反復凍融對速凍油條品質的影響

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(河南省農業科學院農副產品加工研究中心,河南鄭州 450008)

油條作為我國傳統食品,外酥里嫩,鮮香適口,速凍油條是一種在傳統油條加工基礎上經冷凍加工制作而成的速凍面制食品,它繼承了油條的傳統風味,食用時只需復熱,具有方便、快捷、性價比高等優點,是中國傳統食品工業化的最佳切入點之一,然而在實際生產、冷藏、運輸和銷售過程中可能由于管理不善等因素造成溫度波動,使速凍油條常出現凍融循環現象,嚴重影響其品質。

現有研究發現,反復凍融會使速凍湯圓蒸煮特性變差,產生凍紋、破裂、掉粉現象,透光性也變差[1];非發酵面團的水分會不斷散失、蛋白質含量降低、硬度和彈性呈下降趨勢、粘性增大[2]。Naito等[3]、Phimolsiripol等[4]的研究均表明,凍藏期間的溫度波動會顯著破壞面筋結構,降低面團品質;反復凍融加劇了食品中的重結晶作用,引起食品表皮的破裂,破壞其內部組織結構,加速食品品質變差。因此,避免反復凍融對保持速凍面制品原有品質有著至關重要的作用。目前,關于反復凍融對米面制品品質的研究主要集中在速凍水餃[5]、速凍湯圓[2,6]、速凍面包[7]和速凍面團[8]等。本實驗研究反復凍融對油條品質的影響,建立速凍油條凍融過程的品質劣變規律,以期為油條的冷凍保藏與運輸提供品質維護措施的理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

無鋁油條預混粉 河南省農科院農副產品加工研究所;金龍魚食用調和油 益海嘉里食品營銷有限公司。

DW-86W420速凍機 海爾集團;BCD-202TD冰箱 海信電器;TMS-PRO質構儀 美國FTC公司;DHG-9240A鼓風干燥箱 上海精宏實驗設備有限公司;AL204電子天平 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;艾格麗恒溫油炸鍋 湖北香江電器股份有限公司;SH-X多路溫度測試儀 東莞市聯儀儀器有限公司;Hunter color Flex EZ型色差儀 美國Hunter lab公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 無鋁速凍油條的制作 無鋁油條預混粉→加水和面→餳發→切條→預炸→成型→預冷→冷凍→成品→貯藏

操作要點:取200 g無鋁油條預混粉[9]放入和面機,加140 g水攪打3 min成光滑面團,38 ℃餳發1 h。將面團放置案板上拉伸,用手輕按成寬8 cm,厚0.5 cm的面片,切成寬約2.5 cm的面胚,將兩個面胚疊放,中間按壓,用手捏住兩端,拉伸至20 cm[10],190～200 ℃預炸30 s成型,預冷速凍,-18 ℃冷藏。解凍,190 ℃復炸55 s,炸至色澤金黃[11]。

1.2.2 預冷速凍及解凍過程中油條各層溫度的測定 取點:產品溫差大小和降溫速率的快慢直接影響速凍油條的品質,本實驗采用多路溫度測試儀分別測定油條皮(油條皮下側)、瓤(油條中心瓤心部位)的溫度在預冷速凍[12]和解凍過程中的變化。

預冷速凍:以開始進入預冷間的溫度作為起始溫度,0 ℃預冷45 min,-25 ℃速凍。每分鐘記錄一次,測三次平行,當瓤的溫度降至-18 ℃時凍結測定結束。

解凍:取出凍結后的油條置于25 ℃恒溫箱中,分別測定油條皮、瓤在解凍過程中的溫度的變化,每分鐘記錄一次數據,測三次平行。

1.2.3 反復凍融實驗 將速凍后的油條樣品取出置于25 ℃恒溫箱中解凍3 h,記作第0次凍融(對照),再將油條裝入保鮮袋中密封后放入-25 ℃冰箱中凍藏24 h,取出于25 ℃恒溫箱中解凍3 h,記為第1次凍融;依次進行第2次、第3次和第4次凍融,復炸冷卻后測定不同凍融次數油條皮和瓤的含水量、色澤、質構特性、比容和感官品質。

