冷凍工藝對無鋁紅薯粉條品質(zhì)的影響

范會平，李瑞，王娜，楊海龍，趙天學(xué)，李寧，艾志錄*

1(河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州，450002)　2(河南省冷鏈?zhǔn)称饭こ碳夹g(shù)研究中心，河南 鄭州，450002)　3(河南天豫薯業(yè)股份有限公司，河南 周口，477150)

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冷凍工藝對無鋁紅薯粉條品質(zhì)的影響

范會平1,2，李瑞1，王娜1，楊海龍1，趙天學(xué)3，李寧1，艾志錄1,2*

1(河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州，450002)2(河南省冷鏈?zhǔn)称饭こ碳夹g(shù)研究中心，河南 鄭州，450002)3(河南天豫薯業(yè)股份有限公司，河南 周口，477150)

對不同冷凍工藝(時間變量)生產(chǎn)出的無鋁紅薯粉條進行質(zhì)構(gòu)和斷條率的測定，通過綜合加權(quán)法評定分析，以篩選出老化、凍結(jié)和凍藏階段的最優(yōu)時間。正交優(yōu)化試驗結(jié)果表明：3個因素中老化時間的影響最大；當(dāng)老化時間12h、凍結(jié)時間10h、凍藏時間8h時，無鋁紅薯粉條的品質(zhì)最佳。

無鋁紅薯粉條；冷凍工藝；品質(zhì)

粉條又叫做粉條絲、冬粉等，是我國一種常見的傳統(tǒng)食品，在我國已有1 400年的歷史[1]。紅薯粉條通常以紅薯淀粉為原料加工而成[2]。傳統(tǒng)的粉條工藝流程如下[3]：淀粉→制芡→調(diào)粉團→漏粉→煮熟→冷卻→冷凍→理絲干燥→成品。早期的粉條粉絲加工中，為了提高產(chǎn)品的品質(zhì)，往往在配方中添加明礬以提高產(chǎn)品品質(zhì)，然而鋁鹽的攝入會影響人的神經(jīng)組織。近年來，關(guān)于無鋁粉條粉絲的研究引起了學(xué)者的重視[4-5]。市場上的無鋁粉條一般存在斷條率高、易渾湯、缺乏韌性等問題，相關(guān)學(xué)者一般通過尋找明礬替代物，來提高無鋁粉條粉絲的品質(zhì)[4-7]。湯楚宙等[8]通過冷卻、老化、凍結(jié)和凍藏4個階段的冷凍處理生產(chǎn)出的無鋁粉條，內(nèi)在質(zhì)量和外觀品質(zhì)得到了明顯改善或提高。紅薯粉條生產(chǎn)企業(yè)在不加明礬的情況下增加冷凍工藝，第一階段是將粉條從入庫溫度降到0 ℃，以除去粉條中的熱量，為粉條老化創(chuàng)造條件；第二階段將粉條從0 ℃降至-2 ℃，為粉條外表面“穿冰衣”，加速粉條中淀粉的老化，增強粉條的韌性。老化是糊化淀粉表現(xiàn)出的一個重要性質(zhì)。糊化淀粉稱為“α-化”淀粉，在適當(dāng)?shù)臏囟群秃織l件下，分子又自動排列成序，形成致密、高度晶化的不溶解的淀粉分子微粒；第三階段是將粉條溫度從-2 ℃降至-8 ℃，此過程可以降低或消除粉條的黏性，并降低其含水量；第四階段溫度從-8 ℃降至-18 ℃，可以使粉條進一步脫水，使表面更光滑，內(nèi)部更透明。實踐證明，經(jīng)冷凍處理的無鋁粉條，其品質(zhì)得到明顯改善。

冷凍是采用冷凍處理法代替明礬加工無鋁紅薯粉條過程中的關(guān)鍵工序[9]，而冷凍過程中諸參數(shù)的選擇對紅薯粉條的質(zhì)量和經(jīng)濟性指標(biāo)有著極其重要的影響[10]。本實驗以冷凍工藝中各階段冷凍時間為變量，通過對無鋁紅薯粉條進行質(zhì)構(gòu)品質(zhì)、斷條率的分析，研究老化時間、凍結(jié)時間和凍藏時間的最佳參數(shù)，對企業(yè)冷凍無鋁紅薯粉條的生產(chǎn)加工具有重要的指導(dǎo)意義。

