多糖涂膜对冷冻面团的保鲜研究

王文豪，张光玲，杨天奎，郑 妍，庄晨俊，钟 宇

（1.上海交通大学食品科学与工程系，上海 200240；2.丰益（上海）生物技术研发中心有限公司，上海 200137）

冷冻面团技术是20世纪50年代末发展起来的新型食品加工技术，具有高效、安全的特点，非常适用于食品行业的标准化、工业化，以及推广国际化连锁经营的现代商业模式需求。该技术的成熟应用，具有重大的经济和社会意义[1]。然而冷冻产品贮藏加工过程中存在一些问题，导致了消费者购买意愿的降低，需引起重视。例如，在冻藏和冷链运输过程中，由于温度波动，冷冻面团易发生老化、水分散失，表面出现裂纹，面团口感变差，消化吸收率降低。此外，面团中水的结晶固化会引起面团不均匀收缩，使其内部产生不同的应力，食品组织结构遭到破坏[2]，可以说面团品质稳定的重要前提是水分在其内部的合理分布。

可食涂膜技术是通过浸渍、涂布、喷洒等方法在食品表面覆盖上具有一定力学性能和选择透过性的结构致密的可食用薄膜，能够延缓食品失水，提高食品表面机械强度，阻碍食品表面微生物生长，抑制食品氧化和串味[3]。研究表明，对油炸食品（成品或面团半成品）进行可食涂膜预处理不仅可显著降低吸油量，还能有效降低淀粉老化速度，改善涂膜食品品质[3-4]。试验采用6种可食涂膜对冷冻面团产品进行预处理，通过评价面团贮藏特性与后续油炸加工品质，从而更好地指导冷冻面团制品涂膜保鲜的工业化应用。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

袋装面粉、食用油、酵母粉，购于欧尚超市上海闵行店；羧甲基纤维素钠（CMC）、羟丙基甲基纤维素（HPMC）、海藻酸钠、卡拉胶、果胶，阿拉丁试剂提供；罗望子胶，上海驰为实业有限公司提供；丙三醇、无水乙醚，国药集团化学试剂有限公司提供。

1.2 仪器与设备

Hunter Lab Scan XE色度仪，美国亨特利公司产品；GZX-9240 MBE型电风干燥箱，上海博讯实业有限公司医疗设备厂产品；SXT-06型索氏提取器，上海洪纪仪器设备有限公司产品；AL204型电子天平、PL2002型电子天平，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司产品；TA.XT Plus Texture Analyzer质构仪，英国Stable Micro System公司产品；ETS-D5型磁力搅拌器，德国IKA集团产品；Heal Force Rop超纯水机，力新仪器（上海）有限公司产品。

1.3 试验方法

1.3.1 面团制备

将适量的面粉、水、酵母粉（面粉∶水=3∶2）混合均匀，发酵30 min，制作成若干半径为2 cm的球状面团备用。

1.3.2 可食用膜液制备

将基材按以下比例制备为膜液[4-7]，常温保存备用。①CMC（CMC 1%，丙三醇0.3%）；②HPMC（HPMC 1%，丙三醇0.3%）；③海藻酸钠（海藻酸钠1%，丙三醇0.3%）；④卡拉胶（卡拉胶0.5%，丙三醇0.15%）；⑤罗望子胶（罗望子胶0.5%，丙三醇0.15%）；⑥果胶（果胶0.5%，丙三醇0.15%）。

1.3.3 涂膜方法

采用浸涂法，将制作好的球状面团迅速浸入膜液中10 s后取出，晾干备用。

1.3.4 面团品质测定

（1）失水率测定。分别称量面团冷冻前和解冻后的质量，按下式计算冷冻面团的失水率，试验重复3次。

（2）面团质构测定[8]。将解冻后的球状面团用质构仪P50探头测定面团的TPA。测定条件为：测前速度2 mm/s，测试速度1 mm/s，测后速度1 mm/s，压缩比例70%，2次压缩时间间隔5 s，触发力5 g，试验重复4次。

（3）油炸面饼制备。将面团制成直径约4 cm，厚度约1 cm的面饼，在200±10℃条件下油炸120 s，取出沥干油滴后备用。

（4）油饼质构测定。将油饼切为4 cm×4 cm小块，用质构仪P50探头测定油饼的TPA。测定条件为：测前速度1 mm/s，测试速度0.8 mm/s，测后速度0.8 mm/s，压缩比例70%，2次压缩时间间隔5 s，触发力5 g，试验重复4次。

