可溶性大豆多糖对春卷皮冻融循环过程中品质变化的影响

潘 燕，钟昔阳,2,*，罗水忠,2，赵妍嫣,2，郑 志,2，姜绍通,2

（1.合肥工业大学食品与生物工程学院，安徽 合肥 230601；2.安徽省农产品精深加工重点实验室，安徽 合肥 230601）

春卷是我国传统小吃，其外观金黄诱人、食用酥脆可口，深受消费者青睐[1]。当前，受春卷消费市场的巨大需求，春卷皮已实现了大规模产业化生产，但春卷皮在冷冻储藏和运输销售过程中，由于温度波动（严重时可产生多次冻融），造成产品表面失水开裂，影响后续的春卷加工及导致春卷酥脆性降低、食用品质下降的系列问题[2]。此外，春卷皮油炸后含油量高，与当前追求低脂健康膳食也产生了较大冲突[3]。

为解决当前春卷皮加工过程中面临的上述问题，广大产业界、学界的研究者从春卷皮加工工艺、原料粉、食品添加剂（特别是乳化剂、增稠剂类）的应用等方面开展了广泛研究[4-6]。由于食品添加剂应用方便，更是成为研究中的热点[7]。水溶性大豆多糖（soluble soybean polysaccharide，SSPS）是来源于大豆的一类酸性多糖，结构类似于果胶，主要由半乳糖、阿拉伯糖、半乳糖醛酸、鼠李糖、岩藻糖、木糖和葡萄糖等组成[8]，具有膳食纤维的营养特性[9]。SSPS含有大量的羟基和羧基等活性基团，具有对食品加工有利的乳化、成膜、抗氧化特性[10-12]和提高冷冻食品的冻融稳定性[13]，在速冻汤圆、水饺、馒头等食品加工中得到广泛应用[14-15]，然而SSPS在春卷皮加工中还鲜见报道。

本实验研究不同添加量（0%、0.3%、0.6%和0.9%）SSPS对春卷皮在冻融过程中理化性质、质构特性、显微结构，及后续所得春卷感官品质的影响，以期寻找一种有效解决当前春卷皮加工实践中的难题，开发满足春卷加工所需的高品质春卷皮产品。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

中筋小麦粉（水分13.00%、淀粉67.23%、蛋白质12.05%、灰分0.56%） 滨州中裕食品有限公司；可溶性大豆多糖（食品级，水分5.1%、总蛋白3.8%、灰分7.3%、膳食纤维71.8%（半乳糖44.3%、阿拉伯糖23.5%、半乳糖醛酸19.0%、木糖3.6%、果糖2.8%、葡萄糖1.1%）） 山东聚源生物科技有限公司；特制食盐（NaCl≥99.1%） 安徽省盐业总公司；大豆油 益海嘉里金龙鱼粮油食品有限公司；其他所用试剂和化学品均为分析级。

1.2 仪器与设备

SM-986S型家用搅拌机 东莞市顶厨电器科技有限公司；YXD-40自动恒温煎饼炉 瑞安市八达机械厂；DF25A电炸炉 中山市斯乐得电器有限公司；BCD-201LCT电冰箱 合肥美菱股份有限公司；SE206脂肪测定仪合肥锦研生物科技有限公司；TA-XTplus物性测试仪 英国Stable公司；SC-80C全自动色差计北京康光有限公司；Gemini500热场发射扫描电子显微镜德国卡尔·蔡司公司；LHS-150HC-II型恒温恒湿箱、DHG-电热鼓风干燥箱 上海一恒科学仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 春卷皮样品的制备

