添加豆漿對冷凍熟面品質的影響

何路旦，郭曉娜，朱科學

（江南大學 食品學院，江蘇 無錫214122）

冷凍熟面因具備健康、食用方便、口感良好等特點，深受大眾喜愛[1]。但其作為冷凍類食品，在凍藏和運輸的過程中，由于凍藏時間的延長、溫度波動等因素，必然會造成面條品質劣變，口感變差的問題[2]。因此，如何保證產品的終端品質，提高冷凍熟面的凍藏穩定性，是亟需解決的行業難題。

目前國內外研究較多的是通過改良面條配方或使用一些添加劑來提高面條的品質。比如在面條中添加黃原膠[3-4]、瓜爾膠[3]、陰離子多糖[5]等親水性膠體，既可以有效抑制鮮濕面的淀粉老化，延長其貨架期，又對面條的蒸煮品質和質構品質有不同程度的提高；在面條中添加磷脂[6-7]、蔗糖酯[3]（SE）、硬脂酰乳酸鈣鈉[8]（CSL-SSL）等乳化穩定劑可以顯著提高面條硬度、彈性、黏聚性等質構指標。其他如變性淀粉、復合磷酸鹽以及酶制劑等外源性添加物也能在一定程度上對掛面、半干面、鮮濕面等起到很好的品質改良效果[9-10]。而對于能夠有效提高冷凍熟面品質的改良劑的研究報道還不多。由于冷凍熟面加工工藝特殊，水分含量高，凍藏溫度低等特點，因此對冷凍熟面的品質改良研究不同于一般傳統面類，需作針對性改進研究。

豆漿作為一種兼具乳化性、持水性、起泡性、穩定性和營養強化等優良特性的天然添加劑，在實際的面條生產中已有應用。但添加豆漿對冷凍熟面的相關品質改善以及具體作用機制仍不明確。本實驗以豆漿和小麥粉為原料，研究豆漿對冷凍熟面品質特性（質構特性、感官品質）和微觀結構的影響，并進一步測定面條中淀粉的老化焓、可凍結水的熔融焓的變化，分析其品質改善的內在原因，為豆漿對冷凍熟面的適用性研究提供理論依據，旨在開發一種天然、安全的品質改良劑。

1 材料與方法

1.1 材料和試劑

高筋粉：蛋白質質量分數13.20%，水分質量分數13.40%，廈門海嘉面粉有限公司；大豆（用于實驗室自制豆漿）：蛋白質質量分數27.88%，粗脂肪質量分數15.60%，碳水化合物質量分數21.10%，上海禾煜貿易有限公司；異硫氰酸熒光素（FITC）、羅丹明B：美國Fluka公司。

1.2 儀器和設備

真空和面機：HWJZ-5型，南京揚子糧油食品機

械有限公司；面條機：SK-240型，成都索拉泰克精密機械有限公司；豆漿機：DJ13B-C656SG型，九陽股份有限公司；質構儀：TA.XT plus型，英國Stable Micro Systems公司；差示掃描量熱儀：DS8500型，美國 Perkin Elmer公司；流變儀：DHR-3型，美國TA公司；激光共聚焦顯微鏡：LSM710型，德國 Carl Zeiss Jena公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 豆漿的制備工藝 稱100 g大豆→洗凈后加2倍的蒸餾水浸泡12 h→加600 g水置于專用豆漿機中，選擇五谷豆漿模式磨漿，約25 min→用80目篩慮漿→待用。

1.3.2 冷凍熟面的制備工藝 600 g小麥粉+288 g豆漿或270 g水+6 g鹽→真空和面8 min（真空度-0.08 MPa）→靜置熟化15 min→連續壓延12道→壓片切條→熟制4～5 min→冷卻1 min→-40℃速凍1 h→包裝→-18℃冷藏→品質分析。

1.3.3 冷凍熟面面團流變學測定 根據Yang等[11]的方法，稍作修改：準確稱取一定質量的面粉，加45%的去離子水或48%的豆漿，制作面團。取約3 g面團置于平板中間，并選用20 mm的平板，調節板間距為2 mm，掃描頻率為0.01～10.00 Hz，測試溫度為25℃，頻率掃描應變值取0.2%，進行面團的動態流變測試。

1.3.4 冷凍熟面質構測定 參照駱麗君[1]的方法：將冷凍熟面復熱90 s，淋洗后快速瀝干，并用保鮮膜包裹待測。全質構測定采用HDP/PFS型號探頭，測試前、中、后速度均為1.0 mm/s，壓縮比為75%，觸發力為5g；拉伸測定采用A/SPR型號探頭，測試前、中、后速度分別為 2，2，10 mm/s，拉伸距離為 90mm，觸發力為5g。儀器使用前均用1 kg砝碼進行校準，每個樣品平行測試8次，以保證測定結果的準確性。

