可溶性大豆多糖對春卷皮凍融循環(huán)過程中品質(zhì)變化的影響

潘 燕，鐘昔陽,2,*，羅水忠,2，趙妍嫣,2，鄭 志,2，姜紹通,2

（1.合肥工業(yè)大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，安徽 合肥 230601；2.安徽省農(nóng)產(chǎn)品精深加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽 合肥 230601）

春卷是我國傳統(tǒng)小吃，其外觀金黃誘人、食用酥脆可口，深受消費(fèi)者青睞[1]。當(dāng)前，受春卷消費(fèi)市場的巨大需求，春卷皮已實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，但春卷皮在冷凍儲藏和運(yùn)輸銷售過程中，由于溫度波動（嚴(yán)重時可產(chǎn)生多次凍融），造成產(chǎn)品表面失水開裂，影響后續(xù)的春卷加工及導(dǎo)致春卷酥脆性降低、食用品質(zhì)下降的系列問題[2]。此外，春卷皮油炸后含油量高，與當(dāng)前追求低脂健康膳食也產(chǎn)生了較大沖突[3]。

為解決當(dāng)前春卷皮加工過程中面臨的上述問題，廣大產(chǎn)業(yè)界、學(xué)界的研究者從春卷皮加工工藝、原料粉、食品添加劑（特別是乳化劑、增稠劑類）的應(yīng)用等方面開展了廣泛研究[4-6]。由于食品添加劑應(yīng)用方便，更是成為研究中的熱點(diǎn)[7]。水溶性大豆多糖（soluble soybean polysaccharide，SSPS）是來源于大豆的一類酸性多糖，結(jié)構(gòu)類似于果膠，主要由半乳糖、阿拉伯糖、半乳糖醛酸、鼠李糖、巖藻糖、木糖和葡萄糖等組成[8]，具有膳食纖維的營養(yǎng)特性[9]。SSPS含有大量的羥基和羧基等活性基團(tuán)，具有對食品加工有利的乳化、成膜、抗氧化特性[10-12]和提高冷凍食品的凍融穩(wěn)定性[13]，在速凍湯圓、水餃、饅頭等食品加工中得到廣泛應(yīng)用[14-15]，然而SSPS在春卷皮加工中還鮮見報道。

本實(shí)驗(yàn)研究不同添加量（0%、0.3%、0.6%和0.9%）SSPS對春卷皮在凍融過程中理化性質(zhì)、質(zhì)構(gòu)特性、顯微結(jié)構(gòu)，及后續(xù)所得春卷感官品質(zhì)的影響，以期尋找一種有效解決當(dāng)前春卷皮加工實(shí)踐中的難題，開發(fā)滿足春卷加工所需的高品質(zhì)春卷皮產(chǎn)品。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

中筋小麥粉（水分13.00%、淀粉67.23%、蛋白質(zhì)12.05%、灰分0.56%） 濱州中裕食品有限公司；可溶性大豆多糖（食品級，水分5.1%、總蛋白3.8%、灰分7.3%、膳食纖維71.8%（半乳糖44.3%、阿拉伯糖23.5%、半乳糖醛酸19.0%、木糖3.6%、果糖2.8%、葡萄糖1.1%）） 山東聚源生物科技有限公司；特制食鹽（NaCl≥99.1%） 安徽省鹽業(yè)總公司；大豆油 益海嘉里金龍魚糧油食品有限公司；其他所用試劑和化學(xué)品均為分析級。

1.2 儀器與設(shè)備

SM-986S型家用攪拌機(jī) 東莞市頂廚電器科技有限公司；YXD-40自動恒溫煎餅爐 瑞安市八達(dá)機(jī)械廠；DF25A電炸爐 中山市斯樂得電器有限公司；BCD-201LCT電冰箱 合肥美菱股份有限公司；SE206脂肪測定儀合肥錦研生物科技有限公司；TA-XTplus物性測試儀 英國Stable公司；SC-80C全自動色差計北京康光有限公司；Gemini500熱場發(fā)射掃描電子顯微鏡德國卡爾·蔡司公司；LHS-150HC-II型恒溫恒濕箱、DHG-電熱鼓風(fēng)干燥箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 春卷皮樣品的制備