1.2.4 速凍油條物理品質的測定

1.2.4.1 油條皮和瓤濕基含水量的測定 采用GB50093-2010[13]中的直接干燥法,測定不同凍融次數后油條皮、瓤的水分,每個樣品測三次平行,兩個數據誤差不超過2%,取其平均值,用w皮、w瓤分別代表皮和瓤的濕基含水率,公式如下:

式中:w-濕基含水率,%;m1-濕樣品質量,g;m2-干樣品質量,g。

1.2.4.2 油條色澤的測定 使用色差儀測定油條皮的L*值(亮度)、a*值(紅綠色值,正值偏紅,負值偏綠)和b*值(黃藍色值,正值偏黃,負值偏藍),a*和b*值越大,顏色越深。每個樣品測五組平行數據,結果取平均值。

0次凍融速凍油條的色澤為標準參照色,其色值為L*′、a*′、b*′,按照以下公式計算色差(ΔE)。

1.2.4.3 油條質構特性的測定 質構分析(texture profile analysis,TPA)可以將感官品質量化,減少主觀評判造成的誤差,是食品評價的重要因素。將速凍后的油條復炸30 s,室溫冷卻10 min,取油條成品中間一段,進行質構特性測定[14]。

TPA實驗:采用p50探頭,測前速率:1.0 mm/s,測試速率:1.0 mm/s;測后速率1.0 mm/s;觸發力:5 N;壓縮比30%,兩次壓縮時間間隔:1 s。分別測定不同凍融次數的油條硬度、彈性、粘性、咀嚼性[15-16]。

剪切實驗:采用剪切探頭,壓縮比為90%,測定剪切力。

1.2.4.4 油條比容的測定 油條比容是反映油條膨脹度的一個量化指標,將速凍油條復炸后室溫冷卻10 min,采用菜籽置換法測定其比容[17]。

1.2.4.5 速凍油條感官品質的測定 感官評定是食品最直接最重要的評定方法[18],直接反映人們對食品的喜好程度。將速凍油條復炸后室溫冷卻10 min,選擇10名感官評價員分別對不同條件下的油條進行感官評定,參照油條感官評價標準[19]進行打分,去除最大值和最小值,取平均值,計算總分。

表1 油條感官評分標準Table 1 Sensory score criteria of twisted dough-strips

1.3 數據統計與分析

采用Origin Pro8.0軟件繪圖。采用SPSS 16.0統計分析實驗數據,每組實驗均重復3次,取平均值,數據結果以平均值±標準偏差表示,并進行單因素方差分析和相關性分析,采用t檢驗,當p<0.05時,表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 預冷速凍過程油條皮和瓤溫度的變化

從化工傳遞理論的角度看,食品冷凍是食品物料內部固相和液相之間熱量和質量傳遞的過程,冷凍中食品所喪失的總焓取決于溫度變化、比熱和樣品質量[20]。由圖1可知,油條在0 ℃環境下預冷45 min過程中,油條皮和瓤的降溫速率先快后慢,預冷25 min之前,由于預炸后的油條產品和預冷溫度間溫差較大,降溫速率較快,預冷25 min后,降溫速率緩慢,預冷45 min后,皮和瓤的溫度分別為14.8 ℃和15.0 ℃;在凍結過程中,油條各層降溫趨勢一致,但下降速率不同,皮的降溫速率大于瓤的降溫速率,這是因為油條皮始終與冷空氣進行對流換熱,皮溫度降低后再與瓤發生熱傳導,油條在速凍16 min后皮和瓤的溫度分別為-12.1、-5.2 ℃,通過了最大冰晶生成區域[21],速凍38 min油條皮溫度達到-18 ℃,速凍45 min油條瓤達到-18 ℃。

