不同解凍方式對冷凍豆沙包面團特性及產品品質的影響

王秋玉， 章海風， 朱文政， 薛盼盼， 沙文軒，蘇嘉敏， 周曉燕

(揚州大學 旅游烹飪學院/江蘇省淮揚菜產業(yè)化工程中心， 江蘇 揚州 225000)

面團冷凍技術可以有效延長面制品的貨架期，保證產品的新鮮度，并且在一定程度上降低產品成本[1-2]。目前，面團冷凍技術已逐步取代復雜的傳統(tǒng)手工工藝成為面制品實現(xiàn)工業(yè)化生產的主要方式[3]，然而，冷凍處理會導致酵母菌失去活性，面團結構受到破壞，面團品質變差等一系列問題[4]。

近年來，國內外學者主要從冷凍條件、冷凍儲存條件以及模擬運輸過程中的溫度波動等因素對冷凍面團品質的影響進行了大量研究[5]；此外，也有相關研究集中在優(yōu)化冷凍面團配方(酵母、改良劑、抗凍劑等)來提高產品的品質，如Rezaei等[6]通過改變酵母的生長階段和速率來提高酵母的活力，Tao等[7]研究添加防凍劑以及優(yōu)化冷凍速度改善冷凍面團品質等。冷凍面團的解凍是面團烹調加工之前的一個核心環(huán)節(jié)，解凍方式與面團以及最終產品的質量密切相關[8]。Tao等[9]在研究解凍處理的改性小麥淀粉對面團性質和面包品質的影響中發(fā)現(xiàn)，解凍會破壞淀粉的完整性，導致淀粉中浸出物丟失；Zhang等[10]認為，冷凍面團的品質在解凍過程中也會發(fā)生變化。與面團配方、冷凍和冷凍儲存條件的研究相比，對冷凍面團解凍方式的研究較少，并且這些研究主要是以饅頭、面包等無餡料產品為研究對象，而對有餡料類面制品的研究在很大程度上被忽略。面團包裹餡料后其面筋網(wǎng)絡結構與不包裹餡料面團的面筋網(wǎng)絡結構存在區(qū)別，因此有必要進行相關研究來闡明不同解凍方法對帶餡類冷凍面團的理化性質以及產品品質的影響。

包子產品質量主要由包子面皮和餡料品質決定[11]。為了重點解決解凍方式對冷凍包子面皮的影響，本文首先對冷凍豆沙包開展研究，豆沙餡心與肉餡、菜餡以及混合餡心相比較為單一，更能突出面團性質的變化。本研究擬對不同解凍方式處理后的豆沙包生坯面團水分分布、熱力學特性、流變學以及加熱后的豆沙包的水分流動性、質構、色差和蒸煮品質進行分析，并對豆沙包生坯面團理化性質與成品品質進行關聯(lián)性分析，從而探討冷凍豆沙包在不同解凍方式下的品質變化情況，希望得出科學有效的解凍方式，為冷凍豆沙包的工業(yè)化生產與品質調控提供理論基礎和實際指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

金龍魚麥芯粉，益海嘉里糧油食品工業(yè)有限公司；耐高糖活性干酵母粉，樂斯福酵母上海有限公司；豆沙餡料、綿白糖，購于揚州市麥德龍超市。

1.2 儀器與設備

MK- HKM200型和面機，松下電器(中國)有限公司；DZM- 180型電動壓片機，海鷗電器有限公司；MDF- U53V(N)型速凍冰箱，伊萊克斯股份有限公司；MDF．US3VfNl型超低溫冰箱，日本三洋公司；BS210S(1/10000)型分析天平，北京賽多利斯天平有限公司；BCD- 620型冰箱，青島海爾股份有限公司；SPl8.S型醒發(fā)箱，珠海三麥機械有限公司；SCQ- 6210E型數(shù)控加熱型超聲波機，上海聲彥超聲波儀器有限公司；光合SHZ- 82型氣浴恒溫振蕩器，上海平軒科學儀器有限公司；NN- GF352M型智能微波爐，松下電器(中國)有限公司；TMS- PRO型質構儀，美國FTC公司；哈克MARSIII型流變儀，賽默飛世爾科技公司；ACCUFAT- 1050型低磁場磁共振分析儀，江蘇麥格邁醫(yī)學科技有限公司；200F3型差示掃描量熱儀，德國NETZSCH公司；NH310型電腦色差儀，深圳市三恩時科技醫(yī)學科技有限公司；HD- 3A型水分活度測定儀，無錫市華科儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1冷凍豆沙包生坯面團的制備

