孙辉　姜薇莉　田晓红　凌家煜　林家永

0 前言

馒头是我国北方人民的传统主食品。馒头品质的评价结果不仅能够指导专用小麦品质育种,对小麦和小麦粉的质量控制也具有重要的意义。目前,对馒头品质的评价只能依赖于品尝实验中的感官评判,评判的依据源于面包品质的评价,而且没有统一的方法和评判标准。为了建立馒头品质评价的标准方法,尽可能地减少感官评判的误差,我们将物性测试仪应用于馒头品质评价工作中。物性测试仪可以通过对距离、时间和作用力这三者相互关系的处理和研究,获得对实验对象的物性测试结果。它可以正确地将人体感官的好恶,转化成具体的、可量化的电子数字讯号,从而减少食品分析评价过程中因主观因素造成的误差,提高试验的可靠性、准确性和可操作性。

目前国内应用物性仪对食品物性进行分析的研究报道较少,国际上物性仪在面制食品中的应用也主要集中在烘焙食品、早餐谷物和通心面等,在馒头物性的研究中应用的不多,因此在该仪器的随机软件中没有关于馒头方面的应用指南。我们借鉴面包的仪器分析方法,并依据感官评判的相关指标,采用TPA(Texture Profile Analysis)测试,对馒头样品的硬度、粘性、弹性以及咀嚼性、回复性等进行了测试,研究感官评判指标与仪器测试结果之间的相关性,探讨其在纠正感官评判偏差中的应用,为建立小麦粉馒头品质评价的标准方法奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本研究所采用的材料为从我国小麦主产区山东、河南、安徽、江苏、重庆、河北等地采集的小麦品种样品201份。

1.2 试验仪器和设备

布勒试验磨:瑞士布勒公司生产。

Swanson针式和面机和压片机:美国National公司生产。

TA-XT plus型物性测试仪:英国Stable MicroSystem公司生产。

电磁炉:美的公司生产。

1.3 试验方法

1.3.1 制粉

小麦样品按照AACC26-10A和AACC16-20的方法清理、润麦和制粉。

1.3.2 馒头制作与感官评价

馒头的制作和感官评价方法参照SB/T 10139-93中的附录A和GB/T 17320-1998中的附录B并做适当修改。主要修改为:以针式和面机和面,至面筋初步形成时取出；发酵后在压片机上压片以便赶出面团中的空气；醒发完成后,在电磁炉上以1000W火力汽蒸20min。

馒头样品由5～8人组成的品尝小组进行品尝评分。同时进行TPA测试。

1.3.3 TPA测试

(Texture Profile Analysis)TPA测试是通过两次穿冲(Bite)完成对样品的测试,每次穿冲过程均包含下压(Compression)和收回(Withdrawal)两个阶段。与馒头物性有关的指标包括以下几项:硬度(Hardness)、弹性(Springness)、粘聚性(Cohesiveness)、粘附性(Adhensiveness)、咀嚼度(Chewiness)和回复性(Resilience)。其中,硬度和粘附性是直接测定的力的数值,弹性、粘聚性和回复性是通过计算高或面积的比值得出的,而咀嚼度则是硬度、弹性和粘聚性的乘积。

本研究中所使用的探头为P/36R型,TPA测试的程序设置为:

Option　T.P.A.

Pre-test Speed　1.0 mm/sec

Test speed　1.0mm/sec

Post-test speed　1.0mm/sec

Strain　50.0%

Time　5.0sec

Trigger type　Auto,5.0g

操作步骤为:馒头出锅1h后,用刀纵切成厚度为25mm的薄片,进行TPA测试,保存测试结果。用擦镜纸将探头擦拭干净后,重复测试操作。取两次测试的平均值报告测试结果。

2 结果分析与讨论

2.1 TPA测试分析馒头的品质

图1是三个比较典型的馒头样品的TPA测试图谱。样品a、b、c的图谱分析结果见表1。三个样品中,a最硬,最粘,弹性最差,咀嚼度最强,回复性和粘聚性中等；c样品最软,弹性、粘聚性和回复性都最好,咀嚼度最小；b样品则介于二者之间。

由此可以初步看出,TPA测试结果中的咀嚼度与感官评定中的韧性并不一致,不能简单的等同与韧性。由于弹性和粘聚性数值较小,硬度数值较大,因此,咀嚼度更大程度地受到硬度的影响；而在品尝试验中,样品的韧性(即咬劲)越大,评分就越高。食品的韧性大小,即是否有咬劲与面筋的强弱有关,一般来说,小麦粉筋力强,作出的馒头韧性大,有咬劲,硬度一般也不大。这表明在馒头TPA测试中所得到的咀嚼度与品尝评分中的咬劲并不是同一个概念,咀嚼度的高低不能反映品尝评分中韧性的大小。因此,在分析馒头的TPA测试结果时要注意,不能简单地将咀嚼度等同于感官评定中的韧性。

