单甘酯对冷冻鱼面品质的影响

刘 颖,金 丽,刘薇丛,付湘晋,*

(1.长沙环境保护职业技术学院环境科学系,湖南长沙 410004;2.中南林业科技大学食品科学与工程学院,湖南长沙 410004)



单甘酯对冷冻鱼面品质的影响

刘 颖1,金 丽2,刘薇丛2,付湘晋2,*

(1.长沙环境保护职业技术学院环境科学系,湖南长沙 410004;2.中南林业科技大学食品科学与工程学院,湖南长沙 410004)

目的:研究单甘酯对冷冻鱼面冻藏稳定性的影响。方法:比较单甘酯不同添加量的鱼面在冻融循环4次过程中的品质变化;采用质构仪、核磁共振仪、差示扫描量热仪测定鱼面拉断力、水分分布、玻璃化转变温度(Tg’)。结果:单甘酯添加量0.20%时,鱼面的拉断力达134.06 g,空白为107.42 g,冻融4次后,分别为75.12、46.35 g;面汤吸光度比空白低22.54%。空白鱼面自由水和含0.20%单甘酯的鱼面相应自由水含量分别为84.02%、81.69%，冻融处理4次后，自由水分别是增加到87.82%、83.33%。空白鱼面Tg’为-23.03 ℃,冻融4次后Tg’为-26.08 ℃;添加0.2%单甘酯的鱼面Tg’和冻融4次后的Tg’分别是-17.76、-18.57 ℃。结论:添加0.20%单甘酯能有效提高鱼面拉断力,降低蒸煮损失、自由水含量,并对面条冻融过程中结合水转化为自由水有一定抑制作用,还能明显提高鱼面的Tg’,在-20 ℃下可实现玻璃化贮藏。

冷冻鱼面,冻藏稳定性,拉断力,水分分布,玻璃化转变温度

冷冻鱼面是一种新型方便食品,其在面粉中添加鱼糜,做成的面条煮熟后再冷冻储藏;食用时只需简单复热即可[1]。鱼面中含有30%左右的鱼糜,比普通面条产品营养价值更高[2-3]。

与冷冻面团、冷冻面条类似,冻藏稳定性决定冷冻鱼面品质。冷冻鱼面冻藏过程中,水结晶、冰晶融化、重结晶,形成大的冰晶颗粒,冰晶膨胀压破坏鱼面微结构及淀粉颗粒,使冷冻鱼面黏弹性下降,淀粉溶出,造成断条、混汤、口感软烂[4-6]。重结晶过程由水分扩散速度控制。食品中扩散速度最快的是自由水。所以,减少自由水含量,增加鱼面中不结冰水的含量,及限制冻藏过程中水分迁移是避免冷冻鱼面品质下降的关键。如果食品处于玻璃态,一切受扩散控制的过程将极大地被抑制。但面条水分含量较高,玻璃化转变温度(glass transition temperature,Tg’)很低,在通常的冻藏温度下不能实现玻璃化储藏。樊海涛等报道[7],乳化剂能降低面团中自由水含量,并提高面团的Tg’,甚至实现玻璃化贮藏。

本论文研究了单甘酯对冷冻鱼面冻融稳定性的影响,采用质构仪、核磁共振仪、差示扫描量热仪研究冷冻鱼面拉断力、水分分布、玻璃化转变温度(Tg’)。为提高冷冻鱼面的品质提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜草鱼 约2 kg/尾,购于当地世纪联华超市;面粉 河南金龙面业有限公司;单甘酯 分析纯,江门食品添加剂有限公司。

可见分光光度计 上海精密科学仪器有限公司;斩拌器 佛山市顺德区好夫人电器有限公司;压面机 上海市巧媳妇食品机械有限公司;NMI20核磁共振分析仪 上海纽迈电子科技有限公司;TA. XT Plus质构仪 英国Stable Micro System Ltd;差示扫描量热仪(differential scanning calorimeter,DSC)Q2000 TA Instruments-Waters LLC。

