马铃薯全粉与小麦粉配比对面团品质的影响

　　摘要研究马铃薯全粉对马铃薯全粉-小麦粉混合面团品质的影响。应用主成分分析法，对反映马铃薯全粉-小麦粉混合面团质构品质的6个指标(硬度、黏着性、弹性、黏聚性、胶着性、回复性)进行降维分析，对混合面团的质构品质进行综合评定。经过主成分分析，提取2个主成分，其中主成分1代表着硬度相关指标的信息，为“硬度因子";主成分2代表着弹性相关指标的信息，为“弹性因子”。混合面团的主成分1贡献率为65.51%，主成分2的贡献率为22.11%，累计贡献率为87.62%。结果表明，随着马铃薯全粉添加量增加，混合面团质构品质总得分均呈现先上升后下降趋势，受主成分1影响更大。

　　关键词 主成分分析;马铃薯全粉;面团

　　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

　　在我国，马铃薯除了产量高、种植面积广外，还具有生命力强、环境适应性强、营养价值高等优点"2015年，原农业部把马铃薯主粮化工作列入重要议程，明确提出将马铃薯建设成继水稻、小麦、玉米之后的第四大粮食作物。

　　受饮食习惯的限制与储存困难、供应困难、处理困难及消费者的产品选择有限等问题的影响，马铃薯产业链的发展受阻2。中国马铃薯加工业面临加工产品品种少、技术落后的困境1，限制了产品的开发及产量的增长，不利于产业发展。研究发现马铃薯全粉作为一种优良的食品原料和食品添加剂，以其营养全面、风味好、易加工、耐储存的特点"，可应用于婴幼儿食品、老人食品、糕点、膨化食品等，受到马铃薯食品生产企业和国家粮食储备机构的重视。研究指出，推动马铃薯加工制品的发展，将马铃薯加工成适合中国人消费习惯的馒头、面条等主食产品，从而更好地改善国民饮食结构，实现副食消费向主食消费转变，由新鲜产品向再加工制品产业化转变1。研究发现，将马铃薯粉添加到面团中，能够增加面团吸水率，缩短面团形成时间1，提升面团的品质，是良好的马铃薯全粉主食化发展方向。

　　试验探究添加马铃薯全粉对马铃薯全粉-小麦粉混合面团品质的影响，并建立马铃薯全粉-小麦粉混合面团品质综合评价体系，开发马铃薯全粉加工产品。试验结果为马铃薯主粮化战略提供理论支持，拓展马铃薯全粉在食品领域的应用范围，为其他含马铃薯食品开发提供参考。

　　1材料与方法

　　1.1 材料与试剂

　　马铃薯雪花全粉(甘肃兰州圣龙有限公司);小麦粉(蛋白质含量8.0 g/100 g，北京古船食品有限公司)。

　　1.2设备与仪器

　　TA.XT2i质构分析仪(英国Stable Micro Systems公司);TC6KHB型天平(常熟市双杰测试仪器厂);

　　0M250型电子防潮箱(上海欧史拓尔实业有限公司);BJ200型高速粉碎机(德清拜杰电器有限公司);Farinograph-E型粉质仪(德国布拉班德公司)。

　　1.3试验方法

　　1.3.1 马铃薯全粉-小麦粉混合粉及面团的制备将粉碎的马铃薯雪花全粉及面粉过孔径100 um

　　，粉按0，10%，20%，30%，40%，50%，

　　60%，70%，80%，90%和100%添加比例进行混合，将各混合粉样品分成2份，每份100 g，在恒温条件下，控制面团稠度500 FU左右，加水揉制成面团，在相对湿度50%、温度20℃条件下醒发0.5 h。

　　研究马铃薯全粉添加量对马铃薯全粉-小麦粉面团质构特性的影响。

　　1.3.2 混合面团质构指标测定

　　采用TPA质构分析法对面团进行质构分析。检测反映面团质构品质的6个指标：回复性、硬度、黏聚性、胶着性、黏着性、弹性。

　　1.4 数据处理

　　应用SPSS 20.0软件进行主成分分析数据处理，试验数据用MeantSD表示，采用Tukey检验，差异显著水平为p<0.05，运用Excel 2013软件进行作图分析。

　　2结果与讨论

　　2.1 混合面团质构检测结果

　　由表1可知，随着马铃薯全粉添加量的增加，混合面团的硬度呈现先下降而后上升趋势;弹性呈现先上升后下降趋势，这与Zhang等"研究结果类似，适量马铃薯添加可以增强面团弹性，过量则降低面团弹性;黏着性呈现先下降后上升趋势;黏聚性呈现先上升后下降趋势;胶着性呈现先下降再上升最后下降趋势;回复性均呈现上升趋势。

　　2.2 混合面团质构特性主成分分析

　　2.2.1适用性检验

　　采用SPSS 20.0软件中的Bartletts球状检验以检验各参数之间是否相互独立的指标值。其中，卡方近似值较大，代表数据适用于因子分析"。检测可知，混合面团质构数据的卡方近似值为67.57，sig为0.00，说明测得的各参数相互独立，进行主成分分析可行。

　　2.22主成分的贡献率与选择

　　采取主成分分析法提取公因子，其特征值与贡献率描述见表2。

　　由表2混合面团主成分分析可知，筛选特征值>1的成分为主成分[11]，主成分1贡献率为65.51%，主成分2的贡献率为22.11%，累计贡献率为87.62%，符合主成分选择原则，包含样品的大部分信息，可反映混合面团质构性质的整体信息。

