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1材料與方法
1.1試驗材料與儀器
1.1.1試驗原料本試驗選用來自國內9個省份的80個小麥品種(表1)。試驗材料由各省糧食質監站提供。
1.1.2主要儀器設備谷物水分測定儀,鄭州中谷機械設備有限公司;MLU-202實驗磨粉機,瑞士布勒公司;電子天平,福州華志科學儀器有限公司;多功能攪拌機,廣東麗機械設備有限公司;制面試驗機組,北京騰威機械有限公司;面制品程控試驗干燥箱,鄭州偉鼎科技有限公司;TA.XT.plus型質構儀,StableMicroSystemLtd,UK;電磁爐,海信(北京)電器有限公司。
1.2試驗方法
1.2.1小麥粉制備按照GB/T20571—2006的方法進行磨粉,密封備用。
1.2.2掛面制作和面:稱小麥粉200g于多功能攪拌機中,稱取食鹽1%溶于蒸餾水中,加水量為30%(按小麥粉重量計算),攪拌15min,形成面團,最終面團溫度為30℃左右。熟化:面團在復合壓延前,將面團放在保鮮袋里密封,室溫下靜置15min,為了消除面團的應力,使面團均質化。壓延:將靜置后的面團用成型機3mm輥間距成型,并復合兩次,然后輥間距分別調至2.4mm、1.7mm、1.3mm、1.1mm、1.0mm。切條上架:用3.0mm面刀切條,垂直長度為100cm,并懸掛于干燥箱內干燥。干燥:分為四個階段進行,即冷風定條、保潮出汗、升溫降潮和降溫冷卻,風速恒定,各階段參數見表2。包裝儲存:掛面干燥完成后,將其裝入塑料袋中,密封,儲存于避光陰涼干燥處備用。
1.2.3掛面最佳蒸煮時間測定隨機取20根長15cm的掛面,放入500mL保持微沸狀態的蒸餾水中,用電磁爐加熱。從3min開始取樣,用兩塊玻璃板壓扁,觀察掛面內部白芯,然后每隔30s取樣一次,每次一根,白硬心線消失所記錄的時間即為最佳烹調時間。
1.2.4掛面感官評價
我國LS/T3202—1993《面條用小麥粉》中規定了面條品嘗評分標準與方法,面條的評分總分為100分。本研究側重用食品質構儀測定掛面品質的研究,不涉及掛面樣品色澤和味覺方面的研究,因此選擇表觀狀態、適口性、韌性、粘性、光滑性5指標,計算得分時將光滑性并入到表觀狀態,以方便與掛面質構品質聯系。因此本實驗中掛面感官評分總分為85分,其中表觀狀態15分,適口性(軟硬)20分,韌性25分,粘性25分。
1.2.5掛面質構指標測定
1.2.5.1掛面剪切試驗采用AACC16-50面條標準測試方法,隨機抽取5根10cm的掛面,煮至最佳蒸煮時間,在冷水中靜止1min,用A/LKB-F探頭測定掛面的剪切力。測試模式:壓縮;測試參數:測前速度1mm/s,測試速度0.8mm/s,測后速度5mm/s,應變程度100%,引發力5g。平行測定3次。
1.2.5.2掛面全質構分析(TPA試驗)隨機抽取3根10cm的掛面,煮至最佳蒸煮時間,在冷水中靜止1min,采用SMSP/35圓柱形平底探頭進行TPA測試。測前速度1mm/s,測試速度5mm/s,測后速度5mm/s,目標模式:應變,應變程度75%,引發力5g。每個樣品平行測定3次。
1.2.5.3掛面拉伸試驗采用A/SPR-滾輪拉伸測定裝置,隨機抽取5根40cm的掛面,煮至最佳蒸煮時間,在冷水中靜止1min,直接將掛面纏繞并固定在滾輪上,對樣品進行向上拉伸,直到拉伸到設定距離后返回。每個樣品做5次平行實驗,結果處理采用求平均值的方法。測試參數:測前速度1mm/s,測試速度3mm/s,測后速度5mm/s,測試距離40mm,引發力5g。
1.2.5.4掛面抗彎曲試驗實驗采用A/SFR-彎曲測試裝置:將干燥后的掛面截取成15cm長,用探頭向下擠壓掛面,直到掛面被折斷。每個樣品做5次平行實驗,參數處理采用求平均值的方法。測試參數:測試模式:壓縮,測前速度0.5mm/s,測試速度1mm/s,測后速度5mm/s,測試距離27mm,引發力5g。
1.2.5.5掛面抗扭斷試驗測定將干燥后的掛面截取15cm長,用專用探頭將掛面兩端固定并扭曲,直至掛面扭斷,每個樣品做5次平行實驗,參數處理采用求平均值的方法。試驗參數:測試模式:壓縮,測前速度0.5mm/s,測試速度1mm/s,測后速度5mm/s,測試距離40mm,引發力5g。
1.2.6數據處理運用Excel和SPSS17.0軟件對數據進行處理。
2結果與分析
