市售桃酥产品质构特性主成分分析

邓 敏

（上海旅游高等专科学校酒店与烹饪学院，上海 201418）

桃酥是以小麦粉为主料，配以油脂、糖、鸡蛋等辅料调制成可塑性面团，经成型、烘烤而成的传统中式糕点，以其干、酥、脆、甜的特殊口感深受广大消费者喜爱。从公开的文献报道可知[1-4]，国内关于桃酥的研究以配方和工艺优化为主，而针对此类产品的质构特性及品质评价研究报道甚少。

质地剖面分析法（Texture profile analysis，TPA）是研究食品质构特性最常用的方法，相对于传统的感官评价，TPA的测试结果更具客观性、准确性[5]。以10个品牌的市售桃酥产品为研究对象，采用质构仪对产品进行TPA测试，并对质构特性参数进行相关性和主成分分析，确定影响桃酥质构特性的主要因素，以期为桃酥产品的品质评价提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

采集10个不同品牌的市售桃酥产品，分别标记为样品①～样品⑩，基本信息如表1所示，测定时间距生产日期3个月内。

TA-XT2型质构仪，英国Stable Micro Systems公司产品。

市售桃酥产品基本信息见表1。

1.2 试验方法

1.2.1 TPA测定

样品处理：将桃酥统一制成15 mm×15 mm×5 mm的样品。采用质构仪TPA模式在室温条件下对样品进行测定，每组样品平行测定5次，取平均值。测定条件：探头型号P/36R，测前速度1.0 mm/s，测试速度1.0 mm/s，测后速度1.0 mm/s，2次压缩时间间隔5 s，压缩比50%，触发类型Auto-5 g，数据收集率200 pps。

1.2.2 感官评价

邀请10名经过感官评价培训的人员从色泽、形态、组织、气味、口感等5个方面对产品进行感官评价，取评分的平均值作为最终的感官评分。

表1 市售桃酥产品基本信息

感官评价标准见表2。

1.2.3 数据处理

测定和分析结果采用SPSS 24.0和Excel 2010进行处理，结果采用均值±标准差形式。

表2 感官评价标准

2 结果与分析

2.1 质构指标相关性分析

对市售10种品牌桃酥产品进行质构测定。

桃酥TPA测定结果（n=10） 见表3。

表3 桃酥TPA测定结果（n=10）

咀嚼性是将食物从固体状态咀嚼到可吞咽状态时牙齿所用的功[6]，咀嚼性为硬度、内聚性与弹性三者的乘积，咀嚼性越大，则桃酥越难被嚼碎，也就越缺乏酥脆的口感；黏附性反映了咀嚼时食品对上颚、牙齿、舌头所接触面的黏着特性[7]，黏附性绝对值过大时，样品易黏附在口腔壁上。由表3可知，样品④、⑧、⑨、⑩的黏附性绝对值、硬度、咀嚼性显著高于其他样品（p＜0.05），可能原因是样品④、⑧、⑨、⑩中添加了其他成分（如苦荞粉、全麦粉、燕麦片等），面团硬度增强，焙烤的桃酥成品硬度也会增加，使得咀嚼性增加。

相关系数矩阵见表4。

表4 相关系数矩阵

由表4可知，硬度与咀嚼性呈极显著正相关（p＜0.01），与脆性、黏附性呈极显著负相关（p＜0.01）。产品硬度越大，则压缩过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。综上分析，硬度、脆性、黏附性对桃酥产品质构特性影响较大。

