可得然胶对冻融循环处理冷冻熟面质构特性的影响

曲卓婷，梁 赢，刘 玫，刘智磊，李 洁，张 霞，王金水*

1.河南工业大学 生物工程学院，河南 郑州 450001

2.河南工业大学 粮油食品学院，河南 郑州 450001

冷冻熟面是指将新鲜面条熟制后快速冻结并进行长期冻藏，经快速复热后便可食用的新型面制品[1]。它克服了传统生鲜面保质期短、易变质、制作耗时长的缺点，由于采用低温烹煮的加工工艺，相对于油炸方便面来说，更大程度地保留了传统生鲜面的营养成分。因此，冷冻熟面满足了当代人对方便、健康、无添加食品的追求，在未来有很大的应用前景。

冷冻作为冷冻熟面的特有工艺，是保证其优越性的关键，降低了冷冻熟面中水分、微生物和酶的活性，从而最大限度地保留了生鲜鲜面的风味、色泽和营养成分。然而，冷冻熟面在冷冻贮藏过程中无法避免温度的波动，这会使冰晶发生重结晶现象，从而对面筋网络结构造成进一步的破坏，使淀粉性能受损，面条表面可溶性物质的溶出增加，导致面条的质构特性下降[2]，从而导致复热后冷冻熟面口感差于新鲜煮制面条。因此，贮藏和运输过程中需要对温度进行严格把控，避免波动。相较于长期冷冻贮藏，冻融循环处理将冷冻熟面在运输过程中的温度把控问题考虑在内，温度变化符合实际情况，研究更具参考价值。

目前，对冷冻熟面品质改良的研究主要集中于原材料[3]、冻藏条件[4]和改良剂[5]。其中，亲水胶常被用作食品的增稠剂、稳定剂等，如木薯淀粉、复合磷酸盐、瓜尔胶[6]和黄原胶[7]等都被证实可用于提升冷冻熟面的最终品质，使面条的蒸煮品质、口感、色泽等得到改善。但这些亲水胶仅作用于生鲜面的制作阶段，缺乏一定的针对性。与上述亲水胶不同，可得然胶，在加热条件下形成具有致密三螺旋结构的热不可逆凝胶，并且其成胶过程与冷冻熟面的熟制过程同时进行，为可得然胶与冷冻熟面组分(水、粉、蛋白质)的相互作用提供了更多可能性。熟制过程是冷冻熟面各组分相互作用最剧烈的阶段，决定了冷冻熟面的最终品质[8]。另外，可得然胶具有更强的持水性和冻融稳定性，减少了冷冻熟面在长期冷冻贮藏过程中结合水向自由水的转化，抑制了冰晶的形成，减少了面筋网络结构的弱化以及淀粉结构和特性的破坏[9]。因此，可得然胶同样可以用于改善冻融循环处理的冷冻熟面质构特性的劣变。

质构特性是冷冻熟面主要的品质特性之一，主要包括硬度、弹性、黏性、拉伸特性以及咀嚼特性等，反映了消费者的可接受程度。冷冻过程中冰的生长和再结晶，使冷冻熟面的面筋蛋白网络遭受巨大破坏，硬度下降[10]；冷冻熟面的黏性主要与淀粉和淀粉凝胶的量有关，在烹饪过程中，面条表面的可溶性淀粉溶出增多，再加上破裂的面筋网络结构，导致再加热时淀粉溶出加剧[11]；抗拉伸强度主要反映了面筋网络的形成情况[12]；咀嚼度综合反映冷冻熟面的硬度、弹性和黏度变化。面条的咀嚼度、硬度、黏性和面条感官评价的筋道感、硬度、弹性呈高度正相关，在一定程度上可以使用质构特性参数表征感官评价[13]。

在可得然胶干预下，作者对冷冻熟面冻融循环过程中质构特性(硬度、表面黏度、拉伸特性和咀嚼特性(咀嚼度、坚实度和内部黏度))进行研究，为提升冷冻熟面及速冻食品的最终品质提供新思路，并开拓可得然胶在速冻食品中的应用。

1 材料与方法

1.1 原料与试剂

小麦粉：特制一等中筋面粉，中粮国际(北京)有限公司；食品级可得然胶：日本东京麒麟食品科技有限公司；氯化钠、蒸馏水等。

1.2 仪器与设备

5KSM3311XCBM台式搅拌机：美国Whirlpool Corporation公司；Marcato Atlas 150电动压面机：意大利Marcato公司；TX.XT plus物性分析仪:英国Stable Microsystem 公司；C21-IH01D电磁炉：浙江苏泊尔股份有限公司；LQ-C6002电子天平:昆山优科维特电子科技有限公司；U535-86超低温冰箱：英国Eppendorf AG-22331 Hamburg公司。

1.3 冷冻熟面的制备工艺

按照Liang等[9]的制面方法制作冷冻熟面。

1.4 冻融循环处理

将冷冻熟面样品在-18 ℃的冰箱中冻藏46 h后取出，转移至培养箱中室温保藏2 h，此为一个循环，以此累加并进行记录。在冷冻熟面分别经历2、4、6、8、10次冻融循环后，将其取出，再次在600 W条件下复煮90 s，用于测试。

