摘要研究馬鈴薯全粉對馬鈴薯全粉-小麥粉混合面團品質的影響。應用主成分分析法，對反映馬鈴薯全粉-小麥粉混合面團質構品質的6個指標(硬度、黏著性、彈性、黏聚性、膠著性、回復性)進行降維分析，對混合面團的質構品質進行綜合評定。經過主成分分析，提取2個主成分，其中主成分1代表著硬度相關指標的信息，為“硬度因子";主成分2代表著彈性相關指標的信息，為“彈性因子”。混合面團的主成分1貢獻率為65.51%，主成分2的貢獻率為22.11%，累計貢獻率為87.62%。結果表明，隨著馬鈴薯全粉添加量增加，混合面團質構品質總得分均呈現先上升后下降趨勢，受主成分1影響更大。

　　關鍵詞 主成分分析;馬鈴薯全粉;面團

　　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，馬鈴薯除了產量高、種植面積廣外，還具有生命力強、環境適應性強、營養價值高等優點"2015年，原農業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成繼水稻、小麥、玉米之后的第四大糧食作物。

　　受飲食習慣的限制與儲存困難、供應困難、處理困難及消費者的產品選擇有限等問題的影響，馬鈴薯產業鏈的發展受阻2。中國馬鈴薯加工業面臨加工產品品種少、技術落后的困境1，限制了產品的開發及產量的增長，不利于產業發展。研究發現馬鈴薯全粉作為一種優良的食品原料和食品添加劑，以其營養全面、風味好、易加工、耐儲存的特點"，可應用于嬰幼兒食品、老人食品、糕點、膨化食品等，受到馬鈴薯食品生產企業和國家糧食儲備機構的重視。研究指出，推動馬鈴薯加工制品的發展，將馬鈴薯加工成適合中國人消費習慣的饅頭、面條等主食產品，從而更好地改善國民飲食結構，實現副食消費向主食消費轉變，由新鮮產品向再加工制品產業化轉變1。研究發現，將馬鈴薯粉添加到面團中，能夠增加面團吸水率，縮短面團形成時間1，提升面團的品質，是良好的馬鈴薯全粉主食化發展方向。

　　試驗探究添加馬鈴薯全粉對馬鈴薯全粉-小麥粉混合面團品質的影響，并建立馬鈴薯全粉-小麥粉混合面團品質綜合評價體系，開發馬鈴薯全粉加工產品。試驗結果為馬鈴薯主糧化戰略提供理論支持，拓展馬鈴薯全粉在食品領域的應用范圍，為其他含馬鈴薯食品開發提供參考。

　　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(蛋白質含量8.0 g/100 g，北京古船食品有限公司)。

　　1.2設備與儀器

　　TA.XT2i質構分析儀(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(上海歐史拓爾實業有限公司);BJ200型高速粉碎機(德清拜杰電器有限公司);Farinograph-E型粉質儀(德國布拉班德公司)。

　　1.3試驗方法

　　1.3.1 馬鈴薯全粉-小麥粉混合粉及面團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，控制面團稠度500 FU左右，加水揉制成面團，在相對濕度50%、溫度20℃條件下醒發0.5 h。

　　研究馬鈴薯全粉添加量對馬鈴薯全粉-小麥粉面團質構特性的影響。

　　1.3.2 混合面團質構指標測定

　　采用TPA質構分析法對面團進行質構分析。檢測反映面團質構品質的6個指標：回復性、硬度、黏聚性、膠著性、黏著性、彈性。

　　1.4 數據處理

　　應用SPSS 20.0軟件進行主成分分析數據處理，試驗數據用MeantSD表示，采用Tukey檢驗，差異顯著水平為p<0.05，運用Excel 2013軟件進行作圖分析。

　　2結果與討論

　　2.1 混合面團質構檢測結果

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

　　2.2 混合面團質構特性主成分分析

　　2.2.1適用性檢驗

　　采用SPSS 20.0軟件中的Bartletts球狀檢驗以檢驗各參數之間是否相互獨立的指標值。其中，卡方近似值較大，代表數據適用于因子分析"。檢測可知，混合面團質構數據的卡方近似值為67.57，sig為0.00，說明測得的各參數相互獨立，進行主成分分析可行。

