甘薯粉湯圓質(zhì)構(gòu)特性和感官評價相關(guān)性分析

陳朝軍，劉嘉，劉永翔

（貴州省生物技術(shù)研究所，貴州貴陽550006）

湯圓是深受人們喜愛的傳統(tǒng)小吃，隨著冷鏈和速凍技術(shù)發(fā)展，安全、美味、衛(wèi)生的速凍湯圓順勢而生[1]，并以每年30%~40%的速度增長[2-4]，銷售量已經(jīng)成為我國第二大速凍食品[5]。傳統(tǒng)湯圓制作以糯米為主，口感單一且較易產(chǎn)生褶皺和細(xì)紋等問題。為豐富湯圓口感，提升湯圓美味將甘薯粉添加到湯圓粉團(tuán)中，紅薯是一種營養(yǎng)齊全且豐富的天然食品[6]，富含蛋白質(zhì)、維生素和多種礦物質(zhì)[7-8]，對促進(jìn)人的腦細(xì)胞和分泌激素的活性[9]，增強(qiáng)人體抗病能力，提高免疫功能，延緩智力衰退和機(jī)體衰老起著重要作用[10]。近年來以紅薯為原料研發(fā)的產(chǎn)品數(shù)量逐年增加，劉雪飛等[11]以甘薯薯肉研制新型紅薯飲料，并采用響應(yīng)面法和模糊數(shù)學(xué)評價法對工藝進(jìn)行優(yōu)化；譚屬瓊等[12]以甘薯、大豆、花生和白砂糖為原料，研制一款新型的高蛋白復(fù)合飲料；胡光耀等[13]以紅薯和豆粕為主要原料，研究紅薯豆粕擠壓膨化食品的最佳配方，紅薯的營養(yǎng)價值逐漸被人們認(rèn)識。

本研究將甘薯粉按一定比例添加到湯圓粉團(tuán)中，對湯圓粉團(tuán)進(jìn)行質(zhì)地剖面分析，通過質(zhì)構(gòu)指標(biāo)之間的相關(guān)性分析[14]、質(zhì)構(gòu)指標(biāo)與感官指標(biāo)的相關(guān)性分析[15]，最終的質(zhì)構(gòu)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析[16-17]并與感官評定相結(jié)合，對甘薯湯圓粉團(tuán)進(jìn)行綜合評價，以期建立甘薯粉湯圓合理的科學(xué)評價體系，對甘薯的應(yīng)用起到一定的推廣作用。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

糯米粉：福建源川淀粉制造有限公司；甘薯粉：江蘇津杰食品有限公司；TA.XTPlus 型質(zhì)構(gòu)儀：英國Stable Micro Systems 公司；AR2140 型電子分析天平：北京成萌偉業(yè)科技有限公司；TP-1200A 型電子天平：湘儀天平儀器設(shè)備有限公司。

1.2 方法

1.2.1 甘薯粉湯圓粉團(tuán)制作

參照SB/T 10423-2017《速凍湯圓》的生產(chǎn)要求，按照糯米粉質(zhì)量的0 %、5 %、10 %、15 %、20 %、25 %、30 %添加紅薯粉，不同比例混合均勻，加入80%純凈水揉成團(tuán)，并用模具壓成0.6 cm 厚的面餅放入-40 ℃冰箱中冷藏以供試驗用。

1.2.2 湯圓粉團(tuán)蒸煮處理

參照黃忠民等[4]方法并稍作修改。在鍋中加入1 000 mL 蒸餾水，加熱至沸騰，將-40 ℃冰箱中冷藏的不同比例甘薯粉湯圓粉團(tuán)放入煮制5 min，開蓋后繼續(xù)煮制1 min。

1.2.3 湯圓粉團(tuán)質(zhì)構(gòu)（texture profile analysis，TPA）測定

使用質(zhì)構(gòu)儀對甘薯粉湯圓粉團(tuán)進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測定，取樣品中間部分，采用球形探頭，2 次壓縮甘薯粉湯圓粉團(tuán)進(jìn)行多面剖析測試。測試前速率1.5 mm/s，測試速率0.8 mm/s，測試后速率為1.5 mm/s，壓縮率60.00%，觸發(fā)力1.5 N，測定硬度、彈性、黏附性、內(nèi)聚性、膠黏性和咀嚼性6 個指標(biāo)。

1.2.4 湯圓粉團(tuán)感官評定

由8 位經(jīng)過培訓(xùn)有經(jīng)驗的品評人員對煮制后甘薯粉湯圓粉團(tuán)進(jìn)行感官評定。參照黃忠民等[4]方法并稍做修改制定湯圓粉團(tuán)評分標(biāo)準(zhǔn)，見表1。

表1 湯圓粉團(tuán)外觀評價標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Definition and criterion of sensory texture evaluation for glutinous rice ball

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用3 次相同水平重復(fù)試驗獲得試驗數(shù)據(jù)平均值，使用SPSS17.0 進(jìn)行顯著性方差分析，以P＜0.05 表示顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 甘薯粉添加量對湯圓粉團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性影響