制備冷凍豆沙包生坯面團的配方和工藝流程均參照朱在勤等[12]的方法并稍作調整。

配方：面粉500 g，酵母粉7.5 g，泡打粉7.5 g，綿白糖25 g，溫水290 mL。

工藝流程：將面粉、干酵母、泡打粉、綿白糖用水溶化，和面(室溫18 ℃)、發(fā)酵(溫度38 ℃，相對濕度75%，10 min)，壓面機壓制，制皮、包餡、成型、醒發(fā)(溫度38 ℃，相對濕度75%，30 min)，迅速置于-38 ℃的速凍機中速凍1 h，調至-18 ℃冷凍24 h。

1.3.2解凍處理

將冷凍豆沙包生坯面團從-18 ℃的冰箱中取出，做解凍處理，待面團解凍至中心溫度為4 ℃時[9]，取出。解凍方式參數(shù)設置如下：

冰箱冷藏解凍：冰箱溫度設置為4 ℃。超聲輔助解凍參考李銀麗[13]的方法并稍作調整：超聲波的頻率為20 kHz，溫度恒定為35 ℃，工作間歇比為30 s：30 s，超聲功率密度為60 W/L。恒溫恒濕解凍：醒發(fā)箱的濕度為80%，溫度為35 ℃。恒溫氣浴震蕩解凍：溫度30 ℃，振蕩頻率60 Hz。微波解凍：頻率100 W，時間15 s。

1.3.3豆沙包熟坯面團的制備

豆沙包面團解凍后，立即取出置于燒開的蒸鍋上蒸制15 min，?；? min，取出豆沙包，冷卻40 min，待測。

1.3.4豆沙包生坯面團品質測定

1.3.4.1 水分分布與遷移的測定

利用低場磁共振分析儀測定凍融處理后豆沙包面團中的水分分布。將凍融處理后的包子用鑷子去除外皮和餡心，準確稱取10 g內部面團，用聚四氟乙烯帶小心包裹后置于專用核磁管中，封口膜封口，放在恒溫核磁磁場的射頻管道中，測每個面團樣品的弛豫時間。采用OnePulse和CPMG脈沖序列測定樣品中自旋- 自旋弛豫時間T2。樣品采集參數(shù)設置：接收增益為435，回波間隔為200 μs，采樣點數(shù)為1 500，掃描次數(shù)為64，間隔時間為2 000 ms。每個樣品重復測定3次。

1.3.4.2 動態(tài)流變特性的測定

將凍融處理后的包子用鑷子去除外皮和餡心，準確稱取5 g內部面團，利用動態(tài)流變儀測定彈性模量G′與黏性模量G″。頻率掃描條件：取直徑為 35 mm的平板，實驗溫度為25 ℃，間隙為1 mm，掃描頻率范圍為0.1～10 Hz；將樣品置于兩塊平板之間，多余部分刮掉，然后立刻在樣品邊緣涂上一層硅油，以防止水分蒸發(fā)，靜置5 min。每個樣品重復測定3次。

1.3.4.3 熱特性的測定

利用差示掃描量熱儀(DSC)，參考湯曉娟[14]的方法，準確稱取(10±1 mg)內部面團，放入密封的DSC專用鋁盒中，測試時迅速將鋁盒放置到DSC測試槽中，用一個空鋁盒作為參照物。DSC儀器預設至25 ℃，以5 ℃/min的速率從預設的25 ℃降至-20 ℃，并保持1 min，然后以5 ℃/min的升溫速度至20 ℃。對應的熱力學特性用軟件Universal Analysis 2000分析，每個樣品重復3次。

可凍結水含量參考劉銳等[15]的方法計算[見式(1)]。

Wfro=ΔH/ΔH0×100%。

(1)

式(1)中：Wfro可凍結水的百分比；ΔH0為純水的熱焓值，334 J/g。

1.3.5豆沙包熟制品品質測定

1.3.5.1 水分分布與遷移測定

將1.3.3處理后的豆沙包，利用低磁場共振分析儀測定其熟面坯水分分布，方法及參數(shù)設置參考1.3.4.1。

1.3.5.2 質構特性的測定

利用質構儀，參考Eckardt等[16]的方法測定包子坯皮內部的質構。將1.3.3處理后的豆沙包用鑷子去除表皮和餡心，用模具壓成厚度為10 mm，直徑為30 mm的均勻薄片，取壓制好的樣品，用P35壓盤式探頭進行質構測試。具體參數(shù)為：距離30 mm，測試前速率3 mm/s，測試速率1 mm/s，測試后速率1 mm/s，下壓程度60.00%，測試力0.08 N，2次壓縮時間間隔3 s。每個樣品重復測定6次，剔除最大值和最小值，求平均值。

