馬鈴薯全粉對速凍水餃凍藏期間水分遷移的影響

李雪琴，苗笑亮，常悅

1. 河南工業大學糧油食品學院（鄭州 450001）；2. 河南省產品質量監督檢驗院（鄭州 450004）

速凍水餃由于其具有方便、美味、營養等特點而受到消費者的喜愛。速凍水餃的品質不僅與原料、加工工藝有關，還與后期的儲藏條件密切相關。速凍水餃在凍藏期間凍裂率會升高、蒸煮損失會增大，這是因為面團內部水分的遷移和冰晶的長大對面筋網絡的破壞引起的。

國外學者研究了冷凍面團凍藏期間的面筋網絡結構的變化，發現冰晶的生長會破壞面筋網絡結構[1]。Miyazaki等[2]研究表明改性淀粉可以抑制淀粉的老化速度，提高面團的凍藏品質。

我國對速凍水餃凍藏期間的研究主要圍繞餃子餡的品質變化、餃子皮持水性的測定、餃子皮蛋白質的變化機理研究，以及對凍藏期間微觀結構的觀察。如陳炎[3]研究了豬肉餡在凍藏期間的品質變化，發現隨凍藏時間的延長，肉餡的持水力下降、解凍損失升高。通過添加單甘脂與蔗糖酯可以有效降低品質裂變。邢仕敏[4]研究了凍藏對麥谷蛋白的影響，結果表明凍藏過程中麥谷蛋白發生變性，溶解度降低，疏水性增強。

國內關于速凍水餃凍藏期間水分遷移規律的研究較少，尤其是馬鈴薯全粉對速凍水餃皮凍藏過程中水分遷移規律的影響鮮有涉及。將15%馬鈴薯全粉添加到面粉中制作水餃，比較研究添加馬鈴薯全粉的速凍水餃與未添加馬鈴薯全粉的速凍水餃在凍藏期間的品質變化及水分遷移規律，可以為馬鈴薯全粉在速凍水餃中的應用提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設備

1.1.1 主要試驗材料

馬鈴薯全粉，內蒙古富廣食品有限公司；小麥粉，鄭州金苑面業有限公司，特一粉；餃子餡原料，市售。

1.1.2 主要試驗儀器及設備（參見表1）

表1 主要試驗儀器及設備

1.2 試驗方法

1.2.1 速凍水餃皮的制作

參照SB/T 10138—93及孫向陽[5]的制作方法。準確稱取500±0.5 g添加15%馬鈴薯全粉的小麥粉，對照樣為500±0.5 g未添加馬鈴薯全粉的小麥粉。加入相當于小麥粉質量1%的食鹽和一定量的水（水溫30℃），在多功能攪拌機中慢速攪拌10 min。將攪拌好的面團用保鮮膜封好，將恒溫箱溫度調整至30 ℃，靜置15 min，隨后將靜置好的面團放入軋面機中壓延，軋距3.0 mm復合壓延4次、軋距2.0 mm壓延2次、軋距1.2 mm壓延2次，最后形成厚度為1.2±0.05 mm的面帶。

將壓延好的面帶一部分用直徑為8 cm的模具切割成餃子皮，用于包制水餃；另一部分切割成直徑5 cm小圓片，用保鮮膜密封，放入-40 ℃速凍機中冷凍30 min，取出置于-18 ℃冰箱保存，以供水餃皮可凍結水含量和水分分布的測定使用。