圖1 預冷速凍過程中油條的降溫圖Fig.1 The cooling diagram of twisted dough-strips under pre-cooling and fast freezing process

2.2 解凍過程中油條皮和瓤溫度的變化

由圖2可知,在速凍油條解凍過程中,速凍油條皮溫度上升的速率比瓤快,這是因為與凍結過程類似,解凍過程的熱傳導也是由外向內進行,這也說明解凍過程可以看作是凍結過程的逆過程;解凍初期溫度上升速度較快,這可能是由于此時油條表面沒有出現融化層,比熱容較小,傳熱較快。隨著溫度升高,油條比熱容會逐漸增大,升高單位溫度所需的熱量也逐漸增加,因此解凍速度減慢[22]。當油條瓤通過-5～-1 ℃最大冰晶帶后,油條內部已完全融化,而油條皮層已長時間處于冰點以上溫度,解凍80 min以后,油條皮和瓤的溫度將處于20 ℃以上。因此,解凍過程中溫度波動也會對油條品質產生影響。

圖2 解凍過程中油條溫度的變化Fig.2 The temperature changes of twisted dough-strips in thawing process

2.3 凍融過程對油條皮、瓤水分含量的影響

油條各層水分含量是評價其品質的重要因素,如果水分含量控制不合理,可能會造成油條凍裂、變硬、口感變差等質量問題,由表2可知,凍融過程中油條瓤的水分含量逐漸減少,油條皮的水分含量先減小后增加,2次凍融油條皮水分含量最少;不同凍融次數油條皮和瓤的水分含量變化顯著(p<0.05)。

表2 凍融過程對油條各層水分含量的影響Table 2 Effect of freeze-thaw cycles on the moisture content of each layer in twisted dough-strips

注：同列若字母相同,表明差異不顯著(p>0.05),若字母不相同,表明差異性顯著(p<0.05),表3～表5同。

表3 凍融過程對油條色澤的影響Table 3 Effect of freeze-thaw cycles on the color of twisted dough-strips

表4 反復凍融對油條感官品質和比容的影響Table 4 Effect of the freeze-thaw cycles on sensory evaluation and specific volume of twisted dough-strips

表5 反復凍融對油條質構特性的影響Table 5 Effect of the freeze-thaw cycles on the texture properties of twisted dough-strips

在凍融過程中,凍融2次后,油條皮會出現明顯的結霜現象,這可能是由于油條表面溫度和外界溫度形成氣壓差,導致內部水分轉移,同時,由于外界溫度的較大變化,使得油條內部水分出現重結晶現象,促使冰晶體顆粒增大,破壞油條內部組織結構,導致水分在面筋網絡間隙做不定向運動,使得對水分的束縛能力減弱,造成水分散失[23]。由皮和瓤的水分變化可知,油條凍融次數不宜超過2次。

2.4 凍融過程對油條色澤的影響

食品都有比較固定的顏色,顏色是食品的主要表觀特征之一。長期以來人們已經對食品的顏色有了固有的觀念,因此顏色對人的影響不僅僅是視覺上的,而且賦予人們對食品品種、品質優劣、新鮮與否的聯想。油條的表皮顏色直接影響其可接受性。由表3可知,隨著反復凍融次數的增加,L*值顯著降低(p<0.05),表明油條色澤變暗,亮度降低;a*值、b*值增加(p<0.05),表明油條紅度、黃度增加;ΔE顯著增大,ΔE越小表明越接近標準色。說明油條在反復凍融過程中,油條色澤視覺效果變差,可接受程度變差。因此油條在儲藏過程中要盡量避免多次凍融。

