鞏阿娜， 劉紅芝， 劉 麗， 石愛(ài)民， 王 強(qiáng)

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所/農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品加工綜合性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193）

原料特性與花生醬品質(zhì)間關(guān)系模型的建立

鞏阿娜， 劉紅芝， 劉 麗， 石愛(ài)民， 王 強(qiáng)*

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所/農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品加工綜合性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193）

為解決“普通花生品種過(guò)多和原料過(guò)剩、專用加工品種和原料缺乏”的問(wèn)題，本研究對(duì)26個(gè)品種花生的感官特性、理化與營(yíng)養(yǎng)特性、加工特性與其花生醬品質(zhì)之間的關(guān)系進(jìn)行研究，建立原料特性與花生醬品質(zhì)間的關(guān)系模型。以26個(gè)品種花生制備的花生醬為原料，分析各品種花生特性與花生醬品質(zhì)間的關(guān)系，采用20個(gè)品種的原料特性數(shù)據(jù)構(gòu)建評(píng)價(jià)模型，另外6個(gè)品種品質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果顯示，花生原料的百仁重、粗蛋白、粗脂肪、總維生素E、油酸/亞油酸等5個(gè)指標(biāo)與花生醬品質(zhì)在0. 05水平上關(guān)系顯著，采用統(tǒng)計(jì)學(xué)分析建立花生醬用花生原料特性評(píng)價(jià)模型，驗(yàn)證模型的R2為0. 788。研究結(jié)果表明，花生的原料特性顯著影響花生醬品質(zhì)，粗蛋白、總維生素E與油酸/亞油酸等指標(biāo)的含量越高，花生醬品質(zhì)越好。該方法可為不同花生品種的加工利用和專用品種的選擇提供依據(jù)。

花生；花生醬；品質(zhì)分析；關(guān)系模型

花生醬是通過(guò)烘烤、去皮、拌料、碾磨等工序加工而成，營(yíng)養(yǎng)豐富、風(fēng)味獨(dú)特，是很好的佐餐和調(diào)味品［1］。目前，國(guó)內(nèi)外研究主要集中在花生醬穩(wěn)定性的改善方面，而不同花生品種對(duì)醬體品質(zhì)影響的報(bào)道相對(duì)較少［2］。Misra等［3］、王麗［4］和王強(qiáng)［5］已經(jīng)分別建立了糖果、蛋白和油專用花生品種品質(zhì)的評(píng)價(jià)模型，而我國(guó)目前在花生醬用原料特性評(píng)價(jià)模型和標(biāo)準(zhǔn)的建立方面尚屬空白。

我國(guó)花生品種資源豐富，但不同花生品種的特性差異較大，而我國(guó)習(xí)慣性地把各品種花生混合應(yīng)用，不僅降低了產(chǎn)品的品質(zhì)，還提高了產(chǎn)品的成本［6］。因此本研究將采用科學(xué)方法和手段，對(duì)26個(gè)品種花生及花生醬的品質(zhì)進(jìn)行分析，建立原料特性與花生醬品質(zhì)間的關(guān)系模型，對(duì)不同花生品種進(jìn)行等級(jí)劃分，確定適宜加工花生醬用花生的專用品種，避免企業(yè)盲目選擇制備花生醬的花生品種，解決我國(guó)目前一些花生品種過(guò)多及原料過(guò)剩，一些加工品種及原料缺乏的問(wèn)題。

1 材料與設(shè)備

1.1 原料

選取我國(guó)花生主要種植地區(qū)的主栽品種共45個(gè)，對(duì)于山東、河南、遼寧等花生品種豐富的地區(qū)選取的品種較多。根據(jù)測(cè)定的油酸/亞油酸（O/ L）與主栽地區(qū)主栽品種兩個(gè)原則篩選出26個(gè)品種制備花生醬，其中隨機(jī)選取20個(gè)品種用于模型的建立，6個(gè)品種用于模型的驗(yàn)證。其品種及來(lái)源具體情況如表1。