（5）油饼含油率测定。采用索氏抽提法进行含油率测定，试验重复3次。

（6）色泽测定。采用全自动色度仪对油饼表皮色度L值，a值，b值进行测定，试验重复3次。以未涂膜油炸面饼的色度作为标准，计算油炸后涂膜面饼色度差异。

1.4 数据分析

数据表示为平均值加减标准差。采用SPSS软件中ANOVA程序对测量数据进行方差分析。采用LSD分析进行差异显著性检验，p＜0.05，认为具有显著性差异。

2 结果与分析

在-20℃条件下冷冻14 d后，面团有异味，且在油炸过程中，颜色始终为淡黄色，故判断为发生变质，所以试验选择时间周期为7 d。

2.1 涂膜对面团失水率的影响

面团冷冻7 d后失水率见图1。

图1 面团冷冻7 d后失水率

从图1可以看出，除CMC膜液的失水率大于对照组，另外5个处理组的失水率显著降低，幅度在90%以上。值得注意的是，除了2种纤维素膜，其他4种涂膜处理的试验组所得到的失水率为负数，这可能是因为涂膜基材具有良好的亲水性，使得面团在冷冻时从环境中吸水，造成水分含量上升[9]。亲水性胶体能够提高面团的持水率，控制水分的迁移、保持产品的总体质量。有研究表明，亲水性胶体加入冷冻面团后，胶体分子使面团中冰晶区域的自由水迁移受到限制，面团的持水性增加；另外，胶体分子使未冻结区域黏度急剧上升，并且使整个体系的转化温度增加。亲水性胶体还可以控制冷冻面团内部冰晶的增大，提高冷冻食品体系低温稳定性，进而保持冷冻面团的品质。由试验数据亦可知，膜液对面团的水分保护作用十分明显[10]。

2.2 涂膜对面团质构品质的影响

贮藏期间面团质构变化见表1。

2.2.1 冷冻7 d面团与0 d面团质构的比较

由表1可知，与新鲜面团相比，面团经过7 d冷冻后，硬度、黏着性显著下降，弹性显著上升，黏聚性略微上升，咀嚼性略微下降。其中，回复性下降幅度为33%，硬度下降的幅度为22%，弹性上升的幅度也为22%。冷冻后，随着冰晶的增大、面筋网络受到破坏，当探头接触冷冻面团后，冷冻面团阻碍探头的力度减小，使面团的硬度减小[11]。同时在冷冻过程中，面团水分含量降低，使得面团弹性增高[12]。有研究表明，面团经冷冻后面筋蛋白的二级结构会出现β-折叠和α-螺旋的比例增加，β-转角的比例降低，使面筋蛋白的网状结构趋于稳定，从而使冷冻后面团的黏聚性略微上升。冷冻使淀粉的线性分子重新排列并通过氢键使网络结构发生改变和面筋的网状结构发生变化，以导致面团的抵抗能力减小，淀粉溶解度减小，导致咀嚼性和回复性下降[12]。面团的黏着性与水分含量联系紧密，3%的水分含量差异便会造成7N黏着性差异。由于水分蒸发，TPA测定中的顺序差异使得不同保存时间、相同处理方法的面团在测定时的水分含量不一，造成面团的黏着性波动较大[13]。

2.2.2 涂膜对冷冻7 d面团质构的影响

由表1可知，面团冷冻7 d后，与未涂膜面团相比，经涂膜处理的面团质构明显改善。除果胶外其他几种膜液都显著延缓了面团硬度的下降速度，幅度为5%～17%，其中HPMC作用最为明显。对于下降最为严重的回复性，经海藻酸钠涂膜的面团的回复性相对于未涂膜面团上升了50%。CMC膜液不仅使面团回复性显著上升，还使弹性、黏聚性显著下降，幅度分别为15%和9%。其他3种膜液，虽总体效果略次于前三者，但也都使冷冻面团质构不同程度改善。

面团在冷冻保存过程中，水分结晶固化引起面团不均匀收缩，面团内部产生不同的应力，组织结构遭到破坏。在储存过程中淀粉老化，线性分子重新排列并通过氢键形成不溶性沉淀，使得面团口感变差，消化吸收率降低，并且面团的氧化和微生物侵入会使面团的内部性质发生改变，这些都是造成冷冻面团品质降低的原因。在冷冻过程中，通过涂膜，涂膜的胶体分子进入冰晶区域，减少自由水的移动，使未冻结区域黏度急剧上升，提高了冷冻食品体系的微晶数量和低温稳定性，降低了面团中冰晶生长速度和冰晶的大小，抑制冰晶对面筋蛋白的网络结构和酵母细胞的破坏作用[14]。并且面团表面的胶体与水分子紧密结合，使蛋白质和淀粉形成的大分子物质包围其中，降低了淀粉的析出，并且也降低水分的散失[15]。通过进行涂膜处理，面团硬度、咀嚼性和回复性上升，弹性、黏聚性下降，显著改善面团的质构。不同胶体与面团作用效果不同，因此对面团的质构影响也不尽相同，其中CMC，HPMC及海藻酸钠的效果较好。

