凍結(jié)方式對油條品質(zhì)特性的影響

黃忠民，賈若南，黃婉婧，艾志錄，潘治利，雷萌萌*

1(河南農(nóng)業(yè)大學 食品科學技術學院，河南 鄭州，450002)2(國家速凍米面制品加工技術研發(fā)專業(yè)中心，河南 鄭州，450002) 3(農(nóng)業(yè)部大宗糧食加工重點實驗室，河南 鄭州，450002)4(河南省冷鏈食品工程技術研究中心，河南 鄭州，450002)5(新加坡國立大學，新加坡，119077)

油條是我國傳統(tǒng)的早點食品之一，隨著速凍食品行業(yè)發(fā)展，食用方便、安全衛(wèi)生的速凍油條逐漸受到人們關注。目前市場上銷售的速凍油條仍存在復炸后比容較小、口感發(fā)硬等問題，如何改善油條復炸后品質(zhì)，在工業(yè)生產(chǎn)中亟待解決。

食品凍結(jié)過程中，溫度越低，凍結(jié)速率越快，形成的冰晶越小且均勻，對產(chǎn)品品質(zhì)的影響也越小。低溫冰箱凍結(jié)速率慢，形成冰晶較大，解凍后產(chǎn)品口感較差。隧道凍結(jié)速率較快，但設備占地面積大，耗能高。液氮是一種-196 ℃的超低溫液體，無色、無味，作為一種新型高效的冷凍技術，擁有凍結(jié)速率快、時間短、無污染，設備占地面積小等優(yōu)點，已經(jīng)廣泛應用于肉制品、水產(chǎn)品、果蔬、菌類產(chǎn)品等方面[1-2]，但液氮速凍米面調(diào)理制品方面還有待深入研究[3]。

目前對油條品質(zhì)研究主要集中在原料粉品質(zhì)以及膨松劑配方的研究。張媛等研究了小麥蛋白和淀粉特性與油條品質(zhì)的相關性[4]；楊聯(lián)芝等[5-6]分析了小麥粉的性能指標對速凍油條加工品質(zhì)的影響；叢廣源、程麗英等分別研究了無鋁油條膨松劑的配方及最佳配比[7-8]。康志敏等[9]研究了凍融過程對速凍油條物理特性及感官品質(zhì)的影響，分析發(fā)現(xiàn)反復凍融加劇了食品中的重結(jié)晶作用，水分分布的改變是導致油條品質(zhì)改變的重要原因之一。因此，通過改變速凍油條水分分布，進而解決速凍油條品質(zhì)問題具有重要意義。研究證明超低溫液態(tài)深冷凍結(jié)有利于實現(xiàn)凍結(jié)食品的部分玻璃化，可以極大提高冷凍食品的品質(zhì)[10]，但由于液氮深冷凍結(jié)內(nèi)應力不能快速釋放，也容易造成食品的凍裂。黃忠民等[11-12]研究液氮冷媒介質(zhì)對速凍餃子凍裂率的影響，開發(fā)了餃子新型凍結(jié)技術，為液氮浸漬式速凍工藝在調(diào)理食品的應用提供了一定的理論參考。

本文主要采用液氮浸漬式凍結(jié)技術凍結(jié)油條，以低溫冰箱凍結(jié)和螺旋隧道凍結(jié)為對比，分析不同凍結(jié)方式對速凍油條品質(zhì)影響，以探索低能耗、高品質(zhì)的油條速凍工藝，為速凍油條生產(chǎn)提供理論依據(jù)及技術參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

食鹽、白糖、液氮(純度99.999%)，市售；油條專用粉，河南金苑糧油有限公司；活性干酵母，安琪酵母股份有限公司；無鋁油條膨松劑，鄭州乾昇食品有限公司；金龍魚大豆油，益海嘉里食品營銷有限公司。