表1 實(shí)驗(yàn)所用花生品種Tab. 1 Peanut varieties

1.2 儀器與設(shè)備

SB-780型氣相色譜儀，日本島津公司；TA-TX 2i型物性儀，英國(guó)SMS公司；FCJ011034型全自動(dòng)凱氏定氮儀、Soxtec Avanti 2050型自動(dòng)索氏總脂肪分析系統(tǒng)，瑞典Foss公司；848型電位滴定儀，瑞士Metromn公司；3K15型高速冷凍離心機(jī)，美國(guó)Sigma公司；V-classic型漩渦混合儀，意大利VELP公司；JM-80J型膠體磨，廊坊通用機(jī)械有限公司；UV-3010型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，日本Hitachi公司。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 花生醬的制備工藝

去殼花生→挑選→烘烤→冷卻→去紅衣→一次碾磨→拌料（糖鹽質(zhì)量比為5：1）→二次碾磨→裝罐→密封→貯藏。

2.2 花生與花生醬的描述性成分測(cè)定

脂肪含量測(cè)定，參考GB/ T 14772—2008［7］；蛋白質(zhì)含量測(cè)定，參考GB/ T 5009. 5—2003［8］；灰分測(cè)定，參考GB/ T 5009. 4—2010［9］；水分測(cè)定，參考GB/ T 5009. 3—2010［10］；粗纖維測(cè)定，參考GB/ T 5515—2008［11］；總糖測(cè)定，參考GB/ T 15672—2009方法并稍作修改［12］。脂肪酸組成及含量的測(cè)定，參考GB/ T 5413.2.—2010［13］；花生維生素E含量測(cè)定，參考張建書(shū)［14］的測(cè)定方法。

2.3 花生醬感官評(píng)價(jià)

由8位食品專業(yè)人員組成，評(píng)定前先進(jìn)行多次對(duì)花生醬品質(zhì)特性描述的一致認(rèn)定與培訓(xùn)。采用9分制對(duì)樣品的色澤、香氣、組織狀態(tài)、口感、涂抹性和總體可接受性6個(gè)方面進(jìn)行評(píng)分。每位成員單獨(dú)進(jìn)行各個(gè)指標(biāo)的評(píng)定，每個(gè)樣品評(píng)定前都用清水漱口，以排除上一個(gè)樣品的影響，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)參考鞏阿娜等［15］的方法。

2.4 花生醬質(zhì)構(gòu)分析

將制備好的花生醬采用物性儀進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定條件:運(yùn)行模式TPA，探頭為ABE35，測(cè)前速度2. 0 mm/ s，測(cè)試速度1. 0 mm/ s，下壓距離10 mm，測(cè)后速度1.0 mm/ s。硬度為第一次壓縮過(guò)程中的峰值力（Force 2）；黏性為探頭撤回過(guò)程中的峰值力（Force 1）。

2.5 花生醬穩(wěn)定性測(cè)定

過(guò)氧化值（POV）的測(cè)定，參考GB/ T 5538—2005［16］；酸價(jià)（AV）的測(cè)定，參考GB/ T 5530—2005［17］；碘值（IV）的測(cè)定，參考GB/ T 5532—2008［18］。

離心乳析率的測(cè)定:取制備好的花生醬樣品，室溫下靜置24 h，取10 mL加入離心管中，采用4 500 r/ min在20℃的條件下離心25 min，讀出析油體積（mL），每個(gè)樣平行測(cè)3次取平均值，利用式（1）計(jì)算離心乳析率［19］。

2.6 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，用SAS軟件包進(jìn)行顯著性測(cè)驗(yàn)、相關(guān)性分析、綜合主成分分析和回歸分析，其中顯著性測(cè)驗(yàn)采用t檢驗(yàn)，取α=0. 05。測(cè)定重復(fù)次數(shù)n =3。綜合主成分值的計(jì)算步驟包括3個(gè)方面［20-22］。

3 結(jié)果與分析

3.1 花生品質(zhì)描述性分析

對(duì)26個(gè)花生品種的感官特性、理化營(yíng)養(yǎng)特性及加工特性的基本數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果如表2。

