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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,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,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
关,称为综合变量或主成分[10]。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