表1 贮藏期间面团质构变化

2.3 涂膜对油饼含油率的影响

2.3.1 油炸冷冻7 d面饼与油炸0 d面饼含油率的比较不同处理的面饼含油率变化见图2。

图2 不同处理的面饼含油率变化

由图2可知，未涂膜0 d含油率约为14%；冷冻7 d后含油率显著上升，达21%。食物在油炸过程中对油脂的吸附主要有2种方式：一是炸用油与食物表面的接触与吸附；二是炸用油的传热作用使食物中的水分蒸发后由炸用油填充其空隙[16]。出现含油率上升的原因是，在冷冻过程中，水分的结晶化增大了水分蒸发后留下的空隙，使得油饼含油率增加。

2.3.2 涂膜对油炸冷冻7 d面饼含油率的影响

由图2可知，面饼冷冻7 d后，与未涂膜面饼相比，油炸经HPMC和罗望子胶、果胶、海藻酸钠涂膜的面饼含油率显著下降，幅度依次为28%，27%，19%，19%；油炸经卡拉胶涂膜的面饼的含油率略微上升。出现这种情况的原因是，在油炸时，面饼中的水分可通过胶体膜散出，而胶体膜又能有效阻止油脂渗入[17]。这使得涂膜后的面团含油率下降明显，不同膜液对油脂的阻挡作用不同，故不同膜液降低含油率的作用也不同，其中HPMC、罗望子胶、果胶、海藻酸钠的效果较好。

2.4 涂膜对油炸后面饼品质的影响

贮藏期间油炸面饼的质构变化见图3。

图3 贮藏期间油炸面饼的质构变化

油炸是面饼食用方法之一，油炸品的口感可作为恒定面饼品质的属性。硬度和咀嚼性可作为评定其口感的主要参数[18]，故以硬度和咀嚼性作为评定油炸面饼品质的参数。

2.4.1 油炸冷冻7 d面饼与油炸0 d面饼质构的比较

由图3可知，与油炸0 d的面饼相比，油炸冷冻7 d面饼的咀嚼性、硬度显著下降，幅度依次为58%，60%。出现这种情况的原因是冷冻贮藏过程中，随着冷冻时间的增加，酵母的活性下降，死亡率增加，总渗出从酵母谷胱甘肽和蛋白增高，谷胱甘肽会对冷冻面饼品质产生负面影响[19]，并且面饼内水分的冰晶化使面饼老化，这些都使面饼的品质较新鲜面饼下降，故使得用其油炸的面饼属性降低。

2.4.2 涂膜对油炸冷冻7天面饼质构的影响

由图3可知，面饼冷冻7 d后，与未涂膜面饼相比，除HPMC和罗望子、果胶对其油炸面饼质构改善效果不明显外，其余3种膜液均不同程度改善了油饼质构。其中CMC膜液对油炸面饼的作用最为显著，咀嚼性、硬度分别上升了59%和47%。经海藻酸钠、卡拉胶涂膜的面团咀嚼性无明显改善，但较冷冻7 d对照组也为出现大幅度下降趋势，而硬度属性则明显上升，幅度依次为11%和76%。出现这种情况的原因除了涂膜显著改善了冷冻面饼的质构外，还与油炸涂膜面饼的含油率降低有关。通过进行胶体涂膜，油炸面饼的硬度和咀嚼性显著上升。不同胶体与面饼作用效果不同，因此对油炸面饼的质构影响也不尽相同，其中CMC、海藻酸钠、卡拉胶的效果较好。

2.5 不同膜液对油饼色泽的影响

油炸面饼表面色度见表2。

表2 油炸面饼表面色度

由表2可知，在整个贮藏期间，涂膜处理与对照油饼的色泽差异不显著，可认为膜液对油饼的色泽无影响。这说明涂膜不会明显影响油炸冷冻面饼的色泽，在实际使用中不会出现颜色改变的情况，为实际使用提供了科学依据。

3 结论

6种膜液材料中，海藻酸钠具有延缓水分散失、改善面团和油饼质构、降低含油率的作用，经其涂膜处理的面团回复性显著上升，幅度为50%，油饼硬度显著上升，幅度为11%，是6种材料中保鲜效果最好、最完善的配方。CMC和HPMC对面团质构改善和含油率降低的作用明显，但CMC延缓水分散失的作用较差，HPMC改善油饼质构的作用较差。其余3种膜液的保鲜效果并不全面且单一效果不突出，故不推荐单独作为保鲜膜液使用。在实际使用中，可根据面团不同的烹饪方法，选择不同保鲜属性的膜液混合使用，以达到最好的保鲜效果。

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