表2 26個(gè)花生品種的品質(zhì)特性差異Tab. 2 Quality properties of 26 peanut varieties

26個(gè)品種花生原料特性中，紅衣、粗蛋白、粗脂肪、灰分等4個(gè)指標(biāo)的變異系數(shù)均小于10%，其值分別為9. 30%，8. 06%，6. 09%，9. 38%，說(shuō)明不同花生品種4個(gè)指標(biāo)的離散程度較小。而其他品質(zhì)的變異系數(shù)均較大，這說(shuō)明不同品種花生很多品質(zhì)指標(biāo)差異較大。同時(shí)發(fā)現(xiàn)O/ L的變異系數(shù)最大（167. 65%），說(shuō)明26個(gè)花生品種的脂肪酸值差異顯著。分析結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)所選花生品種之間的品質(zhì)特性差異較大，具有一定的廣泛性和代表性。

3.2 花生醬品質(zhì)描述性分析

26個(gè)品種花生醬的食用品質(zhì)、理化營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)及穩(wěn)定性均具有一定的差異，其結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知，26個(gè)品種花生醬的感官品質(zhì)差異較小，而不同品種花生醬的硬度、黏度、油酸、亞油酸、過(guò)氧化值、酸價(jià)、離心乳析率等品質(zhì)的差異較大，其變異系數(shù)分別為41. 03%，59. 31%，27. 91%，36. 78%，93. 64%，58. 56%，50. 00%，說(shuō)明不同品種花生制備的花生醬品質(zhì)具有顯著差異，其品種的選擇具有一定的代表性。

表3 26個(gè)品種花生醬的品質(zhì)分析Tab. 3 Quality properties of 26 peanut butter

3.3 花生醬Y綜合值得分計(jì)算

從26個(gè)品種中隨機(jī)選取20個(gè)品種建立模型，即對(duì)20個(gè)品種花生醬19個(gè)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果表明，脂肪、總糖與硬度、黏度與過(guò)氧化值呈顯著負(fù)相關(guān)性（P＜0. 05），L*值與C*值、H值呈顯著相關(guān)性（P＜0. 05）。因此，刪除相關(guān)性較強(qiáng)的指標(biāo)（總糖、亞油酸、硬度、C*值、H值），起到初步降維的作用。對(duì)已降維的14個(gè)花生醬品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，獲得相關(guān)矩陣的特征值，通過(guò)主成分分析發(fā)現(xiàn)，前6個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率為84. 87%，根據(jù)主成分分析的累計(jì)貢獻(xiàn)率在85%左右的基本原則，由原來(lái)的14個(gè)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為6個(gè)新指標(biāo)，再次起到降維作用。并計(jì)算各個(gè)主成分與各個(gè)自變量之間的關(guān)系。

3.4 有監(jiān)督主成分回歸分析模型的建立

3.4.1 原料特性與花生醬綜合值的相關(guān)性分析

將20個(gè)品種花生的26個(gè)指標(biāo)（果形、百果重、粗脂肪、粗蛋白等）與花生醬綜合值進(jìn)行相關(guān)性分析（表4），由表4可知，粗脂肪、總糖、α-VE等指標(biāo)與花生醬綜合值呈顯著相關(guān)性，可能是影響花生醬品質(zhì)的重要指標(biāo)。

表4 花生品質(zhì)與花生醬綜合值間的相關(guān)性分析Tab. 4 Correlation analysis of peanut quality and peanut butter quality

3.4.2 主成分回歸模型的建立

采用主成分回歸分析法建立原料特性與花生醬品質(zhì)間的關(guān)系模型，從26個(gè)品種花生醬中隨機(jī)選取20個(gè)品種花生醬建立模型，剩余6個(gè)作為驗(yàn)證模型。

1）適宜加工花生醬的花生特性指標(biāo)篩選

按照回歸分析的思想，將花生特性單個(gè)指標(biāo)與花生醬綜合值進(jìn)行回歸系數(shù)顯著性分析，發(fā)現(xiàn)10個(gè)指標(biāo)與花生醬綜合值呈顯著相關(guān)性（P＜0. 05），結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 花生特性與花生醬綜合值回歸顯著性分析Tab. 5 Regression significant between peanut quality and peanut butter quality