1.3.5 冷凍熟面截面微觀結構的測定 利用激光共聚焦顯微鏡（CLSM）觀察冷凍熟面截面的微觀結構，參照Silva等[12]的方法并稍作修改：將復熱后的冷凍熟面切成長約8 mm的小段，并用冰凍切片機將其切成10 μm的切片，用含有0.25%異硫氰酸熒光素和0.025%羅丹明B的溶液染色2 min，蒸餾水洗滌后蓋上蓋玻片，置于顯微鏡下觀察。

1.3.6 冷凍熟面淀粉老化焓和可凍結水質量分數的測定 參照Mayra等[13]的方法并稍作修改：將冷凍熟面冷凍干燥后研磨，過100目篩，備用。通過差示掃描量熱儀（DSC）測定分析冷凍熟面中淀粉的老化，先準確稱取一定質量的凍干粉于坩堝中，加入兩倍于樣品量的蒸餾水，密封后4℃下平衡24 h，測定時，以空坩堝為對照，以氮氣為載氣，升溫范圍為20～110℃，升溫速率為10℃/min。

參照鄭子懿[2]的方法：用刀片隨機切取約10 mg冷凍熟面樣品密封于小坩堝內，準確稱量并記錄質量。用DSC測定時，以空坩堝作對照，以氮氣作載氣，降溫至-20℃并穩定5 min，再以10℃/min的速率升溫至40℃，計算分析樣品可凍結水的焓變Hw，每個樣品平行測定3次取平均值。

式中：Hw為樣品中冰的融化焓值，J/g；Hi為純水結冰的融化焓值（335 J/g）；Tw為樣品含水量。

1.3.7 冷凍熟面感官評定 實驗設定為：產品在-18℃下恒溫凍藏，每隔2周，感官評定一次。每次感官評定選擇15名志愿者（兼顧年齡、區域性、專業性等條件差異），根據SB/T10068—92“面條質量評價標準”對冷凍熟面的口感、食味、表觀狀態等7項指標予以評分，取綜合得分的平均值。

1.3.8 數據統計與分析 用SPSS 18和Origin 8.5對數據進行處理和繪圖。選擇Duncan分析，在P＜0.05檢驗水平上對數據進行顯著性分析。所有數據均來自3次以上獨立實驗測定結果的平均值。

2 結果與分析

2.1 豆漿質量分數對冷凍熟面質構特性和感官評分的影響

由表1可以看出，添加不同質量分數的豆漿，冷凍熟面的質構品質和感官得分均有顯著差異（P＜0.05）。隨著豆漿質量分數的增大，面條的硬度、拉斷力、彈性和咀嚼度均呈現出先增大后減小的趨勢，且豆漿質量比在1∶6時，此時總固形物質量分數為9.3 g/100 g，面條表現出最佳的質構品質。一方面，質量分數適當的豆漿中含有一定質量的大豆蛋白，受熱變性后去折疊狀態的大豆蛋白能夠很好地和小麥蛋白相互交聯，大蛋白聚合物增多，此時較多完整的未溶脹淀粉顆粒和一些豆漿中的不可溶性固體顆粒鑲嵌于蛋白網絡結構之中，使得面條硬度、拉斷力和彈性均增加，這和Zweifel等[14]的研究結果一致。但當豆漿質量分數過高時，過量的大豆蛋白會稀釋面筋網絡，淀粉易于脫離面筋網絡的束縛，面條的縱向筋力強度降低，拉斷力和拉斷距離變小。另一方面，豆漿中存在的大豆磷脂有良好的乳化特性，能與面筋蛋白或淀粉相互作用形成復合物，乳化劑的親水基團可與面筋蛋白中的麥醇溶蛋白結合，親脂基團則通過疏水鍵與麥谷蛋白結合，使面筋蛋白分子相互連接，形成結構牢固、細密的面筋網絡[6]，從而加強了面條的硬度和彈性。

因此，豆麥蛋白之間的交聯、“淀粉-脂-蛋白”、“醇溶蛋白-磷脂-麥谷蛋白”等復合物的形成等因素共同影響了豆漿對冷凍熟面質構品質和口感的變化。最終確定豆漿的最優添加質量比為9.3 g∶100g，在此條件下，從面團的黏彈特性、冷凍熟面可凍結水質量分數、淀粉老化以及熟面內部微觀結構等方面探究豆漿對面條品質影響。

表1 豆漿質量分數對冷凍熟面質構品質和感官評分的影響Table 1 Effect of soybean milk concentration on texture qualities and sensory score of frozen-cooked noodles