1　材料與方法

1.1主要實驗材料

紅薯淀粉，由河南天豫薯業(yè)股份有限公司提供。

1.2主要儀器與設(shè)備

粉條加工生產(chǎn)線，河南天豫薯業(yè)股份有限公司定制；KF11215-2粉條烘干機，河南天豫薯業(yè)股份有限公司定制；TA-XAPLUS型質(zhì)構(gòu)儀，英國StableMicroSystem公司。

1.3實驗方法

1.3.1無鋁紅薯粉條加工工藝

淀粉投料→打芡和面→抽真空→漏粉成型→蒸煮糊化→水冷卻→切斷掛桿→冷凍→解凍→干燥→包裝

1.3.2單因素試驗

1.3.2.1老化時間對粉條品質(zhì)的影響

固定凍結(jié)時間為8h，凍藏時間為8h，老化時間分別為4、6、8、10和12h，考察粉條老化時間對紅薯粉條品質(zhì)的影響。

1.3.2.2凍結(jié)時間對粉條品質(zhì)的影響

固定老化時間和凍藏時間分別為12、8h，將凍結(jié)時間分別設(shè)為2、4、6、8和10h，考察粉條凍結(jié)時間對紅薯粉條品質(zhì)的影響。

1.3.2.3凍藏時間對粉條品質(zhì)的影響

固定老化時間為12h，凍結(jié)時間為8h，將凍藏時間分別設(shè)定為2、4、6、8和10h，考察粉條凍結(jié)時間對紅薯粉條品質(zhì)的影響。

冷凍好的粉條直接隨企業(yè)生產(chǎn)線進行解凍、干燥和包裝工序，即可得到樣品。每組實驗做3個平行樣品。

1.3.3粉條質(zhì)構(gòu)的測定

1.3.3.1粉條TPA的測定

選取20根無裂紋、無彎曲、粗細(xì)均勻，長度相同的粉條，在500mL沸水中進行煮制7min至無白心，將煮熟的粉條經(jīng)冷蒸餾水浸泡冷卻，然后迅速用P50探頭進行TPA測試。測試時先用吸水紙吸去表面水分，取用5根粉條并排放于測試臺上，中間要有一定的間隔。每個試樣做7次平行實驗。結(jié)果處理采用去掉最大值和最小值，求平均值的方法。參數(shù)設(shè)置為：測定模式：壓縮模式；測試前速度：4.00mm/sec；運行速度：1.00mm/sec；測試后速度：1.00mm/sec；目標(biāo)模式：應(yīng)力；壓縮量：70%；時間：2.00sec；觸發(fā)類型：自動；觸發(fā)力：5.0g。

1.3.3.2粉條剪切試驗

參照AACC16-50標(biāo)準(zhǔn)方法進行。實驗采用LKBF型探頭。粉條的煮制同1.3.3.1。取5根粉條并排放于測試臺上，中間留有一定的空隙。每個試樣做7次平行實驗，結(jié)果處理采用去掉最大值和最小值，求平均值的方法。參數(shù)設(shè)置為：測試模式：壓縮模式；測試前速度：2.00mm/sec；測試速度：0.17mm/sec；測試后速度：10.00mm/sec；目標(biāo)模式：應(yīng)力；壓縮量：100%；觸發(fā)類型：手動。

1.3.3.3粉條拉伸試驗

實驗采用SPR型探頭，粉條的煮制同1.3.3.1，每次將一根粉條固定在2個平行的摩擦輪之間，上面的輪子勻速的向上拉伸粉條(在拉伸的過程中粉條不能夠松動)，直至粉條斷裂。每個試樣重復(fù)5次實驗，結(jié)果處理采用去掉最大值和最小值，取平均值。參數(shù)設(shè)置為：測試模式：拉伸模式；測試前速度：1.00mm/sec；測試速度：1.00mm/sec；測試后速度：2.00mm/sec；距離：70mm；觸發(fā)類型：自動；觸發(fā)力：5.0g。

1.3.4試驗指標(biāo)分析

1.3.4.1綜合加權(quán)法

粉條的斷條率、剪切形變、剪切應(yīng)力、拉伸強度、拉伸形變與其感官評定中的硬度、彈韌性有著很好的相關(guān)性，與感官總評分也顯著相關(guān)[11]。粉條的品質(zhì)評價可以通過儀器檢測來減小感官評定中由于主觀因素造成的誤差[12]。在譚洪卓對粉條品質(zhì)評價方法[11]的基礎(chǔ)上稍微改進，本試驗進行綜合加權(quán)評分時，采用剪切力、咀嚼性、拉伸力、拉伸距離和斷條率5項指標(biāo)各占20分，總分100分，用此5項指標(biāo)替代感官的硬度、彈韌性來評價粉條品質(zhì)的優(yōu)劣。

