马铃薯全粉对速冻水饺冻藏期间水分迁移的影响

李雪琴，苗笑亮，常悦

1. 河南工业大学粮油食品学院（郑州 450001）；2. 河南省产品质量监督检验院（郑州 450004）

速冻水饺由于其具有方便、美味、营养等特点而受到消费者的喜爱。速冻水饺的品质不仅与原料、加工工艺有关，还与后期的储藏条件密切相关。速冻水饺在冻藏期间冻裂率会升高、蒸煮损失会增大，这是因为面团内部水分的迁移和冰晶的长大对面筋网络的破坏引起的。

国外学者研究了冷冻面团冻藏期间的面筋网络结构的变化，发现冰晶的生长会破坏面筋网络结构[1]。Miyazaki等[2]研究表明改性淀粉可以抑制淀粉的老化速度，提高面团的冻藏品质。

我国对速冻水饺冻藏期间的研究主要围绕饺子馅的品质变化、饺子皮持水性的测定、饺子皮蛋白质的变化机理研究，以及对冻藏期间微观结构的观察。如陈炎[3]研究了猪肉馅在冻藏期间的品质变化，发现随冻藏时间的延长，肉馅的持水力下降、解冻损失升高。通过添加单甘脂与蔗糖酯可以有效降低品质裂变。邢仕敏[4]研究了冻藏对麦谷蛋白的影响，结果表明冻藏过程中麦谷蛋白发生变性，溶解度降低，疏水性增强。

国内关于速冻水饺冻藏期间水分迁移规律的研究较少，尤其是马铃薯全粉对速冻水饺皮冻藏过程中水分迁移规律的影响鲜有涉及。将15%马铃薯全粉添加到面粉中制作水饺，比较研究添加马铃薯全粉的速冻水饺与未添加马铃薯全粉的速冻水饺在冻藏期间的品质变化及水分迁移规律，可以为马铃薯全粉在速冻水饺中的应用提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料与设备

1.1.1 主要试验材料

马铃薯全粉，内蒙古富广食品有限公司；小麦粉，郑州金苑面业有限公司，特一粉；饺子馅原料，市售。

1.1.2 主要试验仪器及设备（参见表1）

表1 主要试验仪器及设备

1.2 试验方法

1.2.1 速冻水饺皮的制作

参照SB/T 10138—93及孙向阳[5]的制作方法。准确称取500±0.5 g添加15%马铃薯全粉的小麦粉，对照样为500±0.5 g未添加马铃薯全粉的小麦粉。加入相当于小麦粉质量1%的食盐和一定量的水（水温30℃），在多功能搅拌机中慢速搅拌10 min。将搅拌好的面团用保鲜膜封好，将恒温箱温度调整至30 ℃，静置15 min，随后将静置好的面团放入轧面机中压延，轧距3.0 mm复合压延4次、轧距2.0 mm压延2次、轧距1.2 mm压延2次，最后形成厚度为1.2±0.05 mm的面带。

将压延好的面带一部分用直径为8 cm的模具切割成饺子皮，用于包制水饺；另一部分切割成直径5 cm小圆片，用保鲜膜密封，放入-40 ℃速冻机中冷冻30 min，取出置于-18 ℃冰箱保存，以供水饺皮可冻结水含量和水分分布的测定使用。

1.2.2 速冻水饺的制作

馅料制作：猪肉100 g（肥瘦肉质量比=1∶9），葱50 g，水20 g，酱油2 g，盐1 g，姜1 g，豆油0.2 g，十三香0.5 g。

将按1.2.1方法制作的饺子皮和馅料按质量比1∶1.2包制成型，然后将水饺在-40 ℃条件下冷冻30 min后取出，置于-18 ℃冰箱中贮藏备用。

1.2.3 速冻水饺冻裂率的测定

将冻藏0～100 d的速冻水饺从-18 ℃冰箱中取出，观察水饺表面裂纹情况，按式（1）计算冻裂率。

1.2.4 速冻水饺失水率的测定

将10个速冻水饺经速冻后用天平进行称重，记为M0，然后放入-18 ℃冰箱冻藏，每隔一定时间取出再次称重，记为M，按式（2）计算失水率。

1.2.5 速冻水饺皮可冻结水含量的测定

测定前用铟和锡校准DSC。用刀片取10～15 mg冷冻水饺皮内部样品，密封于小铝盒内进行可冻结水含量测定。测量参数：首先在温度-40 ℃保持5 min，然后升温至40 ℃，升温速度为10 ℃/min，记录可冻结水的焓变（ΔH）[6]。由式（3）～（6）计算可冻结水含量。

1.2.6 速冻水饺皮水分分布的测定

参考赵丹[7]的方法，利用CPMG脉冲序列测定样品的横向弛豫时间T2，以T2值来分析速冻水饺皮中水分子的流动性。将样品置于永久磁场中心位置平衡1 min，与仪器温度保持一致，进行CPMG脉冲序列试验。CPMG序列测定参数：采样带宽200，回波个数C0=2 000，重复扫描次数NS=32 s。

2 结果与讨论

2.1 冻藏对速冻水饺冻裂率和失水率的影响

冻裂率是速冻水饺品质评价中的一项重要指标，造成冻裂的原因有很多，其中水分散失是非常重要的原因之一，冻藏过程中水分散失过多会导致速冻水饺表皮开裂，严重影响产品品质。由表2可知，未添加马铃薯全粉的小麦粉制作的速冻水饺随冻藏时间的延长冻裂率逐渐升高，而添加了马铃薯全粉的小麦粉制作的速冻水饺在100 d冻藏期间冻裂率为零。

