凍結(jié)模式對(duì)冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條品質(zhì)的影響

宋佳陽(yáng)，王婧萱，李新宸，朱秀靈，陳子璐，劉豪，張霞，梁贏，王金水

（河南工業(yè)大學(xué) 生物工程學(xué)院，河南 鄭州 450001）

冷凍熟面屬于方便食品的一種，是利用速凍技術(shù)在確保面條的口感和營(yíng)養(yǎng)的前提下不添加任何防腐劑的新型面制品[1]，具有色、香、味俱佳，口感良好，營(yíng)養(yǎng)流失較少等特點(diǎn)[2]。目前有關(guān)冷凍熟面的研究主要針對(duì)面粉比例、制作工藝及如何應(yīng)用添加劑等方面[3-5]，對(duì)其種類(lèi)的研發(fā)比較單一[6]，且主要集中于小麥面條。隨著人們對(duì)健康飲食的日益重視，雜糧面條因富含多種維生素和膳食纖維而深受人們的喜愛(ài)[7]。雜糧面條的市場(chǎng)需求較大[8]，因此開(kāi)發(fā)冷凍熟制雜糧面條是有必要的。

凍結(jié)過(guò)程是保證冷凍熟面面條品質(zhì)的關(guān)鍵工藝之一[9]。Olivera 等[10]通過(guò)冷凍試驗(yàn)證實(shí)，低溫冷凍是獲得快速冷凍速率的有效途徑。田萍萍[11]研究發(fā)現(xiàn)不同小麥粉制作的速凍熟制面條在相同溫度凍結(jié)后其中心的凍結(jié)溫度變化有所不同。駱麗君[12]研究表明隨著凍結(jié)溫度的升高，冷凍熟面復(fù)煮損失率增大，面條拉斷力和拉斷距離顯著減小，復(fù)熱后面條水分梯度減弱，面條結(jié)構(gòu)受損嚴(yán)重。張劍等[13]研究發(fā)現(xiàn)面條凍結(jié)溫度越低，其質(zhì)量損失越小。因此，合適的凍結(jié)溫度對(duì)保持冷凍熟面的品質(zhì)有重要作用[14]。

近年來(lái)鷹嘴豆成為人們生活中主要的食材和藥材來(lái)源之一[15-16]，因其豐富獨(dú)特的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值在保健食品、奶制品、飲料等食品加工中廣泛應(yīng)用[17]。張櫸等[18]研究發(fā)現(xiàn)鷹嘴豆面條不僅有其獨(dú)特的豆香味，而且面條的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和品質(zhì)特性也有所提升[19-20]。通過(guò)改良鷹嘴豆粉的添加比例和冷凍工藝，不僅可以提升冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，還可改善面條的品質(zhì)。然而，冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條因熟制后具有高水分，黏彈性差，適口性差等特點(diǎn)，且生產(chǎn)工藝尚不完善，對(duì)不同凍結(jié)模式下冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條的影響研究較少。

本文通過(guò)研究-18、-50、-80、-196 ℃下的凍結(jié)模式對(duì)冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條蒸煮特性、質(zhì)構(gòu)特性、色澤、感官評(píng)價(jià)以及微觀結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律，以期為提升冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條的品質(zhì)提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

小麥粉：中糧國(guó)際（北京）有限公司；鷹嘴豆粉：新疆天山奇豆生物科技有限責(zé)任公司；食鹽：中國(guó)鹽業(yè)集團(tuán)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

臺(tái)式攪拌機(jī)（5KSM3311XCBM）：美國(guó)Whirlpool Corporation 公司；電動(dòng)壓面機(jī)（Marcato S.Y.L）：意大利CAMPODARSEGO 公司；物性分析儀（SMS TA.xT plus）：北京市微訊超技儀器技術(shù)有限公司；多功能研磨機(jī)（CHY-6001）：浙江省金華市莫菲家用電器有限公司；冷凍干燥機(jī)（RLPHR 1-2 LO）：河南一諾佳盛儀器設(shè)備有限公司；New Brunswick 超低溫冰箱（Innova R U535）：德國(guó)艾本德公司；電冰柜（FCD-270SE）：海爾智家股份有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條的制作工藝

