冻结模式对冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条品质的影响

宋佳阳，王婧萱，李新宸，朱秀灵，陈子璐，刘豪，张霞，梁赢，王金水

（河南工业大学 生物工程学院，河南 郑州 450001）

冷冻熟面属于方便食品的一种，是利用速冻技术在确保面条的口感和营养的前提下不添加任何防腐剂的新型面制品[1]，具有色、香、味俱佳，口感良好，营养流失较少等特点[2]。目前有关冷冻熟面的研究主要针对面粉比例、制作工艺及如何应用添加剂等方面[3-5]，对其种类的研发比较单一[6]，且主要集中于小麦面条。随着人们对健康饮食的日益重视，杂粮面条因富含多种维生素和膳食纤维而深受人们的喜爱[7]。杂粮面条的市场需求较大[8]，因此开发冷冻熟制杂粮面条是有必要的。

冻结过程是保证冷冻熟面面条品质的关键工艺之一[9]。Olivera 等[10]通过冷冻试验证实，低温冷冻是获得快速冷冻速率的有效途径。田萍萍[11]研究发现不同小麦粉制作的速冻熟制面条在相同温度冻结后其中心的冻结温度变化有所不同。骆丽君[12]研究表明随着冻结温度的升高，冷冻熟面复煮损失率增大，面条拉断力和拉断距离显著减小，复热后面条水分梯度减弱，面条结构受损严重。张剑等[13]研究发现面条冻结温度越低，其质量损失越小。因此，合适的冻结温度对保持冷冻熟面的品质有重要作用[14]。

近年来鹰嘴豆成为人们生活中主要的食材和药材来源之一[15-16]，因其丰富独特的营养价值在保健食品、奶制品、饮料等食品加工中广泛应用[17]。张榉等[18]研究发现鹰嘴豆面条不仅有其独特的豆香味，而且面条的营养价值和品质特性也有所提升[19-20]。通过改良鹰嘴豆粉的添加比例和冷冻工艺，不仅可以提升冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条的营养价值，还可改善面条的品质。然而，冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条因熟制后具有高水分，黏弹性差，适口性差等特点，且生产工艺尚不完善，对不同冻结模式下冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条的影响研究较少。

本文通过研究-18、-50、-80、-196 ℃下的冻结模式对冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条蒸煮特性、质构特性、色泽、感官评价以及微观结构的影响规律，以期为提升冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条的品质提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

小麦粉：中粮国际（北京）有限公司；鹰嘴豆粉：新疆天山奇豆生物科技有限责任公司；食盐：中国盐业集团有限公司。

1.2 仪器与设备

台式搅拌机（5KSM3311XCBM）：美国Whirlpool Corporation 公司；电动压面机（Marcato S.Y.L）：意大利CAMPODARSEGO 公司；物性分析仪（SMS TA.xT plus）：北京市微讯超技仪器技术有限公司；多功能研磨机（CHY-6001）：浙江省金华市莫菲家用电器有限公司；冷冻干燥机（RLPHR 1-2 LO）：河南一诺佳盛仪器设备有限公司；New Brunswick 超低温冰箱（Innova R U535）：德国艾本德公司；电冰柜（FCD-270SE）：海尔智家股份有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条的制作工艺

面条样品制作：参考Liang 等[21]的制面方法并作一定的改动。分别称取鹰嘴豆粉40 g 和小麦粉60 g，放台式搅拌机中混匀，称取食盐1.5 g 溶于33.0 g 蒸馏水中，搅拌7 min，使面粉成棉絮状；将面絮包裹在保鲜膜中，室温下静置醒发20 min；将面絮放于电动压面机中压片，至面片厚度为1.5 mm；把经过压延后的面片切条，制成的面条长25 cm，备用。将300 mL 蒸馏水加至锅中，煮沸，称取30 g 新鲜面条放入锅中煮制4 min。将煮熟后的面条，立即放入备用的100 mL 冷水中进行冷却处理，时长1 min，捞出沥水1 min；将沥干后的面条样品装至保鲜膜中，分别采用A 组（-18 ℃、2 h）、B组（-50 ℃、2 h）、C 组（-80 ℃、2 h）、D 组（-196 ℃、5 min）4 种模式进行冷冻；最后将冻结后的面条置于-18 ℃的冰箱中冻藏1 周。