春卷皮制作工藝參照王璇等[16]研究：1）稱樣：稱取400 g中筋小麥粉，1 g食鹽，480 mL蒸餾水，SSPS的添加比例分別為小麥粉的0%、0.3%、0.6%、0.9%；2）混漿：將小麥粉和SSPS置于和面機(jī)的面缽中，食鹽溶于水沿著面缽內(nèi)壁緩慢倒入缽體內(nèi)，低速檔攪拌1 min，中速檔攪拌5 min；3）餳漿：調(diào)制好的面漿倒入容器中，保鮮膜密封，置于溫度為30 ℃，相對濕度為60%的恒溫恒濕箱中餳漿2 h；4）制皮：取50 mL面漿置于攤餅爐，用手推模具將面漿攤成14 cmh18 cm的長方形，再150 ℃恒溫3 min，模擬春卷制皮機(jī)單面加熱，制皮；5）裝袋：制好的春卷皮室溫冷卻10 min，切割成7.5 cmh7.5 cm的大小裝入密封袋，備用。

1.3.2 凍融處理

通過凍融循環(huán)，即冷凍解凍多次循環(huán)的方式，模擬春卷皮在貯藏和銷售過程的溫度波動，加速春卷皮品質(zhì)的劣變，更好地展示春卷皮在凍藏條件下的品質(zhì)變化。參照Tang Xiaojuan等[17]方法稍作修改，將春卷皮置于-18 ℃的冰箱中凍藏47.5 h，4 ℃解凍0.5 h，作為一個凍融循環(huán)，分別凍融0、4、8、12、24個循環(huán)，備用。

1.3.3 春卷的制作與加工

包卷：參照王璇等[6]的方法，在春卷皮上放入13 g豆沙，包卷成長6 cm、寬2 cm、厚2.5 cm的春卷。

油炸：將包卷好的春卷進(jìn)行油炸，油溫160 ℃，油炸時間3 min，炸好后瀝油30 s。

1.3.4 春卷皮水分含量

采用GB 5009.3ü2016《食品中水分的測定》直接干燥法測定。

1.3.5 春卷皮質(zhì)構(gòu)特性

參照Li Yueming等[18]方法稍作修改。春卷皮厚度為（1.2f0.05）mm，切取春卷皮中間部位3 cmh3 cm的小塊，選同批春卷皮的兩小塊疊加進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測試。參數(shù)設(shè)定為P5圓柱形探頭，測前速率5 mm/s，測試速率1 mm/s，測后速率1 mm/s，壓縮比為40%，觸發(fā)力3 g。

1.3.6 春卷皮微觀結(jié)構(gòu)

將凍融0、12、24次的春卷皮進(jìn)行冷凍干燥，切取樣品橫截面后噴金120 s，通過掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope，SEM）觀察截面形貌，加速電壓為50 kV，放大倍數(shù)為500 倍。

1.3.7 油炸春卷皮含水量和含油量的測定

含水量測定：參照GB 5009.3ü2016《食品中水分的測定》；含油量測定：參照GB 5009.6ü2016《食品中脂肪的測定》。

1.3.8 油炸春卷皮脆性和硬度的測定

取春卷皮中心部位3 cmh3 cm的小塊，進(jìn)行油炸處理。參考張鴻等[19]的實(shí)驗(yàn)方法，采用質(zhì)構(gòu)儀測定油炸春卷皮的脆性和硬度，具體的測試參數(shù)：P/0.25球形探頭，下行速率、測試速率和返回速率分別為2.5、1.0、6.0 mm/s。