　　2.22主成分的貢獻率與選擇

　　采取主成分分析法提取公因子，其特征值與貢獻率描述見表2。

　　由表2混合面團主成分分析可知，篩選特征值>1的成分為主成分[11]，主成分1貢獻率為65.51%，主成分2的貢獻率為22.11%，累計貢獻率為87.62%，符合主成分選擇原則，包含樣品的大部分信息，可反映混合面團質構性質的整體信息。

　　對初始成分矩陣采用最大方差法進行正交旋轉，得到旋轉后的主成分矩陣，可更好解釋各因子間的關系[12]。表3中數值為各指標在主成分中的載荷量，能反映各指標對主成分貢獻率的大小。通過分析旋轉后的主成分矩陣可知，在混合面團的2個主成分中，主成分1的相關高載荷指標有硬度、膠著性和回復性，反映這三者的信息，因此主成分1為“硬度因子”;主成分2的相關高載荷指標有彈性和黏聚性，反映二者的信息，因此主成分2為“彈性因子”。

　　通過旋轉空間成分圖可以更直觀地反映各個指標之間的關系。由圖1可知，主成分1中硬度、膠著性和回復性貢獻度均較高;主成分2中彈性和黏聚性貢獻度均較高。

　　根據“主成分載荷量是主成分特征向量與相應特征值的算數平方根的乘積”的原則[13]，可以計算得出每個主成分對應質構指標的特征向量。

　　根據表4中數據，可構建出混合面團各個主成分同對應TPA質構指標之間的關系式。

　　通過表達式中的系數可以得出，與混合面團主成分1呈正相關的質構指標有硬度、黏著性、膠著性、回復性，呈負相關的質構指標有彈性和粘聚性;與混合面團主成分2呈正相關的質構指標有硬度、彈性、黏聚性、膠著性、回復性，呈負相關的質構指標有黏著性。這與初始主成分矩陣的結果保持一致。

　　2.2.3 混合面團質構特性主成分得分分析質構品質總得分的計算方式如式(1)所示。

　　總得分=主成分1系數×主成分1得分+主成分2系數x主成分2得分

　　(1)

　　式中：主成分1系數=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=主成分2特征值/

　　(主成分1特征值+主成分2特征值)

　　根據式(1)可計算出混合面團的主成分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、主成分2得分為縱坐標作散點圖，可以反映不同樣品間的分類情況，如圖2所示。

　　從整體來看，混合面團的樣品，各個點的分布都較為分散。混合面團樣品中，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對面團質構有明顯影響，但不同添加量之間(限少量添加)對混合面團質構影響差異不大，試驗結果與Lin等1研究類似，其研究發現在馬鈴薯全粉添加量0-35%對饅頭質量有很大影響。

　　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下降一上升一穩定趨勢，這是因為小麥粉面團質構和流變性質的主要影響因素是面筋質量。在和面過程中，小麥淀粉與面筋蛋白吸水形成面筋網絡，決定了面團的質構和流變性質性質[15。

　　試驗的馬鈴薯全粉是馬鈴薯雪花全粉。因為雪花全粉的加工工藝中包括預煮、蒸煮等步驟，所以其所含的淀粉是預糊化淀粉。不同于普通淀粉，預糊化淀粉在接觸水之后，淀粉分子會恢復交聯狀態，使體系的黏度急劇增加。

　　馬鈴薯全粉添加量較小時，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，在和面過程中會與面筋蛋白爭奪水分，弱化面筋網絡19，從而降低硬度因子的評分。

　　隨著馬鈴薯全粉添加量增加，混合粉中的主要成分變為預糊化馬鈴薯淀粉，糊化淀粉成為混合面團質構性質的主要影響因素。相比之前面筋網絡體系被弱化時的狀態，混合面團的硬度因子評分呈上升一穩定趨勢。

　　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上升一穩定一下降趨勢，這是因為面筋網絡不僅影響面團的硬度，還影響面團的彈性。普通面團在改變形狀時耗費的能量要遠小于淀粉團。這可能是由于面筋蛋白網絡可塑性較強，結構變化空間較大;而淀粉糊化后交聯形成的結構較緊密，結構改變空間小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，在復水后可得到大量糊化淀粉，容易形成相對緊密的淀粉團結構。因此彈性因子得分隨全粉用量的增加呈上升和穩定趨勢。隨著面筋網絡消失，維持淀粉團結構穩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，混合面團質構品質總得分均呈現先上升后下降趨勢。通過分析表5數據可得，主成分1的系數大于主成分2的系數，說明主成分1對質構信息的貢獻率要大于主成分2。因此，總得分的變化趨勢受主成分1的影響更大，更多地表現出主成分1的變化趨勢。

