利用內聚性和咀嚼性對火腿腸等級的判別分析研究

郝紅濤，趙改名，柳艷霞，李苗云，崔艷飛

(河南農業大學食品科學技術學院，河南鄭州450002)

利用內聚性和咀嚼性對火腿腸等級的判別分析研究

郝紅濤，趙改名*，柳艷霞，李苗云，崔艷飛

(河南農業大學食品科學技術學院，河南鄭州450002)

利用質構分析(Texture Porfile Analysis，TPA)和感官評分法對不同等級火腿腸的內聚性和咀嚼性進行了評定，并用判別分析方法研究了以感官評分和質構數據建立的判別函數判斷火腿腸等級的可行性。結果表明:利用內聚性和咀嚼性的感官評分和質構數據建立的火腿腸等級判別函數，對火腿腸等級的判別正確率分別為84.8%和100.0%，說明在判別火腿腸的等級時可以用質構指標取代感官評定。

感官評定，質構分析，內聚性，咀嚼性，判別分析

Abstract:The cohesiveness and chewiness of ham sausages of different grades were measured using sensory evaluation and instrumental measurement(Texture Porfile Analysis，TPA)，and the possibility of discriminating the grades of ham sausages by using discriminat functions established on data of the cohesiveness and chewiness was studied.The results showed that the discriminant accuracies of the established discriminant functions by cohesiveness and chewiness were 84.8%and 100.0%，respectively.It was suggested that the current sensory evaluation methods could be replaced by instrumental measurement in distinguishing the grades of ham sausages.

Key words:sensory evaluation;texture porfile analysis;cohesiveness;chewiness;discriminant analysis

火腿腸是我國肉類制品最主要的產品之一，因其組分中的水分、蛋白質、淀粉含量的不同被劃分為不同的等級。質構特性如內聚性和咀嚼性等是火腿腸極其重要的品質特性，被認為是評價產品質量好壞的重要參考依據。國內外多年來一直沿用感官評定方法評價制品的質構特性。由于火腿腸是一個復雜的體系，蛋白質、淀粉、水分以及膠類物質都會影響其凝膠特性［1－3］。不同等級間火腿腸的凝膠系統的強弱差別較小，在利用感官評定法評價某一質構特性時，其間的細微差別很難通過感官進行界定，限制了感官評定的準確性，并不能準確地判別樣品的質量等級。董慶利［4］等嘗試應用BP神經網絡改進熏煮香腸質構的感官評定預測，雖數學檢驗結果的準確度和擬合性較感官評分有所提高，但其數學檢驗結果范圍還有待被廣泛認可和接受;通過儀器測量物理性質以反映制品質構，能夠彌補感官評價的缺陷，逐漸成為質構測量的發展方向［5－6］。目前，質構測定結果主要反映在質構儀的實際效用和評價某一質構特性強弱方面，而利用質構特性反映制品質量等級的類似內容還未見報道。筆者在研究中發現，利用質構特性評價制品質量等級時，參與評價的質構指標越多，其判別制品質量等級的準確性越高，而這方面的相關研究亦屬空白。鑒于此，本研究以內聚性和咀嚼性為研究目標，利用感官評定和質構分析法測定火腿腸的內聚性和咀嚼性特性，研究二者在評價火腿腸質量等級方面的能力，探索利用質構指標取代感官評定在評價其質量特性方面的可行性。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

不同等級火腿腸 普通級、優級和特級，市售。

TA－XT2i質構儀 Stable Micro Systems，UK。

1.2 實驗方法

1.2.1 感官評定法測定火腿腸的內聚性和咀嚼性本實驗感官評定在食品感評室完成，室內溫度維持在22℃。感官評定小組由24人組成，通過對感評員進行培訓，結合火腿腸的內聚性和咀嚼性特性，制訂了火腿腸的內聚性和咀嚼性的感官評分標準(表1)，受試樣品規格為高12mm，直徑為25mm的圓柱體。