1.2 实验方法

1.2.1 鱼面加工工艺流程 新鲜草鱼→预处理→采肉→漂洗→脱水→添加食盐擂溃→加入面粉、单甘酯、水→揉和、熟化→压面→切面→煮面→烘干面条表面水分→冻藏→冷冻鱼面。

1.2.1.1 采肉 手工采集白肉。

1.2.1.2 漂洗 碎鱼肉加入3倍冷水(4 ℃),搅拌后静置5 min,将上层水倒出,然后用纱布挤压脱水;漂洗3次,最后一次采用0.5%的冷食盐水漂洗[8]。

1.2.1.3 擂溃 往鱼糜中加入食盐(3%)进行擂溃,至鱼肉变成粘稠的糊状物,得鱼糜,用于鱼面加工。漂洗到斩拌的整个过程要保持物料温度在10 ℃以下。

1.2.1.4 面团制备 鱼面物料配方,面粉65 g、鱼糜35 g、水7.5 g;将面粉少量多次加入鱼糜中,混合均匀,揉成面团,用塑料薄膜包裹静置熟化10 min。为研究单甘酯对鱼面冻藏稳定性的影响,设置4个添加量水平,分别是0.05%、0.10%、0.15%、0.20%单甘酯先与面粉混合均匀。

1.2.1.5 压面、切面 把面团压成表面平整光滑,薄厚均匀的面带,最后将面带切成宽4 mm厚1 mm的面条。

1.2.1.6 煮面 放入沸水中煮3 min,捞出。

1.2.1.7 烘干面条表面水分 鼓风干燥机温度为80 ℃,干燥时间为5 min,面条烘到表面不互相粘连,不黏手。

1.2.1.8 冻藏 在-18 ℃条件下冻藏。

1.2.2 冷冻鱼面冻藏稳定性研究 采用反复冻融法评价冻藏稳定性。冷冻鱼面-18 ℃冻藏23 h后,室温(25 ℃)静置1 h解冻,取一部分用于第一次测试,其余鱼面再置于-18 ℃冻藏,23 h后取一部分进行第二次测试。如此循环,共4次。

1.2.3 面条评价指标的测定

1.2.3.1 拉断力的测定 参考冯俊敏等[4]的方法并加以改进。取出冷冻的鱼面,解冻后放入沸水中复热1 min然后捞出立刻用滤纸吸干表面水分,之后将熟化的面条固定在A/SPR探头上,向上拉伸面条,直至面条被拉断,对每个样品做10次平行实验。数据处理采用去掉最大值和最小值,再求平均值的方法。参数设定:测试前速度2.0 mm/s,测试速度3.3 mm/s,测试后速度10 mm/s,触发力5 g,测试距离50 mm。

1.2.3.2 蒸煮损失的测定 参考任欣等[9]的方法并加以改进,取出冷冻的鱼面,解冻后称取10 g面条样品在80 mL沸腾的蒸馏水中复热3 min,捞出面条,取煮沸后的面汤,在波长460 nm处检测其吸光度(蒸馏水为参比),以面汤的吸光度表示该面条的蒸煮损失。

1.2.3.3 横向弛豫时间(T2)的测定 采用核磁共振(NMR),参考吴酉芝[10]、薛雅萌[11]的方法并稍加修改。样品精确称重并记录后,置于测试管中,用低频核磁共振仪测定其横向弛豫时间,测试温度为32 ℃。参数设置如下:采样点数TD为182414,回波个数NECH为4000,重复扫描次数NS为8,重复采样的时间间隔TW为2500 ms;使用分析软件及CPMG序列采集面条T2信号,每个样品重复测量三次;得到的图为指数衰减图形,进入T2反演程序得出弛豫时间的分布情况。

1.2.3.4 冻融鱼面玻璃化转变温度(Tg’)测定 采用DSC热分析法。取10～15 mg冷冻鱼面中心部位样品并称重,密封在铝盒中。参考Matuda等[12]的方法,实验采用液氮做冷冻剂,氮气做保护气,仪器降温到-20 ℃并平衡10 min后以10 ℃/min的速率降温到-60 ℃,保温10 min,再以5 ℃/min的速率升温至20 ℃,氮气的流量为20 mL/min,每个样品重复测定3次。