1.2.2 速凍水餃的制作

餡料制作：豬肉100 g（肥瘦肉質量比=1∶9），蔥50 g，水20 g，醬油2 g，鹽1 g，姜1 g，豆油0.2 g，十三香0.5 g。

將按1.2.1方法制作的餃子皮和餡料按質量比1∶1.2包制成型，然后將水餃在-40 ℃條件下冷凍30 min后取出，置于-18 ℃冰箱中貯藏備用。

1.2.3 速凍水餃凍裂率的測定

將凍藏0～100 d的速凍水餃從-18 ℃冰箱中取出，觀察水餃表面裂紋情況，按式（1）計算凍裂率。

1.2.4 速凍水餃失水率的測定

將10個速凍水餃經速凍后用天平進行稱重，記為M0，然后放入-18 ℃冰箱凍藏，每隔一定時間取出再次稱重，記為M，按式（2）計算失水率。

1.2.5 速凍水餃皮可凍結水含量的測定

測定前用銦和錫校準DSC。用刀片取10～15 mg冷凍水餃皮內部樣品，密封于小鋁盒內進行可凍結水含量測定。測量參數：首先在溫度-40 ℃保持5 min，然后升溫至40 ℃，升溫速度為10 ℃/min，記錄可凍結水的焓變（ΔH）[6]。由式（3）～（6）計算可凍結水含量。

1.2.6 速凍水餃皮水分分布的測定

參考趙丹[7]的方法，利用CPMG脈沖序列測定樣品的橫向弛豫時間T2，以T2值來分析速凍水餃皮中水分子的流動性。將樣品置于永久磁場中心位置平衡1 min，與儀器溫度保持一致，進行CPMG脈沖序列試驗。CPMG序列測定參數：采樣帶寬200，回波個數C0=2 000，重復掃描次數NS=32 s。

2 結果與討論

2.1 凍藏對速凍水餃凍裂率和失水率的影響

凍裂率是速凍水餃品質評價中的一項重要指標，造成凍裂的原因有很多，其中水分散失是非常重要的原因之一，凍藏過程中水分散失過多會導致速凍水餃表皮開裂，嚴重影響產品品質。由表2可知，未添加馬鈴薯全粉的小麥粉制作的速凍水餃隨凍藏時間的延長凍裂率逐漸升高，而添加了馬鈴薯全粉的小麥粉制作的速凍水餃在100 d凍藏期間凍裂率為零。

凍藏過程中速凍水餃表面的水分會升華，內部的水分往表面遷移，導致速凍水餃皮的水分不斷散失，高的失水率會造成速凍水餃表面干裂，嚴重影響產品的品質，因此可以把失水率作為評價速凍水餃品質的重要指標。由表2可知，不添加馬鈴薯全粉的速凍水餃失水率呈上升趨勢，尤其是在40 d內失水率顯著升高，但添加了馬鈴薯全粉制作的速凍水餃在長期的凍藏過程中失水率上升不明顯。這說明馬鈴薯全粉的加入增強了速凍水餃皮的持水性，使水分子較好地保持原來的結合狀態，從而降低了速凍水餃的凍裂率。

表2 不同凍藏時間下兩種速凍水餃的凍裂率和失水率

2.2 凍藏對速凍水餃皮可凍結水含量的影響

速凍水餃皮中的水分子主要以可凍結水和非凍結水兩種狀態存在。冷凍貯藏期間水餃皮的品質受可凍結水含量的影響，可凍結水形成的冰晶是破壞面筋網絡結構的主要原因。可凍結水含量少則形成的冰晶數量就少，有利于保持速凍水餃的品質。因此研究凍藏過程中可凍結水含量對判斷面筋網絡結構的破壞程度具有一定的指導意義。

采用DSC測定速凍水餃皮凍藏期間的可凍結水含量，結果如圖1所示。兩種樣品隨著凍藏時間的延長可凍結水含量均呈上升趨勢，即可凍結水含量逐漸增加，尤其在40 d內增加趨勢明顯；在相同凍藏時間內，添加馬鈴薯全粉的速凍水餃皮可凍結水含量始終低于未添加馬鈴薯全粉的小麥粉速凍水餃皮，且在后期的凍藏期間增加趨勢比較平緩。這表明引入馬鈴薯全粉后有效地提高了速凍水餃的持水性，抑制了凍藏過程中不可凍結水向可凍結水的轉變，使速凍水餃皮在長期的凍藏過程中冰晶的形成量少、重結晶度變小，保證了速凍水餃皮在長期凍藏期間品質的穩定性。