表1 火腿腸內聚性和咀嚼性的感官評定標準

需要說明的是，內聚性感官評定標準的建立是以咀嚼性為基礎，在受試樣品被咀嚼相同次數后感受此時樣品的組織狀態，咀嚼方式:每秒鐘咀嚼一次。為了減少從測定到形成概念之間的許多因素如嗜好與偏愛對檢驗結果的影響，用雙盲法進行檢驗，對樣品進行密碼編號(采用三位隨機數字)，評定采用1～5分制，評定后剔除異常數據。每次評定由每個評定成員單獨進行，相互不接觸交流，每個樣品評定之間用清水漱口。

1.2.2 質構分析法測定火腿腸的內聚性和咀嚼性采用TA－XT2i質構儀在室溫為22℃的條件下測定火腿腸的內聚性和咀嚼性。待測樣品規格為直徑25mm，高12mm的圓柱體。TPA測定條件:P50探頭;測前速度:2mm/s;測試速度:0.8mm/s;測后速度:0.8mm/s;測定間隔時間:5s;壓縮比75%。TPA結果采用TPA－macro分析。

1.3 數據分析

用SPSS11.0軟件中的 Discriminant程序分別對內聚性和咀嚼性的感官評分和質構值進行判別分析，同時建立判別函數并進行回代檢驗。

2 結果與分析

2.1 綜合火腿腸內聚性和咀嚼性感官評分的判別分析

以內聚性和咀嚼性的感官評分為變量對火腿腸的等級進行判別分析，得到Y1和Y2兩個典則判別函數，典則判別函數的特征值分別為5.534和0.002，其中判別函數Y1能夠解釋100%的方差變化，包含了火腿腸內聚性和咀嚼性感官得分的全部信息，能夠描述各等級火腿腸內聚性和咀嚼性間的差異與聯系。

Y1=1.357X1+0.656X2－7.427

Y2=(－0.615X1)+1.090X2－0.810

式中，X1、X2分別代表內聚性和咀嚼性的感官評分值。

通過對典則判別函數判別結果的方差分析，判別方程Y1的判別能力是顯著的(p≤0.01)，而Y2判別方程的判別能力較弱(p≥0.05)。表2是判別分類結果的統計評價，它給出了全部樣品和交叉驗證建立判別方程的正確分類的樣品數和準確率。

表2 利用感官評分檢驗樣本的判別結果

從表2中可以看出，判別方程對樣本回判正確率和交叉驗證正確率分別為89.4%和84.8%。圖2為典則判別分析結果的判別分數區域散點圖，表示各等級間的相對關系，兩個典則變量的坐標可以較好地區分各個等級。

從圖1可以看出，用取得的典則判別方程基本上區分出了樣本的三個等級，優級腸和特級腸的判別函數得分值在分布上能各自成群，但仍有部分出現了部分交疊，普通腸已經被完全區分開來，表明進入方程的內聚性和咀嚼性的感官得分能夠反映各等級火腿腸的內聚性和咀嚼性特性。典則判別函數直觀描述了不同等級火腿腸內聚性和咀嚼性感官評分之間的關系，但不便于對未知樣品所屬等級進行客觀判斷。因此以進入模型的內聚性和咀嚼性的感官評分為基礎，建立了3個Fisher線性判別函數，分別描述了各等級火腿腸內聚性和咀嚼性感官評分的特征。不同等級火腿腸的Fisher線性判別貝葉斯方程如下:

Y3=內聚性感官評分×14.545+咀嚼性感官評分×7.344﹣49.404

Y4=內聚性感官評分×12.114+咀嚼性感官評分×6.185﹣34.808

Y5=內聚性感官評分×6.129+咀嚼性感官評分×3.728﹣10.744

式中:Y3、Y4和Y5分別代表特級、優級和普通級，其判別樣品等級的方法為:將某個樣品的內聚性和咀嚼性的感官評分代入方程計算其在各類別上的得分，并根據判別分值多少判斷其所屬類別，比較不同類的判別分值，哪個分值大就屬于哪一類。

圖1 綜合內聚性和咀嚼性感官評分的群體散點鑒別圖

2.2 綜合火腿腸內聚性和咀嚼性質構值的判別分析

以內聚性和咀嚼性的質構值為變量對火腿腸的等級進行判別分析，得到Y6和Y7兩個典則判別函數，典則判別函數的特征值分別為18.662和1.571，典型相關系數為0.974和0.782，分別能夠解釋模型方差變化的92.2%和7.8%。包含了火腿腸內聚性和咀嚼性質構值的所有信息，能夠描述各等級火腿腸內聚性和咀嚼性質構特性間的差異與聯系。