1.3.2 冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条蒸煮品质的测定

蒸煮损失率：面条样品复热90 s 后取出，进行冷却1 min 后，收集冷却水和面汤水装入到500 mL 的容量瓶中，进行定容和摇匀。量取100 mL 面汤置于250 mL 已烘至恒重的清洁烧杯内，在电热炉上加热，使其蒸发掉大部分水分后，把含有干物质的烧杯放进105 ℃烘干箱内，烘干使其达到恒重，蒸煮损失率（A，%）计算公式如下。

式中：W0为生面条干物质的质量，g；W2为恒重烧杯的质量，g；W3为面汤恒重后的烧杯质量，g。

吸水率：称取30 g 的生面条，将已冻藏1 周的冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条复热90 s 后，用滤纸将面条表层水分吸干，称重，吸水率（B，%）计算公式如下。

式中：W0为生面条的质量，g；W1为煮制后面条的质量，g。

1.3.3 冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条质构特性的测定

将面条样品复煮90 s 后捞出，冷水冷却1 min；然后用滤纸沥干1 min；对其咀嚼特性、全质构特性和拉伸特性进行测定。测试应在面条复煮后30 min 之内完成，每个指标至少测试3 次。具体测试的参数如下。

全质构分析（texture profile analysis，TPA）：选用HDP/PFS 型号探头，选择TPA 指标进行测定，校准距离7 mm、前速度0.8 mm/s、中速度0.8 mm/s、后速度10.0 mm/s、触发力5 g、压缩比75%、两次压缩的时间间隔2 s，每次测定时应取两根面条平行放于载物台上。

拉伸模式测定：选取A/SPR 型号探头，校准距离60 mm、测试前速度1.5 mm/s、中速度1.5 mm/s、后速度10.0 mm/s、拉伸距离60 mm、触发力1 g。

咀嚼模式测定：选用A/LKB-F 探针，选择面条硬度测定；测试前速度0.17 mm/s、后速度10.0 mm/s、应变80%、触发力15 g、两次压缩间隔时间2 s。

1.3.4 冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条微观结构的测定

采用扫描电子显微镜（scanning electron microscope，SEM）对面条样品的截面和表面的微观结构加以观测。将面条样品从-18 ℃冰箱中取出后放入冻干机进行冻干，并对冻干后的样品进行预处理。在载物台上粘上电导胶后，将处理后的面条置于载物台上，进行离子溅射喷金4 min，在加速电压为5.0 kV 的条件下观察。

1.3.5 冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条色泽的测定

参考Liu 等[22]的方法测定面条色泽，并略作修改。将面条样品冻干后磨粉，采用全自动色差仪对1.3.1 制备的鹰嘴豆杂粮粉进行色泽测定，每组重复测定3 次，取平均值。分别测定L*、a*、b*值，其中L*值代表明度指数，a*、b*值分别代表红度、黄度指数，总色差ΔE*值的计算方式如下。

式中：ΔL*、Δa*、Δb* 为面条样品与标准值（L*、a*、b*）之间的差值；空白值L*=100，a*=0，b*=0。

1.3.6 冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条感官品质的测定

将面条样品复煮90 s 之后捞出,放在100 mL 冷水中冷却1 min，分别放在碗中待品尝。品尝小组由6 位成员组成。

冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条感官品质评分标准见表1。

表1 冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条感官品质评分标准Table 1 Sensory quality scoring standard for frozen cooked chickpea coarse grain noodles

