摘要研究馬鈴薯全粉對(duì)馬鈴薯全粉-小麥粉混合面團(tuán)品質(zhì)的影響。應(yīng)用主成分分析法，對(duì)反映馬鈴薯全粉-小麥粉混合面團(tuán)質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的6個(gè)指標(biāo)(硬度、黏著性、彈性、黏聚性、膠著性、回復(fù)性)進(jìn)行降維分析，對(duì)混合面團(tuán)的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)定。經(jīng)過主成分分析，提取2個(gè)主成分，其中主成分1代表著硬度相關(guān)指標(biāo)的信息，為“硬度因子";主成分2代表著彈性相關(guān)指標(biāo)的信息，為“彈性因子”。混合面團(tuán)的主成分1貢獻(xiàn)率為65.51%，主成分2的貢獻(xiàn)率為22.11%，累計(jì)貢獻(xiàn)率為87.62%。結(jié)果表明，隨著馬鈴薯全粉添加量增加，混合面團(tuán)質(zhì)構(gòu)品質(zhì)總得分均呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，受主成分1影響更大。

　　關(guān)鍵詞 主成分分析;馬鈴薯全粉;面團(tuán)

　　Abstract The effect of potato whole flour on the quality of potato whole flour-wheat flour mixed dough was studied Principal component analysis method was used to carry out dimension reduction analysis on 6 indicators (hardness, stickiness elasticity, cohesiveness, cohesiveness and recovery) reflecting the texture quality of potato whole wheat-wheat flour mixed dough. After principal component analysis, two principal components were extracted, of which principal component I represents the information of the hardness-related indicators. which is the "hardness factor"Principal component 2 represents the information of the elasticity-related indicators, which is the "elasticity factor". The contribution rate of the main ingredien 1 of the mixed dough is 65.51%, The contribution rare of the main ingredient 2 is 22.11% The cumulative contribution rate is 87.62%. Therefore, with the increase in the amount of potato powder added, the total score of texture quality of the mixed dough tended to rise firstly and then fall, and the main ingredient 1 had a greater influence

　　Keywords principal component analysis; potato powder; dough

　　在我國，馬鈴薯除了產(chǎn)量高、種植面積廣外，還具有生命力強(qiáng)、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、營養(yǎng)價(jià)值高等優(yōu)點(diǎn)"2015年，原農(nóng)業(yè)部把馬鈴薯主糧化工作列入重要議程，明確提出將馬鈴薯建設(shè)成繼水稻、小麥、玉米之后的第四大糧食作物。

　　受飲食習(xí)慣的限制與儲(chǔ)存困難、供應(yīng)困難、處理困難及消費(fèi)者的產(chǎn)品選擇有限等問題的影響，馬鈴薯產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展受阻2。中國馬鈴薯加工業(yè)面臨加工產(chǎn)品品種少、技術(shù)落后的困境1，限制了產(chǎn)品的開發(fā)及產(chǎn)量的增長，不利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展。研究發(fā)現(xiàn)馬鈴薯全粉作為一種優(yōu)良的食品原料和食品添加劑，以其營養(yǎng)全面、風(fēng)味好、易加工、耐儲(chǔ)存的特點(diǎn)"，可應(yīng)用于嬰幼兒食品、老人食品、糕點(diǎn)、膨化食品等，受到馬鈴薯食品生產(chǎn)企業(yè)和國家糧食儲(chǔ)備機(jī)構(gòu)的重視。研究指出，推動(dòng)馬鈴薯加工制品的發(fā)展，將馬鈴薯加工成適合中國人消費(fèi)習(xí)慣的饅頭、面條等主食產(chǎn)品，從而更好地改善國民飲食結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)副食消費(fèi)向主食消費(fèi)轉(zhuǎn)變，由新鮮產(chǎn)品向再加工制品產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)變1。研究發(fā)現(xiàn)，將馬鈴薯粉添加到面團(tuán)中，能夠增加面團(tuán)吸水率，縮短面團(tuán)形成時(shí)間1，提升面團(tuán)的品質(zhì)，是良好的馬鈴薯全粉主食化發(fā)展方向。