　　对初始成分矩阵采用最大方差法进行正交旋转，得到旋转后的主成分矩阵，可更好解释各因子间的关系[12]。表3中数值为各指标在主成分中的载荷量，能反映各指标对主成分贡献率的大小。通过分析旋转后的主成分矩阵可知，在混合面团的2个主成分中，主成分1的相关高载荷指标有硬度、胶着性和回复性，反映这三者的信息，因此主成分1为“硬度因子”;主成分2的相关高载荷指标有弹性和黏聚性，反映二者的信息，因此主成分2为“弹性因子”。

　　通过旋转空间成分图可以更直观地反映各个指标之间的关系。由图1可知，主成分1中硬度、胶着性和回复性贡献度均较高;主成分2中弹性和黏聚性贡献度均较高。

　　根据“主成分载荷量是主成分特征向量与相应特征值的算数平方根的乘积”的原则[13]，可以计算得出每个主成分对应质构指标的特征向量。

　　根据表4中数据，可构建出混合面团各个主成分同对应TPA质构指标之间的关系式。

　　通过表达式中的系数可以得出，与混合面团主成分1呈正相关的质构指标有硬度、黏着性、胶着性、回复性，呈负相关的质构指标有弹性和粘聚性;与混合面团主成分2呈正相关的质构指标有硬度、弹性、黏聚性、胶着性、回复性，呈负相关的质构指标有黏着性。这与初始主成分矩阵的结果保持一致。

　　2.2.3 混合面团质构特性主成分得分分析质构品质总得分的计算方式如式(1)所示。

　　总得分=主成分1系数×主成分1得分+主成分2系数x主成分2得分

　　(1)

　　式中：主成分1系数=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系数=主成分2特征值/

　　(主成分1特征值+主成分2特征值)

　　根据式(1)可计算出混合面团的主成分1得分、主成分2得分及总得分，如表5所示。

　　以主成分1得分为横坐标、主成分2得分为纵坐标作散点图，可以反映不同样品间的分类情况，如图2所示。

　　从整体来看，混合面团的样品，各个点的分布都较为分散。混合面团样品中，L、、L2和L，被分为一类，与L0未分为一类，说明马铃薯全粉添加量较少时对面团质构有明显影响，但不同添加量之间(限少量添加)对混合面团质构影响差异不大，试验结果与Lin等1研究类似，其研究发现在马铃薯全粉添加量0-35%对馒头质量有很大影响。

　　由图3可知，随着马铃薯全粉添加量增加，主成分1即硬度因子的得分呈现下降一上升一稳定趋势，这是因为小麦粉面团质构和流变性质的主要影响因素是面筋质量。在和面过程中，小麦淀粉与面筋蛋白吸水形成面筋网络，决定了面团的质构和流变性质性质[15。

　　试验的马铃薯全粉是马铃薯雪花全粉。因为雪花全粉的加工工艺中包括预煮、蒸煮等步骤，所以其所含的淀粉是预糊化淀粉。不同于普通淀粉，预糊化淀粉在接触水之后，淀粉分子会恢复交联状态，使体系的黏度急剧增加。

　　马铃薯全粉添加量较小时，其起到的主要作用是稀释面粉，使混合粉中面筋蛋白含量下降;并且马铃薯淀粉吸水性较强，在和面过程中会与面筋蛋白争夺水分，弱化面筋网络19，从而降低硬度因子的评分。

　　随着马铃薯全粉添加量增加，混合粉中的主要成分变为预糊化马铃薯淀粉，糊化淀粉成为混合面团质构性质的主要影响因素。相比之前面筋网络体系被弱化时的状态，混合面团的硬度因子评分呈上升一稳定趋势。

　　由图4可知，随马铃薯全粉添加量增加，主成分2即弹性因子的得分呈现上升一稳定一下降趋势，这是因为面筋网络不仅影响面团的硬度，还影响面团的弹性。普通面团在改变形状时耗费的能量要远小于淀粉团。这可能是由于面筋蛋白网络可塑性较强，结构变化空间较大;而淀粉糊化后交联形成的结构较紧密，结构改变空间小17。

　　马铃薯全粉含有较多的淀粉，且在加工过程中含有诸如蒸煮等熟化工序，在复水后可得到大量糊化淀粉，容易形成相对紧密的淀粉团结构。因此弹性因子得分随全粉用量的增加呈上升和稳定趋势。随着面筋网络消失，维持淀粉团结构稳定的重要因素也随之消失，弹性因子得分呈急剧下降趋势。

　　由图5可知，随着马铃薯全粉添加量增加，混合面团质构品质总得分均呈现先上升后下降趋势。通过分析表5数据可得，主成分1的系数大于主成分2的系数，说明主成分1对质构信息的贡献率要大于主成分2。因此，总得分的变化趋势受主成分1的影响更大，更多地表现出主成分1的变化趋势。

　　3　结论

　　应用主成分分析法，对反映马铃薯全粉-小麦粉混合面团质构品质的6个指标(硬度、黏着性、弹性、黏聚性、胶着性、回复性)进行降维分析，对混合面团的质构品质进行综合评定。经过主成分分析，分别提取2个主成分，其中主成分1代表着硬度相关指标的信息，为“硬度因子”;主成分2代表着弹性相关指标的信息，为“弹性因子”。混合面团2个主成分的累计贡献率为7.62%。构建出混合面团各个主成分同对应TPA质构指标之间关系式。

　　随着马铃薯全粉添加量增加，混合面团质构品质总得分均呈现先上升后下降趋势。总得分的变化趋势受主成分1的影响更大，更多地表现出主成分1的变化趋势。

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