春卷皮制作工艺参照王璇等[16]研究：1）称样：称取400 g中筋小麦粉，1 g食盐，480 mL蒸馏水，SSPS的添加比例分别为小麦粉的0%、0.3%、0.6%、0.9%；2）混浆：将小麦粉和SSPS置于和面机的面钵中，食盐溶于水沿着面钵内壁缓慢倒入钵体内，低速档搅拌1 min，中速档搅拌5 min；3）饧浆：调制好的面浆倒入容器中，保鲜膜密封，置于温度为30 ℃，相对湿度为60%的恒温恒湿箱中饧浆2 h；4）制皮：取50 mL面浆置于摊饼炉，用手推模具将面浆摊成14 cmh18 cm的长方形，再150 ℃恒温3 min，模拟春卷制皮机单面加热，制皮；5）装袋：制好的春卷皮室温冷却10 min，切割成7.5 cmh7.5 cm的大小装入密封袋，备用。

1.3.2 冻融处理

通过冻融循环，即冷冻解冻多次循环的方式，模拟春卷皮在贮藏和销售过程的温度波动，加速春卷皮品质的劣变，更好地展示春卷皮在冻藏条件下的品质变化。参照Tang Xiaojuan等[17]方法稍作修改，将春卷皮置于-18 ℃的冰箱中冻藏47.5 h，4 ℃解冻0.5 h，作为一个冻融循环，分别冻融0、4、8、12、24个循环，备用。

1.3.3 春卷的制作与加工

包卷：参照王璇等[6]的方法，在春卷皮上放入13 g豆沙，包卷成长6 cm、宽2 cm、厚2.5 cm的春卷。

油炸：将包卷好的春卷进行油炸，油温160 ℃，油炸时间3 min，炸好后沥油30 s。

1.3.4 春卷皮水分含量

采用GB 5009.3ü2016《食品中水分的测定》直接干燥法测定。

1.3.5 春卷皮质构特性

参照Li Yueming等[18]方法稍作修改。春卷皮厚度为（1.2f0.05）mm，切取春卷皮中间部位3 cmh3 cm的小块，选同批春卷皮的两小块叠加进行质构测试。参数设定为P5圆柱形探头，测前速率5 mm/s，测试速率1 mm/s，测后速率1 mm/s，压缩比为40%，触发力3 g。

1.3.6 春卷皮微观结构

将冻融0、12、24次的春卷皮进行冷冻干燥，切取样品横截面后喷金120 s，通过扫描电子显微镜（scanning electron microscope，SEM）观察截面形貌，加速电压为50 kV，放大倍数为500 倍。

1.3.7 油炸春卷皮含水量和含油量的测定

含水量测定：参照GB 5009.3ü2016《食品中水分的测定》；含油量测定：参照GB 5009.6ü2016《食品中脂肪的测定》。

1.3.8 油炸春卷皮脆性和硬度的测定

取春卷皮中心部位3 cmh3 cm的小块，进行油炸处理。参考张鸿等[19]的实验方法，采用质构仪测定油炸春卷皮的脆性和硬度，具体的测试参数：P/0.25球形探头，下行速率、测试速率和返回速率分别为2.5、1.0、6.0 mm/s。

1.3.9 油炸春卷皮色泽的测定

取油炸春卷的外壳，采用色差仪分别测定油炸后春卷皮的L*、a*、b*值。

1.3.10 春卷的品质评价

春卷感官评分由未经油炸处理的春卷和油炸后的春卷两部分评分构成，评价小组由10 名（男女各5 人）评价员组成，评价标准参照陈逸鹏等[4]，并作适当修改，具体评分细则如表1所示。

表1 春卷感官评价标准Table 1 Criteria for sensory evaluation of spring roll

1.4 数据分析与处理

所有实验均至少重复3次，使用IBM SPSS Statistics 19对数据进行整理和分析，并运用Origin 9.0软件绘制相关图表。

2 结果与分析

2.1 冻融过程中SSPS添加量对春卷皮水分含量的影响

春卷皮的水分含量与其加工性能和食用品质密切相关[16]。图1显示在不同冻融次数下春卷皮的水分含量变化情况。在春卷皮未经冻融时，添加SSPS使得春卷皮水分含量增大，这可能是由于SSPS含有大量亲水性的单糖残基，使得春卷皮具有较强的持水能力[20]。