2.3 凍藏對速凍水餃皮水分分布的影響

圖2和圖3為未添加馬鈴薯全粉的小麥粉速凍水餃皮和添加馬鈴薯全粉的速凍水餃皮在不同凍藏時間的T2反演圖。圖中不同波峰代表不同存在狀態的水分，各峰的信號幅值總值為對應水分的數量，以每個峰的面積占總峰面積的比值表示面團中各水分的相對含量[8]。按照T2值的大小，分別記為T21、T22、（T21＜T22）。弛豫時間越短，表明這部分水的流動性越小；弛豫時間越長，說明樣品的水分流動性越強[9]。

如圖2和圖3所示，T2圖譜中均出現2個波峰，表示樣品中主要有兩種水分存在狀態。結合Kim等[10]的研究可知，每組中不同的馳豫時間T21和T22分別為中間態水和自由水。

圖1 不同凍藏時間下速凍水餃皮的可凍結水含量

圖2 未添加馬鈴薯全粉的速凍水餃皮不同凍藏時間下的T2圖譜

圖3 添加馬鈴薯全粉的速凍水餃皮不同凍藏時間下的T2圖譜

圖4 是不同凍藏時間下速凍水餃皮中間態水的相對面積。可以看出，速凍水餃皮中的水分主要以中間態水的形式存在。在凍藏前期（0～40 d）沒有明顯變化規律，但從長時間的凍藏來看，在凍藏后期中間態水相對面積顯著增大，并且未添加馬鈴薯全粉的小麥粉水餃皮的中間態水的相對面積小于添加馬鈴薯全粉的水餃皮。這說明添加馬鈴薯全粉，能有效地減少水分的散失，使水餃皮持水性變好。

圖4 不同凍藏時間下兩種速凍水餃皮中間態水的相對面積

圖5 是不同凍藏時間下兩種速凍水餃皮自由水的相對面積。可以看出，自由水的相對面積A22隨凍藏時間的延長整體呈下降趨勢。這部分水在凍藏期間存在“干耗”現象，使自由水不斷向外蒸發，水分含量減少。說明添加馬鈴薯全粉后速凍水餃皮的持水性增強，抑制T21向T22轉化，降低了自由水含量，使得可凍結水含量降低，從而抑制了冰晶對餃子皮面筋網絡結構的破壞。

圖5 不同凍藏時間下兩種速凍水餃皮中自由水的相對面積

3 結論與討論

研究了添加15%馬鈴薯全粉和未添加馬鈴薯全粉的小麥粉制作的速凍水餃在凍藏期間品質變化及水分遷移規律，結果表明：未添加馬鈴薯全粉的小麥粉制作的速凍水餃在凍藏期間凍裂率和失水率顯著升高；而添加馬鈴薯全粉的速凍水餃在100 d的凍藏期間凍裂率為零，失水率增加不顯著，說明添加馬鈴薯全粉降低了速凍水餃的凍裂率。

采用DSC測定速凍水餃皮凍藏期間的可凍結水含量，結果表明：與未添加馬鈴薯全粉的小麥粉速凍水餃皮相比，添加馬鈴薯全粉的速凍水餃皮在相同的凍藏時間內可凍結水含量明顯降低。

利用NMR測定不同凍藏時間下速凍水餃皮的橫向弛豫時間，結果表明：添加馬鈴薯全粉的速凍水餃皮中在凍藏期間自由水含量逐漸減小，中間態水含量在凍藏后期顯著增大，說明馬鈴薯全粉良好的持水性增加了水餃皮中不可凍結水的含量，降低了可凍結水的含量。

綜上所述，引入馬鈴薯全粉后降低了速凍水餃的凍裂率和失水率，使速凍水餃中可凍結水含量降低，提高了速凍水餃的耐凍性，有效抑制了速凍水餃在凍藏期間的品質劣變。