趙清霞，鄭環(huán)宇，2，*，丁陽月，趙丹丹，于殿宇，韓建春，2，朱秀清，2（.東北農業(yè)大學食品學院，黑龍江哈爾濱50030；2.黑龍江省大豆技術開發(fā)研究中心，黑龍江哈爾濱50028）

濕豆渣面包儀器質構與感官質構相關性分析

趙清霞1，鄭環(huán)宇1，2，*，丁陽月1，趙丹丹1，于殿宇1，韓建春1，2，朱秀清1，2
（1.東北農業(yè)大學食品學院，黑龍江哈爾濱150030；2.黑龍江省大豆技術開發(fā)研究中心，黑龍江哈爾濱150028）

將濕豆渣替代小麥粉制作高膳食纖維濕豆渣面包，為了建立一種客觀、準確的濕豆渣面包的品質評價方法，建立感官評價和物性儀分析兩種方法測定結果的相關性。以濕豆渣、糖、酵母和黃油為單因素，采用四因素五水平的實驗設計為研究對象，獲得20種面包的TPA分析結果，除黏附性外其他性能都和感官評價都具有顯著性差異（p＜0.05）。對面包TPA測定數據進行因子和主成分分析，得到主成分，累計方差貢獻率為82.90%。對感官評定和儀器分析結果進行相關性分析表明，TPA測定結果與感官評定結果之間存在顯著（p＜0.05）或極顯著（p＜0.01）的相關性（r=-0.326～0.986）。以TPA分析指標為自變量，感官評定指標為因變量進行逐步回歸分析，得到具有統(tǒng)計意義的感官評價的硬度、內聚性、回復性的預測模型。本文為物性儀在焙烤食品品質評價上的應用提供了理論依據。

面包，濕豆渣，質構，TPA，感官評定，相關性

豆渣是一種主要的大豆加工副產物，含有大豆蛋白、礦物質和膳食纖維等多種營養(yǎng)成分［1-3］，尤其膳食纖維含量較高，是一種優(yōu)良的膳食纖維資源。但在我國豆渣一直沒有得到充分開發(fā)利用，除少部分用作飼料外，大部分被廢棄掉，造成了環(huán)境污染和資源浪費［4］，利用豆渣制作高膳食纖維面包，不但滿足了人們對高膳食纖維食品的需求，而且變廢為寶，實現(xiàn)了豆渣的再利用。將豆渣干燥粉碎后制成豆渣粉，用其替代部分面粉制備面包、蛋糕等食品已有研究［5-6］，但該工藝能耗大，生產成本高。而采用未干燥的豆渣，即濕豆渣，直接應用到面包制作中，不僅降低了生產成本，而且濕豆渣能夠鎖住更多的水分，降低了產品在烘焙過程中水分的流失［7-8］，增加產品的柔軟性，防止變硬，提高了面包的品質?，F(xiàn)代烘焙產品質量評價體系中，質構［9］是衡量產品品質的一個最重要的指標，測試方法包括感官評定法和儀器分析法［10］。感官評定法是主要評價工具，但是感官評定方法主觀性強，操作過程繁瑣，準確性差，重復性差；儀器分析法，能夠根據樣品的物性特點作出數據曲線，是精確的量化測量方法［11］。目前已有關于豆渣面包的營養(yǎng)價值及貯藏保鮮技術的研究報道［12-14］，而針對濕豆渣面包質構特性的相關性報道較少［15-16］。本文選用20種面包的4因素5水平的樣品為研究對象，分別采用感官評價法和物性儀TPA模式評定濕豆渣面包的質構特性，研究這兩種方法的相關性，并對TPA指標進行主成分分析，建立濕豆渣面包的質構評定模型，為濕豆渣面包品質控制提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮濕豆渣 含水量：87.10%，粗脂肪：9.70%，粗蛋白：19.60%，總膳食纖維：59.29%；活性酵母 安琪酵母股份有限公司；高筋面粉、黃油、白糖、食鹽、雞蛋 均為市售優(yōu)級品。

TA-XT2i多功能質構儀 美國Stable Micro System公司；面包機AB-SN6513N 北美電器有限公司；電烤箱KWS1523LQ-F2EM 廣州格蘭生活電器制造有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 面團及濕豆渣面包的制備 將面包粉120 g，鹽1 g，蛋清液12 g，一定量的濕豆渣、白糖、酵母、黃油，固定濕豆渣30 g，白糖20 g，酶母2 g，黃油12 g，加50%的30℃溫水（蛋清的含量按水分含量計）加入到攪拌機中，中速攪拌至面團光滑即可；將制備好的面團置于26℃，相對濕度為80%，醒發(fā)30 min，將面團分割成為單位質量的小面團，隨后將小面團搓成比較光滑的長方體，便于保留新的氣體，使面團膨脹、松軟；繼續(xù)醒發(fā)溫度36℃，60 min，濕度85%，以面團體積膨脹2～3倍為宜，將烤箱底火和面火預熱至180℃時放入烤盤，恒溫烘烤15～20 min，至面包表皮形成金黃色即可。烘烤過程中，面包表面可以刷一層油或蛋液，增加烘烤效果；烤好后，采用室溫自然冷卻，將面包冷卻至35℃以下，進行包裝。