　　試驗(yàn)探究添加馬鈴薯全粉對(duì)馬鈴薯全粉-小麥粉混合面團(tuán)品質(zhì)的影響，并建立馬鈴薯全粉-小麥粉混合面團(tuán)品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)體系，開發(fā)馬鈴薯全粉加工產(chǎn)品。試驗(yàn)結(jié)果為馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略提供理論支持，拓展馬鈴薯全粉在食品領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，為其他含馬鈴薯食品開發(fā)提供參考。

　　1材料與方法

　　1.1 材料與試劑

　　馬鈴薯雪花全粉(甘肅蘭州圣龍有限公司);小麥粉(蛋白質(zhì)含量8.0 g/100 g，北京古船食品有限公司)。

　　1.2設(shè)備與儀器

　　TA.XT2i質(zhì)構(gòu)分析儀(英國Stable Micro Systems公司);TC6KHB型天平(常熟市雙杰測試儀器廠);

　　0M250型電子防潮箱(上海歐史拓爾實(shí)業(yè)有限公司);BJ200型高速粉碎機(jī)(德清拜杰電器有限公司);Farinograph-E型粉質(zhì)儀(德國布拉班德公司)。

　　1.3試驗(yàn)方法

　　1.3.1 馬鈴薯全粉-小麥粉混合粉及面團(tuán)的制備將粉碎的馬鈴薯雪花全粉及面粉過孔徑100 um

　　，粉按0，10%，20%，30%，40%，50%，

　　60%，70%，80%，90%和100%添加比例進(jìn)行混合，將各混合粉樣品分成2份，每份100 g，在恒溫條件下，控制面團(tuán)稠度500 FU左右，加水揉制成面團(tuán)，在相對(duì)濕度50%、溫度20℃條件下醒發(fā)0.5 h。

　　研究馬鈴薯全粉添加量對(duì)馬鈴薯全粉-小麥粉面團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性的影響。

　　1.3.2 混合面團(tuán)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)測定

　　采用TPA質(zhì)構(gòu)分析法對(duì)面團(tuán)進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析。檢測反映面團(tuán)質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的6個(gè)指標(biāo)：回復(fù)性、硬度、黏聚性、膠著性、黏著性、彈性。

　　1.4 數(shù)據(jù)處理

　　應(yīng)用SPSS 20.0軟件進(jìn)行主成分分析數(shù)據(jù)處理，試驗(yàn)數(shù)據(jù)用MeantSD表示，采用Tukey檢驗(yàn)，差異顯著水平為p<0.05，運(yùn)用Excel 2013軟件進(jìn)行作圖分析。

　　2結(jié)果與討論

　　2.1 混合面團(tuán)質(zhì)構(gòu)檢測結(jié)果

　　由表1可知，隨著馬鈴薯全粉添加量的增加，混合面團(tuán)的硬度呈現(xiàn)先下降而后上升趨勢;彈性呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，這與Zhang等"研究結(jié)果類似，適量馬鈴薯添加可以增強(qiáng)面團(tuán)彈性，過量則降低面團(tuán)彈性;黏著性呈現(xiàn)先下降后上升趨勢;黏聚性呈現(xiàn)先上升后下降趨勢;膠著性呈現(xiàn)先下降再上升最后下降趨勢;回復(fù)性均呈現(xiàn)上升趨勢。

　　2.2 混合面團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性主成分分析

　　2.2.1適用性檢驗(yàn)

　　采用SPSS 20.0軟件中的Bartletts球狀檢驗(yàn)以檢驗(yàn)各參數(shù)之間是否相互獨(dú)立的指標(biāo)值。其中，卡方近似值較大，代表數(shù)據(jù)適用于因子分析"。檢測可知，混合面團(tuán)質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)的卡方近似值為67.57，sig為0.00，說明測得的各參數(shù)相互獨(dú)立，進(jìn)行主成分分析可行。

　　2.22主成分的貢獻(xiàn)率與選擇

　　采取主成分分析法提取公因子，其特征值與貢獻(xiàn)率描述見表2。

　　由表2混合面團(tuán)主成分分析可知，篩選特征值>1的成分為主成分[11]，主成分1貢獻(xiàn)率為65.51%，主成分2的貢獻(xiàn)率為22.11%，累計(jì)貢獻(xiàn)率為87.62%，符合主成分選擇原則，包含樣品的大部分信息，可反映混合面團(tuán)質(zhì)構(gòu)性質(zhì)的整體信息。

