利通，陈舒唱，沈阿倩，冯作山，阿比旦木·卡地尔，刘世忍，黄文书

(新疆农业大学 食品科学与药学学院，新疆 乌鲁木齐，830052)

油塔子是一种发酵蒸制面制品，主料为面粉、酵母、清油、盐等[1]。在制作过程中，边拉边卷的同时，抹上羊油，层次间含羊油，层与层之间分离，每层薄如纸片。蒸熟后具有独特油脂与蒸制面制品风味，香软油多而不腻，营养丰富，因形状似塔而得名[2]。

目前关于油塔子的研究主要集中在工艺及贮藏，对于品质评价方法是感官评价，该方法虽具有较为重要的指导意义，然而感官评价需要专业人员和场所，且过程较繁锁[3]。工业化生产需要更为精准、可操控的参数，常规的感官分析通常是定性与模糊的，且因人而异，而用仪器测量的物性指标来评价品质，虽然可能损失一些信息，但可很大程度上减小人为操作误差，具有更加稳定、高效的效果。因此将感官分析和现代仪器分析相关技术进行有机整合，构建二者的相关性数据库模型，使感官、理化分析的定性、定量实现有机结合[4]，可使油塔子的品质评价更为客观、准确。

聚类分析是对大量的数据进行分组归类以了解数据的内在联系，系统聚类分析法可将受试样本划分为不同类群进行评价分析，其结果具有综合性、客观性和科学性[5-6]。相关性分析是研究2个或2个以上随机变量间相关关系的统计分析方法；偏最小二乘法主要采用主成分提取方法，同时对典型相关分析提取两组变量的典型成分，要求自变量对因变量有很强的解释能力[7-8]；主成分分析[9-11]将众多指标找出代表性指标，尽可能多的保留原始变量的信息缩减原始变量转换成新的变量或主成分。在食品及其他行业均有研究用多元统计的方法，对样品的物性或成分指标代替感官评价指标，具有一定的可行性[12-14]。

本研究以乌鲁木齐市市售19家油塔子为样品，对其9个物性指标及8个感官评价结合描述性分析、聚类分析、相关性分析、偏最小二乘法分析及主成分分析，客观得出评价油塔子品质的关键指标，旨在建立油塔子的品质评价体系。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

油塔子样品来源于新疆乌鲁木齐市沙依巴克区、天山区、水磨沟区、新市区等4个区，分别购买5、5、5、4份不同样品。19份样品均来自于乌鲁木齐市具有新疆油塔子的基本特征且销售量和评价较好的商家，编号为样品1～样品19。

ISQ-500H陈列蒸包柜，广州市英纽特西厨设备有限公司；TA-XT Plus物性分析仪，英国Stable Micro System公司；0～150 mm数显游标卡尺，上海九量五金工具有限公司；NH-A-1808高品质电脑色差仪，深圳市三恩时科技有限公司；JEA202电子天平，上海浦春计量仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 油塔子的复热处理

为了确保油塔子品质的一致性，所购油塔子样品统一蒸汽复热20 min后立即进行感官评价分析，自然冷却1 h后进行物性指标测定。

1.2.2 油塔子感官评价

10名食品专业的研究生连续培训3 d后组成感官评价小组，根据感官评价表(表1)进行打分[15]。

表1 油塔子感官评分表Table 1 Sensory evaluation of You ta zi

1.2.3 油塔子比容的测定

采用小米替换法[16]测定油塔子的比容，用天平称取复热冷却后的油塔子质量M，将油塔子置烧杯中，用已知体积的小米填满，称量剩余小米体积V，侧3次取平均值，计算如公式(1)所示：

(1)

式中：P，油塔子比容，mL/g；V，油塔子体积，mL；M，油塔子质量，g。

1.2.4 油塔子高径比的测定

用数显游标卡尺测量油塔子的最大高度H和最大直径D[17]，测3次取平均值。计算如公式(2)所示：

(2)

式中：S，油塔子高径比；H，油塔子的最大高度，cm；D，油塔子的最大直径，cm。

1.2.5 色度测定

采用NH-A-1808型色差仪测定油塔子色度。L值表示黑-白(亮)度，值越大则越白(亮)[18-19]。取冷却1 h后的油塔子，直接测量油塔子表面，每个样品测量3个油塔子，每个油塔子取5点测量，求平均值。