1.4 数据统计与分析

数据统计与分析时，使用SPSS 25.0 对所测得的数据进行方差分析，在P＜0.05 检验水平下，进行显著性分析；将3 次以上独立试验所测定结果的平均值，作为所有数据分析的结果。

2 结果与分析

2.1 冻结模式对冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条蒸煮品质的影响

面条的蒸煮损失率、复煮损失率和吸水率可以表征其蒸煮品质[23]，冻结模式对冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条蒸煮品质的影响如图1 所示。

图1 冻结模式对冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条蒸煮损失率和吸水率的影响Fig.1 Effect of freezing modes on cooking loss rate and water absorption rate of frozen cooked chickpea multigrain noodles

由图1 可知，冻结温度越高，冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条的蒸煮损失率和吸水率越高。B 组、C 组及D 组面条样品的蒸煮损失率和吸水率都显著低于A 组的蒸煮损失率和吸水率（P＜0.05）。B 组、C 组及D 组之间面条样品的蒸煮损失率无显著差异（P＞0.05）；B 组和C组面条样品的吸水率无显著性差异（P＞0.05），C 组面条样品的吸水率显著高于D 组。这可能因为冻结温度越高，样品在最大冰晶形成带停留时间越长，形成体积较大，数量较少的冰晶，从而导致冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条内部空洞不断变大，面筋网络结构的结合能力降低以及面条再复热时吸水能力增强。由此表明冻结温度能够影响冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条的蒸煮品质，这与陈建洋等[24]研究的结果一致。

2.2 冻结模式对冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条质构特性的影响

2.2.1 冻结模式对冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条TPA 的影响

食品质构是食品材料与结构性质的感官体现，也是影响消费者对食品的喜好和可接受性的重要因素。冻结模式对冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条TPA 的影响如表2 所示。

表2 冻结模式对冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条质构特性的影响Table 2 Effects of freezing modes on texture characteristics of frozen cooked chickpea coarse grain noodles

由表2 可以看出，随着冻结温度的降低，硬度、弹性、凝聚力、咀嚼性、回复力、黏附性逐渐增大，黏性逐渐减小。这表明随着冻结温度升高，面条内部水分迁移会产生的较大冰晶，使面条面筋蛋白三维网络结构受到严重破损，持水能力下降，表面的可溶性的物质增多，从而引起面条样品黏附性、咀嚼性、硬度和弹性的下降，黏性增大。

2.2.2 冻结模式对冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条拉伸特性的影响

拉伸特性可用于反映面条的弹性和极限强度，试验结果如表3 所示。

表3 冻结模式对冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条拉伸特性的影响Table 3 Effects of freezing modes on tensile properties of frozen cooked chickpea coarse grain noodles

由表3 可知，随着冻结温度的降低，冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条的最大拉伸强度和拉伸断裂距离都呈现上升趋势。B、C、D 组面条的最大拉伸强度无显著差异（P＞0.05）。最大拉伸强度主要反映面筋网络间的结合程度，冻结温度越高产生的冰晶体越大，面条面筋网络间结构断裂越严重。C 组和D 组面条的拉伸断裂距离无显著性差异（P＞0.05）；B 组面条的拉伸断裂距离在A 组和C 组之间。面条的拉伸断裂距离决定其弹性指标，面筋网络结构的强度越大，其弹性指标越好。冻结温度越低越能够减弱冰晶对冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条面筋网络结构的破坏，从而使面条保持良好的拉伸特性。

2.2.3 冻结模式对冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条咀嚼特性的影响

通过模拟人口腔的咀嚼运动，对面条样品进行多次压缩，试验结果如表4 所示。

表4 冻结模式对冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条咀嚼特性的影响Table 4 Effects of freezing modes on the chewing characteristics of frozen cooked chickpea coarse grain noodles