1.3.5.3 色澤的測定

利用電腦色差儀，參考劉樹萍等[17]的方法對包子樣品表皮色澤進行測定。包子的色澤由亮度(L*)、紅度(a*)、黃度(b*)表示。每個樣品測量6次，結果取平均值。

1.3.5.4 水分活度的測定

將1.3.3處理后的豆沙包，去除表皮和內部餡心，用鑷子夾成碎屑狀，放入水分活度儀中測定，讀取平衡后的數(shù)據(jù)，每個樣品測量3次。

1.3.5.5 蒸煮損失試驗評價

豆沙包的蒸煮特性研究，參考Liu等[18]的方法。對1.3.3處理后的豆沙包測定蒸煮損失率、質量、體積。豆沙包的體積采用油菜籽置換法測量，根據(jù)比容等于體積與質量之比求出豆沙包比容。

1.4 數(shù)據(jù)處理

實驗數(shù)據(jù)取平均值，并采用 Excel 2010軟件進行處理；用Origin 2021Pro軟件繪圖，SPSS 23.0 軟件進行單因素方差分析。

2 結果與分析

2.1 冷凍豆沙包生坯面團品質分析

2.1.1不同解凍方式對冷凍豆沙包生坯面團水分分布的影響

不同解凍方式對冷凍豆沙包生坯面團水分分布的影響見圖1。圖1(a)為5 種解凍方式處理的冷凍豆沙包生坯面團水分的T2反演圖，圖中每個曲線上都有3個弛豫峰，代表著樣品中水分存在的3種形態(tài)[15]：T21(峰1)表示深層結合水，T22(峰2)表示弱結合水，T23(峰3)表示自由水。T21和T22的峰面積相對含量比例分別對應A21、A22。由圖1(b)可以看出，5種不同解凍方式處理的面團水分形態(tài)及分布存在差異：從A21比例來看，按解凍方式，A21比例由高到低依次為4 ℃冰箱冷藏解凍、恒溫恒濕解凍、微波解凍、氣浴震蕩解凍、超聲輔助解凍；從A22比例來看，按解凍方式A22比例由高到低依次為氣浴震蕩解凍、微波解凍、4 ℃冰箱冷藏解凍、超聲輔助解凍、恒溫恒濕解凍。4 ℃冰箱冷藏處理組的強結合水損失最小，這是由于冰箱的溫度較為穩(wěn)定，面團內部淀粉顆粒與面筋結構結合更為緊密[19]，所以A21不易轉化成弱結合水或者是自由水；超聲輔助解凍組，由于超聲波的空化效應和機械效應導致介質流動，提高了解凍的效率[13]，因此面團內部的強結合水受到影響，散失較快，削弱了面團的保水能力導致A21含量較少；恒溫恒濕組，由于高濕度的環(huán)境防止了水分的流失，結合水束縛能力增強,所以弱結合水含量最少；氣浴震蕩組，密閉的空間以及均衡的振蕩頻率加速了面團冰晶的融化，水分也快速地發(fā)生了遷移，所以導致此組的持水性較差，但具體的內部結構變化還有待進一步研究；微波處理組，與其他學者研究結果相一致[9]，微波加熱不均勻的性質，導致面團內部有的已經(jīng)趨于成熟而有的部位仍有冰晶存在，所以在微波解凍的樣品中明顯觀察到較高的A21損失。