1.5 硬度、表面黏度和拉伸特性

采用TX.XT plus 物性分析仪测定面条的硬度、表面黏度和拉伸特性，测试方法参照Liang等[9]的方法。

1.6 咀嚼特性

选取TA.XT plus质构分析仪的A/LKB-F探针在“压缩”模式下进行分析，参照Liang等[14]的方法并稍做修改。测试前、后速度分别为0.17 mm/s、10.0 mm/s；触发力为15 g；应变为80%；两次压缩间隔时间为2 s。将冷冻熟面复煮后，选取单根面条，在20 min内完成测定，每个样品至少测定10次。

1.7 数据处理与分析

采用Origin 9.0对数据进行绘图处理，采用SPSS 20.0软件对数据进行标准差分析，选取Duncan分析，在P<0.05水平上对数据进行显著性分析。所有数据均来自3次以上独立试验测定结果的平均值，表示为平均值±标准差。

2 结果与讨论

2.1 可得然胶对冻融循环过程中冷冻熟面硬度的影响

硬度是面条蒸煮品质的重要特性之一，主要和冷冻熟面的蛋白质有关。从图1可以看出，随着冻融循环次数的增多，冷冻熟面的硬度呈现出下降的趋势，这与刘倩[2]的研究结果一致。在经历10次冻融循环之后，未添加可得然胶的冷冻熟面冷冻熟面的硬度从1 608.40 g降低到904.01 g。在冻融循环过程中，冷冻熟面中结合水向自由水的转化，以及冰晶的形成和重结晶破坏了面条的面筋网络结构，导致了面条表面可溶性物质的增多[14]。当可得然胶添加量从0%增加到0.9% 时，同一冻融循环周期的冷冻熟面的硬度呈现出不断上升的趋势。在经历10次冻融循环处理后，加入0.9%可得然胶的冷冻熟面的硬度最大，为1 247.78 g。这可能是因为可得然胶与冷冻熟面中淀粉和面筋的相互作用，形成结构稳定的复合物，有助于提升冷冻熟面的冻融稳定性，从而抵御冰晶对面筋网络造成的机械损伤。

注：不同大写字母表示在不同冻融循环次数下存在显著性差异(P<0.05)，不同小写字母表示在同一冻融循环次数下存在显著性差异(P<0.05)。图2—图6同。

2.2 可得然胶对冻融循环过程中冷冻熟面表面黏度的影响

黏度与冷冻熟面的蒸煮品质显著相关，由图2可知，随着冻融循环次数的增加，冷冻熟面的黏性不断升高。经10次冻融循环，未添加可得然胶的冷冻熟面的表面黏度从59.69 g·s上升到90.07 g·s。面筋网络结构被破坏后，淀粉从面筋网络中泄露出来，可溶性物质的渗出增加。在同一冻融循环周期内，可得然胶的加入降低了冷冻熟面的表面黏度，当添加量为0.5%时，表面黏度最低。在经历10次冻融循环处理后，添加了0.5%可得然胶的冷冻熟面的表面黏度为70.82 g·s。随着可得然胶添加量的增多，冷冻熟面的黏性呈现出先下降再上升的趋势。可得然胶在面筋网络结构中起到“粘连剂”的作用，将淀粉紧紧包裹在面筋网络结构中，抑制了破损淀粉含量的增多，从而减缓了面条表面可溶性物质的溶出。而当可得然胶添加量过多时，可得然凝胶强度过大，对面筋网络和淀粉造成挤压，从而对面条结构造成了更严重的机械破坏。

图2 可得然胶对冻融循环过程中冷冻熟面表面黏度的影响

2.3 可得然胶对冻融循环过程中冷冻熟面拉伸特性的影响

冷冻熟面的拉伸强度的大小反映出面条面筋网络结构形成的强弱，主要和冷冻熟面的蛋白质有关。从图3可以看出，随着冻融循环次数的增多，冷冻熟面的最大拉伸强度和最大断裂距离呈现出不断减小的趋势，分别从36.54 g下降到11.33 g、62.32 mm下降到23.77 mm。当可得然胶添加量为0.5%时，冷冻熟面呈现出最大的拉伸强度。在经历10次冻融循环处理后，添加0.5%可得然胶的冷冻熟面的最大拉伸强度和最大断裂距离分别为20.13 g和40.20 mm。最大拉伸强度能够反映出冷冻熟面的弹性，与面筋网络结构的强度呈正相关。反复的冻融循环对面条的面筋网络结构造成破坏，导致了拉伸特性的下降。Liu等[11]也得到了相似结论。可得然胶是一种由稳定的三螺旋结构组成的强亲水性胶体，有助于抑制冻融循环过程中冷冻熟面结合水向自由水的转化以及冰晶的形成，从而减弱了对面筋网络结构的破坏。