图1 SSPS添加量及冻融次数对春卷皮水分含量的影响Fig.1 Effects of SSPS addition and freeze-thaw cycles on the moisture contents of SRW

另一方面，随着冻融循环次数的增加，春卷皮的水分含量不断减少。这可能由于春卷皮表面水分蒸发和内部冰晶的升华。在冷冻过程中，冷冻室中的蒸气压低于春卷皮表面的蒸气压，促使得水分从春卷皮表面向冷冻室的环境中扩散[21]。添加了SSPS的春卷皮在冻融循环过程中，水分减少的趋势相对于对照组有所减缓，这可能由于SSPS为阴离子多糖，其阴离子基团与面筋蛋白中的氨基基团通过静电作用，形成面筋蛋白-亲水胶体复合物；与此同时，SSPS也与淀粉体系形成复合物，改变淀粉特性，SSPS与蛋白、淀粉的共同作用，从而提升了春卷皮体系的持水能力[22]。此外，SSPS结构中含有较多的水合位点以及—OH、—COOH等极性基团，将水束缚在一定的空间内，降低了水的流动性和水蒸气的逸出能力[23-24]。在春卷皮冻藏过程中，添加SSPS可以减少春卷皮中冰晶的形成，改变水分的冻结状态，从而减少水分的损失[25-26]。

2.2 冻融过程中SSPS添加量对春卷皮质构特性的影响

质构特性是反映春卷皮加工特性以及消费者对春卷接受程度的重要指标[3]。图2显示：对未经冻融的新鲜春卷皮而言，SSPS的添加降低了春卷皮的硬度和黏性，有利于春卷皮的后续贮藏和加工。这是因为SSPS具有良好的持水性，减少了面浆热加工过程中水分损失并且由于SSPS包裹在淀粉颗粒周围，抑制了淀粉颗粒的膨胀，限制了糊化过程中黏度的增加[27]。此外，SSPS的添加使春卷皮的内聚性上升，这可能是由于SSPS结构中阴离子基团与面筋蛋白中的氨基基团通过静电作用，形成面筋蛋白-多糖复合物，改善面筋蛋白结构[28]，并且SSPS自身负电荷间的斥力使其分子链舒展分散，易与蛋白质粒子吸附以及淀粉分子链缠绕，促进了分子网络结构的空间连续性[22]，使得春卷皮组织细密，有助于提高春卷皮的加工性能。然而，当SSPS添加量为0.9%时，春卷皮的内聚性反而下降，这可能是由于过多添加SSPS，面筋水分吸收减少，使得春卷皮不易形成紧密的网络结构。

图2 SSPS添加量及冻融次数对春卷皮质构特性的影响Fig.2 Effects of SSPS addition and freeze-thaw cycles on the texture properties of SRW

随着冻融次数的增大，春卷皮的硬度显著上升，这主要是由于在冻融过程中，春卷皮水分的散失和淀粉的老化[3]。此外，黏性和内聚性在冻融过程中均降低，这主要是由于在冻融过程中，冰晶的生长对春卷皮的内部结构造成机械损伤[4]。然而添加SSPS的春卷皮在冻融过程中，各项质构指标变化较小，说明SSPS的添加可以有效抑制冻融引起的春卷皮质构特性的变化。

2.3 冻融过程中SSPS添加量对油炸春卷皮微观结构的影响

图3显示了利用SEM观察春卷皮在冻融过程中截面的微观结构特性，发现冻融循环会造成春卷皮截面结构的破坏，其结构由未冻融时连续致密的结构经冻融逐渐变得内部结构粗糙、松散，不连续。加入SSPS对未冻融春卷皮的内部结构影响并不明显，但随着冻融循环次数增多，SSPS的添加可以改善春卷皮的内部结构。在冻融12次后，4 组春卷皮样品截面上都出现较多裂纹，结构松散，这是由于在冻融过程中，水分和冰晶的分布发生改变，大冰晶的生长会对组织结构造成破坏。但是添加SSPS的3 组样品优于对照组，尤其是添加了0.6% SSPS的春卷皮在冻融12次后，其内部结构仍有较大区域保持紧密连续，受冻融影响较小。在冻融24次后，所有春卷皮样品内部结构遭到严重破坏，截面变得更加粗糙松散，孔洞更多，孔隙更大。