1.2.2 濕豆渣面包的質構特性分析 將面包切成長寬高3 cm×3 cm×1.5 cm長方體，采用物性測定儀進行TPA模式測定。選用P50探頭，測定條件為：測前速率2.0 mm/s；測試速率1 mm/s；測后速率1 mm/s；應變位移5 mm，觸發(fā)點為5 g，兩次壓縮停留5 s，分別測出3個面包芯的硬度、黏附性、彈性、內聚性、咀嚼性和回復性，結果取平均值。

1.2.3 濕豆渣面包的感官評定 由8名評審員組成感官評定小組，首先明確本實驗的目的、意義以及感官評定的指標和注意事項，對濕豆渣面包進行密碼編號，檢驗樣品也隨機化。評定分數采用對濕豆渣面包的硬度（1～15分）、黏附性（1～15分）、彈性（1～20分）、內聚性（1～15分）、咀嚼性（1～15分）和回復性（1～20分）進行評定，結果取平均值。

1.3 數據分析

采用Excle和SPSS 20.0統(tǒng)計軟件對實驗數據進行分析。

2 結果與分析

2.1 濕豆渣面包質構的儀器分析與感官評定結果

面包的TPA測定結果見表2。結果表明：20種面包之間的硬度、彈性、內聚性、咀嚼性和回復性的質構特性存在差異顯著性（p＜0.05），黏附性無顯著性差異。豆渣不同添加量制得的面包彈性，糖不同添加量制得的面包彈性，酵母不同添加量制得的面包硬度、彈性和咀嚼性，黃油不同添加量制得的面包硬度、彈性和內聚性均無顯著性差異，其他質構指標基本差異顯著。由表2可知，不同單因素之間，不同濕豆渣和糖添加量的面包的大部分TPA指標呈差異顯著性（p＜0.05），但不同酵母與黃油添加量的面包的質構指標之間顯著性不明顯，這與添加不同成分差異顯著性一致，表明面包質構差異與添加的成分有關［17-18］。

表1 濕豆渣面包質構感官評價定義及評定標準Table1 Definition and criterion of sensory texture evaluation for fresh wheat-okara bread-baking

20種濕豆渣面包感官評定結果見表3，結果顯示各個樣品的感官評定指標具有差異顯著性（p＜0.05）。對同一單因素不同添加量來分析，大部分TPA指標存在一定的差異顯著性。即同一因素不同水平影響感官指標，這與儀器測定分析結果基本一致。

表2 濕豆渣面包物性儀分析（TPA）測定結果Table2 Determination results of texture analyzer（TPA mode）of wet dregs bread

表3 濕豆渣面包構感官評定結果Table3 Results of texture measurement of wet dregs bread by sensory evaluation

2.2 TPA指標的主成分分析

為討論各因素對TPA質構特性的貢獻程度，采用主成分分析和因子分析法確定影響面包質構的主要因素，為評價面包品質提供依據。面包質構測定的TPA指標的主成分分析所得相關矩陣的特征值及方差貢獻率結果見表4，表中列出了所有主成分，且按照特征值從小到大的次序排列，第1和第2主成分的方差貢獻率達到82.90%，其中第一主成分的貢獻率達到50.99%；第一主成分特征值為3.059，第二主成分特征值為1.915，根據提取因子的條件，特征值大于1，即選出兩個因子。由此，提取前2個主要成分就基本能夠代替6個TPA指標對面包質構特性的評價，作為反映面包質構主要的信息。

表4 面包TPA分析的各成分特征根與方差貢獻率Table4 Total variance explained for TPA analysis of different components of the twenty kinds of wet dregs bread

主成分負荷反映了兩個主成分分別在TPA指標上對主成分的貢獻率的大小，其前2個主成分負荷見表5，兩個主成分的負荷圖見圖1。負載圖表明在某個坐標軸附近的變量只在該主成分上有較高的負荷，而在其他主成分上只有較低的負荷。距離原點越遠，其變量被兩個主成分介紹程度越高，指標空間上距離越近，則變量間正相關程度越高。從表5和圖1可知，第一主成分F1與硬度（Hardness，X1）、彈性（Springiness，X3）、內聚性（Cohesiveness，X4）、咀嚼性（Chewiness，X5）、回復性（Resilience，X6）呈正相關，且主要反映了彈性、內聚性、回復性；而第二主成分F2反映了硬度、咀嚼性。