面條樣品制作：參考Liang 等[21]的制面方法并作一定的改動(dòng)。分別稱(chēng)取鷹嘴豆粉40 g 和小麥粉60 g，放臺(tái)式攪拌機(jī)中混勻，稱(chēng)取食鹽1.5 g 溶于33.0 g 蒸餾水中，攪拌7 min，使面粉成棉絮狀；將面絮包裹在保鮮膜中，室溫下靜置醒發(fā)20 min；將面絮放于電動(dòng)壓面機(jī)中壓片，至面片厚度為1.5 mm；把經(jīng)過(guò)壓延后的面片切條，制成的面條長(zhǎng)25 cm，備用。將300 mL 蒸餾水加至鍋中，煮沸，稱(chēng)取30 g 新鮮面條放入鍋中煮制4 min。將煮熟后的面條，立即放入備用的100 mL 冷水中進(jìn)行冷卻處理，時(shí)長(zhǎng)1 min，撈出瀝水1 min；將瀝干后的面條樣品裝至保鮮膜中，分別采用A 組（-18 ℃、2 h）、B組（-50 ℃、2 h）、C 組（-80 ℃、2 h）、D 組（-196 ℃、5 min）4 種模式進(jìn)行冷凍；最后將凍結(jié)后的面條置于-18 ℃的冰箱中凍藏1 周。

1.3.2 冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條蒸煮品質(zhì)的測(cè)定

蒸煮損失率：面條樣品復(fù)熱90 s 后取出，進(jìn)行冷卻1 min 后，收集冷卻水和面湯水裝入到500 mL 的容量瓶中，進(jìn)行定容和搖勻。量取100 mL 面湯置于250 mL 已烘至恒重的清潔燒杯內(nèi)，在電熱爐上加熱，使其蒸發(fā)掉大部分水分后，把含有干物質(zhì)的燒杯放進(jìn)105 ℃烘干箱內(nèi)，烘干使其達(dá)到恒重，蒸煮損失率（A，%）計(jì)算公式如下。

式中：W0為生面條干物質(zhì)的質(zhì)量，g；W2為恒重?zé)馁|(zhì)量，g；W3為面湯恒重后的燒杯質(zhì)量，g。

吸水率：稱(chēng)取30 g 的生面條，將已凍藏1 周的冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條復(fù)熱90 s 后，用濾紙將面條表層水分吸干，稱(chēng)重，吸水率（B，%）計(jì)算公式如下。

式中：W0為生面條的質(zhì)量，g；W1為煮制后面條的質(zhì)量，g。

1.3.3 冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條質(zhì)構(gòu)特性的測(cè)定

將面條樣品復(fù)煮90 s 后撈出，冷水冷卻1 min；然后用濾紙瀝干1 min；對(duì)其咀嚼特性、全質(zhì)構(gòu)特性和拉伸特性進(jìn)行測(cè)定。測(cè)試應(yīng)在面條復(fù)煮后30 min 之內(nèi)完成，每個(gè)指標(biāo)至少測(cè)試3 次。具體測(cè)試的參數(shù)如下。

全質(zhì)構(gòu)分析（texture profile analysis，TPA）：選用HDP/PFS 型號(hào)探頭，選擇TPA 指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，校準(zhǔn)距離7 mm、前速度0.8 mm/s、中速度0.8 mm/s、后速度10.0 mm/s、觸發(fā)力5 g、壓縮比75%、兩次壓縮的時(shí)間間隔2 s，每次測(cè)定時(shí)應(yīng)取兩根面條平行放于載物臺(tái)上。

拉伸模式測(cè)定：選取A/SPR 型號(hào)探頭，校準(zhǔn)距離60 mm、測(cè)試前速度1.5 mm/s、中速度1.5 mm/s、后速度10.0 mm/s、拉伸距離60 mm、觸發(fā)力1 g。