冻藏过程中速冻水饺表面的水分会升华，内部的水分往表面迁移，导致速冻水饺皮的水分不断散失，高的失水率会造成速冻水饺表面干裂，严重影响产品的品质，因此可以把失水率作为评价速冻水饺品质的重要指标。由表2可知，不添加马铃薯全粉的速冻水饺失水率呈上升趋势，尤其是在40 d内失水率显著升高，但添加了马铃薯全粉制作的速冻水饺在长期的冻藏过程中失水率上升不明显。这说明马铃薯全粉的加入增强了速冻水饺皮的持水性，使水分子较好地保持原来的结合状态，从而降低了速冻水饺的冻裂率。

表2 不同冻藏时间下两种速冻水饺的冻裂率和失水率

2.2 冻藏对速冻水饺皮可冻结水含量的影响

速冻水饺皮中的水分子主要以可冻结水和非冻结水两种状态存在。冷冻贮藏期间水饺皮的品质受可冻结水含量的影响，可冻结水形成的冰晶是破坏面筋网络结构的主要原因。可冻结水含量少则形成的冰晶数量就少，有利于保持速冻水饺的品质。因此研究冻藏过程中可冻结水含量对判断面筋网络结构的破坏程度具有一定的指导意义。

采用DSC测定速冻水饺皮冻藏期间的可冻结水含量，结果如图1所示。两种样品随着冻藏时间的延长可冻结水含量均呈上升趋势，即可冻结水含量逐渐增加，尤其在40 d内增加趋势明显；在相同冻藏时间内，添加马铃薯全粉的速冻水饺皮可冻结水含量始终低于未添加马铃薯全粉的小麦粉速冻水饺皮，且在后期的冻藏期间增加趋势比较平缓。这表明引入马铃薯全粉后有效地提高了速冻水饺的持水性，抑制了冻藏过程中不可冻结水向可冻结水的转变，使速冻水饺皮在长期的冻藏过程中冰晶的形成量少、重结晶度变小，保证了速冻水饺皮在长期冻藏期间品质的稳定性。

2.3 冻藏对速冻水饺皮水分分布的影响

图2和图3为未添加马铃薯全粉的小麦粉速冻水饺皮和添加马铃薯全粉的速冻水饺皮在不同冻藏时间的T2反演图。图中不同波峰代表不同存在状态的水分，各峰的信号幅值总值为对应水分的数量，以每个峰的面积占总峰面积的比值表示面团中各水分的相对含量[8]。按照T2值的大小，分别记为T21、T22、（T21＜T22）。弛豫时间越短，表明这部分水的流动性越小；弛豫时间越长，说明样品的水分流动性越强[9]。

如图2和图3所示，T2图谱中均出现2个波峰，表示样品中主要有两种水分存在状态。结合Kim等[10]的研究可知，每组中不同的驰豫时间T21和T22分别为中间态水和自由水。

图1 不同冻藏时间下速冻水饺皮的可冻结水含量

图2 未添加马铃薯全粉的速冻水饺皮不同冻藏时间下的T2图谱

图3 添加马铃薯全粉的速冻水饺皮不同冻藏时间下的T2图谱

图4 是不同冻藏时间下速冻水饺皮中间态水的相对面积。可以看出，速冻水饺皮中的水分主要以中间态水的形式存在。在冻藏前期（0～40 d）没有明显变化规律，但从长时间的冻藏来看，在冻藏后期中间态水相对面积显著增大，并且未添加马铃薯全粉的小麦粉水饺皮的中间态水的相对面积小于添加马铃薯全粉的水饺皮。这说明添加马铃薯全粉，能有效地减少水分的散失，使水饺皮持水性变好。

图4 不同冻藏时间下两种速冻水饺皮中间态水的相对面积

图5 是不同冻藏时间下两种速冻水饺皮自由水的相对面积。可以看出，自由水的相对面积A22随冻藏时间的延长整体呈下降趋势。这部分水在冻藏期间存在“干耗”现象，使自由水不断向外蒸发，水分含量减少。说明添加马铃薯全粉后速冻水饺皮的持水性增强，抑制T21向T22转化，降低了自由水含量，使得可冻结水含量降低，从而抑制了冰晶对饺子皮面筋网络结构的破坏。

图5 不同冻藏时间下两种速冻水饺皮中自由水的相对面积

3 结论与讨论

研究了添加15%马铃薯全粉和未添加马铃薯全粉的小麦粉制作的速冻水饺在冻藏期间品质变化及水分迁移规律，结果表明：未添加马铃薯全粉的小麦粉制作的速冻水饺在冻藏期间冻裂率和失水率显著升高；而添加马铃薯全粉的速冻水饺在100 d的冻藏期间冻裂率为零，失水率增加不显著，说明添加马铃薯全粉降低了速冻水饺的冻裂率。

采用DSC测定速冻水饺皮冻藏期间的可冻结水含量，结果表明：与未添加马铃薯全粉的小麦粉速冻水饺皮相比，添加马铃薯全粉的速冻水饺皮在相同的冻藏时间内可冻结水含量明显降低。

利用NMR测定不同冻藏时间下速冻水饺皮的横向弛豫时间，结果表明：添加马铃薯全粉的速冻水饺皮中在冻藏期间自由水含量逐渐减小，中间态水含量在冻藏后期显著增大，说明马铃薯全粉良好的持水性增加了水饺皮中不可冻结水的含量，降低了可冻结水的含量。

综上所述，引入马铃薯全粉后降低了速冻水饺的冻裂率和失水率，使速冻水饺中可冻结水含量降低，提高了速冻水饺的耐冻性，有效抑制了速冻水饺在冻藏期间的品质劣变。