表5 主成分負荷矩陣Table5 The component matrix

為了更直觀的反映不同面包的質構特性，采用正交旋轉法［19］對TPA數據的主成分因子進行旋轉，表6為第1和第2主成分的得分矩陣，可以得到式（1）和式（2），此為第一主成分和第2主成分與面包TPA質構各指標之間的關系表達式：

圖1 主成分負荷圖Fig.1 Biplot of principal component analysis

表6 主成分特征向量Table6 Eigenvectors for principal components

以第一主因子特征向量為橫坐標，第二主因子特征向量為縱坐標，根據20種面包在第一和第二主成分向量分布，可以作出散點圖，從而直觀地反映各樣品在第一主成分和第二主成分上的相關情況，見圖2所示。

圖2 20種面包的負荷圖Fig.2 Biplot of principal component analysis of the twenty kinds of wet dregs bread

從圖2可以直觀地看出20種面包的對兩個主成分上的影響的貢獻率情況，區(qū)域A表示對第一主成分和第二主成分影響均較大；區(qū)域B表示對第一主成分影響較大，對第二主成分影響較??；區(qū)域C表示對第一主成分影響較小，對第二主成分影響較大；區(qū)域D表示對第一主成分和第二主成分影響較小。從圖2中可以看出，20%的豆渣添加量的面包對第一主成分影響較大；6%、8%的黃油添加量的面包對第二主成分影響較大；25%的豆渣添加量對面包的對第一主成分和第二主成分均影響較大；其他單因素對第一主成分和第二主成分無顯著性影響。說明20種面包的豆渣和黃油含量對TPA測試結果有主要的影響。

2.3 TPA測定指標與感官評定的相關性分析

TPA測定與感官評定結果的相關系數見表7，TPA測定的指標與感官評定指標之間存在著顯著（p＜0.05）或者極顯著（p＜0.01）的相關性［20-22］。其中TPA測試指標的彈性與感官評定的彈性（r=0.986，p＜0.01）、內聚性（r=0.451，p＜0.01）、回復性（r=0.865，p＜0.01）之間有極顯著的正相關性，TPA測試中的彈性是使面包的恢復形狀的能力，這與面包感官評定的柔軟性和組織特性密切相關，感官評定中彈性是面包在口腔中經過第一次咀嚼以后能夠再恢復的程度，經過咀嚼后，面包的結構被破壞，恢復程度降低，所需能量就越低；內聚性高表示面包不易形成碎渣，咀嚼時能夠較好地保持完整的狀態(tài)，隨著內聚性的進一步降低，咀嚼是所需能量降低；回復性會在一定程度上影響面包的品質，回復性較高的面包，所需能量就越少。

TPA測試指標的內聚性、回復性也與感官評定的彈性、內聚性、回復性呈極顯著（p＜0.01）的正相關性。TPA測試指標中的內聚性表示測試面包經過第一次壓縮變形后所表現(xiàn)出來的對第二次壓縮的相對抵抗能力，反映的是面包抵抗受損并保持完整的性質，它反映了面包內部結合力的大小，咀嚼面包所用能量越低，內聚性越?。换貜托员硎久姘诘谝淮螇嚎s過程中回彈的能力，反映了面包受壓后迅速恢復變形的能力，經過第一次壓縮后，面包的組織狀態(tài)發(fā)生改變，所需能量越低。

TPA測試中的硬度、黏附性、咀嚼性與感官評定中的內聚性呈顯著（p＜0.05）的負相關，與回復性呈顯著（p＜0.05）或極顯著（p＜0.01）相關，硬度是探頭第一次壓縮面包達到變性所需的力，面包越硬，所消耗的能力就越大，黏附性測定的是面包克服黏著作用所消耗的功，反映了咀嚼時面包對上腭、牙齒、舌頭等接觸面黏附作用；咀嚼性用于描述將固體食品咀嚼到可吞咽時所需的能量，它綜合反映了面包對咀嚼的持續(xù)抵抗性。感官評定發(fā)現(xiàn)面包內聚性表示不易形成碎渣，咀嚼時能夠較好地保持完整的狀態(tài)，隨著內聚性的進一步降低，咀嚼時所需能量降低；回復性會在一定程度上影響面包的品質，回復性較高的產品口感較好。感官評定的咀嚼性與TPA測試指標無顯著相關性，感官評定時面包咀嚼性的變化不明顯，這意味著咀嚼性的變化對面包的品質沒有太大的影響。

