添加豆浆对冷冻熟面品质的影响

何路旦，郭晓娜，朱科学

（江南大学 食品学院，江苏 无锡214122）

冷冻熟面因具备健康、食用方便、口感良好等特点，深受大众喜爱[1]。但其作为冷冻类食品，在冻藏和运输的过程中，由于冻藏时间的延长、温度波动等因素，必然会造成面条品质劣变，口感变差的问题[2]。因此，如何保证产品的终端品质，提高冷冻熟面的冻藏稳定性，是亟需解决的行业难题。

目前国内外研究较多的是通过改良面条配方或使用一些添加剂来提高面条的品质。比如在面条中添加黄原胶[3-4]、瓜尔胶[3]、阴离子多糖[5]等亲水性胶体，既可以有效抑制鲜湿面的淀粉老化，延长其货架期，又对面条的蒸煮品质和质构品质有不同程度的提高；在面条中添加磷脂[6-7]、蔗糖酯[3]（SE）、硬脂酰乳酸钙钠[8]（CSL-SSL）等乳化稳定剂可以显著提高面条硬度、弹性、黏聚性等质构指标。其他如变性淀粉、复合磷酸盐以及酶制剂等外源性添加物也能在一定程度上对挂面、半干面、鲜湿面等起到很好的品质改良效果[9-10]。而对于能够有效提高冷冻熟面品质的改良剂的研究报道还不多。由于冷冻熟面加工工艺特殊，水分含量高，冻藏温度低等特点，因此对冷冻熟面的品质改良研究不同于一般传统面类，需作针对性改进研究。

豆浆作为一种兼具乳化性、持水性、起泡性、稳定性和营养强化等优良特性的天然添加剂，在实际的面条生产中已有应用。但添加豆浆对冷冻熟面的相关品质改善以及具体作用机制仍不明确。本实验以豆浆和小麦粉为原料，研究豆浆对冷冻熟面品质特性（质构特性、感官品质）和微观结构的影响，并进一步测定面条中淀粉的老化焓、可冻结水的熔融焓的变化，分析其品质改善的内在原因，为豆浆对冷冻熟面的适用性研究提供理论依据，旨在开发一种天然、安全的品质改良剂。

1 材料与方法

1.1 材料和试剂

高筋粉：蛋白质质量分数13.20%，水分质量分数13.40%，厦门海嘉面粉有限公司；大豆（用于实验室自制豆浆）：蛋白质质量分数27.88%，粗脂肪质量分数15.60%，碳水化合物质量分数21.10%，上海禾煜贸易有限公司；异硫氰酸荧光素（FITC）、罗丹明B：美国Fluka公司。

1.2 仪器和设备

真空和面机：HWJZ-5型，南京扬子粮油食品机

械有限公司；面条机：SK-240型，成都索拉泰克精密机械有限公司；豆浆机：DJ13B-C656SG型，九阳股份有限公司；质构仪：TA.XT plus型，英国Stable Micro Systems公司；差示扫描量热仪：DS8500型，美国 Perkin Elmer公司；流变仪：DHR-3型，美国TA公司；激光共聚焦显微镜：LSM710型，德国 Carl Zeiss Jena公司。

1.3 实验方法

1.3.1 豆浆的制备工艺 称100 g大豆→洗净后加2倍的蒸馏水浸泡12 h→加600 g水置于专用豆浆机中，选择五谷豆浆模式磨浆，约25 min→用80目筛虑浆→待用。

1.3.2 冷冻熟面的制备工艺 600 g小麦粉+288 g豆浆或270 g水+6 g盐→真空和面8 min（真空度-0.08 MPa）→静置熟化15 min→连续压延12道→压片切条→熟制4～5 min→冷却1 min→-40℃速冻1 h→包装→-18℃冷藏→品质分析。

1.3.3 冷冻熟面面团流变学测定 根据Yang等[11]的方法，稍作修改：准确称取一定质量的面粉，加45%的去离子水或48%的豆浆，制作面团。取约3 g面团置于平板中间，并选用20 mm的平板，调节板间距为2 mm，扫描频率为0.01～10.00 Hz，测试温度为25℃，频率扫描应变值取0.2%，进行面团的动态流变测试。

1.3.4 冷冻熟面质构测定 参照骆丽君[1]的方法：将冷冻熟面复热90 s，淋洗后快速沥干，并用保鲜膜包裹待测。全质构测定采用HDP/PFS型号探头，测试前、中、后速度均为1.0 mm/s，压缩比为75%，触发力为5g；拉伸测定采用A/SPR型号探头，测试前、中、后速度分别为 2，2，10 mm/s，拉伸距离为 90mm，触发力为5g。仪器使用前均用1 kg砝码进行校准，每个样品平行测试8次，以保证测定结果的准确性。