1.3 数据处理

所有实验重复3次。用软件SPSS进行数据显著性分析。

2 结果与分析

2.1 单甘酯对冷冻鱼面拉断力的影响

鱼面的拉断力测定结果见图1。从图1可以看出:单甘酯可增强鱼面拉断力,空白鱼面拉断力为107.42 g,添加0.2%单甘酯鱼面拉断力为134.06 g;冷冻鱼面在冻融过程中,拉断力持续下降,空白鱼面冻融4次,降低到46.35 g,说明冷冻鱼面的品质在冻融过程中变差，其中添加了0.2%单甘酯的鱼面的拉断力为75.12 g,始终比其它添加量的冷冻鱼面高。

图1 单甘酯对冷冻鱼面拉断力的影响Fig.1 Effect of monoglyceride on the breaking force of frozen fish noodles

2.2 单甘酯对冷冻鱼面蒸煮损失的影响

以面汤的吸光度表示面条的蒸煮损失,面汤的吸光度越大,即浊度越大,说明鱼面质地松散,溶出率高,蒸煮损失高,易浑汤,品质较差。鱼面汤吸光度的测定结果见图2。

图2 单甘酯对冷冻鱼面面汤吸光度的影响Fig.2 Effect of monoglyceride on the absorbance of frozen fish noodles’ soup

从图2可以看出:添加单甘酯,鱼面汤的吸光度明显降低,添加0.2%的单甘酯鱼面面汤吸光度比空白下降22.54%;随着冻融次数的增加,面汤吸光度有所上升。单甘酯可与直链淀粉络合形成复合体,能够防止淀粉在蒸煮过程中游离出来,造成混汤、面条表面发粘、粘连[13]。

2.3 单甘酯对冷冻鱼面中水分存在状态的影响

鱼面的横向弛豫时间T2分布图见图3。

图3 冷冻鱼面中水分T2弛豫时间图谱Fig.3 Typical distribution of T2 relaxation time in fish noodles

鱼面的T2在0.01～10000 ms弛豫时间内有3个峰,弛豫时间T21(<1 ms)代表的是与蛋白质中氨基、羰基、羧基等结合的单层水,这种水结合十分紧密,基本不可移动,即使在-18 ℃条件下这部分水也不形成冰晶,被称为固相水;弛豫时间为T22(1～10 ms)的水也是结合水,结合力比T21稍弱;T23(10～100 ms)被认为是在面条三维网状结构中的物理截留水,最易移动[14-15]。T21、T22、T23各峰与横坐标面积百分比为各组分水所占百分含量,记为P21、P22、P23(表1)。

表1 冷冻鱼面中水的存在形态分析Table 1 The water states in fish noodles

注:n.d. 未检测到或没有。

从表1可以看出,随着冻融次数的增加,P21一直减少,P22先增加后减少,P23一直增加。空白鱼面自由水含量84.02%,冻融处理4次后,增加到87.82%;可见,冷冻鱼面在冻藏过程中,其水分状态的变化规律是:固相水转变为弱结合水,结合水转变为自由水。冷冻浓缩效应使蛋白质分子所处的微环境(pH、离子强度、水分活度等)发生显著变化,导致蛋白构象发生变化;蛋白内部疏水基团暴露,蛋白表面疏水性提高,蛋白质与水的结合能力下降,结合水的含量减少,水分从面筋网络结构中离析出来,转变为自由水,可冻结水的含量增加,鱼面中冰晶的含量也会增加[16-17]。表1中,加了单甘酯的面条结合水保持的相对较好,含0.20%单甘酯的鱼面相应自由水含量是81.69%,冻融处理4次后,增加到83.33%;与空白相比,自由水含量分别减少了2.33%、4.49%,与樊海涛等报道一致[7]。单甘酯是非离子表面活性剂,具有两亲性分子结构,在面团搅拌阶段吸附在淀粉表面,产生水不溶性物质,抑制了水分移动[13]。空白鱼面及单甘酯添加量0.05%、0.10%的鱼面,冻融1次后,P21即消失或检测不到;文献报道,在面团中,自由水含量增加,水分子移动性增强,会导致固相水消失[18];这也反映蛋白质分子结构发生了显著变化,蛋白质分子表面亲水基团显著减少。