1.3.4.2斷條率的測定

耐煮性測定是將長10cm的粉條樣品20根，在500mL蒸餾水中煮沸30min，以最后的斷條數(shù)表示。重復(fù)測定3次。

1.4數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Excel和SPSS16.0進行處理。

2　結(jié)果與分析

2.1老化時間、凍結(jié)時間、凍藏時間對紅薯粉條質(zhì)構(gòu)結(jié)果的影響

由表1、圖1和 圖2可知，老化時間主要影響了粉條的硬度、黏結(jié)性、黏滯性、咀嚼性和回復(fù)性。除黏附性和彈性外，粉條的硬度、黏結(jié)性、黏滯性和咀嚼性均與老化時間呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，回復(fù)性與老化時間呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)。老化過程中剪切應(yīng)力隨著時間增加呈上升趨勢，拉伸性能呈現(xiàn)先增加后減小趨勢。老化時間越長，剪切應(yīng)力越大，紅薯粉條的硬度越強，耐咀嚼性也越強，品質(zhì)越好。其原因可能是冷凍老化使粉條內(nèi)淀粉微晶束發(fā)生重排，從而增強了粉條的凝膠強度。在老化開始階段，隨著時間的延長微晶束逐漸增多，粉條表面的凝膠網(wǎng)絡(luò)由疏變密，由弱變強，而內(nèi)部的結(jié)晶區(qū)相對較少，凝膠強度較弱。但當(dāng)老化時間超過10h時，粉條內(nèi)部的微晶束逐漸增多后，內(nèi)部凝膠網(wǎng)絡(luò)由弱到強，粉條表面的強度不能抵抗拉伸過程中粉條內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力，導(dǎo)致質(zhì)構(gòu)測定的各指標(biāo)下降。因此老化時間10h時，紅薯粉條的質(zhì)構(gòu)較好。

凍結(jié)時間主要影響了粉條的硬度、彈性、黏結(jié)性、黏滯性和咀嚼性。由表1中結(jié)果可以看出，粉條的硬度、彈性、黏滯性和咀嚼性均與凍結(jié)時間呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，而黏結(jié)性與凍結(jié)時間呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)。凍結(jié)過程中剪切應(yīng)力能呈先上升后下降趨勢，在凍結(jié)8h達(dá)到最大值，拉伸性能呈小幅上升趨勢。這可能是隨著粉條凍結(jié)時間的延長，淀粉分子的結(jié)合水逐漸析出，冷凍使粉條表面的水分結(jié)冰，使得粉條快速脫水。由于結(jié)冰時的體積膨脹對粉條產(chǎn)生了擠壓，使得粉條中的淀粉顆粒更加致密和淀粉分子結(jié)構(gòu)扭曲，從而改善了粉條的口感，煮制后食用更加筋道。因此凍結(jié)時間8h時，紅薯粉條的口感較好，咀嚼性較強。

表1　單因素TPA結(jié)果

注：A表示老化時間，B表示凍結(jié)時間，C表示凍藏時間，表2、表3同；同列中不同字母表示差異性顯著(P<0.05)。

圖1　老化時間(a)、凍結(jié)時間(b)、凍藏時間(c)對剪切結(jié)果的影響Fig.1　Influence of aging time，frozen time and frozen storage time on shear results

圖2　老化時間(a)、凍結(jié)時間(b)、凍藏時間(c)對粉條拉伸結(jié)果的影響Fig.2　Influence of aging time，frozen time and frozen storage time on tensile results

凍藏時間主要影響了粉條的黏附性、黏結(jié)性、黏滯性和回復(fù)性。除硬度和咀嚼性外，粉條的黏附性、黏結(jié)性、黏滯性和回復(fù)性均與凍藏時間呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，彈性與凍藏時間呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。對粉條剪切和拉伸品質(zhì)的影響，剪切應(yīng)力先上升后下降，拉伸應(yīng)力先下降后上升，剪切應(yīng)力和彈性隨著冷凍時間的延長都有所改善，但是影響不顯著。這說明粉條的質(zhì)構(gòu)指標(biāo)在適當(dāng)?shù)睦鋬龇秶鷥?nèi)會有所提高，但提高不大[13]。因此凍藏時間6h時，紅薯粉條的彈性和回復(fù)性較好，韌性較強，總體品質(zhì)較好。