1.3.9 油炸春卷皮色澤的測定

取油炸春卷的外殼，采用色差儀分別測定油炸后春卷皮的L*、a*、b*值。

1.3.10 春卷的品質(zhì)評價

春卷感官評分由未經(jīng)油炸處理的春卷和油炸后的春卷兩部分評分構(gòu)成，評價小組由10 名（男女各5 人）評價員組成，評價標(biāo)準(zhǔn)參照陳逸鵬等[4]，并作適當(dāng)修改，具體評分細(xì)則如表1所示。

表1 春卷感官評價標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Criteria for sensory evaluation of spring roll

1.4 數(shù)據(jù)分析與處理

所有實(shí)驗(yàn)均至少重復(fù)3次，使用IBM SPSS Statistics 19對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，并運(yùn)用Origin 9.0軟件繪制相關(guān)圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 凍融過程中SSPS添加量對春卷皮水分含量的影響

春卷皮的水分含量與其加工性能和食用品質(zhì)密切相關(guān)[16]。圖1顯示在不同凍融次數(shù)下春卷皮的水分含量變化情況。在春卷皮未經(jīng)凍融時，添加SSPS使得春卷皮水分含量增大，這可能是由于SSPS含有大量親水性的單糖殘基，使得春卷皮具有較強(qiáng)的持水能力[20]。

圖1 SSPS添加量及凍融次數(shù)對春卷皮水分含量的影響Fig.1 Effects of SSPS addition and freeze-thaw cycles on the moisture contents of SRW

另一方面，隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，春卷皮的水分含量不斷減少。這可能由于春卷皮表面水分蒸發(fā)和內(nèi)部冰晶的升華。在冷凍過程中，冷凍室中的蒸氣壓低于春卷皮表面的蒸氣壓，促使得水分從春卷皮表面向冷凍室的環(huán)境中擴(kuò)散[21]。添加了SSPS的春卷皮在凍融循環(huán)過程中，水分減少的趨勢相對于對照組有所減緩，這可能由于SSPS為陰離子多糖，其陰離子基團(tuán)與面筋蛋白中的氨基基團(tuán)通過靜電作用，形成面筋蛋白-親水膠體復(fù)合物；與此同時，SSPS也與淀粉體系形成復(fù)合物，改變淀粉特性，SSPS與蛋白、淀粉的共同作用，從而提升了春卷皮體系的持水能力[22]。此外，SSPS結(jié)構(gòu)中含有較多的水合位點(diǎn)以及—OH、—COOH等極性基團(tuán)，將水束縛在一定的空間內(nèi)，降低了水的流動性和水蒸氣的逸出能力[23-24]。在春卷皮凍藏過程中，添加SSPS可以減少春卷皮中冰晶的形成，改變水分的凍結(jié)狀態(tài)，從而減少水分的損失[25-26]。

2.2 凍融過程中SSPS添加量對春卷皮質(zhì)構(gòu)特性的影響

質(zhì)構(gòu)特性是反映春卷皮加工特性以及消費(fèi)者對春卷接受程度的重要指標(biāo)[3]。圖2顯示：對未經(jīng)凍融的新鮮春卷皮而言，SSPS的添加降低了春卷皮的硬度和黏性，有利于春卷皮的后續(xù)貯藏和加工。這是因?yàn)镾SPS具有良好的持水性，減少了面漿熱加工過程中水分損失并且由于SSPS包裹在淀粉顆粒周圍，抑制了淀粉顆粒的膨脹，限制了糊化過程中黏度的增加[27]。此外，SSPS的添加使春卷皮的內(nèi)聚性上升，這可能是由于SSPS結(jié)構(gòu)中陰離子基團(tuán)與面筋蛋白中的氨基基團(tuán)通過靜電作用，形成面筋蛋白-多糖復(fù)合物，改善面筋蛋白結(jié)構(gòu)[28]，并且SSPS自身負(fù)電荷間的斥力使其分子鏈?zhǔn)嬲狗稚ⅲ着c蛋白質(zhì)粒子吸附以及淀粉分子鏈纏繞，促進(jìn)了分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的空間連續(xù)性[22]，使得春卷皮組織細(xì)密，有助于提高春卷皮的加工性能。然而，當(dāng)SSPS添加量為0.9%時，春卷皮的內(nèi)聚性反而下降，這可能是由于過多添加SSPS，面筋水分吸收減少，使得春卷皮不易形成緊密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