1.2.6 全质构分析测试

取同批次的3个油塔子,每个油塔子重复3次取平均值。将油塔子切成长、宽及高为15 mm×15 mm×15 mm。采用TA-XT Plus型物性分析仪，P/36R压盘式探头[20]，测试参数设定为：应变率为50%，测前速度为3 mm/s，测试速度为1 mm/s，测后速度为3 mm/s，2次压缩间隔5.0 s，触发力为5.0 g，引发类型为自动，感应力为Auto-5 g。

1.3 数据处理

利用Origin 2019b作图；SPSS 26 软件进行描述性分析聚类分析、相关性分析及主成分分析；SIMCA14.1软件对进行偏最小二乘法分析；结果以平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 物性指标测定结果

物性指标测定结果如表2所示，比容范围在1.40～2.55，高径比范围在0.39～0.72，L值范围在72.28～78.75，硬度范围在294.23～604.04 g，弹性范围在0.77～0.99 g，凝聚性范围在0.63～0.84 g，胶着性范围在268.79～490.46 g，咀嚼性范围在262.16～447.97 g，回复性范围在0.25～0.43 g。上述结果表明，市售油塔子物性指标在可接受范围内，而不同区不同商家制作的油塔子各项指标间存在差异性，说明油塔子配方或制作方式存在一定差异。

表2 不同样品的物性指标Table 2 Physical properties of different samples

2.2 油塔子基础物性指标的确立

聚类分析从一定程度上取决于聚类距离，为了确定乌鲁木齐市售油塔子物性指标间的关系而从中找出主要关键指标代表相关性，将19份油塔子样品的9个物性指标进行了系统聚类分析，如图1所示。

平放欧式距离值越小时，则证明在维度上，两者之间的距离越小，二者存在一定的共性。如图1所示，在平方欧式距离为15时分为三类，比容、弹性、回复性和凝聚性为一类，胶着性、咀嚼性、硬度和高径比归为一类，色差值为一类；在平方欧式距离为7.5时，硬度、咀嚼性和胶着性为一类，凝聚性、回复性和弹性为一类，其余各为一类；在平方欧式距离为2.5时，硬度、咀嚼性和胶着性聚为一类，其余指标则各为一类。

结合图1和表3分析可知，在平方欧式距离为15时分为三类，胶着性、咀嚼性、硬度和高径比归为一类，对应的相关系数范围在-0.431～0.990**(*表示在P<0.05级别相关性显著；**表示在P<0.01级别相关性显著，下同)；比容、弹性、回复性和凝聚性可归为一类，与其对应的相关性分析中，这4个指标彼此间的相关系数范围在0.314～0.883**；而色差L值为一类。在平方欧式距离为7.5时分为五类，硬度、咀嚼性和胶着性聚为一类，对应的相关系数范围在0.954**～0.990**；凝聚性、回复性和弹性可归为一类，对应的相关系数范围在0.707**～0.883**；其余各为一类。在平方欧式距离为2.5时分为一类，硬度、咀嚼性和胶着性聚为一类；其余各为一类，对应的相关系数范围在0.954**～0.990**。

表3 油塔子物性指标间的相关性分析Table 3 Correlation analysis between You ta zi physical property indicators

综上所述，结合系统聚类分析、相关性分析，故选择平放欧式距离较小值2.5，彼此相关性较大的0.954**～0.990**的硬度、咀嚼性和胶着性的3个指标作散点分布图，结果由图2所示。19个样品指标中硬度、咀嚼性和胶着性3个指标互相呈显著正相关趋势。即将硬度、咀嚼性和胶着性属性间可相互替代。闫博文等[21]以北方馒头进行多元统计分析结果表明，硬度、咀嚼性和胶着性呈显著正相关(P<0.01)，因此以硬度代替咀嚼性和胶着性；此外，金鑫等[22]以南方馒头进行主成分分析法分析得出的结论一致。据此本研究选择硬度指标代替胶着性与咀嚼性以缩减指标数量。

2.3 油塔子基础物性指标与感官品质评价关系的建立

偏最小二乘法是应用较广的多元统计方法，建立两个矩阵A和B间的基本关系，2个变量之间的距离说明两者之间的相关性[23-25]。偏最小二乘法分析结果由如图3所示。指标可分为三类：第1类为物性指标硬度、高径比与感官指标硬度得分；第2类为物性指标比容、回复性、弹性、凝聚性与感官指标组织得分、形态得分、口感得分气味得分、总分；第3类为物性指标L值与感官指标色泽得分。