2）花生品質(zhì)間相關(guān)性分析

將篩選出來(lái)的10個(gè)花生特性指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見(jiàn)表6。由表6可知，對(duì)于在0. 05水平上顯著，相關(guān)系數(shù)大于0. 05的指標(biāo)，用其中一個(gè)指標(biāo)表示另一個(gè)指標(biāo)，故保留的指標(biāo)為脂肪、蛋白、百仁重、O/ L和總VE。

3）主成分分析與回歸方程的建立

將篩選出來(lái)的5個(gè)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，降維。并計(jì)算各主成分與各自變量之間的關(guān)系。根據(jù)回歸分析，發(fā)現(xiàn)4個(gè)主成分與花生醬綜合值的回歸系數(shù)在0. 05水平上第一主成分與第二主成分具有顯著相關(guān)性（表7），因此，建立各個(gè)花生特性指標(biāo)與花生醬綜合值之間的關(guān)系，該模型的決定系數(shù)R為0. 818，進(jìn)而建立各個(gè)指標(biāo)與花生醬綜合值的關(guān)系，結(jié)果見(jiàn)式（1）。

3.5 模型的驗(yàn)證

采用剩余6個(gè)品種驗(yàn)證所建模型的準(zhǔn)確性及推廣適用性。將6個(gè)花生品種的百仁重、粗脂肪、粗蛋白、總VE和O/ L等5個(gè)指標(biāo)代入式（1），計(jì)算6個(gè)品種的花生醬綜合值，并將模型計(jì)算結(jié)果與花生醬綜合值進(jìn)行回歸分析，二者的相關(guān)系數(shù)R2為0.788（圖1）。

表6 花生特性間相關(guān)性分析Tab. 6 Correlation analysis of peanut quality

表7 回歸系數(shù)顯著性Tab. 7 Regression coefficient significant

圖1 原始值與計(jì)算值的擬合結(jié)果Fig. 1 References measured values versus predicted value

4 討 論

花生原料特性可分為感官特性、理化與營(yíng)養(yǎng)特性及加工特性3個(gè)方面。研究結(jié)果表明，脂肪和蛋白質(zhì)呈顯著負(fù)相關(guān)性，并與花生醬綜合值呈顯著相關(guān)性，說(shuō)明脂肪和蛋白質(zhì)對(duì)花生醬品質(zhì)影響較大。相關(guān)學(xué)者的研究表明，脂肪和蛋白質(zhì)是影響花生醬等類似食品品質(zhì)的重要指標(biāo)，蛋白質(zhì)的含量越高其品質(zhì)越好［23-24］。Ahmed等［25］研究表明，花生醬的質(zhì)地受脂肪含量和花生仁含量的影響，當(dāng)花生的脂肪質(zhì)量比在50%左右、花生仁質(zhì)量比達(dá)到95%以上時(shí)，花生醬的質(zhì)地淳厚，涂抹順暢，說(shuō)明蛋白質(zhì)、脂肪含量與花生醬品質(zhì)的關(guān)系密切。

研究表明，O/ L與花生醬品質(zhì)之間關(guān)系密切。本研究表明，油酸與花生醬品質(zhì)綜合值呈顯著相關(guān)性。Riveros等［2］研究表明，高油酸花生制備的花生醬比普通油酸制備的花生醬的貯藏穩(wěn)定性好。Dhamsaniya等［23］也報(bào)道，當(dāng)O/ L即穩(wěn)定性指數(shù)大于2. 0時(shí)，花生制品具有較好的貨架期。同時(shí)也有研究表明，O/ L的增加可改善花生的品質(zhì)屬性與營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，說(shuō)明O/ L對(duì)花生醬的貯藏穩(wěn)定性起到至關(guān)重要的作用。

維生素E與花生制品之間的關(guān)系密切。據(jù)報(bào)道，花生與花生制品是維生素E的極好來(lái)源。美國(guó)農(nóng)業(yè)部數(shù)據(jù)顯示:在美國(guó)，維生素E的第八大來(lái)源為柔滑型花生醬，可單獨(dú)提供維生素E 2.3.［26］。Chun等［27］研究認(rèn)為，維生素E是一種脂溶性維生素，也是一種強(qiáng)有力的抗氧化劑，花生制品在貯藏過(guò)程中，隨著過(guò)氧化值的增加，維生素E含量明顯下降。因維生素E自身的抗氧化性，其含量的多少可不同程度上防止花生醬的氧化酸敗。