圖2 SSPS添加量及凍融次數(shù)對春卷皮質(zhì)構(gòu)特性的影響Fig.2 Effects of SSPS addition and freeze-thaw cycles on the texture properties of SRW

隨著凍融次數(shù)的增大，春卷皮的硬度顯著上升，這主要是由于在凍融過程中，春卷皮水分的散失和淀粉的老化[3]。此外，黏性和內(nèi)聚性在凍融過程中均降低，這主要是由于在凍融過程中，冰晶的生長對春卷皮的內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成機(jī)械損傷[4]。然而添加SSPS的春卷皮在凍融過程中，各項(xiàng)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)變化較小，說明SSPS的添加可以有效抑制凍融引起的春卷皮質(zhì)構(gòu)特性的變化。

2.3 凍融過程中SSPS添加量對油炸春卷皮微觀結(jié)構(gòu)的影響

圖3顯示了利用SEM觀察春卷皮在凍融過程中截面的微觀結(jié)構(gòu)特性，發(fā)現(xiàn)凍融循環(huán)會造成春卷皮截面結(jié)構(gòu)的破壞，其結(jié)構(gòu)由未凍融時連續(xù)致密的結(jié)構(gòu)經(jīng)凍融逐漸變得內(nèi)部結(jié)構(gòu)粗糙、松散，不連續(xù)。加入SSPS對未凍融春卷皮的內(nèi)部結(jié)構(gòu)影響并不明顯，但隨著凍融循環(huán)次數(shù)增多，SSPS的添加可以改善春卷皮的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在凍融12次后，4 組春卷皮樣品截面上都出現(xiàn)較多裂紋，結(jié)構(gòu)松散，這是由于在凍融過程中，水分和冰晶的分布發(fā)生改變，大冰晶的生長會對組織結(jié)構(gòu)造成破壞。但是添加SSPS的3 組樣品優(yōu)于對照組，尤其是添加了0.6% SSPS的春卷皮在凍融12次后，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)仍有較大區(qū)域保持緊密連續(xù)，受凍融影響較小。在凍融24次后，所有春卷皮樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞，截面變得更加粗糙松散，孔洞更多，孔隙更大。

圖3 SSPS添加量及凍融次數(shù)對春卷皮微觀結(jié)構(gòu)的影響Fig.3 Effects of SSPS addition and freeze-thaw cycles on the microstructure of SRW

2.4 凍融過程中SSPS添加量對油炸春卷皮含油量和含水量的影響

油炸食品的含油量一直深受食品加工者和消費(fèi)者的關(guān)注，對產(chǎn)品的品質(zhì)有著重要的影響。凍融條件下，SSPS添加量對于春卷皮含油量和含水量的影響如表2所示。春卷皮未經(jīng)凍融處理，SSPS的添加對油炸后春卷皮含油量有顯著降低作用（P＜0.05），這可能是由于在油炸的過程中，水分不斷蒸發(fā)，SSPS作用于春卷皮的表面形成物理膜，有效抑制了春卷皮對油脂的吸收[11]。

表2 SSPS添加量及凍融次數(shù)對油炸春卷皮含油量和含水量的影響Table 2 Effects of SSPS addition and freeze-thaw cycles on the oil and moisture contents of fried SRW