图3 SSPS添加量及冻融次数对春卷皮微观结构的影响Fig.3 Effects of SSPS addition and freeze-thaw cycles on the microstructure of SRW

2.4 冻融过程中SSPS添加量对油炸春卷皮含油量和含水量的影响

油炸食品的含油量一直深受食品加工者和消费者的关注，对产品的品质有着重要的影响。冻融条件下，SSPS添加量对于春卷皮含油量和含水量的影响如表2所示。春卷皮未经冻融处理，SSPS的添加对油炸后春卷皮含油量有显著降低作用（P＜0.05），这可能是由于在油炸的过程中，水分不断蒸发，SSPS作用于春卷皮的表面形成物理膜，有效抑制了春卷皮对油脂的吸收[11]。

表2 SSPS添加量及冻融次数对油炸春卷皮含油量和含水量的影响Table 2 Effects of SSPS addition and freeze-thaw cycles on the oil and moisture contents of fried SRW

另一方面，随着冻融次数不断增加，春卷皮的含油量不断上升，含水量不断下降，这是由于食物在油炸的过程中主要的吸油机制是“水油置换”[29]。经过24次冻融，油炸后春卷皮含油量分别增加了2.29%（添加0% SSPS）、2.09%（添加0.3% SSPS）、1.35 %（添加0.6% SSPS）、1.73%（添加0.9% SSPS）。这主要是由于春卷皮中的水分在冻融条件下向流动性更强的方向转变，结合水转变为弱结合水和自由水，促进油炸过程中“水油置换”的发生[30]。此外，当春卷结束油炸从电炸锅中取出后，春卷皮的温度迅速降低使得内部水蒸气冷凝压力减小，导致春卷皮表面的油脂渗透到内部孔道之中[31]。在冻融过程中，温度波动加剧了冰晶的生长和重结晶对春卷皮的内部结构有较大的破坏，使得春卷皮结构松散，孔洞和孔隙增多，油脂可渗入的空间增大，含油量上升。这与Moreno等[32]的实验结果相似，面团样品经过冷冻干燥内部形成多孔结构，导致油炸后含油量上升。然而，添加SSPS的添加会减缓这种趋势，这可能是SSPS能提高产品的冻融性，对内部结构破坏较小，因此减少在油炸过程中水分蒸发，抑制冷却阶段因冷凝效应对油脂的吸收，有利于春卷皮的整体含油量降低。

2.5 冻融过程中SSPS添加量对油炸春卷皮硬度和脆性的影响

由图4可知，春卷皮未经过冻融时，SSPS的添加使油炸春卷皮硬度减小，脆性增大，对春卷酥脆口感产生积极影响。Atsuyuki等[33]在专利中说明在原料粉中添加大豆多糖，使得油炸后春卷硬度变得更适度，酥脆感更良好。这可能是由于SSPS能够增强水分结合而作用的结果[34]。

图4 SSPS添加量及冻融次数对油炸春卷皮硬度和脆性的影响Fig.4 Effects of SSPS addition and freeze-thaw cycles on the hardness and crispness of fried SRW

随着冻融次数的增加，硬度不断上升，脆性不断下降。这是由于春卷皮在冻融过程中，淀粉发生老化，随着贮藏时间的延长，淀粉的结晶度不断增加，形成刚性淀粉网络，阻碍油炸过程中春卷皮的膨胀使得油炸后的春卷皮结构致密和质地坚硬[35]。此外，春卷皮在冻融过程中水分含量下降，对油炸后春卷皮的酥脆性产生不利影响[36]。然而添加SSPS能够缓解油炸后春卷皮酥脆性下降，这主要是由于SSPS能够抑制冻融过程春卷皮淀粉老化和水分损失。