1.2 儀器與設備

CR-400全自動色差計，日本康佳；140-SA低溫冰箱，星星集團有限公司；GM320紅外溫度計，深圳市聚茂源科技有限公司；L-102A電炸爐，佛山市德瑪仕網(wǎng)絡科技有限公司；AB-DCN03多功能面包機，北美電器(珠海)有限公司；TA-XAPLUS質(zhì)構儀，英國StableMicroSystems；HJLSY-Ⅱ單螺旋速凍隧道機，鄭州亨利制冷設備有限公司；XY·100MS-G全自動智能水分測定儀，常州市幸運電子設備有限公司；PQ001 Micro MR柜式核磁共振成像儀，上海紐邁電子科技有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 發(fā)酵型速凍油條的制作

制作工藝：

配料→和面→醒發(fā)→切條制坯→預炸成型→冷卻→冷凍→貯藏

取500 g面粉與膨松劑(9.0 g)混勻后倒入多功能面包機中，使用自定義和面功能，設置和面時間20 min。用30 ℃左右的水將酵母(4.5 g)活化10 min后加入食鹽7.5 g和糖5.0 g溶解，加入面粉，邊攪拌邊加剩余的水(共300 mL)。和面完成后取出面團用保鮮膜包好放入醒發(fā)箱中醒發(fā)(35 ℃，相對濕度85%)[13]。面團醒發(fā)結(jié)束后，揉面制坯，于180 ℃的油炸鍋中預炸70 s，撈起瀝油，室溫放置冷卻10 min。

將冷卻后的油條分別進行不同方式凍結(jié)處理。低溫冰箱凍結(jié)(refrigerator freeze, RF)：-30 ℃，2 h；螺旋隧道凍結(jié)(spiral tunnel freeze, SF)：-37 ℃，30 min；液氮浸漬凍結(jié)(liquid nitrogen freeze, LF)：-196 ℃，70 s。凍結(jié)處理后的油條樣品放置-30 ℃貯存待用。

1.3.2 油條水分含量測定

將凍結(jié)處理的油條樣品取出，置于25 ℃的恒溫箱中解凍2 h，以未凍結(jié)油條作為對照，使用全自動智能水分測定儀測定油條皮層、內(nèi)瓤水分含量。

1.3.3 低場核磁T2弛豫時間測定

低場核磁共振技術(low-field nuclear magnetic resonance, LF-NMR)是一種無損檢測技術，能獲取樣品氫質(zhì)子密度與分布信息，從而反映樣品內(nèi)部的水分含量、水分分布的變化[14]。試驗通過測定油條內(nèi)瓤T2弛豫時間，從微觀層面揭示凍結(jié)方式對油條水分的變化規(guī)律。稱取解凍完畢的油條內(nèi)瓤(0.90±0.05)g，用保鮮膜包裹，置于15 mm的核磁管中，封口，放置于核磁共振成像儀中，利用CPMG(Carr-Purcell-Meiboom-Gill)序列測定橫向弛豫時間T2。參數(shù)設置：主頻率SF=22MHz，采樣點數(shù)TD=248 934，采樣次數(shù)NS=32，模擬增益RG1=20 dB，回波個數(shù)為5 000[15-16]。

1.3.4 油條色澤的測定

將凍結(jié)處理過的油條樣品取出，180 ℃復炸2 min撈起瀝油，室溫冷卻10 min，以未凍結(jié)油條作為對照(下同)。采用CIE(Commission Internationale de L′Eclairage)L*、a*、b*表色系統(tǒng)測定法測定油條表皮色澤。其中，L*表示亮度；a*正值表示偏紅，負值表示偏綠；b*正值表示偏黃，負值表示偏藍[17]。每種樣品平行測5組，結(jié)果取平均值。不經(jīng)速凍的油條復炸后的色澤為標準參照色，其色值為L*′、a*′、b*′，根據(jù)CIE色空間的LAB原理，通過亨特色差公式計算出不同凍結(jié)方式處理的油條復炸后與標準參照色的色差值ΔE[18]。ΔE計算公式(1)為：