總之，TPA分析和感官評定之間存在一定的相關性，且彈性、內聚性和回復性在濕豆渣面包質構分析中占有重要的地位，可作為濕豆渣面包質構特性評價的重要綜合性指標。因此，綜合TPA測定結果和感官測定結果的相關性分析，對濕豆渣面包質構特性起到決定性作用的指標是彈性、內聚性和回復性。

表7 TPA分析和感官指標之間的皮爾遜相關系數Table7 Person correlation coefficients among the results of TPA analysis and sensory evaluation

為了進一步對面包質構特性進行評價及預測，以TPA測定指標作為自變量，感官分析指標作為因變量進行逐步回歸分析法，F(xiàn)值顯著水平分別為0.05 和0.01。對感官分析指標的回歸方程和回歸預測模型見表8。由表8可知，感官評定的彈度、內聚性和回復性經過篩選后得到最優(yōu)回歸模型，經顯著性檢驗具有顯著性（p＜0.05），彈性、內聚性和回復性的方程決定系數數R2均大于0.5。因硬度、粘附性和咀嚼性的回歸模型不顯著而被剔除。因此，由分析預測模型可知，面包感官彈性、內聚性、回復性的變化與TPA中的彈性和內聚性的變化一致。由此綜合TPA分析的相關性和TPA指標主成分分析，確定對面包質構特性起決定性作用的指標是彈性、內聚性和回復性。

3 結論

本實驗通過TPA分析和感官評價兩種方法對不同添加量的濕豆渣、糖、酵母和黃油面包的質構特性進行研究，得到以下結論：

3.1 不同因素和不同添加量的面包的感官指標和TPA指標，除TPA的黏附性外，均具有顯著性差異（p＜0.05），這結果表明了質構特性與產品本身的成分組成存在密切關系；采用因子分析和主成分分析法對面包的質構特性進行分析，6個指標中提取2個主成分，第1和第2主成分的方差貢獻率達到82.90%，其中第一主成分的貢獻率達到50.99%，可完全解釋面包的硬度、內聚性、彈性、咀嚼性和膠黏性。建立了2個主成分與面包TPA質構指標之間的表達式。通過散點圖的分析，20%和25%的豆渣含量，6%和8%的黃油含量對TPA測試結果影響較顯著。

表8 感官指標對TPA儀器分析指標的逐步回歸分析預測模型Table8 Predictive equations for TPA parameters as functions of sensory attributes by stepwise regressions

3.2 感官評定指標與TPA指標具有良好的相關性，其中TPA指標中彈性、內聚性和回復性與感官評定指標彈性、內聚性和回復性均具有極顯著正相關性，相關性系數為0.451～0.986；而硬度和咀嚼性和與感官指標內聚性呈顯著的負相關，與回復性呈顯著或極顯著的正相關；TPA指標中的黏附性與感官評定的內聚性呈顯著負相關，回復性與感官評定的硬度呈顯著正相關，TPA測定指標與感官評定的咀嚼性無相關性；并由分析模型可知面包感官彈性、內聚性、回復性的變化與TPA測定結果中的彈性和內聚性的變化一致。

［1］Redondo-Cuenca A，Villanueva-Suarez M J，Mateos Aparicio I.Soybean seeds and its by-product okara as sources of dietary fibre.Measurement by AOAC and Englyst Methods［J］.Food Chemistry，2007，108：1099-1105.

［2］Mateos-Aparicio I，Redondo-Cuenca A，Villanueva-Suarez M J，et al.Pea pod，broad bean pod and okara，potential sources of functional compounds［J］.LWT-Food Science＆Technology，2010，43（9）：1467-1470.

［3］Vander Riet W B，Wight A W，Cilliers J J L，et al.Food chemical investigation of tofu and its by product okara［J］.Food Chemistry，1989（34）：193-202.

［4］江連洲.大豆加工利用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］.食品與機械，2000 （1）：7-10.

［5］溫志英，劉曉娟，劉煥云.菠蘿豆渣面包的研制［J］.中國糧油學報，2010，25（7）：102-105.

［6］姚曉玲，宋衛(wèi)江，張艷春.酶制劑在豆渣面包中的應用研究［J］.糧食與飼料工業(yè)，2006（11）：22-23，26.

［7］宋蓮軍，李爭艷，耿瑞玲.豆渣對面團流變學特性及面條質量的影響［J］.河南農業(yè)大學學報，2011（2）：241-246.