式中:X3、X4分別代表內聚性和咀嚼性的機械測定值。

通過對典則判別函數判別結果的方差檢驗，兩個典則判別方程的判別能力都是顯著的(p≤0.01)，表3給出了判別分類結果的統計評價。

表3 利用機械測定值檢驗樣本的判別結果

從表3中可以看出，判別方程對樣本回判正確率和交叉驗證正確率分別為100.0%和100.0%。用建立的兩個典則判別函數對各樣品作散點圖，結果見圖2。

圖2 綜合內聚性值和咀嚼性值的群體散點鑒別圖

由圖2可以看出，不同等級的火腿腸在圖中有各自的分布區域，建立的典型判別方程有較好的判別精度。用取得的典則判別方程可以很好地將三個等級的樣本區分開，表明進入方程的內聚性和咀嚼性的質構值能夠精準地反映各等級火腿腸的內聚性和咀嚼性特性。為了更準確對未知樣品所屬等級進行客觀判斷，建立了3個Fisher線性判別方程(如下)，分別描述了各等級火腿腸內聚性值和咀嚼性值的特征。

Y8=內聚性值×2669.963+咀嚼性值×0.036－410.538

Y9=內聚性值×2514.466+咀嚼性值×0.016－327.588

Y10=內聚性值×1896.135+咀嚼性值×0.012－186.785

式中:Y8、Y9和Y10分別代表特級、優級和普通級，判別方法同上。

3 討論

不同等級火腿腸的凝膠系統的強弱有區別，其質構特性如內聚性和咀嚼性等是消費者鑒別其質量優劣的直接參考依據。內聚性反映的是咀嚼食物時食物抵抗受損并緊密連接，使食物保持完整的性質，咀嚼性則表示將固體食品咀嚼到可吞咽狀態時需做功的大小。它們在不同等級火腿腸中呈現一定的變化規律，能夠反映火腿腸的等級。

本研究分別以不同等級火腿腸的內聚性和咀嚼性的感官評分和質構值為基礎分別進行判別分析，建立了2套典型標準化判別函數及對應的貝葉斯判別方程。由對火腿腸等級的判別結果可知，利用內聚性和咀嚼性的感官評分對樣本等級判別的回判正確率為89.4%，交叉驗證的正確率為84.8%;而以質構分析法所得的硬度、脆性和粘著性值對樣本等級判別的回判正確率及交叉驗證的正確率均為100.0%，這說明利用質構分析方法更能科學準確地區分樣品的等級。從圖1可以看出，利用感官評分判別樣品等級時，優級和特級間出現了交疊。這可能與二者間的蛋白濃度相差不大有關［7］，由此引起的兩個等級火腿腸間的質構特性差異不明顯而造成的感官評定難度較大及人為誤差是制約其判別準確性的重要因素。這與郭興鳳［8］等研究結果相似，即在蛋白濃度達到一定濃度后，凝膠強度隨蛋白濃度的增加趨勢才明顯。筆者在研究中發現，在利用感官評定法時，參與感官評定的質構指標越多，判別的準確性越高，但這會使實驗強度增大。而在利用質構值判別時，三個等級被完全區分開，同時利用機械測定樣品的質構值，省時省力，大大提高了工作效率。因此，利用質構指標取代感官評分來判別火腿腸的等級是可行的。

4 結論

以內聚性和咀嚼性的感官評分和質構值為變量建立的判別方程都能判別火腿腸的等級，但后者的操作性更方便，準確性更高，因此，可以用質構指標取代感官評定判別火腿腸的等級。

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Study on discriminant analysis on the grades of ham sausages based on cohesiveness and chewiness properties

HAO Hong－tao，ZHAO Gai－ming*，LIU Yan－xia，LI Miao－yun，CUI Yan－fei
(College of Food Science and Technology，Henan Agricultural University，Zhengzhou 450002，China)

TS251.6+5

A

1002－0306(2010)08－0095－04

2009－09－14 *通訊聯系人

郝紅濤(1984－)，男，在讀碩士研究生，研究方向:肉類加工與產品質量控制技術。

十一五國家科技支撐計劃(2007BBAD70B02)。