(1)

1.3.5 油條比容的測定

速凍油條復炸后的膨脹度是評價油條的品質(zhì)重要指標，比容是反映油條膨脹度的量化指標，采用小米置換法測定其比容，根據(jù)公式(2)計算結(jié)果。

(2)

式中：λ,油條比容，mL/g；V,油條體積，mL；m,油條質(zhì)量，g。

1.3.6 油條質(zhì)構指標測定

參照劉衛(wèi)光[19]的實驗方法并稍作修改，選取粗細均勻的油條樣品，取其中間部位切成3 cm的小段進行TPA測試。參數(shù)：p50探頭；測前速率：5.0 mm/s；測試速率：5.0 mm/s；測后速率：5.0 mm/s；觸發(fā)力：5 g；壓縮比：75%；2次壓縮時間間隔：5 s。分別測定不同凍結(jié)方式處理油條樣品的硬度、彈性、黏聚性、咀嚼性和回復性。

1.3.7 油條感官評價

由10位人員組成評定小組，對復炸油條樣品進行感官評定，記錄感官評定的結(jié)果，評分標準見表1[20]。

1.3.8 數(shù)據(jù)分析與處理

使用SPSS 16.0、Excel 2016、Origin 2018分析處理數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 油條水分含量分析

油條皮層、內(nèi)瓤含水量是影響速凍油條品質(zhì)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(zhì)量問題。不同方式凍結(jié)后油條水分含量見表2。

表1 油條感官品質(zhì)評價表Table 1 Sensory quality evaluation system of fritters

表2 不同方式凍結(jié)后油條水分含量Table 2 Water content of fritters after freezing in different methods

注：同列字母相同表明差異不顯著(P>0.05)，同列字母不同表明差異顯著(P<0.05)。下同。

由表2可知，不同凍結(jié)方式處理油條，其凍結(jié)后的油條皮層、內(nèi)瓤含水量存在差異。RF油條皮層水分含量為33.24%，高于SF(31.50%)、LF(30.95%)和空白對照組(30.24%)；RF油條內(nèi)瓤水分含量為38.29%，低于SF(42.49%)、LF(43.38%)和空白對照組(44.98%)。這可能是由于凍結(jié)速率不同造成的，油條在凍結(jié)過程中，油條皮層、內(nèi)瓤的降溫趨勢一致，但降溫速率不同[12]。RF凍結(jié)速率慢，通過最大冰晶生成帶的時間長，內(nèi)瓤水分遷移至外層已形成的冰晶表面[21-22]，致使外層冰晶變大，導致油條皮層含水量較大。SF凍結(jié)速率相對較快，水分遷移較少，形成冰晶較小。LF凍結(jié)速率最快，水分遷移最少[23-25]。

2.2 低場核磁T2弛豫時間分析

圖1 不同凍結(jié)方式處理油條T2弛豫時間的分布Fig.1 Distribution of T2 relaxation time of fritters treated by different freezing methods

表3 凍結(jié)方式對油條水分動態(tài)分布的影響Table 3 Effect of freezingmethod on water dynamic distribution of the fritters

凍結(jié)方式A21/%A22/%A23/%RF19.37±0.37b79.70±0.33a0.93±0.40aSF19.88±0.12a79.53±0.11a0.59±0.13abLF20.25±0.17a79.34±0.19a0.40±0.03b

2.3 油條色澤分析

速凍油條表皮色澤直接影響其可接受性。復炸后油條的色澤分析結(jié)果見表4。由表4可知，不同凍結(jié)方式處理油條，其L*值、a*值、色差△E差異極顯著(P<0.01)。L*值大小比較：RF

表4 凍結(jié)方式對復炸后油條色澤的影響Table 4 Effect of freezing method on the color of fritters after re-fried