甘薯粉對湯圓粉團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性的影響如表2。

表2 甘薯粉添加量對湯圓粉團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性的影響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質(zhì)的兩個重要指標(biāo)，一定范圍內(nèi)，硬度和咀嚼性越小，湯圓粉皮越柔軟。隨著甘薯粉添加量增加，湯圓粉團(tuán)的硬度、咀嚼性和彈性隨之增加，當(dāng)甘薯粉含量達(dá)到20%時，硬度、咀嚼性和彈性增加顯著（P＜0.05）；黏附性隨甘薯添加量增加而增加，但并不顯著；湯圓粉團(tuán)內(nèi)聚性和膠黏性具有下降趨勢。因此通過研究確定甘薯粉添加為15%～20%。

2.2 甘薯粉添加量對湯圓粉團(tuán)感官品質(zhì)影響的結(jié)果

不同甘薯添加量對湯圓粉團(tuán)感官品質(zhì)影響如表3。

表3 甘薯湯圓粉團(tuán)感官品質(zhì)評定結(jié)果Table 3 Evaluation results of sensory quality of glutinous rice ball

湯圓粉團(tuán)的褶皺、細(xì)紋、坍塌的感官評分隨著甘薯粉添加量的增加而降低，當(dāng)甘薯粉添加量達(dá)到15%時，褶皺評分顯著降低（P＜0.05）；甘薯粉添加量達(dá)到20%時，坍塌現(xiàn)象和色澤評分顯著降低（P＜0.05）；可能時甘薯粉中直鏈淀粉含量較高，對組織結(jié)構(gòu)和外觀影響較大，進(jìn)而影響坍塌和色澤的評分；隨著甘薯粉添加量增加，感官咀嚼性的評分升高，當(dāng)添加量為10%時差異顯著（P＜0.05）。

2.3 甘薯粉湯圓粉團(tuán)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)間的相關(guān)性

甘薯粉湯圓粉團(tuán)不同質(zhì)構(gòu)指標(biāo)間的相關(guān)性見表4。

表4 甘薯粉湯圓粉團(tuán)不同質(zhì)構(gòu)指標(biāo)間的相關(guān)性Table 4 Correlation between different texture indexes of sweet potato glutinous rice ball

由表4 可知，硬度和黏附性呈極顯著正相關(guān)（r=-0.928，P＜0.01），硬度和彈性呈極顯著正相關(guān)（r=-0.937，P＜0.01），硬度和膠黏性、內(nèi)聚性呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，與咀嚼性呈正相關(guān)但無顯著性；黏附性與咀嚼性呈正相關(guān)且具有顯著性（r=0.802，P＜0.05），與膠黏性和內(nèi)聚性呈負(fù)相關(guān)但并不顯著。彈性與咀嚼性和內(nèi)聚性呈負(fù)相關(guān)，膠黏性與內(nèi)聚性呈負(fù)相關(guān)。由相關(guān)性分析可知，硬度、黏附性、彈性和咀嚼性隨甘薯粉添加量增加而降低，決定甘薯湯圓粉團(tuán)品質(zhì)的主要指標(biāo)是硬度、彈性和咀嚼性。

2.4 甘薯湯圓粉團(tuán)TPA 指標(biāo)的主成分分析

采用主成分分析和因子分析法確定影響甘薯湯圓粉團(tuán)質(zhì)構(gòu)的主要因素，為評價添加甘薯粉后湯圓粉團(tuán)提供依據(jù)，分析結(jié)果如表5。

表5 甘薯粉湯圓粉團(tuán)TPA 分析的各成分特征值與方差貢獻(xiàn)率Table 5 Total variance explained for TPA analysis of glutinous rice ball

將特征值＞1 的作為主要成分，主成分F1特征值為3.874，F(xiàn)2特征值為1.505，共得到兩個主成分，并且兩者累計方差貢獻(xiàn)率為89.638%，因此可提取前兩個主成分代替原來6 個質(zhì)構(gòu)指標(biāo)，作為對甘薯粉湯圓粉團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性的評定，反應(yīng)甘薯粉湯圓粉團(tuán)的整體信息。

2.5 甘薯湯圓粉團(tuán)TPA 指標(biāo)的主成分載荷矩陣和載荷圖

主成分載荷矩陣值反應(yīng)的是質(zhì)構(gòu)指標(biāo)對主成分貢獻(xiàn)率大小，前兩個主成分F1和F2載荷矩陣見表6，圖1 是兩個主成分載荷圖。

表6 主成分載荷矩陣Table 6 The component matrix

圖1 主成分載荷圖Fig.1 Biplot of principal component analysis

載荷圖表明離遠(yuǎn)點越遠(yuǎn)的指標(biāo)被兩個主成分解釋的程度越高，并且各指標(biāo)在空間距離上反應(yīng)的是相關(guān)程度，距離越近表明相關(guān)程度越高。表6 和圖1 表明，主成分F1主要反應(yīng)了包括硬度、黏附性、彈性和咀嚼性；而主成分F2反應(yīng)了膠黏性。