圖1 不同解凍方式處理的冷凍豆沙包生坯面團水分分布變化情況

2.1.2不同解凍方式對冷凍豆沙包生坯面團流變學特性的影響

圖2是從動態(tài)流變學的角度研究了不同解凍方法對面團黏彈性的影響。由圖2可知，所有處理組的面團樣品，G′和G″值都有隨頻率增加而增加的趨勢。Wang等[20]認為，更高的彈性和較低的黏性會使面團形成穩(wěn)定的網(wǎng)絡結構，而本研究所有處理組面團樣品G′值均低于G″值，表現(xiàn)出更高的黏性特征，這可能是豆沙包冷凍生坯經(jīng)過預發(fā)酵以及冷凍環(huán)境等因素使面團網(wǎng)絡結構發(fā)生變化導致的。微波解凍樣品與其他處理組間表現(xiàn)出較大的差異，其樣品黏彈值最高，是因為微波處理的面團內部解凍比外部快，其硬度值增加，所以其彈性模量表現(xiàn)出最大值(最高頻率10 Hz處的G′達到1.21×220Pa)；其次是恒溫恒濕處理組，由于解凍環(huán)境使樣品水分增加，所以其黏性模量也較高；4 ℃冷藏組與氣浴震蕩組差異不顯著，表現(xiàn)出相似的彈性和黏性；而超聲輔助解凍面團的黏彈值最低(10 Hz處的G′為1.12×29Pa，G″為1.08×210Pa)，由于超聲波的作用可以縮短松弛時間，誘導成核，減少大冰晶的比例，從而減少解凍過程中對面筋分子結構的破壞[21]，所以面團黏彈性也較其他組較低，說明此組面團的可塑性較好[22]。

圖2 不同解凍方式對冷凍豆沙包生坯面團彈性模量、黏性模量的影響

2.1.3不同解凍方式對冷凍豆沙包生坯面團熱力學特性的影響

不同處理組解凍的面團中水分融化焓變、可凍結水的測定結果如表1。由表1可知，不同處理方式解凍的面團中起始溫度、終止溫度、峰值溫度和可凍結水含量差異顯著。可凍結水含量變化的趨勢按解凍方式從高到低為：氣浴震蕩組、超聲輔助解凍組、微波處理、4 ℃冷藏組、恒溫恒濕處理組?？蓛鼋Y水相對含量與強結合水的比例呈負相關(r=-0.645)。與其他3組相比，恒溫恒濕解凍方式與4 ℃冷藏解凍方式表現(xiàn)出較低的面團初始溫度和變性焓值。Maity等[23]認為ΔH值越小，對冷凍產品的保護效果越好，同時對天然蛋白的損害越小，說明這兩種解凍方式減少了對面團內的蛋白質損傷，對面團具有相對的保護作用。

表1 不同解凍方式對冷凍豆沙包生坯面團熱特性的影響

2.2 豆沙包產品品質分析

2.2.1不同解凍方式對豆沙包熟面坯水分分布及水分活度的影響

圖3為豆沙包成品熟面坯的水分分布及水分活度變化狀況。由圖3(a)可以看出，不同解凍方式處理的豆沙包熟面坯的水分弛豫曲線存在差異。由圖3(b)可知，不同處理組的A21和A22存在差異，A21含量按解凍方式由高到低依次為：4 ℃冰箱冷藏解凍、恒溫恒濕解凍、微波解凍、氣浴震蕩解凍、超聲輔助解凍、無解凍方式；A22含量按解凍方式由高到低依次為：4 ℃冰箱冷藏解凍、恒溫恒濕解凍、無解凍方式、氣浴震蕩解凍、微波解凍、超聲輔助解凍。熟面坯的深層結合水以及弱結合水的趨勢和峰值積分比例與冷凍豆沙包生坯相比較，兩者的深層結合水含量呈極顯著正相關(r=0.988)，弱結合水含量則呈負相關 (r=-0.594)。由圖3(c)可知，不同解凍方式處理的豆沙包熟面坯水分活度呈顯著差異(P<0.05)，并且由相關性分析可知，不同解凍方式處理的豆沙包熟面坯的水分活度與深層結合水含量呈顯著負相關(r=-0.767)。結果表明：4 ℃冰箱冷藏解凍和恒溫恒濕解凍可以使冷凍豆沙包在蒸制后水分結合狀態(tài)更加緊密，不易流動，有利于提升產品品質。

圖3 不同解凍方式對豆沙包熟面坯的水分分布變化及水分活度的影響

2.2.2不同解凍方式對豆沙包熟面坯質構特性的影響

不同解凍方式對豆沙包熟面坯質構特性的影響分析結果見表2。由表2可知，不同解凍方式處理的冷凍豆沙包蒸熟之后的產品質構參數(shù)有顯著差異(P<0.05)。微波解凍面團由于彈性和延展性下降，導致制成的豆沙包熟制品硬度、咀嚼性較高，其次是氣浴震蕩解凍，在4 ℃冷藏以及恒溫恒濕條件下解凍可以得到質地柔軟的豆沙包，這與楊靜潔等[24]的研究結果相同；超聲輔助處理通過超聲波穿透豆沙包的內部組織進行解凍，改善了豆沙包的彈性。本結果表明，超聲輔助處理可以使豆沙包熟制品彈韌，4 ℃冷藏以及恒溫恒濕條件可以提高豆沙包熟制品的質構品質，氣浴震蕩處理的豆沙包熟制品咀嚼性較高，微波處理的豆沙包熟制品最硬、最有嚼勁。