另一方面，隨著凍融次數(shù)不斷增加，春卷皮的含油量不斷上升，含水量不斷下降，這是由于食物在油炸的過程中主要的吸油機(jī)制是“水油置換”[29]。經(jīng)過24次凍融，油炸后春卷皮含油量分別增加了2.29%（添加0% SSPS）、2.09%（添加0.3% SSPS）、1.35 %（添加0.6% SSPS）、1.73%（添加0.9% SSPS）。這主要是由于春卷皮中的水分在凍融條件下向流動性更強(qiáng)的方向轉(zhuǎn)變，結(jié)合水轉(zhuǎn)變?yōu)槿踅Y(jié)合水和自由水，促進(jìn)油炸過程中“水油置換”的發(fā)生[30]。此外，當(dāng)春卷結(jié)束油炸從電炸鍋中取出后，春卷皮的溫度迅速降低使得內(nèi)部水蒸氣冷凝壓力減小，導(dǎo)致春卷皮表面的油脂滲透到內(nèi)部孔道之中[31]。在凍融過程中，溫度波動加劇了冰晶的生長和重結(jié)晶對春卷皮的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有較大的破壞，使得春卷皮結(jié)構(gòu)松散，孔洞和孔隙增多，油脂可滲入的空間增大，含油量上升。這與Moreno等[32]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似，面團(tuán)樣品經(jīng)過冷凍干燥內(nèi)部形成多孔結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致油炸后含油量上升。然而，添加SSPS的添加會減緩這種趨勢，這可能是SSPS能提高產(chǎn)品的凍融性，對內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞較小，因此減少在油炸過程中水分蒸發(fā)，抑制冷卻階段因冷凝效應(yīng)對油脂的吸收，有利于春卷皮的整體含油量降低。

2.5 凍融過程中SSPS添加量對油炸春卷皮硬度和脆性的影響

由圖4可知，春卷皮未經(jīng)過凍融時，SSPS的添加使油炸春卷皮硬度減小，脆性增大，對春卷酥脆口感產(chǎn)生積極影響。Atsuyuki等[33]在專利中說明在原料粉中添加大豆多糖，使得油炸后春卷硬度變得更適度，酥脆感更良好。這可能是由于SSPS能夠增強(qiáng)水分結(jié)合而作用的結(jié)果[34]。

圖4 SSPS添加量及凍融次數(shù)對油炸春卷皮硬度和脆性的影響Fig.4 Effects of SSPS addition and freeze-thaw cycles on the hardness and crispness of fried SRW

隨著凍融次數(shù)的增加，硬度不斷上升，脆性不斷下降。這是由于春卷皮在凍融過程中，淀粉發(fā)生老化，隨著貯藏時間的延長，淀粉的結(jié)晶度不斷增加，形成剛性淀粉網(wǎng)絡(luò)，阻礙油炸過程中春卷皮的膨脹使得油炸后的春卷皮結(jié)構(gòu)致密和質(zhì)地堅(jiān)硬[35]。此外，春卷皮在凍融過程中水分含量下降，對油炸后春卷皮的酥脆性產(chǎn)生不利影響[36]。然而添加SSPS能夠緩解油炸后春卷皮酥脆性下降，這主要是由于SSPS能夠抑制凍融過程春卷皮淀粉老化和水分損失。

2.6 凍融過程中SSPS添加量對油炸春卷皮色澤的影響

油炸工藝中面制品色澤的形成與非酶促褐變有關(guān)，特別是美拉德反應(yīng)、焦糖化反應(yīng)和化學(xué)氧化[37]。這些反應(yīng)使得春卷經(jīng)過油炸后，不僅具有特殊風(fēng)味，還會產(chǎn)生金黃的色澤，對產(chǎn)品整體的可接受性產(chǎn)生重要影響。由表3可知，春卷皮未經(jīng)凍融處理，油炸后的春卷皮隨著SSPS添加量的增多L*值增大，a*值沒有明顯的變化，b*值減小。這說明SSPS的添加能夠提升春卷油炸后的表皮亮度，且對紅度的影響不大，但是使得油炸春卷表皮的黃度稍有下降。然而胡喜萍[22]發(fā)現(xiàn)，SSPS的添加會使得油條L*值減小，a*值和b*值增大，本實(shí)驗(yàn)結(jié)果與其不相符合。這可能是由于春卷皮是面漿加熱后體系，與未加熱面團(tuán)體系相比，春卷皮中各組分發(fā)生了變化（淀粉糊化，蛋白質(zhì)變性），SSPS與組分相互交聯(lián)而產(chǎn)生空間位阻，使得一些還原端被埋沒或屏蔽，減少了美拉德反應(yīng)，使得產(chǎn)品顏色變淺[38]。

