性主成分分析

鄧 敏

（上海旅游高等?？茖W校酒店與烹飪學院，上海 201418）

桃酥是以小麥粉為主料，配以油脂、糖、雞蛋等輔料調(diào)制成可塑性面團，經(jīng)成型、烘烤而成的傳統(tǒng)中式糕點，以其干、酥、脆、甜的特殊口感深受廣大消費者喜愛。從公開的文獻報道可知[1-4]，國內(nèi)關(guān)于桃酥的研究以配方和工藝優(yōu)化為主，而針對此類產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)特性及品質(zhì)評價研究報道甚少。

質(zhì)地剖面分析法（Texture profile analysis，TPA）是研究食品質(zhì)構(gòu)特性最常用的方法，相對于傳統(tǒng)的感官評價，TPA的測試結(jié)果更具客觀性、準確性[5]。以10個品牌的市售桃酥產(chǎn)品為研究對象，采用質(zhì)構(gòu)儀對產(chǎn)品進行TPA測試，并對質(zhì)構(gòu)特性參數(shù)進行相關(guān)性和主成分分析，確定影響桃酥質(zhì)構(gòu)特性的主要因素，以期為桃酥產(chǎn)品的品質(zhì)評價提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

采集10個不同品牌的市售桃酥產(chǎn)品，分別標記為樣品①～樣品⑩，基本信息如表1所示，測定時間距生產(chǎn)日期3個月內(nèi)。

TA-XT2型質(zhì)構(gòu)儀，英國Stable Micro Systems公司產(chǎn)品。

市售桃酥產(chǎn)品基本信息見表1。

1.2 試驗方法

1.2.1 TPA測定

樣品處理：將桃酥統(tǒng)一制成15 mm×15 mm×5 mm的樣品。采用質(zhì)構(gòu)儀TPA模式在室溫條件下對樣品進行測定，每組樣品平行測定5次，取平均值。測定條件：探頭型號P/36R，測前速度1.0 mm/s，測試速度1.0 mm/s，測后速度1.0 mm/s，2次壓縮時間間隔5 s，壓縮比50%，觸發(fā)類型Auto-5 g，數(shù)據(jù)收集率200 pps。

1.2.2 感官評價

邀請10名經(jīng)過感官評價培訓的人員從色澤、形態(tài)、組織、氣味、口感等5個方面對產(chǎn)品進行感官評價，取評分的平均值作為最終的感官評分。

表1 市售桃酥產(chǎn)品基本信息

感官評價標準見表2。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

測定和分析結(jié)果采用SPSS 24.0和Excel 2010進行處理，結(jié)果采用均值±標準差形式。

表2 感官評價標準

2 結(jié)果與分析

2.1 質(zhì)構(gòu)指標相關(guān)性分析

對市售10種品牌桃酥產(chǎn)品進行質(zhì)構(gòu)測定。

桃酥TPA測定結(jié)果（n=10） 見表3。

表3 桃酥TPA測定結(jié)果（n=10）

咀嚼性是將食物從固體狀態(tài)咀嚼到可吞咽狀態(tài)時牙齒所用的功[6]，咀嚼性為硬度、內(nèi)聚性與彈性三者的乘積，咀嚼性越大，則桃酥越難被嚼碎，也就越缺乏酥脆的口感；黏附性反映了咀嚼時食品對上顎、牙齒、舌頭所接觸面的黏著特性[7]，黏附性絕對值過大時，樣品易黏附在口腔壁上。由表3可知，樣品④、⑧、⑨、⑩的黏附性絕對值、硬度、咀嚼性顯著高于其他樣品（p＜0.05），可能原因是樣品④、⑧、⑨、⑩中添加了其他成分（如苦蕎粉、全麥粉、燕麥片等），面團硬度增強，焙烤的桃酥成品硬度也會增加，使得咀嚼性增加。

相關(guān)系數(shù)矩陣見表4。

表4 相關(guān)系數(shù)矩陣

由表4可知，硬度與咀嚼性呈極顯著正相關(guān)（p＜0.01），與脆性、黏附性呈極顯著負相關(guān)（p＜0.01）。產(chǎn)品硬度越大，則壓縮過程中所需破裂力越大，咀嚼所需的力越大，越缺乏酥脆的口感。綜上分析，硬度、脆性、黏附性對桃酥產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)特性影響較大。

由于各項質(zhì)構(gòu)指標具有不同的量綱，將各指標數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成均值為0，標準差為1的無量綱數(shù)據(jù)[8]，標準化的數(shù)學公式為：