　　對(duì)初始成分矩陣采用最大方差法進(jìn)行正交旋轉(zhuǎn)，得到旋轉(zhuǎn)后的主成分矩陣，可更好解釋各因子間的關(guān)系[12]。表3中數(shù)值為各指標(biāo)在主成分中的載荷量，能反映各指標(biāo)對(duì)主成分貢獻(xiàn)率的大小。通過分析旋轉(zhuǎn)后的主成分矩陣可知，在混合面團(tuán)的2個(gè)主成分中，主成分1的相關(guān)高載荷指標(biāo)有硬度、膠著性和回復(fù)性，反映這三者的信息，因此主成分1為“硬度因子”;主成分2的相關(guān)高載荷指標(biāo)有彈性和黏聚性，反映二者的信息，因此主成分2為“彈性因子”。

　　通過旋轉(zhuǎn)空間成分圖可以更直觀地反映各個(gè)指標(biāo)之間的關(guān)系。由圖1可知，主成分1中硬度、膠著性和回復(fù)性貢獻(xiàn)度均較高;主成分2中彈性和黏聚性貢獻(xiàn)度均較高。

　　根據(jù)“主成分載荷量是主成分特征向量與相應(yīng)特征值的算數(shù)平方根的乘積”的原則[13]，可以計(jì)算得出每個(gè)主成分對(duì)應(yīng)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的特征向量。

　　根據(jù)表4中數(shù)據(jù)，可構(gòu)建出混合面團(tuán)各個(gè)主成分同對(duì)應(yīng)TPA質(zhì)構(gòu)指標(biāo)之間的關(guān)系式。

　　通過表達(dá)式中的系數(shù)可以得出，與混合面團(tuán)主成分1呈正相關(guān)的質(zhì)構(gòu)指標(biāo)有硬度、黏著性、膠著性、回復(fù)性，呈負(fù)相關(guān)的質(zhì)構(gòu)指標(biāo)有彈性和粘聚性;與混合面團(tuán)主成分2呈正相關(guān)的質(zhì)構(gòu)指標(biāo)有硬度、彈性、黏聚性、膠著性、回復(fù)性，呈負(fù)相關(guān)的質(zhì)構(gòu)指標(biāo)有黏著性。這與初始主成分矩陣的結(jié)果保持一致。

　　2.2.3 混合面團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性主成分得分分析質(zhì)構(gòu)品質(zhì)總得分的計(jì)算方式如式(1)所示。

　　總得分=主成分1系數(shù)×主成分1得分+主成分2系數(shù)x主成分2得分

　　(1)

　　式中：主成分1系數(shù)=主成分1特征值/(主成分1特征值+主成分2特征值);主成分2系數(shù)=主成分2特征值/

　　(主成分1特征值+主成分2特征值)

　　根據(jù)式(1)可計(jì)算出混合面團(tuán)的主成分1得分、主成分2得分及總得分，如表5所示。

　　以主成分1得分為橫坐標(biāo)、主成分2得分為縱坐標(biāo)作散點(diǎn)圖，可以反映不同樣品間的分類情況，如圖2所示。

　　從整體來看，混合面團(tuán)的樣品，各個(gè)點(diǎn)的分布都較為分散。混合面團(tuán)樣品中，L、、L2和L，被分為一類，與L0未分為一類，說明馬鈴薯全粉添加量較少時(shí)對(duì)面團(tuán)質(zhì)構(gòu)有明顯影響，但不同添加量之間(限少量添加)對(duì)混合面團(tuán)質(zhì)構(gòu)影響差異不大，試驗(yàn)結(jié)果與Lin等1研究類似，其研究發(fā)現(xiàn)在馬鈴薯全粉添加量0-35%對(duì)饅頭質(zhì)量有很大影響。

　　由圖3可知，隨著馬鈴薯全粉添加量增加，主成分1即硬度因子的得分呈現(xiàn)下降一上升一穩(wěn)定趨勢，這是因?yàn)樾←湻勖鎴F(tuán)質(zhì)構(gòu)和流變性質(zhì)的主要影響因素是面筋質(zhì)量。在和面過程中，小麥淀粉與面筋蛋白吸水形成面筋網(wǎng)絡(luò)，決定了面團(tuán)的質(zhì)構(gòu)和流變性質(zhì)性質(zhì)[15。