图3 可得然胶对冻融循环过程中冷冻熟面拉伸特性的影响

2.4 可得然胶对冻融循环过程中冷冻熟面咀嚼特性的影响

2.4.1 可得然胶对冻融循环过程中冷冻熟面咀嚼度的影响

冷冻熟面的咀嚼度在感官上为模拟牙齿咀嚼样品成稳定状态时需要的能量，在数值上表现为硬度、内聚性和弹性的乘积，主要和冷冻熟面的蛋白质特性有关[12]，是反映冷冻熟面最终品质的重要指标之一。

从图4可以看出，随着冻融循环次数的增多，冷冻熟面的咀嚼度不断下降。经10次冻融循环后，冷冻熟面的咀嚼度从95.84 g·s下降到52.40 g·s,这可能是因为冻融循环过程中，冰晶的形成导致破损淀粉含量增多，以及面筋网络结构的破裂，使得冷冻熟面的持水能力变差，水分向面条内部的迁移变弱，面条原有的良好的弹性和黏性被破坏[15]。此外，面筋网络的破坏使得面条表面可溶性物质的溶出增多，这也是导致冷冻熟面咀嚼度弱化的原因之一。在同一冻融循环周期内，可得然胶组冷冻熟面的咀嚼度明显高于空白组冷冻熟面。随着可得然胶添加量的增多，冷冻熟面的咀嚼度呈现出先升高后下降的趋势。当添加量为0.5% 时，咀嚼度达到最大值。经过10次冻融循环处理的冷冻熟面的咀嚼度从52.40 g·s上升到84.76 g·s。这可能是由于可得然胶与冷冻熟面中淀粉和面筋的结合，有助于抵御冻融循环过程中冰晶的形成，从而减少面条表面可溶性物质的溶出。然而，当可得然胶添加量过多时，在面条的熟制过程中，可得然胶形成不可逆凝胶，会对淀粉和面筋网络造成挤压和更严重的机械损伤。

图4 可得然胶对冻融循环过程中冷冻熟面咀嚼度的影响

2.4.2 可得然胶对冻融循环过程中冷冻熟面坚实度的影响

与TPA模式下得到的硬度不同，用A/LKB-F探头测得的坚实度，反映牙齿将面条切断所用的功，主要和面筋网络有关。从图5可以看出，随着冻融循环次数的增多，冷冻熟面的坚实度从25.18 g下降至14.75 g。这可能是因为冻融循环过程中，冰晶的生长和重结晶使面筋网络结构破碎，导致复煮后的面条变软，失去了原有的弹性，无法提供给消费者良好的嚼劲。随着可得然胶添加量的增多，冷冻熟面的坚实度逐渐增大。经历了10次冻融循环处理的冷冻熟面，在添加0.9%可得然胶后，坚实度达到最大值,为25.95 g。可得然胶的热不可逆成胶特性和强亲水性，使淀粉和面筋网络紧紧粘连，淀粉能够更多地保留在面筋网络中，面条体系中水分流动性受到抑制，从而提高了冷冻熟面被咀嚼时的坚实度。可得然胶的添加量越多，对淀粉和蛋白质的粘连作用更强，使面筋网络结构越强韧，越偏向于筋道的口感。Liang等[14]对冷冻熟面在冻藏过程中的坚实度进行了研究，也得到同样的结论。

图5 可得然胶对冻融循环过程中冷冻熟面坚实度的影响

2.4.3 可得然胶对冻融循环过程中冷冻熟面内部黏度的影响

由于测试原理不同，用A/LKB-F探头得到的冷冻熟面的黏度，主要来自面条的内部结构，反映面条在被咀嚼时的筋道程度。从图6可以看出，空白组冷冻熟面的内部黏度在冻融循环过程中从0.11 g·s上升到0.21 g·s。经历了6次冻融循环后，面条内部黏度的上升趋势较为显著。添加可得然胶后，在同一冻融循环周期内，冷冻熟面的内部黏度随可得然胶添加量的增多呈现先减小后增大的趋势，经历了10次冻融循环处理的冷冻熟面，在添加0.5%可得然胶后，内部黏度降到最低值，为 0.13 g·s。

图6 可得然胶对冻融循环过程中冷冻熟面内部黏度的影响

3 结论

研究了可得然胶对冷冻熟面冻融过程中质构特性(硬度、表面黏性、拉伸特性、咀嚼特性(咀嚼度、坚实度和内部黏度))的影响，结果表明：在冻融循环过程中，冷冻熟面的硬度、拉伸特性、咀嚼度和坚实度呈现出下降趋势，表面黏度和内部黏度呈现出上升趋势，这可能和冰晶的形成对冷冻熟面面筋网络结构和淀粉的破坏有关。可得然胶的加入，抑制了冰晶的形成，增加了冷冻熟面的冻融稳定性，从而抑制了冷冻熟面的质构特性在冻融循环过程中的下降，使面条尽可能地保留爽滑和筋道的口感。当可得然胶的添加量为0.5%时,冷冻熟面的质构特性表现最佳。本研究为提升冷冻熟面及速冻食品的最终品质提供了新思路，拓展了可得然胶在速冻食品中的应用。