1.3.5 冷冻熟面截面微观结构的测定 利用激光共聚焦显微镜（CLSM）观察冷冻熟面截面的微观结构，参照Silva等[12]的方法并稍作修改：将复热后的冷冻熟面切成长约8 mm的小段，并用冰冻切片机将其切成10 μm的切片，用含有0.25%异硫氰酸荧光素和0.025%罗丹明B的溶液染色2 min，蒸馏水洗涤后盖上盖玻片，置于显微镜下观察。

1.3.6 冷冻熟面淀粉老化焓和可冻结水质量分数的测定 参照Mayra等[13]的方法并稍作修改：将冷冻熟面冷冻干燥后研磨，过100目筛，备用。通过差示扫描量热仪（DSC）测定分析冷冻熟面中淀粉的老化，先准确称取一定质量的冻干粉于坩埚中，加入两倍于样品量的蒸馏水，密封后4℃下平衡24 h，测定时，以空坩埚为对照，以氮气为载气，升温范围为20～110℃，升温速率为10℃/min。

参照郑子懿[2]的方法：用刀片随机切取约10 mg冷冻熟面样品密封于小坩埚内，准确称量并记录质量。用DSC测定时，以空坩埚作对照，以氮气作载气，降温至-20℃并稳定5 min，再以10℃/min的速率升温至40℃，计算分析样品可冻结水的焓变Hw，每个样品平行测定3次取平均值。

式中：Hw为样品中冰的融化焓值，J/g；Hi为纯水结冰的融化焓值（335 J/g）；Tw为样品含水量。

1.3.7 冷冻熟面感官评定 实验设定为：产品在-18℃下恒温冻藏，每隔2周，感官评定一次。每次感官评定选择15名志愿者（兼顾年龄、区域性、专业性等条件差异），根据SB/T10068—92“面条质量评价标准”对冷冻熟面的口感、食味、表观状态等7项指标予以评分，取综合得分的平均值。

1.3.8 数据统计与分析 用SPSS 18和Origin 8.5对数据进行处理和绘图。选择Duncan分析，在P＜0.05检验水平上对数据进行显著性分析。所有数据均来自3次以上独立实验测定结果的平均值。

2 结果与分析

2.1 豆浆质量分数对冷冻熟面质构特性和感官评分的影响

由表1可以看出，添加不同质量分数的豆浆，冷冻熟面的质构品质和感官得分均有显著差异（P＜0.05）。随着豆浆质量分数的增大，面条的硬度、拉断力、弹性和咀嚼度均呈现出先增大后减小的趋势，且豆浆质量比在1∶6时，此时总固形物质量分数为9.3 g/100 g，面条表现出最佳的质构品质。一方面，质量分数适当的豆浆中含有一定质量的大豆蛋白，受热变性后去折叠状态的大豆蛋白能够很好地和小麦蛋白相互交联，大蛋白聚合物增多，此时较多完整的未溶胀淀粉颗粒和一些豆浆中的不可溶性固体颗粒镶嵌于蛋白网络结构之中，使得面条硬度、拉断力和弹性均增加，这和Zweifel等[14]的研究结果一致。但当豆浆质量分数过高时，过量的大豆蛋白会稀释面筋网络，淀粉易于脱离面筋网络的束缚，面条的纵向筋力强度降低，拉断力和拉断距离变小。另一方面，豆浆中存在的大豆磷脂有良好的乳化特性，能与面筋蛋白或淀粉相互作用形成复合物，乳化剂的亲水基团可与面筋蛋白中的麦醇溶蛋白结合，亲脂基团则通过疏水键与麦谷蛋白结合，使面筋蛋白分子相互连接，形成结构牢固、细密的面筋网络[6]，从而加强了面条的硬度和弹性。

因此，豆麦蛋白之间的交联、“淀粉-脂-蛋白”、“醇溶蛋白-磷脂-麦谷蛋白”等复合物的形成等因素共同影响了豆浆对冷冻熟面质构品质和口感的变化。最终确定豆浆的最优添加质量比为9.3 g∶100g，在此条件下，从面团的黏弹特性、冷冻熟面可冻结水质量分数、淀粉老化以及熟面内部微观结构等方面探究豆浆对面条品质影响。