表3 SSPS添加量及凍融次數(shù)對油炸春卷皮色澤的影響Table 3 Effects of SSPS addition and freeze-thaw cycles on the color of fried SRW

此外，隨著凍融次數(shù)的增大，油炸春卷皮的L*值減小，a*值、b*值均增大。這是由于凍融過程中春卷皮的含水量減少，美拉德反應(yīng)的基質(zhì)濃度增大，導(dǎo)致美拉德反應(yīng)的褐變程度加深[39]。而添加SSPS能緩解凍融處理對油炸春卷皮色澤的影響，其中添加0.6% SSPS的L*值僅減小了10.02，a*值增大了2.04，b*值增大了4.49。這可能是由于SSPS降低含油量，使得更少的油滲到春卷皮中并減少化學(xué)氧化[8]。另一方面，SSPS抑制了凍融條件下春卷皮的水分損失，緩解了美拉德反應(yīng)，使得春卷皮生成的色素物質(zhì)較少，春卷皮油亮金黃。

2.7 凍融過程中SSPS添加量對春卷感官品質(zhì)的影響

不同SSPS添加量的春卷皮經(jīng)冷凍循環(huán)后包制成春卷，對油炸前后的樣品進(jìn)行感官評價，結(jié)果見圖5。如圖5A所示，未經(jīng)凍融時，SSPS的添加提高春卷的感官總評分，其中SSPS添加量為0.6%的總評分最高。隨著凍融次數(shù)的增加，感官總評分不斷下降，而添加SSPS組下降較為緩慢，且得分始終高于未添加SSPS組。從圖5B看，在凍融次數(shù)為0時，SSPS的添加對未油炸春卷的“表皮質(zhì)地”和“整體形態(tài)”的改善效果不明顯，其中添加0.9%的SSPS對其有消極作用。但凍融24次時，SSPS的添加對未油炸春卷的“表皮質(zhì)地”和“整體形態(tài)”的改善效果比較明顯。此外，在凍融過程中，加入SSPS的油炸春卷在“外形”、“口感”兩個方面的改善效果較為明顯。感官實(shí)驗(yàn)結(jié)果反映了SSPS的添加可以提升春卷綜合品質(zhì)，使得消費(fèi)者的整體接受度增高。

圖5 SSPS添加量及凍融次數(shù)對春卷皮感官品質(zhì)的影響Fig.5 Effects of SSPS addition and freeze-thaw cycles on the sensory quality of SR

3 結(jié) 論

SSPS添加到春卷皮中，對凍融條件下的春卷皮、油炸的春卷品質(zhì)產(chǎn)生重要影響。具體表現(xiàn)在：SSPS的添加增加了春卷皮的水分含量，降低了春卷的硬度和黏性，使其內(nèi)聚性增加，抑制了在凍融過程中春卷皮品質(zhì)的劣化。添加SSPS可以改善春卷皮內(nèi)部結(jié)構(gòu)在凍融過程中的致密性，提升春卷皮的凍融穩(wěn)定性。另一方面，SSPS的添加降低了油炸春卷的含油量，提高其脆性和色澤，改善食用品質(zhì)，延緩凍融過程中品質(zhì)裂變，且添加0.6% SSPS的春卷感官得分最高。本研究結(jié)果對解決春卷皮生產(chǎn)加工中面臨的實(shí)際問題，開發(fā)適應(yīng)于低溫貯藏需求的高品質(zhì)春卷皮加工提供了有益借鑒和參考。