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1、2008年11月中国粮油学报Vol.23,No.6第23卷第6期JournaloftheChineseCerealsandOilsAssociationNov.2008基于主成分分析的面条品质评价周妍孔晓玲陈焱焱张继矿(安徽农业大学工学院,合肥230036)摘要针对面条品质的主观评价的缺陷,利用食品力学性能检测仪对面条进行了拉力和剪切力检测,采用主成分分析的方法对面条品质进行了客观评价,得出面条品质的综合得分,并与感官评价得分进行了比较分析。结果表明同一品牌、同一系列的面条品质相近;不同品牌的面条品质有较大的差
2、异。手工制面(或仿手工制面)优于机制面;干白面条优于添加其他成分的面条。关键词面条品质主成分分析客观评价主观评价1材料和方法在LED上进行实时显示,同时将这些值通过串口传1.1材料给计算机存储和作数据分析。超市里购置各品种干白面条,包括各种粗细的1.2试验方法圆面条和宽面条(见表1)。1.2.1面条检测样本制作检测面条的力学性能的仪器为安徽农业大学研取干面条20根放入水浴锅的沸水中,同时开始制的食品力学性能检测仪。其结构图见图1。该仪计时,保持水处于98～100℃微沸状态下煮制。从器的工作原理是:电动机带动带轮
3、,涡轮蜗杆机构,1min开始每隔10s取出一根面条用透明玻璃片压圆柱齿轮运转,齿轮运转推动曲柄连杆运动,连杆带开,观察面条中间白芯的变化,白芯刚消失时的时间动夹头做平行移动,面条一端固定在夹头上,另一端即为面条的最佳煮制时间,立即将面条捞出,置于漏和传感器上的固定夹头相连,拉力或剪切力传给传水网丝容器中,自来水冲淋5s。这样,就完成了待测感器,传感器将采集的电信号经放大电路放大,再经的面条样本的制作。A/D转换器转换成数字信号,单片机控制读取A/D1.2.2数据采集转换后的数字信号,并将数字信号进行处理,按一定
4、将制作好的面条样本装夹在面条食品力学检测的数学算法转换成实测的拉力、压力或剪切力值并仪上,测量其拉力和剪切力。糊化时间为面条样本放入恒温水浴锅(100℃)至面条糊化的时间,由秒表计时。延伸度由毫米刻度尺测得。表1是对22个品种的面条进行检测的数据。1.2.3评价方法采用主成分分析方法对面条的品质进行评价分析。主成分分析法是一种把多个指标转换为少数几个综合指标的一种多元统计分析方法。但在多指标(变量)的研究中,往往由于变量个数太多,且变量彼此之间存在着一定的相关性,因此使得所采集的数据在一定程度上的信息有所重叠,
5、而且当变量较多图1面条力学性能检测仪的结构简图时,在高维空间中研究样本的分布规律比较困难。如在面条品质评价实施过程中,要对大量的待测样基金项目:安徽省科技厅重点项目(2006KJ040C)收稿日期:2007-09-02本属性进行测量,在这些属性中有一些是由相互关作者简介:周妍,女,1979年出生,硕士,机电一体化联的数据组成的。例如,面条的韧性会影响到面条通讯作者:孔晓玲,女,1956年出生,教授,农产品加工、机电一体化的拉断力和平均拉力(面条拉断过程中力的变化的第23卷第6期周妍等基于主成分分析的面条品质评价
6、47平均值),因此拉断力与平均拉力是相关的。在对面2.2主成分分析条韧性进行预测时,如果在预测韧性的等式中同时SPSS(StatisticalProgramforSocialSciences,社会科用到了拉断力和平均拉力,那么预测出来的韧性要学统计程序)是世界三大统计分析软件之一,伴随比实际韧性大,因为进行了重复计算,因此一定要确SPSS服务领域的扩大和深度的增加,SPSS公司已决保等式中的变量相互之间尽可能保持独立,主成分定将其全称更改为StatisticalProductandServiceSolu2分析在
7、这种情况下通过对一组影响某一问题的相关tion。采用SPSS作为分析工具,通过主成分分析得到变量进行线性变换,使变换后得到的变量独立不相表3相关系数矩阵(CorrelationMatrix)、表4方差贡献[10]关,称为综合变量或主成分。这样,主成分不仅保分析表(TotalVarianceExplained)和表5方差极大正交留了原来相关变量中的主要信息,彼此之间又不相旋转后的主成分荷载矩阵(ComponentMatrix)。关。从表3、表4可以看到每个主成分的方差,即特征值,它的大小表示了对应成分能够描述原有
8、信息2主成分分析法在面条品质评价过程的多少,前2个主成分的累计贡献率为85.257%,已中的应用大于85%,特征值大于1,基本上反映了原指标的信为了能科学、客观、准确、合理地衡量面条品质,息,从而可用2个彼此不相关的综合指标分别综合选取了九个代表性指标,具体指标如表1所示。存在于原有的8个性能指标的各类信息,各综合指2.1数据标准化标代表的信息不重叠,因此提取前2个主成分来代评价指标是