由于各项质构指标具有不同的量纲，将各指标数据转化成均值为0，标准差为1的无量纲数据[8]，标准化的数学公式为：

式中：i=1，2，3…n，n为样本数目；

j=1，2，3…p，

p——样本原变量数目；

xij——Xij的标准化数据；

Xj——第j列数据的平均值；

σj——第j列数据的标准差。

数据标准化处理结果见表5。

表5 数据标准化处理结果

2.2 主成分筛选及其贡献率

利用SPSS 20.0软件通过主成分分析得到各指标间的相关矩阵，求出各主成分的特征值、方差贡献率和相应的特征向量。

相关矩阵的特征值与方差贡献率见表6。

表6 相关矩阵的特征值与方差贡献率

由表6可知，前2个主成分的特征值均大于1，二者累积方差贡献率达到97.169%，基本包含了原来变量的绝大多数信息，能够反映桃酥样品的整体信息，因此提取前2个主成分来评价桃酥样品的质构特性。

2.3 主成分载荷分析

主成分载荷矩阵和特征向量见表7。

表7 主成分载荷矩阵和特征向量

图1 主成分载荷图

主成分载荷反映了各指标对主成分的贡献率的大小[9]。由表7可知，硬度（X1）、脆性（X2）、黏附性（X3）、咀嚼性（X6）和回复性（X7）在第一主成分F1上具有较大的载荷，说明第一主成分F1主要反映了这几个质构指标的信息，其中脆性（X2）在F1上的载荷最大；第二主成分包括内聚性（X5）和弹性（X4），内聚性（X5）在F2上的载荷最大。

主成分载荷图见图1。

图1更加直观地显示了各主成分主要提取的信息和各指标之间的相关性，不同变量在散点图中的分布位置取决于其在各主成分中的载荷系数[10]。由图1可知，第一主成分F1所提取的指标主要位于图1的左侧和右侧，距离垂直象限分界线较远，同时硬度与咀嚼性、回复性，以及脆性与黏附性距离较近，而这2组指标呈180°分布，说明组内指标呈正相关关系，而组间指标呈负相关关系。第二主成分F2主要提取了弹性和内聚性，这2项指标距水平象限分界线较远，位于图1的顶部。

根据表7中主成分的因子载荷，构建主成分与质构指标之间的线性表达式：

将以上2个主成分的方差贡献率作为各自权重,构建综合得分模型F关于F1、F2的线性组合，即F=0.646F1+0.326F2。

样品主成分值及其综合排名见表8。

表8 样品主成分值及其综合排名

从高到低的排序依次为⑦＞⑨＞⑧＞⑩＞⑥＞⑤ ④＞②＞①＞③，样品⑦主成分得分最高，而样品③主成分得分最低。

由表8可知，以F1的得分值为横坐标，F2的得分值为纵坐标，绘制10种市售桃酥产品主成分得分的散点图。

10种市售桃酥产品的主成分散点图见图2。

图2 10种市售桃酥产品的主成分散点图

由图2可知，10种市售桃酥产品被分为2个区域，样品①、②、③位于图3的左半部，同处一个区域，主要是脂肪含量较高，将其与其他产品有效区分开来；其他7个样品位于图2的右半部，样品④、⑧、⑨、⑩因其他成分的添加使得这类产品不同于样品⑤、⑥、⑦。

2.4 感官评价结果

在TPA参数测定中不涉及味觉和气味的化学感受，因此感官评价结果与主成分分析会稍有差异。对10种市售桃酥产品进行感官评价，感官评分从高到低排序为⑦＞⑨＞⑧＞⑥＞⑩＞④＞⑤＞①＞②＞③，其中样品⑦感官评分最高，样品③感官评分最低，与主成分分析结果基本一致。

感官评价结果见表9。

表9 感官评价结果

3 结论

测定了10种市售桃酥产品的质构指标（硬度、脆性、黏附性、弹性、内聚性、咀嚼性和回复性），并对质构指标进行相关性和主成分分析，结果如下：

（1） 各质构指标之间存在不同程度的相关性，硬度、脆性、黏附性对桃酥产品质构特性影响较大。

（2） 通过主成分分析提取了前2个主成分，累积方差贡献率达到97.169%，2个主成分线性表达式为：

（3） 主成分分析结果与感官评定结果基本一致，利用主成分分析的方法评定桃酥的质构品质具有一定的可行性。