2.5 凍融過程對油條感官品質和比容的影響

由表4可知,反復凍融過程中,除油膩性外,油條的比容及感官品質均隨凍融次數的增加逐漸降低,這與色差儀測定結果一致,其中0次凍融、1次凍融與2次凍融、3次凍融、4次凍融的感官總分有顯著差異(p<0.05),0次凍融與1次凍融油條的比容、色澤、表觀狀態、適口性、粘性、油膩性、組織結構、香氣、食味及總分無顯著差異(p>0.05);油條經2次凍融,復炸后色澤、適口性、表觀狀態、組織結構和食味品質變化明顯,色澤變暗,油條不易咀嚼,外觀不伸展,組織結構有皺縮,香氣散失較多,凍融3次后,油條綜合品質變差嚴重,感官評分低至70.67分,可食用性差,因此,速凍油條反復凍融次數不宜超過2次。

2.6 凍融過程對油條質構特性的影響

由表5可知,反復凍融過程中,油條質構特性硬度、粘性、咀嚼性、剪切力逐漸增加,彈性逐漸減小,這與感官評價中適口性、粘性結果一致;0次凍融與1次凍融后油條硬度、彈性、粘性指標無顯著差異(p>0.05),3次凍融與4次凍融后油條硬度、彈性、粘性、咀嚼性指標無顯著差異(p>0.05),其中0次凍融、1次凍融、2次凍融與3次凍融、4次凍融后的硬度和剪切力指標有顯著不同(p<0.05),不同凍融次數油條剪切力指標有顯著差異(p<0.05)。這可能是由于反復凍融過程中,冰晶的生長和重結晶作用對油條內部網絡結構造成一定的機械破壞,油條內部水分發生遷移散失,引起淀粉回生,從而導致面制品的硬度、咀嚼性和彈性等發生變化,油條表皮結霜,表皮結合水分降低,影響感官品質。這與Smail等[24]研究結果一致。

表6 凍融次數及水分含量與速凍油條品質相關性分析Table 6 Correlation analysis between freeze-thaw cycles and water contents and frozen twisted dough-strips quality

注：*表示顯著相關(p<0.05);**表示極顯著相關(p<0.01)。

2.7 凍融次數及水分含量與速凍油條品質相關性分析

由表6可知,瓤的水分含量、L*值、a*值、b*值、比容、感官評分、硬度、彈性、剪切力與凍融次數極顯著相關(p<0.01),意味著凍融次數增加,瓤的水分會減少,色澤改變,比容、感官評分減少,彈性變差,硬度、咀嚼性和剪切力增加;瓤的水分含量與油條L*、比容、感官評分、彈性呈極顯著正相關(p<0.01),與a*值、b*值、硬度、剪切力呈極顯著負相關(p<0.01);這說明瓤的水分含量越高,油條比容越大,感官評分越高,彈性越大;而硬度、粘性、咀嚼性、剪切力越小。這可能是因為速凍油條經反復凍融,水分發生遷移散失,引起淀粉回生,從而導致面制品的感官品質、質構品質發生變化,這與Smail等[23]的研究是一致的。

3 結論

本文通過研究不同凍融次數對油條皮和瓤的降溫、升溫規律,含水率,色澤、質構特性及感官品質的影響,得出速凍和解凍過程會使油條內部溫度產生較大波動;除皮的水分含量、粘性和咀嚼性外,不同凍融次數與油條瓤的水分含量、L*值、a*值、b*值、比容、感官評分、硬度、彈性、剪切力呈極顯著相關(p<0.01),隨凍融次數增加,油條表面色澤變暗,紅度、黃度增加,油條的感官品質各指標評分降低,4次凍融后油條感官評分降低至65分以下,可食用性差,油條硬度、粘性、咀嚼性、剪切力逐漸增加,彈性逐漸減小;可見,隨反復凍融次數的增加,油條品質越來越差。3次凍融后,油條皮出現明顯結霜,瓤水分含量降低至75.28%、色澤變差、硬度、咀嚼性及剪切力增大,彈性降低,感官評分降低至70.67分,嚴重影響油條的食用性,可接受程度變差,因此,速凍油條在儲藏過程中,要盡量減少速凍油條產品凍融次數,凍融次數不宜超過2次,以保證產品質量。

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