咀嚼模式測(cè)定：選用A/LKB-F 探針，選擇面條硬度測(cè)定；測(cè)試前速度0.17 mm/s、后速度10.0 mm/s、應(yīng)變80%、觸發(fā)力15 g、兩次壓縮間隔時(shí)間2 s。

1.3.4 冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條微觀結(jié)構(gòu)的測(cè)定

采用掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope，SEM）對(duì)面條樣品的截面和表面的微觀結(jié)構(gòu)加以觀測(cè)。將面條樣品從-18 ℃冰箱中取出后放入凍干機(jī)進(jìn)行凍干，并對(duì)凍干后的樣品進(jìn)行預(yù)處理。在載物臺(tái)上粘上電導(dǎo)膠后，將處理后的面條置于載物臺(tái)上，進(jìn)行離子濺射噴金4 min，在加速電壓為5.0 kV 的條件下觀察。

1.3.5 冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條色澤的測(cè)定

參考Liu 等[22]的方法測(cè)定面條色澤，并略作修改。將面條樣品凍干后磨粉，采用全自動(dòng)色差儀對(duì)1.3.1 制備的鷹嘴豆雜糧粉進(jìn)行色澤測(cè)定，每組重復(fù)測(cè)定3 次，取平均值。分別測(cè)定L*、a*、b*值，其中L*值代表明度指數(shù)，a*、b*值分別代表紅度、黃度指數(shù)，總色差ΔE*值的計(jì)算方式如下。

式中：ΔL*、Δa*、Δb* 為面條樣品與標(biāo)準(zhǔn)值（L*、a*、b*）之間的差值；空白值L*=100，a*=0，b*=0。

1.3.6 冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條感官品質(zhì)的測(cè)定

將面條樣品復(fù)煮90 s 之后撈出,放在100 mL 冷水中冷卻1 min，分別放在碗中待品嘗。品嘗小組由6 位成員組成。

冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條感官品質(zhì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條感官品質(zhì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory quality scoring standard for frozen cooked chickpea coarse grain noodles

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析時(shí)，使用SPSS 25.0 對(duì)所測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，在P＜0.05 檢驗(yàn)水平下，進(jìn)行顯著性分析；將3 次以上獨(dú)立試驗(yàn)所測(cè)定結(jié)果的平均值，作為所有數(shù)據(jù)分析的結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

2.1 凍結(jié)模式對(duì)冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條蒸煮品質(zhì)的影響

面條的蒸煮損失率、復(fù)煮損失率和吸水率可以表征其蒸煮品質(zhì)[23]，凍結(jié)模式對(duì)冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條蒸煮品質(zhì)的影響如圖1 所示。

圖1 凍結(jié)模式對(duì)冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條蒸煮損失率和吸水率的影響Fig.1 Effect of freezing modes on cooking loss rate and water absorption rate of frozen cooked chickpea multigrain noodles

由圖1 可知，凍結(jié)溫度越高，冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條的蒸煮損失率和吸水率越高。B 組、C 組及D 組面條樣品的蒸煮損失率和吸水率都顯著低于A 組的蒸煮損失率和吸水率（P＜0.05）。B 組、C 組及D 組之間面條樣品的蒸煮損失率無(wú)顯著差異（P＞0.05）；B 組和C組面條樣品的吸水率無(wú)顯著性差異（P＞0.05），C 組面條樣品的吸水率顯著高于D 組。這可能因?yàn)閮鼋Y(jié)溫度越高，樣品在最大冰晶形成帶停留時(shí)間越長(zhǎng)，形成體積較大，數(shù)量較少的冰晶，從而導(dǎo)致冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條內(nèi)部空洞不斷變大，面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的結(jié)合能力降低以及面條再?gòu)?fù)熱時(shí)吸水能力增強(qiáng)。由此表明凍結(jié)溫度能夠影響冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條的蒸煮品質(zhì)，這與陳建洋等[24]研究的結(jié)果一致。

2.2 凍結(jié)模式對(duì)冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條質(zhì)構(gòu)特性的影響

2.2.1 凍結(jié)模式對(duì)冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條TPA 的影響