表1 豆浆质量分数对冷冻熟面质构品质和感官评分的影响Table 1 Effect of soybean milk concentration on texture qualities and sensory score of frozen-cooked noodles

2.2 豆浆的添加对面团流变学特性的影响

由图1（a，b）可以看出，对照组和实验组的储能模量均高于损耗模量，这说明面团本质上是一个黏弹性软固体。且豆浆的添加导致面团的G′和G″都增大。Singh等[15]研究表明，大蛋白聚合体越多，G′和G″值越大。弹性模量G′的增加说明豆浆的添加提升了面筋网络的结构强度，使面团弹性增大。黏性模量G″同样上升，可能是因为大豆蛋白和大豆多糖的存在增加了面团的吸水性，从而造成面团黏性增加，G″增大。 对于 tan δ值（G″/G′），均小于 1，且实验组和对照组无明显差异（图1（c））。一定质量分数豆浆的添加，对面筋网络的形成有促进作用，面团的凝胶特性和凝胶强度提高，更加有利于后续冷冻熟面的制作加工。

2.3 豆浆的添加对冷冻熟面可冻结水质量分数的影响

冷冻熟面中含有60%左右的水，分为可冻结水和非可冻结水。前者冻结后体积膨胀，形成的冰晶对面筋网络结构有挤压损伤[4]；非可冻结水被牢牢束缚在蛋白或者淀粉结构中，一般不结冰，但这种以范德华力连接的形式，由于较弱可被破坏[2]。本研究通过DSC测定冰熔化焓值，由熔化焓值计算可冻结水质量分数[16]。

由图2可知，实验组冷冻熟面中的可冻结水质量分数明显低于对照组，且随着冻藏时间的延长，实验组和对照组的可冻结水质量分数均呈现上升趋势（P＜0.05）。相比对照组而言，在前4周，豆浆的添加有效地抑制住了可冻结水质量分数的增加，减少了冰晶对面筋网络的损伤，只在4周之后，可冻结水的质量分数稍微提升。这可能是因为豆麦混合蛋白的持水性能要优于面筋蛋白的持水性，使得被蛋白束缚的非可冻结水不那么容易转化为可冻结水，从而抑制可冻结水质量分数的上升。Traynham等[17]的研究结果也表明，大豆蛋白的添加能够显著提高豆麦混合面团的持水性，控制水分流动性，这和本文的研究结果相符合。而降低面条冻藏过程中可冻结水的质量分数，可以减少冰晶对蛋白网络的挤压破坏，这可从后面的微观结构观察得到进一步验证。

图2 添加豆浆对冷冻熟面中可冻结水质量分数的影响Fig.2 Effect of soybean milk addition on frozen water content in frozen-cooked noodles

2.4 豆浆的添加对冷冻熟面淀粉老化的影响

冷冻熟面在熟制过程中内部的部分淀粉已糊化，使面条具有黏聚性[1]。糊化后的淀粉在放置过程中由于分子内的氢键不断缔合、重组，原先无序的状态逐渐变得有序的过程，即淀粉老化[18]。

由图3可知，随着冻藏时间的加长，冷冻熟面淀粉的老化焓逐步上升，并在冻藏后期处于稳定状态，但实验组的老化焓值始终小于对照组。在0～2周，淀粉老化焓显著增大，上升速率较快。这是因为淀粉糊化后短期内，面条内部的直链淀粉易于结晶、老化[19]。随着时间的延长，支链淀粉外侧侧链间逐步结合，支链淀粉的老化处于主导地位，但是支链淀粉结合较不稳定，老化程度减缓[19]。这也符合图3中对照组和实验组在冻藏后期的老化焓均处于一个平稳状态的结果。总体来看，实验组的面条淀粉老化焓值较低，这可能是由于前期包括直链淀粉在内的大部分淀粉被很好地包裹在蛋白网络结构中，淀粉很难发生回生老化。而淀粉、乳化油脂和蛋白之间相互作用形成复合物体系，并分布在淀粉的胶束表面，降低了淀粉与自由水的直接接触，而这种相互作用既抑制了淀粉的膨润糊化，也阻碍了淀粉的老化进程[8]。另有研究表明，添加大豆多糖使得冷冻馒头[20]以及鲜湿面[21]的淀粉回生速度显著降低，这说明实验组冷冻熟面淀粉老化的进程减慢也可能和豆浆中可溶性大豆多糖易与水分子形成亲水性胶体[5]，提高了面条内部体系含水量有关。

图3 添加豆浆对冷冻熟面淀粉老化的影响Fig.3 Effect of soybean milk addition on retrogradation of starch in frozen-cooked noodles