由表4 可知，A 组面条样品除黏性外其余各项指标均低于B、C、D 组面条样品，且面条样品中的咀嚼性与面条TPA 中咀嚼性的变化保持一致。面条坚实度等与面筋网络有关[25]，冻结温度越高，产生的较大冰晶破坏了面筋网络结构，使坚实度降低。冻结温度越高，黏性越大，这是由于面条内部形成的较大冰晶对冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条中淀粉颗粒和面筋网络结构造成了破坏。B、C、D 组面条样品的各项指标均无显著性变化（P＞0.05）。

2.3 冻结模式对冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条微观结构的影响

面条面筋网络结构间的孔隙越大，其受损就越严重，面条的弹性和韧性就越弱[26]。采用扫面电子显微镜对面条的微观结构进行了分析，结果如图2 所示。

图2 冻结模式对冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条的微观结构的影响Fig.2 Effect of freezing modes on microstructure of frozen cooked chickpea coarse grain noodles

由图2 可知，A、B、C、D 组面条样品中面筋蛋白网络结构逐渐紧密，孔隙逐渐减小。D 组面条中面筋蛋白网络结构最为致密，淀粉颗粒变形程度极小，与蛋白网络结构紧密结合。这与2.2.1 中不同冻结模式下质构特性中硬度的变化是一致的。冻结温度越低，面条内部微观结构遭受破坏程度越小，面条越耐煮，面条蒸煮损失率越小，拉断力、硬度、咀嚼性等增大。

2.4 冻结模式对冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条色泽的影响

面条色泽的变化是评判面制品品质好坏的重要指标之一。通过全自动色差仪对面条的色泽变化进行了分析，结果如表5 所示。

表5 冻结模式对冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条色泽的影响Table 5 Effects of freezing modes on the color of frozen cooked chickpea coarse grain noodles

由表5 可知，随着冻结温度的降低，冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条的L*值不断增大，a*値先趋于平稳后减小，b*值逐渐减小，总色差ΔE*值逐渐减小。这可能是随着冻结温度的降低，冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条中冰晶的含量越来越少，不断减小的冰晶体积保留了面筋网络结构的完整性。外部光线照射在面条冻干粉上时，面筋网络破坏形成的孔洞改变了光的传播方向。冰晶对面筋网络破坏程度越小，明度指数越高。根据视觉与ΔE*值的关系，当ΔE*值大于3.0 时，色差变化明显。因此，冻结模式对冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条的色泽变化有影响。

2.5 冻结模式对冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条感官品质的影响

从面条感官品质总评分分析可知，感官品质总评分越高，表明消费者的接受程度越高。冻结模式对冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条感官品质的影响如图3 所示。

图3 冻结模式对冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条感官品质的影响Fig.3 Effect of freezing modes on sensory quality of frozen cooked chickpea coarse grain noodles

由图3 可知，冻结温度越低，冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条的色泽评分越高，光滑性评分也呈上升趋势。硬度和韧性这两个指标对面条口感较为重要，评分随着冻结温度的升高而降低，表明了随着冻结温度的升高冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条的弹韧性会降低，味道指标分数表现出下降走势，但变化不明显。综合所有指标可知，冻结温度越高，冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条感官品质越低。

3 结论

采用蒸煮损失的测定方法、全质构分析、扫描电子电镜等方法研究不同冻结模式对冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条的蒸煮品质、质构特性、微观结构、色泽变化、感官品质的影响，结果表明，冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条在冻结温度为-18 ℃时，蒸煮损失率最大。随着冻结温度的降低，面条的吸水率呈下降趋势，恢复力、坚实度、咀嚼度呈上升趋势。-196 ℃下冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条的面筋蛋白网络结构最紧密，表面粗糙度最低；面条的L*最大，a*、b*、ΔE*值最小。面条感官评分也随冻结温度的下降逐渐升高。综上所述，冻结温度达到-80 ℃时有利于保障冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条品质。本研究结果可为冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条品质调控的发展提供参考。