食品質(zhì)構(gòu)是食品材料與結(jié)構(gòu)性質(zhì)的感官體現(xiàn)，也是影響消費(fèi)者對(duì)食品的喜好和可接受性的重要因素。凍結(jié)模式對(duì)冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條TPA 的影響如表2 所示。

表2 凍結(jié)模式對(duì)冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 2 Effects of freezing modes on texture characteristics of frozen cooked chickpea coarse grain noodles

由表2 可以看出，隨著凍結(jié)溫度的降低，硬度、彈性、凝聚力、咀嚼性、回復(fù)力、黏附性逐漸增大，黏性逐漸減小。這表明隨著凍結(jié)溫度升高，面條內(nèi)部水分遷移會(huì)產(chǎn)生的較大冰晶，使面條面筋蛋白三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)受到嚴(yán)重破損，持水能力下降，表面的可溶性的物質(zhì)增多，從而引起面條樣品黏附性、咀嚼性、硬度和彈性的下降，黏性增大。

2.2.2 凍結(jié)模式對(duì)冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條拉伸特性的影響

拉伸特性可用于反映面條的彈性和極限強(qiáng)度，試驗(yàn)結(jié)果如表3 所示。

表3 凍結(jié)模式對(duì)冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條拉伸特性的影響Table 3 Effects of freezing modes on tensile properties of frozen cooked chickpea coarse grain noodles

由表3 可知，隨著凍結(jié)溫度的降低，冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條的最大拉伸強(qiáng)度和拉伸斷裂距離都呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。B、C、D 組面條的最大拉伸強(qiáng)度無(wú)顯著差異（P＞0.05）。最大拉伸強(qiáng)度主要反映面筋網(wǎng)絡(luò)間的結(jié)合程度，凍結(jié)溫度越高產(chǎn)生的冰晶體越大，面條面筋網(wǎng)絡(luò)間結(jié)構(gòu)斷裂越嚴(yán)重。C 組和D 組面條的拉伸斷裂距離無(wú)顯著性差異（P＞0.05）；B 組面條的拉伸斷裂距離在A 組和C 組之間。面條的拉伸斷裂距離決定其彈性指標(biāo)，面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度越大，其彈性指標(biāo)越好。凍結(jié)溫度越低越能夠減弱冰晶對(duì)冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的破壞，從而使面條保持良好的拉伸特性。

2.2.3 凍結(jié)模式對(duì)冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條咀嚼特性的影響

通過(guò)模擬人口腔的咀嚼運(yùn)動(dòng)，對(duì)面條樣品進(jìn)行多次壓縮，試驗(yàn)結(jié)果如表4 所示。

表4 凍結(jié)模式對(duì)冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條咀嚼特性的影響Table 4 Effects of freezing modes on the chewing characteristics of frozen cooked chickpea coarse grain noodles

由表4 可知，A 組面條樣品除黏性外其余各項(xiàng)指標(biāo)均低于B、C、D 組面條樣品，且面條樣品中的咀嚼性與面條TPA 中咀嚼性的變化保持一致。面條堅(jiān)實(shí)度等與面筋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)[25]，凍結(jié)溫度越高，產(chǎn)生的較大冰晶破壞了面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使堅(jiān)實(shí)度降低。凍結(jié)溫度越高，黏性越大，這是由于面條內(nèi)部形成的較大冰晶對(duì)冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條中淀粉顆粒和面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)造成了破壞。B、C、D 組面條樣品的各項(xiàng)指標(biāo)均無(wú)顯著性變化（P＞0.05）。

2.3 凍結(jié)模式對(duì)冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條微觀結(jié)構(gòu)的影響

面條面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)間的孔隙越大，其受損就越嚴(yán)重，面條的彈性和韌性就越弱[26]。采用掃面電子顯微鏡對(duì)面條的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，結(jié)果如圖2 所示。

圖2 凍結(jié)模式對(duì)冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條的微觀結(jié)構(gòu)的影響Fig.2 Effect of freezing modes on microstructure of frozen cooked chickpea coarse grain noodles