2.6 冻融过程中SSPS添加量对油炸春卷皮色泽的影响

油炸工艺中面制品色泽的形成与非酶促褐变有关，特别是美拉德反应、焦糖化反应和化学氧化[37]。这些反应使得春卷经过油炸后，不仅具有特殊风味，还会产生金黄的色泽，对产品整体的可接受性产生重要影响。由表3可知，春卷皮未经冻融处理，油炸后的春卷皮随着SSPS添加量的增多L*值增大，a*值没有明显的变化，b*值减小。这说明SSPS的添加能够提升春卷油炸后的表皮亮度，且对红度的影响不大，但是使得油炸春卷表皮的黄度稍有下降。然而胡喜萍[22]发现，SSPS的添加会使得油条L*值减小，a*值和b*值增大，本实验结果与其不相符合。这可能是由于春卷皮是面浆加热后体系，与未加热面团体系相比，春卷皮中各组分发生了变化（淀粉糊化，蛋白质变性），SSPS与组分相互交联而产生空间位阻，使得一些还原端被埋没或屏蔽，减少了美拉德反应，使得产品颜色变浅[38]。

表3 SSPS添加量及冻融次数对油炸春卷皮色泽的影响Table 3 Effects of SSPS addition and freeze-thaw cycles on the color of fried SRW

此外，随着冻融次数的增大，油炸春卷皮的L*值减小，a*值、b*值均增大。这是由于冻融过程中春卷皮的含水量减少，美拉德反应的基质浓度增大，导致美拉德反应的褐变程度加深[39]。而添加SSPS能缓解冻融处理对油炸春卷皮色泽的影响，其中添加0.6% SSPS的L*值仅减小了10.02，a*值增大了2.04，b*值增大了4.49。这可能是由于SSPS降低含油量，使得更少的油渗到春卷皮中并减少化学氧化[8]。另一方面，SSPS抑制了冻融条件下春卷皮的水分损失，缓解了美拉德反应，使得春卷皮生成的色素物质较少，春卷皮油亮金黄。

2.7 冻融过程中SSPS添加量对春卷感官品质的影响

不同SSPS添加量的春卷皮经冷冻循环后包制成春卷，对油炸前后的样品进行感官评价，结果见图5。如图5A所示，未经冻融时，SSPS的添加提高春卷的感官总评分，其中SSPS添加量为0.6%的总评分最高。随着冻融次数的增加，感官总评分不断下降，而添加SSPS组下降较为缓慢，且得分始终高于未添加SSPS组。从图5B看，在冻融次数为0时，SSPS的添加对未油炸春卷的“表皮质地”和“整体形态”的改善效果不明显，其中添加0.9%的SSPS对其有消极作用。但冻融24次时，SSPS的添加对未油炸春卷的“表皮质地”和“整体形态”的改善效果比较明显。此外，在冻融过程中，加入SSPS的油炸春卷在“外形”、“口感”两个方面的改善效果较为明显。感官实验结果反映了SSPS的添加可以提升春卷综合品质，使得消费者的整体接受度增高。

图5 SSPS添加量及冻融次数对春卷皮感官品质的影响Fig.5 Effects of SSPS addition and freeze-thaw cycles on the sensory quality of SR

3 结 论

SSPS添加到春卷皮中，对冻融条件下的春卷皮、油炸的春卷品质产生重要影响。具体表现在：SSPS的添加增加了春卷皮的水分含量，降低了春卷的硬度和黏性，使其内聚性增加，抑制了在冻融过程中春卷皮品质的劣化。添加SSPS可以改善春卷皮内部结构在冻融过程中的致密性，提升春卷皮的冻融稳定性。另一方面，SSPS的添加降低了油炸春卷的含油量，提高其脆性和色泽，改善食用品质，延缓冻融过程中品质裂变，且添加0.6% SSPS的春卷感官得分最高。本研究结果对解决春卷皮生产加工中面临的实际问题，开发适应于低温贮藏需求的高品质春卷皮加工提供了有益借鉴和参考。