2.4 单甘酯对冷冻鱼面玻璃化转变温度的影响

冷冻鱼面在冻融循环中玻璃化转变温度的测定结果见表2。

从表2可看出,添加单甘酯可大幅度提高鱼面的Tg’,从空白鱼面的-23.03 ℃升高到-17.76 ℃;冻融处理后,Tg’明显下降,冻融4次后,空白鱼面与添加0.2%单甘酯鱼面的Tg’分别为-26.08 ℃和-18.57 ℃。所以添加0.20%单甘酯的冷冻鱼面在-20 ℃以下保存能保持玻璃化状态。樊海涛等报道[7],面团的Tg’为-31.3 ℃,当加入0.50% 的单甘酯时,面团的Tg’为-17.3 ℃,提高了14 ℃;本文鱼面煮熟后,经过鼓风干燥部分水分,对Tg’的提高也有帮助。

表2 单甘酯对冷冻鱼面玻璃化转变温度的影响Table 2 Effect of monoglyceride on the glass transition temperatures of frozen fish noodles

3 结论

以冷冻熟鱼面为对象,研究了单甘酯对鱼面在短期冷冻过程中的品质稳定性的影响。主要结论如下:随着单甘酯添加量的增加,鱼面的拉断力逐渐增大而面汤吸光度不断减小;随着单甘酯添加量的增大,自由水含量减少,玻璃化转变温度升高,添加0.20%单甘酯的冷冻鱼面在-20 ℃以下能实现玻璃化状态冻藏。

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Effect of monoglyceride on the freeze-thaw stability of the frozen fish noodles

LIU Ying1,JIN Li2,LIU Wei-cong2,FU Xiang-jin2,*

(1.Department of Environmental Science,Changsha Environmental Protectionl College,Changsha 410004,China;2.College of Food Science and Engineering,Central South University of Forestry and Technology,Changsha 410004,China)

In order to improve the quality of frozen fish noodle,the effects of monoglyceride on the frozen stability of frozen fish noodle during frozen-thawing was studied,using texture analyser,nuclear magnetic resonance(NMR),and differential scanning calorimeter(DSC)to determine breaking force,moisture migration,and glass transition temperature(Tg’). The results showed that:the breaking force were 134.06 g and 107.42 g for frozen fish noodle added 0.2% monoglycerides and blank noodle,that decreased to 75.12 g and 46.35 g after frozen-thawing for 4 times. Adding 0.2% monoglycerides decreased the absorbance of noodle soup by 22.54%. The content of free water were 84.02% and 81.69% for frozen fish noodle added 0.2% monoglycerides and blank noodle,that increased to 87.82% and 83.33% after frozen-thawing for 4 times. The Tg’ were -17.76 ℃ and -23.03 ℃ for frozen fish noodle added 0.2% monoglycerides and blank noodle,that decreased to -18.57 ℃ and -26.08 ℃ after frozen-thawing for 4 times. In conclusion,the addition of monoglycerides for 0.2% increased breaking force,decreased boiling lose and the content of free water effectively,and inhibited the transformation of binding water to free water,and increased the Tg’,made the fish frozen noodle kept glass state at -20 ℃.

frozen fish noodle;frozen stability;breaking force;moisture migration;glass transition temperature

2016-09-19

刘颖(1980-)，女，硕士，讲师，主要从事食品深加工方面的研究，E-mail：314721423@qq.com。

*通讯作者:付湘晋(1980-)，男，博士，副教授，主要从事水产品深加工及食品安全方面的研究，E-mail:drxjfu@163.com。

TS251.5

A

1002-0306(2017)10-0323-04

10.13386/j.issn1002-0306.2017.10.053