由圖2 可知，A、B、C、D 組面條樣品中面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)逐漸緊密，孔隙逐漸減小。D 組面條中面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)最為致密，淀粉顆粒變形程度極小，與蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)緊密結(jié)合。這與2.2.1 中不同凍結(jié)模式下質(zhì)構(gòu)特性中硬度的變化是一致的。凍結(jié)溫度越低，面條內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)遭受破壞程度越小，面條越耐煮，面條蒸煮損失率越小，拉斷力、硬度、咀嚼性等增大。

2.4 凍結(jié)模式對(duì)冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條色澤的影響

面條色澤的變化是評(píng)判面制品品質(zhì)好壞的重要指標(biāo)之一。通過(guò)全自動(dòng)色差儀對(duì)面條的色澤變化進(jìn)行了分析，結(jié)果如表5 所示。

表5 凍結(jié)模式對(duì)冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條色澤的影響Table 5 Effects of freezing modes on the color of frozen cooked chickpea coarse grain noodles

由表5 可知，隨著凍結(jié)溫度的降低，冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條的L*值不斷增大，a*値先趨于平穩(wěn)后減小，b*值逐漸減小，總色差ΔE*值逐漸減小。這可能是隨著凍結(jié)溫度的降低，冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條中冰晶的含量越來(lái)越少，不斷減小的冰晶體積保留了面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的完整性。外部光線照射在面條凍干粉上時(shí)，面筋網(wǎng)絡(luò)破壞形成的孔洞改變了光的傳播方向。冰晶對(duì)面筋網(wǎng)絡(luò)破壞程度越小，明度指數(shù)越高。根據(jù)視覺(jué)與ΔE*值的關(guān)系，當(dāng)ΔE*值大于3.0 時(shí)，色差變化明顯。因此，凍結(jié)模式對(duì)冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條的色澤變化有影響。

2.5 凍結(jié)模式對(duì)冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條感官品質(zhì)的影響

從面條感官品質(zhì)總評(píng)分分析可知，感官品質(zhì)總評(píng)分越高，表明消費(fèi)者的接受程度越高。凍結(jié)模式對(duì)冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條感官品質(zhì)的影響如圖3 所示。

圖3 凍結(jié)模式對(duì)冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條感官品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of freezing modes on sensory quality of frozen cooked chickpea coarse grain noodles

由圖3 可知，凍結(jié)溫度越低，冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條的色澤評(píng)分越高，光滑性評(píng)分也呈上升趨勢(shì)。硬度和韌性這兩個(gè)指標(biāo)對(duì)面條口感較為重要，評(píng)分隨著凍結(jié)溫度的升高而降低，表明了隨著凍結(jié)溫度的升高冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條的彈韌性會(huì)降低，味道指標(biāo)分?jǐn)?shù)表現(xiàn)出下降走勢(shì)，但變化不明顯。綜合所有指標(biāo)可知，凍結(jié)溫度越高，冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條感官品質(zhì)越低。

3 結(jié)論

采用蒸煮損失的測(cè)定方法、全質(zhì)構(gòu)分析、掃描電子電鏡等方法研究不同凍結(jié)模式對(duì)冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條的蒸煮品質(zhì)、質(zhì)構(gòu)特性、微觀結(jié)構(gòu)、色澤變化、感官品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條在凍結(jié)溫度為-18 ℃時(shí)，蒸煮損失率最大。隨著凍結(jié)溫度的降低，面條的吸水率呈下降趨勢(shì)，恢復(fù)力、堅(jiān)實(shí)度、咀嚼度呈上升趨勢(shì)。-196 ℃下冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條的面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)最緊密，表面粗糙度最低；面條的L*最大，a*、b*、ΔE*值最小。面條感官評(píng)分也隨凍結(jié)溫度的下降逐漸升高。綜上所述，凍結(jié)溫度達(dá)到-80 ℃時(shí)有利于保障冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條品質(zhì)。本研究結(jié)果可為冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條品質(zhì)調(diào)控的發(fā)展提供參考。