5 結(jié) 論

1）不同品種花生的品質(zhì)不盡相同，其中蛋白質(zhì)、脂肪含量的差異較小，其變異系數(shù)分別為8. 06%，6. 90%；O/ L差異最大，其變異系數(shù)為167. 65%。由不同品種花生制備的花生醬品質(zhì)也各不相同，在花生醬的各項(xiàng)指標(biāo)中，穩(wěn)定性值差異較大，其中過(guò)氧化值變異系數(shù)高達(dá)93. 64%。通過(guò)測(cè)定分析花生各品質(zhì)指標(biāo)與花生醬品質(zhì)間的相關(guān)性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，百仁重、粗蛋白、粗脂肪、總維生素E和O/ L等5個(gè)指標(biāo)在0. 05水平上與花生醬品質(zhì)間關(guān)系顯著。

2）通過(guò)相關(guān)性分析、主成分分析和回歸分析，建立了適宜加工花生醬用花生品質(zhì)評(píng)價(jià)模型，該模型預(yù)測(cè)值與實(shí)際值回歸方程的R2為0. 788。可通過(guò)該模型對(duì)各花生品種加工的花生醬進(jìn)行預(yù)測(cè)。

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Establishment of Relationship Model Between Peanut Material Characteristics and Peanut Butter Quality

GONG Ana， LIU Hongzhi， LIU Li， SHI Aimin， WANG Qiang*
（Institute of Food Science and Technology，Chinese Academy of Agriculture Science/ Comprehensive Key Laboratory of Agricultural Product Processing and Quality Control，Ministry of Agriculture，Beijing 100193，China）

In order to solve the adverse situation，which ordinary peanut varieties and ingredients are lack and special processing varieties and ingredients are surplus. This paper mainly discussed the relationship between peanut quality（sensory quality，physicochemical quality and processing quality）and peanut butter，and to establish the relationship model between peanut material characteristics and peanut butter quality. 26 peanut varieties were used to prepare the peanut butter，and the relationship between the characteristics of peanut and peanut butter was analyzed. 20 varieties were assigned to the calibration set，whereas the remaining 6 varieties constituted the validation set. The results showed that the characteristics of different peanuts varieties and its preparation peanut butter had significantly difference. Hundred kernel weight，the content of protein and fat，the total vitamin content and O/ L ratio had significant relationships with peanut butter（P＜0. 05）. The model of statistical analysis was acceptable（R2= 0. 788）. The content of protein，the total vitamin content and O/ L ratio were positively correlated with peanut butter quality. The model of peanut quality can be used to predict the peanut butter quality of unknown varieties. It can also provide a basis for processing and utilization of different peanut varieties and selection of special varieties.

peanut；peanut butter；quality analysis；relationship model

葉紅波）

TS255. 1；TS255. 6

A

10. 3969/ j. issn. 2095-6002. 2016. 02. 004

2095-6002（2016）02-0024-07

鞏阿娜，劉紅芝，劉麗，等.原料特性與花生醬品質(zhì)間關(guān)系模型的建立［J］.食品科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào)，2016，34（2）: 24-30.

GONG Ana，LIU Hongzhi，LIU Li，et al. Establishment of relationship model between peanut material characteristics and peanut butter quality［J］. Journal of Food Science and Technology，2016，34（2）:24-30.

2016-02-25

公益性行業(yè)科研項(xiàng)目（200903043）；國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2012BAD29B03）；中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程項(xiàng)目（CAAA-ASTIP-201X-IAPPST）。

鞏阿娜，女，碩士研究生，研究方向?yàn)榧Z油加工及功能食品；

*王 強(qiáng)，男，研究員，博士生導(dǎo)師，主要從事糧油加工與副產(chǎn)物綜合利用方面的研究。通信作者。