2.2 豆漿的添加對面團流變學特性的影響

由圖1（a，b）可以看出，對照組和實驗組的儲能模量均高于損耗模量，這說明面團本質上是一個黏彈性軟固體。且豆漿的添加導致面團的G′和G″都增大。Singh等[15]研究表明，大蛋白聚合體越多，G′和G″值越大。彈性模量G′的增加說明豆漿的添加提升了面筋網絡的結構強度，使面團彈性增大。黏性模量G″同樣上升，可能是因為大豆蛋白和大豆多糖的存在增加了面團的吸水性，從而造成面團黏性增加，G″增大。 對于 tan δ值（G″/G′），均小于 1，且實驗組和對照組無明顯差異（圖1（c））。一定質量分數豆漿的添加，對面筋網絡的形成有促進作用，面團的凝膠特性和凝膠強度提高，更加有利于后續冷凍熟面的制作加工。

2.3 豆漿的添加對冷凍熟面可凍結水質量分數的影響

冷凍熟面中含有60%左右的水，分為可凍結水和非可凍結水。前者凍結后體積膨脹，形成的冰晶對面筋網絡結構有擠壓損傷[4]；非可凍結水被牢牢束縛在蛋白或者淀粉結構中，一般不結冰，但這種以范德華力連接的形式，由于較弱可被破壞[2]。本研究通過DSC測定冰熔化焓值，由熔化焓值計算可凍結水質量分數[16]。

由圖2可知，實驗組冷凍熟面中的可凍結水質量分數明顯低于對照組，且隨著凍藏時間的延長，實驗組和對照組的可凍結水質量分數均呈現上升趨勢（P＜0.05）。相比對照組而言，在前4周，豆漿的添加有效地抑制住了可凍結水質量分數的增加，減少了冰晶對面筋網絡的損傷，只在4周之后，可凍結水的質量分數稍微提升。這可能是因為豆麥混合蛋白的持水性能要優于面筋蛋白的持水性，使得被蛋白束縛的非可凍結水不那么容易轉化為可凍結水，從而抑制可凍結水質量分數的上升。Traynham等[17]的研究結果也表明，大豆蛋白的添加能夠顯著提高豆麥混合面團的持水性，控制水分流動性，這和本文的研究結果相符合。而降低面條凍藏過程中可凍結水的質量分數，可以減少冰晶對蛋白網絡的擠壓破壞，這可從后面的微觀結構觀察得到進一步驗證。

圖2 添加豆漿對冷凍熟面中可凍結水質量分數的影響Fig.2 Effect of soybean milk addition on frozen water content in frozen-cooked noodles

2.4 豆漿的添加對冷凍熟面淀粉老化的影響

冷凍熟面在熟制過程中內部的部分淀粉已糊化，使面條具有黏聚性[1]。糊化后的淀粉在放置過程中由于分子內的氫鍵不斷締合、重組，原先無序的狀態逐漸變得有序的過程，即淀粉老化[18]。

由圖3可知，隨著凍藏時間的加長，冷凍熟面淀粉的老化焓逐步上升，并在凍藏后期處于穩定狀態，但實驗組的老化焓值始終小于對照組。在0～2周，淀粉老化焓顯著增大，上升速率較快。這是因為淀粉糊化后短期內，面條內部的直鏈淀粉易于結晶、老化[19]。隨著時間的延長，支鏈淀粉外側側鏈間逐步結合，支鏈淀粉的老化處于主導地位，但是支鏈淀粉結合較不穩定，老化程度減緩[19]。這也符合圖3中對照組和實驗組在凍藏后期的老化焓均處于一個平穩狀態的結果?？傮w來看，實驗組的面條淀粉老化焓值較低，這可能是由于前期包括直鏈淀粉在內的大部分淀粉被很好地包裹在蛋白網絡結構中，淀粉很難發生回生老化。而淀粉、乳化油脂和蛋白之間相互作用形成復合物體系，并分布在淀粉的膠束表面，降低了淀粉與自由水的直接接觸，而這種相互作用既抑制了淀粉的膨潤糊化，也阻礙了淀粉的老化進程[8]。另有研究表明，添加大豆多糖使得冷凍饅頭[20]以及鮮濕面[21]的淀粉回生速度顯著降低，這說明實驗組冷凍熟面淀粉老化的進程減慢也可能和豆漿中可溶性大豆多糖易與水分子形成親水性膠體[5]，提高了面條內部體系含水量有關。

圖3 添加豆漿對冷凍熟面淀粉老化的影響Fig.3 Effect of soybean milk addition on retrogradation of starch in frozen-cooked noodles