　　3　結論

　　應用主成分分析法，對反映馬鈴薯全粉-小麥粉混合面團質構品質的6個指標(硬度、黏著性、彈性、黏聚性、膠著性、回復性)進行降維分析，對混合面團的質構品質進行綜合評定。經過主成分分析，分別提取2個主成分，其中主成分1代表著硬度相關指標的信息，為“硬度因子”;主成分2代表著彈性相關指標的信息，為“彈性因子”。混合面團2個主成分的累計貢獻率為7.62%。構建出混合面團各個主成分同對應TPA質構指標之間關系式。

　　隨著馬鈴薯全粉添加量增加，混合面團質構品質總得分均呈現先上升后下降趨勢。總得分的變化趨勢受主成分1的影響更大，更多地表現出主成分1的變化趨勢。

　　參考文獻：

　　[1] 侯飛娜, 木泰華, 孫紅男, 等. 馬玲薯全粉品質特性的主成分分析與綜合評價[J]. 核農學報, 2015, 29(11): 2130-2140.

　　[2] SAYDI D, HATAMIPOUR M S. Analysis of the effective parameters on potato powder quality produced by a spray dryer[J]. International Journal of Food Science and Technology, 2012, 9(3): 55-62.

　　[3] 楊雅倫, 郭燕枝, 孫君茂. 我國馬鈴薯產業發展現狀及未來展望[J]. 中國農業科技導報, 2017, 19(1): 29-36.

　　[4] CARILLO P, CACACE D, DE ROSA M, et al. Process optimisation and physicochemical characterisation of potato powder[J]. International Journal of Food Science and Technology, 2009, 44(1): 145-151.

　　[5] 陶銀, 文韻漫. 馬鈴薯全粉加工制品及營養價值研究進展[J]. 糧食與油脂, 2020, 33(4): 10-13.

　　[6] 郭心義. 馬鈴薯全粉生產狀況及前景展望[J]. 糧油加工與食品機械, 2003(10): 8-9, 12.

　　[7] 馬櫟, 宋斌, 李逸鶴. 馬鈴薯全粉在食品中的應用研究[J]. 糧食與油脂, 2017, 30(6): 8-11.

　　[8] AMUL D K, NAVARRO A S. Effect of hydrocolloids on structural and functional properties of wheat/potato (50/50)flour dough[J]. Food Structure, 2020, 24: 100138.

　　[9] ZHANG H, XU F, WU Y, et al. Progress of potato staple food research and industry development in China[J]. Journal of Integrative Agriculture, 2017, 16(12): 2924-2932.

　　[10] 袁長舉. 山西省科技創新對資源型經濟轉型支持作用研究[D]. 太原: 太原理工大學, 2015.

　　[11] 劉雪麗. 生態城市建設與評價體系研究[D]. 青島: 中國海洋大學, 2014.

　　[12] 廖翠萍, 顏涌捷, 吳創之. 因子分析法在研究稻草秸桿中元素分布特征中的應用[C]. 首屆中國可持續消費與生產國際論壇暨中國環境科學學會2003年學術年會, 2003.

　　[13] 張杰. 基于主成分-聚類分析法的管道風險評價方法[C]. 第三屆全國油氣儲運科技、信息與標準技術交流大會, 2013: 139-143.

　　[14] LIU X I, MU T H, SUN H N, et al. Influence of potato flour on dough rheological properties and quality of steamed bread[J]. Journal of Integrative Agriculture, 2016, 15(11): 2666-2676.

　　[15] 傅賓孝. 面團形成模型的提出及對面團流變性質的解釋[J]. 食品科學, 1991, 12(6): 15-18.

　　[16] 譚亦成, 陳麗, 張喻. 餃子皮中常用輔料的研究進展[J]. 農產品加工 (學刊), 2013(11): 53-56.

　　[17] 苗永霞, 黨樂平. 小麥交聯-羧甲基雙重變性淀粉的制備及性質研究[J]. 糧食與飼料工業, 2005(4): 17-19.

期刊VIP網，您身邊的高端學術顧問

文章名稱： 馬鈴薯全粉與小麥粉配比對面團品質的影響

文章地址： http://www.kg120.com/mianfeiwx/58572.html