2.1掛面質構品質分析掛面質構指標的平均值、標準差、最值和變異系數指標見表3。由表可知,掛面剪切試驗、TPA試驗、拉伸試驗、扭斷試驗、彎曲試驗所得到的10個質構品質指標中,除了TPA中的彈性、內聚性、回復性以外,其余質構指標的變異系數均大于10%,剪切硬度、扭斷性變異系數接近20%,TPA粘性變異系數達到29.06%,說明所選樣品的質構指標的差異性比較大,有利于研究。表4為各質構指標的相關系數,可以看出:剪切試驗中的剪切硬度與TPA試驗中的彈性、內聚性、膠粘性、回復性,以及強韌性、扭斷性、抗彎曲性呈極顯著正相關;TPA試驗中的TPA硬度與其粘性、彈性呈極顯著負相關,與膠粘性呈極顯著正相關,彈性與其內聚性、回復性呈極顯著正相關,內聚性與其膠粘性、回復性、強韌性、扭斷性呈極顯著正相關,回復性與拉伸試驗中的強韌性呈極顯著正相關,強韌性與扭斷性、抗彎曲性呈極顯著正相關,扭斷性與抗彎曲性呈極顯著正相關。可見,掛面的多個質構指標之間出現了不同程度的相關性,這樣帶來一定的共線性問題,加之工作量也較大,會影響樣本的使用精度與范圍,使數據不可靠。因此可采用主成分分析法對實驗選擇的各項指標進行分析,將原來多個變量化為幾個綜合指標,建立更加簡便可行的掛面質構評價體系。
2.2掛面質構指標的主成分分析
2.2.1主成分分析檢驗采用KMO與Bartlett''''s檢驗,進行因子分析前的擬合檢驗,分析主成分分析適宜性。SPSS17.0軟件分析結果見表5。KMO值用于檢驗主成分分析是否適用的指標值,若它在0.5~1.0之間,表示合適;小于0.5表示不合適。這里KOM值為0.604,證明主成分分析適用于這些質構指標值。Bartlett的球體檢驗是通過轉換為卡方近似值x2,對變量之間是否相互獨立進行檢驗。若卡方近似值較大,則因子分析是適用的。這里漸進的x2值為913.121,顯著性概率為0.000,達到顯著水平,說明Bartlett檢驗也是通過的,因此數據適合進行主成分分析法。
2.2.2主成分貢獻率本次主成分分析中要求方差的累積貢獻率達到85%,則需提取5個主成分,此時累積貢獻率達到89.508%(參見表6),相關系數矩陣的特征值分別為:λ1=3.820,λ2=2.445,λ3=1.395,λ4=0.770,λ5=0.522,當m=5時,累積貢獻率已達89.508%,即包括了原始變量89.508%的信息。
2.2.3主成分提取對表7給出的初始主成分矩陣實施最大正交旋轉,得到的主成分矩陣見表8。由旋轉后的主成分矩陣可知:第一主成分上(第一列)高載荷的指標有彈性、內聚性、回復性,相應的因子載荷值分別為0.879、0.871、0.767。這些指標可以代表掛面煮后,在咀嚼時的咬勁和彈性。第二主成分上(第二列)高載荷的指標有TPA硬度、膠粘性,相應的因子載荷值分別為0.958、0.953。這些指標可以代表掛面煮后,表面光滑和膨脹程度,表征表面結構細密,剛入口時的爽滑性。第三主成分上(第三列)高載荷的指標有抗彎曲性、扭斷性,相應的因子載荷值分別為0.879、0.815。這些指標可以代表干掛面的一些性質,如了解掛面生產過程,干燥的均質性,另外還可預測其在運輸過程中的抗壓能力并根據產品情況選擇合適的包裝。第四主成分上(第四列)高載荷的指標有強韌性、剪切硬度,相應的因子載荷值分別為0.873、0.695。這些指標可以代表掛面煮后,入口后切斷它所要用的力,內部結構的致密性。第五主成分上(第五列)高載荷的指標為粘性,相應的因子載荷值為0.916。這些指標可以代表掛面煮后,入口咀嚼過程中的粘牙強度。
2.2.4主成分表達式對于表7的每一列值依次分別除以其方差貢獻F能夠綜合掛面質構評價的10個指標,與掛面的總體質構品質密切相關。
2.2.5驗證所提取主成分的實用性為了驗證篩選出的質構評價指標的準確性,對所提取出的主成分與感官評價的各項指標進行相關性分析。由于感官評價中沒有對掛面的品質進行測定,所以進行相關性分析時不考慮第三個主成分F3。如表9所示,主成分F1、F2、F4、F5分別與感官評分中的韌性、表觀狀態、適口性、粘性呈極顯著相關,相關系數分別為0.968、0.953、0.769、0.679,各個主成分與主成分因子總得分F分別與感官總分呈極顯著相關,這充分說明主成分分析所提取出的4個主成分能夠充分表征掛面相應的感官指標,用來綜合評價掛面品質。
3結論
選用主成分分析法對10個參數指標進行分析,用質構測試的10項指標,對掛面品質指標進行綜合評定。經過KMO值和Bartlett的球體檢驗,10項指標適用主成分分析法。經主成分分析,提取了5個主成分,F1、F2、F3、F4、F5,其中主成分F1、F2、F4、F5分別與感官評分中的韌性、表觀狀態、適口性、粘性呈極顯著相關,相關系數分別為0.968、0.953、0.769、0.679,各個主成分與主成分因子總得分F分別與感官總得分呈極顯著相關,因此,這5個主成分可以作為掛面質構綜合評價的指標,用來綜合評價掛面品質。
作者:汪禮洋陳潔呂瑩果石燈華黃想平李雪琴單位:河南工業大學糧油食品學院白象食品股份有限公司