为了研究油塔子物性指标与感官品质评价间的内在联系，做相关性分析，结果见表4。结合偏最小二乘法分析和相关性分析：比容与弹性得分、口感呈正相关，与气味得分、形态得分、组织得分呈显著正相关，其中比容与该类中相关系数范围在0.456*～0.663**；弹性与形态得分呈正相关，与弹性得分、口感、总分呈显著正相关，相关系数范围在0.679**～0.923**；凝聚性与形态得分呈正相关，相关系数为0.574*；回复性与弹性得分、口感得分、总分呈显著正相关，相关系数范围在0.673**～0.760**。结合表3结果，本文以弹性代替凝聚性、回复性。L值与色泽得分呈显著正相关，相关系数为0.863**；高径比与总得分呈负相关，相关系数为-0.510*；硬度与组织得分、总分呈负相关，相关系数分别为-0.489*、-0.566*。

表4 油塔子物性指标与感官品质间的相关关系Table 4 The correlation between You Ta zi physical indicators and sensory qualities

结合油塔子的物性指标和感官品质评价的偏最小二乘法分析、相关性分析结果表明，可选用物性指标硬度、弹性、比容、高径比和L值作为油塔子品质评价中的主要物性指标。

2.4 基于主成分分析的油塔子品质评价体系的建立

根据以上结果，本实验选择油塔子的硬度、比容、弹性、高径比、L值5个关键物性指标进行主成分分析，以特征值大于1的成分为主成分，其主成分特征值及累计百分比见表5。

表5 油塔子评价指标主成分特征向量表Table 5 Principal component feature vector table of You ta zi evaluation index

由表5可知，以特征值大于1可得到2个主成分，累积贡献率70.302%，较大的保留原始信息。将油塔子指标主成分特征向量为系数，代入所对应主成分即得主成分，如公式(3)和公式(4)所示：

F1=0.289X1+0419X2+0.263C-0.314X4+0.09X5

(3)

F2=0.074X1+0.276X2-0.172X3-0.012X4+0.913X5

(4)

再以主成分所对应的特征值占所提取的主成分特征值之和的比例为系数，计算主成分综合得分公式[26-27]，如公式(5)所示：

F=-0.128 87X1+0.265 33X2+0.095 951X3-0.159X4+0.231 551X5

(5)

令主成分综合得分归一化处理后乘公因数100，使主成分综合得分在0～100分，如公式(6)所示：

(6)

主成分分析过程中要保证所选取的主成分的累计贡献率达到高水准，以减少指标信息损失[28]。根据所测数据代入主成分综合得分公式得分及排名，并与感官评价作对比(表6)，结果显示样品2、5、6、7、12、19一致，其他样品存在较小差异。实验结果累积贡献率达70.302%，具有较好的解释能力，损失了少量信息，部分油塔子主成分综合得分排名与感官得分排名存在较小差异，说明具有一定的可行性。

表6 油塔子主成分综合得分和感官得分及排名Table 6 You Ta zi principal component comprehensive score and sensory score and ranking

3 结论

对19份市售油塔子样品中的硬度、咀嚼性、胶着性、弹性、黏聚性、回复性、比容、高径比、和色差L值9个物性指标进行描述性分析发现油塔子的品质指标之间存不同程度在差异；采用系统聚类分析结合相关性分析表明，在系统聚类分析中的9个物性指标，结果显示当平方欧式距离为2.5时，对应相关性分析的相关系数范围在0.954**～0.990**并结合散点图得出硬度、胶着性、咀嚼性三者指标间呈显著正相关。即硬度、胶着性和咀嚼性可归为一类并可互相代替，据此选取硬度代替胶着性、咀嚼性。通过偏最小二乘法分析结合相关性分析，在偏最小二乘法中以物性指标为自变量与感官指标为变量，并对这2个变量做相关性分析。结果表明，在偏最小二乘法中同聚为一类其所对应的相关性分析中的相关性较大。因此可在损失较少信息的情况下，选择该类中的关键主要物性指标代替相关指标。以硬度、高径比代替硬度得分；以比容、弹性代替回复性、凝聚性、组织得分、形态得分、口感得分、气味得分及总分；以色度L值代替色泽得分。因此得到硬度、弹性、比容、高径比和L值作为关键物性指标。通过主成分分析主要关键物性指标构建油塔子综合得分函数，并代入函数计算主成分得分与感官评价比较表明，样品2、5、6、7、12、19一致，其他样品存在较小差异。