　　試驗(yàn)的馬鈴薯全粉是馬鈴薯雪花全粉。因?yàn)檠┗ㄈ鄣募庸すに囍邪A(yù)煮、蒸煮等步驟，所以其所含的淀粉是預(yù)糊化淀粉。不同于普通淀粉，預(yù)糊化淀粉在接觸水之后，淀粉分子會(huì)恢復(fù)交聯(lián)狀態(tài)，使體系的黏度急劇增加。

　　馬鈴薯全粉添加量較小時(shí)，其起到的主要作用是稀釋面粉，使混合粉中面筋蛋白含量下降;并且馬鈴薯淀粉吸水性較強(qiáng)，在和面過程中會(huì)與面筋蛋白爭奪水分，弱化面筋網(wǎng)絡(luò)19，從而降低硬度因子的評(píng)分。

　　隨著馬鈴薯全粉添加量增加，混合粉中的主要成分變?yōu)轭A(yù)糊化馬鈴薯淀粉，糊化淀粉成為混合面團(tuán)質(zhì)構(gòu)性質(zhì)的主要影響因素。相比之前面筋網(wǎng)絡(luò)體系被弱化時(shí)的狀態(tài)，混合面團(tuán)的硬度因子評(píng)分呈上升一穩(wěn)定趨勢。

　　由圖4可知，隨馬鈴薯全粉添加量增加，主成分2即彈性因子的得分呈現(xiàn)上升一穩(wěn)定一下降趨勢，這是因?yàn)槊娼罹W(wǎng)絡(luò)不僅影響面團(tuán)的硬度，還影響面團(tuán)的彈性。普通面團(tuán)在改變形狀時(shí)耗費(fèi)的能量要遠(yuǎn)小于淀粉團(tuán)。這可能是由于面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)可塑性較強(qiáng)，結(jié)構(gòu)變化空間較大;而淀粉糊化后交聯(lián)形成的結(jié)構(gòu)較緊密，結(jié)構(gòu)改變空間小17。

　　馬鈴薯全粉含有較多的淀粉，且在加工過程中含有諸如蒸煮等熟化工序，在復(fù)水后可得到大量糊化淀粉，容易形成相對(duì)緊密的淀粉團(tuán)結(jié)構(gòu)。因此彈性因子得分隨全粉用量的增加呈上升和穩(wěn)定趨勢。隨著面筋網(wǎng)絡(luò)消失，維持淀粉團(tuán)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的重要因素也隨之消失，彈性因子得分呈急劇下降趨勢。

　　由圖5可知，隨著馬鈴薯全粉添加量增加，混合面團(tuán)質(zhì)構(gòu)品質(zhì)總得分均呈現(xiàn)先上升后下降趨勢。通過分析表5數(shù)據(jù)可得，主成分1的系數(shù)大于主成分2的系數(shù)，說明主成分1對(duì)質(zhì)構(gòu)信息的貢獻(xiàn)率要大于主成分2。因此，總得分的變化趨勢受主成分1的影響更大，更多地表現(xiàn)出主成分1的變化趨勢。

　　3　結(jié)論

　　應(yīng)用主成分分析法，對(duì)反映馬鈴薯全粉-小麥粉混合面團(tuán)質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的6個(gè)指標(biāo)(硬度、黏著性、彈性、黏聚性、膠著性、回復(fù)性)進(jìn)行降維分析，對(duì)混合面團(tuán)的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)定。經(jīng)過主成分分析，分別提取2個(gè)主成分，其中主成分1代表著硬度相關(guān)指標(biāo)的信息，為“硬度因子”;主成分2代表著彈性相關(guān)指標(biāo)的信息，為“彈性因子”。混合面團(tuán)2個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率為7.62%。構(gòu)建出混合面團(tuán)各個(gè)主成分同對(duì)應(yīng)TPA質(zhì)構(gòu)指標(biāo)之間關(guān)系式。

　　隨著馬鈴薯全粉添加量增加，混合面團(tuán)質(zhì)構(gòu)品質(zhì)總得分均呈現(xiàn)先上升后下降趨勢。總得分的變化趨勢受主成分1的影響更大，更多地表現(xiàn)出主成分1的變化趨勢。

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文章名稱： 馬鈴薯全粉與小麥粉配比對(duì)面團(tuán)品質(zhì)的影響

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