2.4 油條質(zhì)構特性分析

凍結(jié)方式對速凍油條復炸后質(zhì)構特性影響結(jié)果見表5。由表5可知，不同凍結(jié)方式處理后油條硬度差異性極顯著(P<0.01)，其中LF處理油條硬度最小，最接近對照組油條硬度；RF處理油條彈性最小(P<0.05)，SF、LF處理和對照組油條彈性無顯著差異(P>0.05)；SF處理油條黏聚性、咀嚼性和回復性最大，LF處理油條黏聚性、咀嚼性和回復性最接近于對照組。這可能與油條組織水分分布有關。慢速凍結(jié)過程中，冰晶的生長對油條內(nèi)部網(wǎng)絡結(jié)構造成一定機械破壞，內(nèi)瓤水分發(fā)生遷移，使得油條皮層、內(nèi)瓤含水量改變，內(nèi)瓤含水量降低，復炸后油條硬度較大、彈性較小，黏聚性、咀嚼性和回復性等發(fā)生變化。LF凍結(jié)速率快，油條水分遷移最小，復炸后硬度最小，彈性、黏聚性、咀嚼性適中，最接近空白對照組質(zhì)構品質(zhì)特性。

表5 凍結(jié)方式對速凍油條復炸后質(zhì)構特性影響Table 5 Effect of freezing method on texture characteristics of quick-frozen fritters after re-fried

2.5 油條比容及感官評價

不同凍結(jié)方式對速凍油條感官品質(zhì)和比容的影響結(jié)果見表6。由表6可知，不同凍結(jié)方式處理油條的外觀、氣味、酥軟性、黏著性無顯著性差異(P>0.05)；RF處理油條復炸后比容最小，色澤、組織結(jié)構、彈韌性最差，感官評分最低，這可能與油條含水量有關。油條在復炸過程中，組織體系的水分受熱變成水蒸氣從食品表面逸出，速凍油條含水量越低，復炸后組織結(jié)構皺縮，彈韌性差，比容小，感官評分較低。RF處理油條凍結(jié)速率慢，形成冰晶較大，破壞了油條組織結(jié)構。SF、LF處理和對照組油條比容、外觀、色澤、氣味、組織結(jié)構、酥軟性、彈韌性、黏著性無顯著性差異(P>0.05)，且LF處理油條各項指標評分最接近于對照組。

表6 凍結(jié)方式對速凍油條感官品質(zhì)和比容的影響Table 6 Effect of freezing method on sensory quality and specific volume of the quick-frozen fritters

3 結(jié)論

本文主要通過比較液氮浸漬凍結(jié)、螺旋隧道凍結(jié)、低溫冰箱凍結(jié)3種凍結(jié)方式，探究凍結(jié)方式對油條品質(zhì)特性的影響，并分析不同水分狀態(tài)與油條品質(zhì)的相關性。由質(zhì)構特性變化可知，隨凍結(jié)速率加快，油條復炸后硬度呈減小趨勢，彈性呈增大趨勢。液氮浸漬凍結(jié)處理油條硬度最低，彈性、黏聚性、咀嚼性適中，最接近空白對照組質(zhì)構品質(zhì)特性。由油條比容、色澤、水分含量以及T2弛豫時間變化可知，凍結(jié)速率越快，油條各層水分遷移最少，油條瓤含水量越高，復炸后油條比容越大，外觀色澤、瓤組織酥軟性越好，組織孔隙較均勻，感官品質(zhì)較優(yōu)。液氮浸漬凍結(jié)與螺旋隧道凍結(jié)油條品質(zhì)均優(yōu)于低溫冰箱凍結(jié)。由此可知，凍結(jié)速率是影響速凍油條品質(zhì)的重要原因之一，可通過提高凍結(jié)速率來提升速凍油條品質(zhì)。液氮浸漬式凍結(jié)在提升油條品質(zhì)的同時，有效縮短了速凍工藝時間，有望作為工業(yè)生產(chǎn)油條的新型凍結(jié)工藝。