2.6 主成分特征向量

為更直觀反應(yīng)甘薯不同添加量對湯圓粉團(tuán)的影響，采用正交旋轉(zhuǎn)法對甘薯粉湯圓粉團(tuán)質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)的主成分因子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并計算每個指標(biāo)的特征向量系數(shù)，結(jié)果如表7。

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

根據(jù)表7 的數(shù)據(jù)建立主成分與甘薯湯圓粉團(tuán)TPA質(zhì)構(gòu)指標(biāo)之間的表達(dá)式：

式中：Xi為標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)。

2.7 質(zhì)構(gòu)指標(biāo)與感官指標(biāo)之間的相關(guān)性

添加不同比例甘薯粉湯圓粉團(tuán)的TPA 指標(biāo)和感官指標(biāo)的相關(guān)性見表8。

感官咀嚼性與質(zhì)構(gòu)指標(biāo)硬度（r=-0.963，P＜0.01），黏附性（r=-0.947，P＜0.01），彈性（r=-0.966，P＜0.01）之間均呈現(xiàn)極顯著相關(guān)。褶皺評分與質(zhì)構(gòu)指標(biāo)硬度（r=-0.921，P＜0.01），黏附性（r=-0.890，P＜0.01），彈性（r=-0.978，P＜0.01）呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)且具有極顯著性，與質(zhì)構(gòu)咀嚼性（r=-0.823，P＜0.05）呈負(fù)相關(guān)；表面細(xì)紋評分與質(zhì)構(gòu)彈性（r=-0.833，P＜0.05）和咀嚼性（r=-0.893，P＜0.01）；坍塌現(xiàn)象評分和質(zhì)構(gòu)硬度、黏附性和彈性呈正相關(guān)。色澤評分與硬度、黏附性和彈性呈負(fù)相關(guān)，且具有顯著性。由表8 可知，感官咀嚼性和質(zhì)構(gòu)咀嚼性呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，質(zhì)構(gòu)指標(biāo)與感官指標(biāo)不一致。

表8 TPA 分析和感官品質(zhì)指標(biāo)之間的皮爾遜相關(guān)系數(shù)Table 8 Person correlation coefficients among the results of TPA analysis and sensory evaluation

2.8 感官指標(biāo)對TPA 儀器分析指標(biāo)的逐步回歸分析預(yù)測模型

進(jìn)一步對湯圓粉團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性進(jìn)行預(yù)測和評價，以湯圓粉團(tuán)感官指標(biāo)為因變量，質(zhì)構(gòu)分析指標(biāo)為自變量進(jìn)行回歸預(yù)測，結(jié)果見表9。

由表9 可知，感官指標(biāo)的褶皺、細(xì)紋、坍塌現(xiàn)象、色澤和咀嚼性經(jīng)過逐步回歸后得到的模型經(jīng)檢驗具有顯著性，且每個方程決定系數(shù)R2大于0.5。由預(yù)測模型分析可知，甘薯湯圓粉團(tuán)感官指標(biāo)受質(zhì)構(gòu)指標(biāo)中硬度、粘附性、內(nèi)聚性、咀嚼性和黏附性影響，結(jié)合質(zhì)構(gòu)指標(biāo)主成分析和相關(guān)性分析，確定硬度、黏附性、彈性和咀嚼性對甘薯粉湯圓質(zhì)構(gòu)起決定性作用。

表9 感官指標(biāo)對TPA 儀器分析指標(biāo)的逐步回歸分析預(yù)測模型Table 9 Predictive equations for TPA parameters as functions of sensory attributes by stepwise regressions

3 結(jié)論

添加不同比例甘薯粉湯圓粉團(tuán)的質(zhì)構(gòu)指標(biāo)具有差異，表明甘薯粉的不同添加量與湯圓粉團(tuán)的質(zhì)構(gòu)特性有密切關(guān)性，當(dāng)甘薯粉含量達(dá)到20%時，硬度、咀嚼性和彈性增加顯著（P＜0.05）；使用主成分對甘薯粉湯圓粉團(tuán)的質(zhì)構(gòu)特性進(jìn)行分析，從6 個質(zhì)構(gòu)指標(biāo)中提取2 個主成分且特征值大于1，且兩者累計方差貢獻(xiàn)率為89.638%。

結(jié)合感官評價和質(zhì)構(gòu)測定指標(biāo)，以湯圓粉團(tuán)感官指標(biāo)為因變量，質(zhì)構(gòu)分析指標(biāo)為自變量進(jìn)行回歸預(yù)測，感官指標(biāo)的細(xì)紋、褶皺、坍塌現(xiàn)象、色澤和咀嚼性經(jīng)過回歸后得到的模型經(jīng)檢驗具有顯著性，說明感官指標(biāo)受質(zhì)構(gòu)指標(biāo)中內(nèi)聚性、硬度、咀嚼性和膠黏性影響。該結(jié)論可為湯圓粉團(tuán)質(zhì)量評價體系提供一定的理論參考。