2.2 样品TPA测试分析数据汇总

表2汇总了201份馒头样品物性仪测定的结果。

由表2中可以看出,物性仪测定的各项指标中,咀嚼度的变异程度最大,其次是粘附性和硬度,而弹性和粘聚性的变化幅度则较小。

2.3 TPA测试各指标之间的简单相关

表3列出了物性仪各指标之间的简单相关系数。6个指标之间都存在极显著的正相关或负相关关系。其中,硬度与咀嚼度呈极显著正相关,而这两个指标与其他几个指标的关系均为极显著负相关。除了硬度和咀嚼度以外的几个指标之间则都是极显著正相关。从相关系数的值来看,硬度与咀嚼度的相关性很高,弹性和粘聚性以及回复性三者之间的相关性也很好,尤其是回复性和粘聚性,相关系数达到0.9以上。这说明,样品越硬,其弹性和回复性以及粘聚性就越差,样品越粘,咀嚼度越大。另外,咀嚼度与除硬度之外的其他指标之间的相关性都是负值,证明咀嚼度与品尝中的咬劲不同。

2.4 TPA测试指标对品尝得分和综合评分的回归分析

由于TPA测试的几个指标与品尝试验综合评分值的相关性都很好,而且各测试指标之间具有一定的相关性,因此,分别进行了TPA测试的硬度、粘附性、弹性、粘聚性和回复性对品尝得分和馒头综合评分的一元和多元回归分析。

2.4.1 一元回归分析

首先,分别分析了各TPA测试指标对品尝得分和馒头综合评分的一元直线回归和最优曲线回归,其决定系数(R²)的分析结果列于表4。由表中可以看出,直线回归和最优曲线回归的决定系数值相差不是很大；各指标对品尝得分和综合评分的回归决定系数差别较大,尤其是硬度和咀嚼度这两项指标,说明TPA测试指标对馒头综合评分的回归效果要优于对品尝得分的回归。

2.4.2 多元回归分析

由于所分析的几个变量之间存在显著的正相关或负相关关系(见表5),因此除了进行简单相关和一元回归分析以外,还分别以品尝得分和馒头综合评分为因变量,TPA测试得到的硬度、弹性、粘附性、粘聚性和回复性5个指标为自变量(咀嚼度是硬度、弹性和粘聚性三个指标的乘积,不作为自变量进行回归),利用SPSS分析软件进行了多元统计分析。

以TPA测试的5个指标为自变量,对“品尝得分”采用逐步引入-剔除法(Stepwise)进行回归分析,先后引入了变量“弹性”、“粘附性”和“回复性”,建立了回归模型。模型3中包括了这3个变量。结果见表5和表7。

2.5 TPA测试指标与品尝指标和综合评分的简单相关分析

为了进一步研究物性仪指标与品尝指标之间的关系,分析了物性仪指标与品尝指标和综合评分之间的相关性(表6)。可以看出,除了表面结构和宽/高得分以外的所有品尝得分指标与所有物性测试指标之间的相关性都是极显著的。其中,硬度和咀嚼度与这些品尝指标都呈极显著负相关,而粘附性、弹性、粘聚性和回复性则为极显著正相关。这又一次证明TPA测试中的咀嚼度指标与品尝得分中的韧性指标并不一样。咀嚼度越高,样品的弹性、韧性和粘性就越差,综合评分越低；TPA测试中的粘附性、弹性和回复性则都能同时反映品尝试验中的弹性、韧性和粘性的好坏,这几个指标值越高,样品的弹韧性就越好,且咀嚼爽口不发粘,品尝综合评分值越高。

其中,y为因变量“品尝得分”,x1、x2、x3分别为自变量“弹性”、“粘附性”和“回复性”。偏回归系数b1、b2和b3分别为85.279、0.022和19.462。偏回归系数假设检验(t检验)表明,各偏回归系数均达到0.05显著水平。

由此可见,在对馒头进行TPA测试所得到的硬度、粘附性、弹性、粘聚性和回复性5个指标中,弹性对品尝得分的贡献最大,其次分别是粘附性和回复性。另外,以弹性、粘附性和回复性建立的回归方程的判定系数(R²)为0.506,说明该方程可以解释品尝得分变异的50.6%。

同样,以TPA测试的5个指标为自变量,以“馒头综合评分”为因变量进行回归分析,先后引入了“弹性”、“硬度”和“粘附性”3个变量,建立了回归模型(表8和表9)。

其中,y为因变量“品尝得分”,x1、x2、x3分别为自变量“弹性”、“硬度”和“粘附性”。偏回归系数假设检验(t检验)表明,各回归系数均达到0.01显著水平。

由此可见,在TPA测试的这些指标中,弹性对馒头综合评分的贡献最大,其次分别是硬度和粘附性。其中,弹性和粘附性都是正向作用,而硬度则为负向。说明以TPA测试得到的弹性和粘附性值越大,硬度值越小,馒头的综合评分就越高。以弹性、硬度和粘附性建立的回归方程判定系数(R²)为0.614,说明该方程能够解释馒头综合评分变异的61.4%,比品尝得分的回归方程提高了10个百分点。这种趋势与一元回归结果一致。

3 结论

以上研究表明,利用物性测试仪对馒头进行TPA测试,是对馒头品质进行分析和评价的一个重要辅助手段。TPA测试的指标与大多数品尝实验指标具有显著相关性,其弹性、硬度和粘附性指标对馒头综合评分的作用较大,其回归方程能够解释馒头综合评分变异的61.4%；弹性、粘附性和回复性对品尝得分的作用显著,其回归方程能够解释品尝得分变异的50.6%。但是在实际应用中应该注意:一方面,TPA测试能够将部分品尝指标量化,便于数据处理和分析；另一方面,从目前来看,TPA测试又不能完全替代品尝试验,对其中有的指标尤其是咀嚼度指标的分析时要注意,不能只从字面意义上将其等同于品尝试验中的韧性指标。