2.2老化時間、凍結(jié)時間、凍藏時間對紅薯粉條綜合加權(quán)評分的影響

不同因素對紅薯粉條加權(quán)實驗結(jié)果見表2。

由綜合加權(quán)評分分析可知，老化階段最優(yōu)時間為10h，凍結(jié)階段最優(yōu)時間為8h，凍藏階段最優(yōu)時間為6h。這與質(zhì)構(gòu)測定的單因素實驗結(jié)果一致。

2.3冷凍工藝正交優(yōu)化試驗

在上述單因素實驗基礎(chǔ)上，采用L9(33)三因素三水平正交實驗如表3，綜合考察老化時間(8、10、12h)、凍結(jié)時間(6、8、10h)、凍藏時間(4、6、8h)對紅薯粉條品質(zhì)的影響。實驗結(jié)果見表4、表5和圖3。

從表4、表5和圖3中可以看出，3個時間因素中，對紅薯粉條冷凍效果影響最大的因素是老化時間，其次為凍結(jié)時間，最后為凍藏時間。最優(yōu)方案為A3B3C3，即老化時間為12h，凍結(jié)時間為10h，凍藏時間為8h。

由于正交試驗得出的最優(yōu)方案不在設(shè)計的9組正交試驗中，為了進一步驗證結(jié)果的準(zhǔn)確性，對A3B3C3組合進行驗證實驗，驗證結(jié)果和最優(yōu)工藝時粉條的質(zhì)構(gòu)和綜合加權(quán)結(jié)果見表6。

表2　單因素綜合加權(quán)結(jié)果

表3　冷凍工藝試驗因素水平表

表4　冷凍工藝正交試驗綜合加權(quán)結(jié)果分析

驗證實驗結(jié)果表明，最優(yōu)冷凍工藝實驗結(jié)果優(yōu)于以上正交試驗的任意結(jié)果，故可認(rèn)為A3B3C3為最優(yōu)冷凍工藝組合，即老化時間為12h，凍結(jié)時間為10h，凍藏時間為8h。

圖3　均值主效應(yīng)圖Fig.3　The main effect figure of the mean

來源自由度SeqSSAdjSSAdjMSFP老化時間2268.70268.70134.352.990.25凍結(jié)時間281.6081.6040.800.910.52凍藏時間225.8225.8212.910.290.78誤差 289.8489.8444.92合計 8465.95

注:加權(quán)分?jǐn)?shù)的方差分析，在檢驗中使用調(diào)整的SS。

表6　驗證結(jié)果

3　結(jié)論

利用單因素和正交試驗，采用質(zhì)構(gòu)分析和以剪切力、咀嚼性、拉伸力、拉伸距離和斷條率5項指標(biāo)進行的綜合加權(quán)分析評定老化時間、凍結(jié)時間、凍藏時間

對無鋁紅薯粉條品質(zhì)的影響，單因素結(jié)果表明，老化10h，凍結(jié)8h，凍藏6h時，紅薯粉條的質(zhì)構(gòu)較好，綜合加權(quán)評分最高。正交優(yōu)化試驗表明，冷凍工藝3個時間因素中對無鋁紅薯粉條品質(zhì)的影響最大的是老化時間，其次為凍結(jié)時間，影響最小的為凍藏時間。正交和驗證試驗結(jié)果表明，無鋁紅薯粉條最優(yōu)冷凍工藝是：老化時間12h，凍結(jié)時間10h，凍藏時間8h。

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Effectoffreezingprocessonthequalityofsweetpotatovermicelliwithoutaluminum

FANHui-ping1,2,LIRui1,WANGNa1,YANGHai-long1,ZHAOTian-xue3,LINing1,AIZhi-lu1,2*

1(CollegeofFoodScienceandTechnology,HenanAgriculturalUniversity,Zhengzhou450002,China)2(HenanEngineeringResearchCenterforCold-chain,Zhengzhou450002,China)3(HenanTianyuPotatoIndustryCo.,LTD,Zhoukou, 477150,China)

Sweetpotatovermicellinon-aluminumwereproducedthroughdifferentfreezingprocess(timevariable),comprehensiveevaluationscreeningwasperformedtoselecttheoptimalprocessingtimeofageing,freezingandfrozen.Theorthogonaloptimizationexperimentalresultsshowedthattheeffectofagingtimewasthegreatest.Whenagingtimewas12h,freezingtimewas10handfrozenstoragetimewas8h,non-aluminumsweetpotatovermicellihadthebestquality.

sweetpotatovermicelliwithoutaluminum;freezingprocessing;quality

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201608025

博士，副教授(艾志錄教授為通訊作者，E-mail：zhila@163.com)。

河南省教育廳科學(xué)技術(shù)研究重點項目(14A550004)

2015-09-22，改回日期：2016-02-01