2.5 豆浆的添加对冷冻熟面微观形态的影响

激光共聚焦（CLSM）被广泛用于观察食品中蛋白和淀粉等主要组分的形态，因其具体、形象、客观的成像特点而广为应用[22]。本研究采用激光共聚焦显微镜对面条内部截面进行了切片观察，其中图4（a）为空白对照组，图4（b）为添加豆浆的实验组。

本文分别用罗丹明B和异硫氰酸荧光素（FITC）对复热后面条的蛋白和淀粉进行染色，其中，罗丹明B易与蛋白结合而呈现红色，异硫氰酸荧光素和淀粉结合而呈现绿色[23]。对于淀粉形态，图4（a）中a1的淀粉颗粒大多完全糊化溶胀且相互连结为片状，而图4（b）中b1的淀粉则存在更多未完全溶胀且保留着完整形态的淀粉小颗粒。通过对比图 4（a）中 a2和图 4（b）中 b2可知，实验组蛋白的网络结构也变得更加致密而连续，黑色孔隙也明显减少，说明面筋受到冰晶损伤程度较小。同时，对比图4（a）中 a3和图 4（b）中 b3面条截面完整的形态，可以推测，豆浆的添加不仅限制了淀粉吸水溶胀程度，使得更多的淀粉颗粒以较完整的形态紧密填充于蛋白网络中，也加强了淀粉和面筋蛋白、大豆蛋白之间的相互作用，进一步提升了蛋白网络的结构强度。而这些较为完整的淀粉颗粒和一些来源于豆浆中的固形物颗粒在一定程度上增加了面条体系固体物的体积分率，造成豆浆冷冻熟面硬度和拉断力变大的现象，这和前文质构测定中推测的结果相呼应。 此外，可以发现，与图 4（a）中 a3不同，图 4（b）中b3并未出现淀粉凝胶状的结构，说明面条内部体系持水性的提高，可抑制淀粉凝胶形成，进而防止淀粉老化，这和DSC对淀粉老化焓测定的结果也吻合。

图4 添加豆浆对冷冻熟面截面微观结构的影响Fig.4 Effect of soybean milk addition on cross section microstructure of frozen-cooked noodles

2.6 冷冻熟面冻藏期间的感官评分

感官实验是借助人的感觉器官对食物的色、香、味以及表观状态进行评价的过程。本文对对照组和实验组的冷冻熟面进行了感官实验。图5显示，对照组冷冻熟面在冻藏6周之后，感官评分低于80分，说明此时的面条口感已经很难满足优质产品的标准。而豆浆冷冻熟面，在整个实验周期中普遍具有较高的综合评分，且可以发现，其冻藏期间品质相对保持稳定，实际货架期在两个月以上。结合前文的研究结果可以得到，豆浆的添加，从内在结构上改善了面团的黏弹性，也使得面条的蛋白网络更加紧密而连续，淀粉被很好地包裹，提升了面条的质构品质；从内在组分变化上，可以有效降低可冻结水的质量分数，从而减少对面筋网络的破坏，并且也有效地抑制了淀粉老化的速率。这说明冷冻熟面的宏观品质及冻藏稳定性和它内在的结构与组分的变化密切相关。

图5 添加豆浆对冷冻熟面感官品质的影响Fig.5 Effectofsoybean milk addition on sensory properties of frozen-cooked noodles

3 结语

添加一定质量比（9.3 g/100 g）的豆浆显著改善了冷冻熟面的品质。其中，面条的硬度、弹性、咀嚼度以及拉断力均有不同程度的增大。此外，冻藏期间的口感保鲜期也从普通的4～6周左右延长到8周以上。从DSC的实验结果以及微观结构（CLSM）分析发现，在冻藏过程中，豆浆冷冻熟面内部可冻结水质量分数一直稳定在60%～70%，后期淀粉的老化焓抑制在1.51 J/g以下，但两者均低于空白对照组。一方面，豆麦混合蛋白持水性的提高以及大豆多糖容易结合水分子形成胶体的特点，提高了面条内部结合水质量分数，抑制了淀粉的老化和可冻结水的生成，从而也降低了对面筋网络的破坏；另一方面，由于大豆磷脂和大豆蛋白等物质具有良好的乳化特性，与淀粉、面筋蛋白等形成复合物使体系更加稳定牢固，从而加强了面筋网络的结构，提高了面条的质构品质。因此，豆浆作为天然添加物，实为一种健康、经济、有效的冷冻熟面品质改良剂。