表2 不同解凍方式對豆沙包熟面坯質構品質的影響

2.2.3不同解凍方式對豆沙包熟面坯色澤品質的影響

不同解凍方式對豆沙包熟面坯色澤品質的影響分析結果見表3。由表3可以看出，不同解凍方式處理后制作的產品色澤品質指標均具有顯著差異(P<0.05)。恒溫恒濕、微波解凍的方式提高了豆沙包表皮的亮度，具有較高的L*值；氣浴震蕩解凍的豆沙包熟制品具有較高的紅度值(a*)，其次是超聲輔助和微波解凍，可能是受震蕩、超聲波、微波等頻率影響使豆沙餡不斷滲透在面團內部結構中，導致蒸制成熟后顏色受豆沙的影響而變紅[25]；黃度值(b*)較高的是微波處理組，這可能是因為微波處理受熱不均勻且波動幅度較大，局部瞬時高溫，導致淀粉糊化不足，產生美拉德反應而缺乏顏色形成造成的[26]。本研究表明，恒溫恒濕解凍后的豆沙包L*較大，a*和b*較小，色澤較好、較穩(wěn)定。

表3 不同解凍方式對豆沙包熟面坯色澤品質的影響

2.2.4不同解凍方式對豆沙包熟面坯蒸煮特性及比容的影響

不同解凍方式對豆沙包成品蒸煮品質及比容的影響見圖4。由圖4(a)可知：4 ℃冷藏解凍與恒溫恒濕解凍，這兩種解凍方式使樣品與周圍水蒸氣的分壓差較小，且溫度波動不大，所以處理后的豆沙包成品的水分沒有損失，這是由于蒸制過程中豆沙包表面水分含量下降，水蒸氣在核心區(qū)凝結，從而增加了水分含量[27]；微波解凍的豆沙包成品蒸煮損失最大，因為微波處理導致豆沙包水分含量迅速降低，導致水分流失嚴重[28]，其次蒸煮損失率較高的是超聲輔助處理和氣浴震蕩處理組，由于超聲以及氣浴處理過程中的溫度、風速和熱輻射等因素影響了產品的失水率，這與Phimolsiripol等[29]對冷凍面團在恒溫和變溫儲存條件下失重的研究結果是一致的。由圖4(b)可知，豆沙包的比容與蒸煮損失呈顯著負相關(r=-0.763)，與產品質構的硬度呈顯著負相關[30](r=-0.835)，也就說明，豆沙包體積越小，其硬度值就越高，蒸煮損失就越大。

圖4 不同解凍方式對豆沙包熟面坯蒸煮特性及比容的影響

3 結 論

采用4 ℃冷藏解凍、超聲輔助解凍、恒溫恒濕解凍、氣浴震蕩解凍和微波解凍等解凍方法對冷凍豆沙包生坯面團的理化特性以及蒸制成熟后的產品品質進行了分析。不同解凍方式處理的冷凍豆沙包生坯面團水分分布差異顯著，4 ℃冷藏解凍和恒溫恒濕解凍這兩組的結合水含量比例較高；冷凍面團的流變特性受解凍方式的影響較大，超聲輔助解凍處理組的黏彈性最低，而微波解凍呈現(xiàn)出最高的黏彈性趨勢；解凍后的面團生坯，除4 ℃冷藏解凍和恒溫恒濕解處理組外，其余處理組的可凍結水含量百分比較高。不同解凍處理冷凍生坯面團蒸制成熟后結合水含量、硬度、彈性、咀嚼性、亮度、紅度、黃度、蒸煮品質差異均顯著，5種處理方式中，4 ℃冷藏解凍和恒溫恒濕解凍處理組的成品結合水含量始終較高，質構特性參數(shù)最穩(wěn)定，產品的比容較高，蒸煮特性較好，色澤品質也較好。

本研究旨在為食品工業(yè)更深入地了解不同解凍方法在冷凍面團品質的應用及相關影響方面提供一定的理論基礎。也有相關研究表明，凍藏和復熱對豆沙包的皮、瓤、餡的品質均有影響[31]，本文主要以豆沙餡心為主要試驗對象對面團特性以及豆沙包熟制品展開研究，如何調控其他餡料的冷凍生坯包子(如肉包、青菜包)在解凍過程中的包子面皮的品質變化，改善餡料存在的問題并且提高整體產品解凍質量有待于更進一步的研究。