式中：i=1，2，3…n，n為樣本數(shù)目；

j=1，2，3…p，

p——樣本原變量數(shù)目；

xij——Xij的標準化數(shù)據(jù)；

Xj——第j列數(shù)據(jù)的平均值；

σj——第j列數(shù)據(jù)的標準差。

數(shù)據(jù)標準化處理結(jié)果見表5。

表5 數(shù)據(jù)標準化處理結(jié)果

2.2 主成分篩選及其貢獻率

利用SPSS 20.0軟件通過主成分分析得到各指標間的相關(guān)矩陣，求出各主成分的特征值、方差貢獻率和相應(yīng)的特征向量。

相關(guān)矩陣的特征值與方差貢獻率見表6。

表6 相關(guān)矩陣的特征值與方差貢獻率

由表6可知，前2個主成分的特征值均大于1，二者累積方差貢獻率達到97.169%，基本包含了原來變量的絕大多數(shù)信息，能夠反映桃酥樣品的整體信息，因此提取前2個主成分來評價桃酥樣品的質(zhì)構(gòu)特性。

2.3 主成分載荷分析

主成分載荷矩陣和特征向量見表7。

表7 主成分載荷矩陣和特征向量

圖1 主成分載荷圖

主成分載荷反映了各指標對主成分的貢獻率的大小[9]。由表7可知，硬度（X1）、脆性（X2）、黏附性（X3）、咀嚼性（X6）和回復(fù)性（X7）在第一主成分F1上具有較大的載荷，說明第一主成分F1主要反映了這幾個質(zhì)構(gòu)指標的信息，其中脆性（X2）在F1上的載荷最大；第二主成分包括內(nèi)聚性（X5）和彈性（X4），內(nèi)聚性（X5）在F2上的載荷最大。

主成分載荷圖見圖1。

圖1更加直觀地顯示了各主成分主要提取的信息和各指標之間的相關(guān)性，不同變量在散點圖中的分布位置取決于其在各主成分中的載荷系數(shù)[10]。由圖1可知，第一主成分F1所提取的指標主要位于圖1的左側(cè)和右側(cè)，距離垂直象限分界線較遠，同時硬度與咀嚼性、回復(fù)性，以及脆性與黏附性距離較近，而這2組指標呈180°分布，說明組內(nèi)指標呈正相關(guān)關(guān)系，而組間指標呈負相關(guān)關(guān)系。第二主成分F2主要提取了彈性和內(nèi)聚性，這2項指標距水平象限分界線較遠，位于圖1的頂部。

根據(jù)表7中主成分的因子載荷，構(gòu)建主成分與質(zhì)構(gòu)指標之間的線性表達式：

將以上2個主成分的方差貢獻率作為各自權(quán)重,構(gòu)建綜合得分模型F關(guān)于F1、F2的線性組合，即F=0.646F1+0.326F2。

樣品主成分值及其綜合排名見表8。

表8 樣品主成分值及其綜合排名

從高到低的排序依次為⑦＞⑨＞⑧＞⑩＞⑥＞⑤ ④＞②＞①＞③，樣品⑦主成分得分最高，而樣品③主成分得分最低。

由表8可知，以F1的得分值為橫坐標，F(xiàn)2的得分值為縱坐標，繪制10種市售桃酥產(chǎn)品主成分得分的散點圖。

10種市售桃酥產(chǎn)品的主成分散點圖見圖2。

圖2 10種市售桃酥產(chǎn)品的主成分散點圖

由圖2可知，10種市售桃酥產(chǎn)品被分為2個區(qū)域，樣品①、②、③位于圖3的左半部，同處一個區(qū)域，主要是脂肪含量較高，將其與其他產(chǎn)品有效區(qū)分開來；其他7個樣品位于圖2的右半部，樣品④、⑧、⑨、⑩因其他成分的添加使得這類產(chǎn)品不同于樣品⑤、⑥、⑦。

2.4 感官評價結(jié)果

在TPA參數(shù)測定中不涉及味覺和氣味的化學感受，因此感官評價結(jié)果與主成分分析會稍有差異。對10種市售桃酥產(chǎn)品進行感官評價，感官評分從高到低排序為⑦＞⑨＞⑧＞⑥＞⑩＞④＞⑤＞①＞②＞③，其中樣品⑦感官評分最高，樣品③感官評分最低，與主成分分析結(jié)果基本一致。

感官評價結(jié)果見表9。

表9 感官評價結(jié)果

3 結(jié)論

測定了10種市售桃酥產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)指標（硬度、脆性、黏附性、彈性、內(nèi)聚性、咀嚼性和回復(fù)性），并對質(zhì)構(gòu)指標進行相關(guān)性和主成分分析，結(jié)果如下：

（1） 各質(zhì)構(gòu)指標之間存在不同程度的相關(guān)性，硬度、脆性、黏附性對桃酥產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)特性影響較大。

（2） 通過主成分分析提取了前2個主成分，累積方差貢獻率達到97.169%，2個主成分線性表達式為：

（3） 主成分分析結(jié)果與感官評定結(jié)果基本一致，利用主成分分析的方法評定桃酥的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)具有一定的可行性。