［8］鄒建.添加豆渣膳食纖維對不同小麥粉糊化特性、熱力學性質及面團質構的影響［J］.糧食與飼料工業(yè)，2015（2）：39-41.

［9］Angioloni A，Collar C.Bread crumb quality assessment：a plural physical approach［J］.Europe Food Research Technology，2009，229：21-30.

［10］Kayacier A，Singh R K.Textural properties of baked tortilla chips［J］.Lebensmittel Wissenschaft and Technologie，2003，36 （5）：463-466.

［11］張薇，朱瑛.面制品科學化評價的研究［J］.糧油食品科技，2004，12（5）：37-39.

［12］李波，蘆菲，王東玲.豆腐渣在面條中的應用研究［J］.中國糧油學報，2012，27（6）：83-88，109.

［13］Masoodi F A，Chauhan G S.Use of apple pomace as a source of dietary fiber in wheat bread［J］.J Food Processing and Preservatio，1998，22：255-263.

［14］周夢雪，陸寧.豆渣面包質構及風味評價［J］.包裝與食品機械，2015，33（1）：23-26.

［15］彭義峰，劉彥軍，班進福.面包總評分與質構分析（TPA）相關性的探討［J］.農業(yè)機械，2011（5）：119-123.

［16］趙延偉，耿欣，陳海華，等.面包及蛋糕的質構與感官評價的相關性研究［J］.中國農學通報，2012，28（21）：253-259.

［17］周雪松，徐皎，趙謀明.卡拉膠對面包品質影響［J］.糧食與油脂，2012（3）：47-49.

［18］Lisbeth H，Turid R.Iced storage of Atlantic salmon（Salmo salar）-effects on endogenous enzymes and their impact on muscle proteins and texture［J］.Food Chemistry，2004，87（1）：31-41.

［19］林海明，張文霖.主成分分析與因子分析的異同和SPSS軟件［J］.統(tǒng)計研究，2005（3）：65-68.

［20］彭義封，留彥軍，班進福.面包總評分與質構分析（TPA）相關性的探討［J］.農業(yè)機械，2011，5（2）：119-122.

［21］王海鷗，姜松.質構分析（TPA）及測試條件對面包品質的影響［J］.糧油食品科技，2004，12（3）：1-4.

［22］張一.TPA測試在面包品質評價中的應用研究［J］.吉林工商學院學報，2010，26（5）：48-51.

Analysis of the correlation between the sensory evaluation and texture instruments of fresh okara-wheat bread

ZHAO Qing-xia1，ZHENG Huan-yu1，2，*，DING Yang-yue1，ZHAO Dan-dan1，YU Dian-yu1，HAN Jian-chun1，2，ZHU Xiu-qing1，2
（1.College of Food Science，Northeast Agricultural University，Harbin 150030，China；2.Soybean Technology Development Research Center of Heilongjiang Province，Harbin 150028，China）

The fresh okara was used to replace a part of wheat flour to produce high dietary fiber fresh bread.In order to establish an objective and accurate way of evaluating the quality of fresh okara-wheat bread，both sensory evaluation and physical instrumental analysis were applied to evaluate the correlation of the results.The experiment designed with five levels and four factors，fresh okara，sugar，yeast and butter，was investigated.The result indicate that the TPA analysis and sensory evaluation of 20 kinds of bread were significant differences （p＜0.05）except the adhesiveness.While analyzing of the factor and principal component of the TPA data of the bread，the main components were identified.The cumulative variance contribution rate was 82.90%.By analyzing the correlation of the sensory evaluation and instrumental analysis，there were significant（p＜0.05）or highly significant（p＜0.01）correlation（r=-0.326～0.986）between the results of TPA and the sensory evaluation.Stepwise regression analysis was used to achieve，prediction equations with the parameters of TPA as independent variables，and the data of principal sensory attributes as dependent variable.The prediction equations of sensory hardness，cohesiveness，resilience were of significance in statistics.This research provided theoretical basis for the application of physical instruments on the quality evaluation of baked goods.

bread；fresh okara；texture；TPA；sensory evaluation；correlation

TS210.9

A

1002-0306（2016）06-0094-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.06.010

2015－07－17

趙清霞（1990-），女，碩士研究生，研究方向：食品工程，E-mail：1059782646@qq.com。

鄭環(huán)宇（1975-），女，博士，副研究員，研究方向：大豆深加工技術研究，E-mail：zhenghuanyu1@163.com。

國家高技術研究發(fā)展計劃項目（863計劃項目）（2013AA102208）；國家科技支撐計劃課題（2014BAD22B01）；黑龍江省科研機構創(chuàng)新能力提升專項計劃項目（YC2014D003）。