2.5 豆漿的添加對冷凍熟面微觀形態的影響

激光共聚焦（CLSM）被廣泛用于觀察食品中蛋白和淀粉等主要組分的形態，因其具體、形象、客觀的成像特點而廣為應用[22]。本研究采用激光共聚焦顯微鏡對面條內部截面進行了切片觀察，其中圖4（a）為空白對照組，圖4（b）為添加豆漿的實驗組。

本文分別用羅丹明B和異硫氰酸熒光素（FITC）對復熱后面條的蛋白和淀粉進行染色，其中，羅丹明B易與蛋白結合而呈現紅色，異硫氰酸熒光素和淀粉結合而呈現綠色[23]。對于淀粉形態，圖4（a）中a1的淀粉顆粒大多完全糊化溶脹且相互連結為片狀，而圖4（b）中b1的淀粉則存在更多未完全溶脹且保留著完整形態的淀粉小顆粒。通過對比圖 4（a）中 a2和圖 4（b）中 b2可知，實驗組蛋白的網絡結構也變得更加致密而連續，黑色孔隙也明顯減少，說明面筋受到冰晶損傷程度較小。同時，對比圖4（a）中 a3和圖 4（b）中 b3面條截面完整的形態，可以推測，豆漿的添加不僅限制了淀粉吸水溶脹程度，使得更多的淀粉顆粒以較完整的形態緊密填充于蛋白網絡中，也加強了淀粉和面筋蛋白、大豆蛋白之間的相互作用，進一步提升了蛋白網絡的結構強度。而這些較為完整的淀粉顆粒和一些來源于豆漿中的固形物顆粒在一定程度上增加了面條體系固體物的體積分率，造成豆漿冷凍熟面硬度和拉斷力變大的現象，這和前文質構測定中推測的結果相呼應。 此外，可以發現，與圖 4（a）中 a3不同，圖 4（b）中b3并未出現淀粉凝膠狀的結構，說明面條內部體系持水性的提高，可抑制淀粉凝膠形成，進而防止淀粉老化，這和DSC對淀粉老化焓測定的結果也吻合。

圖4 添加豆漿對冷凍熟面截面微觀結構的影響Fig.4 Effect of soybean milk addition on cross section microstructure of frozen-cooked noodles

2.6 冷凍熟面凍藏期間的感官評分

感官實驗是借助人的感覺器官對食物的色、香、味以及表觀狀態進行評價的過程。本文對對照組和實驗組的冷凍熟面進行了感官實驗。圖5顯示，對照組冷凍熟面在凍藏6周之后，感官評分低于80分，說明此時的面條口感已經很難滿足優質產品的標準。而豆漿冷凍熟面，在整個實驗周期中普遍具有較高的綜合評分，且可以發現，其凍藏期間品質相對保持穩定，實際貨架期在兩個月以上。結合前文的研究結果可以得到，豆漿的添加，從內在結構上改善了面團的黏彈性，也使得面條的蛋白網絡更加緊密而連續，淀粉被很好地包裹，提升了面條的質構品質；從內在組分變化上，可以有效降低可凍結水的質量分數，從而減少對面筋網絡的破壞，并且也有效地抑制了淀粉老化的速率。這說明冷凍熟面的宏觀品質及凍藏穩定性和它內在的結構與組分的變化密切相關。

圖5 添加豆漿對冷凍熟面感官品質的影響Fig.5 Effectofsoybean milk addition on sensory properties of frozen-cooked noodles

3 結語

添加一定質量比（9.3 g/100 g）的豆漿顯著改善了冷凍熟面的品質。其中，面條的硬度、彈性、咀嚼度以及拉斷力均有不同程度的增大。此外，凍藏期間的口感保鮮期也從普通的4～6周左右延長到8周以上。從DSC的實驗結果以及微觀結構（CLSM）分析發現，在凍藏過程中，豆漿冷凍熟面內部可凍結水質量分數一直穩定在60%～70%，后期淀粉的老化焓抑制在1.51 J/g以下，但兩者均低于空白對照組。一方面，豆麥混合蛋白持水性的提高以及大豆多糖容易結合水分子形成膠體的特點，提高了面條內部結合水質量分數，抑制了淀粉的老化和可凍結水的生成，從而也降低了對面筋網絡的破壞；另一方面，由于大豆磷脂和大豆蛋白等物質具有良好的乳化特性，與淀粉、面筋蛋白等形成復合物使體系更加穩定牢固，從而加強了面筋網絡的結構，提高了面條的質構品質。因此，豆漿作為天然添加物，實為一種健康、經濟、有效的冷凍熟面品質改良劑。