微波加熱對速凍油條品質(zhì)的影響

尹鳳雪，周國燕

（上海理工大學(xué)醫(yī)療器械與食品學(xué)院，上海 200093）

油條是中國歷史悠久的傳統(tǒng)美食，也是國人喜愛的早餐食品和大眾化小吃。主要原料為小麥粉、水和膨松劑，經(jīng)面團(tuán)調(diào)制、醒發(fā)、成型和油炸而成，具有色澤金黃、外酥內(nèi)嫩、咸香適口等優(yōu)點[1]。隨著人民生活水平的提高和消費觀念的改變，具有中國特色的速凍面制品逐漸發(fā)展為國內(nèi)速凍食品的主流，速凍油條以方便性、安全衛(wèi)生及獨特口感在速凍面制品中占有一定比重，為眾多消費者所喜愛[2]。速凍油條的食用方法包括油炸、蒸制、烘烤及微波加熱等，其中微波加熱具有加熱速率快、干凈清潔、使用方便、無油煙和經(jīng)濟(jì)實惠等優(yōu)點，成為速凍油條加熱的理想方式[3]。

微波加熱是微波透入食品物料中，與它的極性分子相互作用，使其發(fā)生極化并隨著外加電磁場的變化而不斷擺動，造成分子之間激烈的摩擦和碰撞，產(chǎn)生大量熱量，食品物料獲得熱量而升溫加熱[4]。由于微波加熱的特性和面制品組成成分的特殊性，面制品加熱后出現(xiàn)溫度分布不均[5]、水分損失嚴(yán)重、質(zhì)構(gòu)硬化[6]等品質(zhì)問題。有些速凍面制品食用方法中的微波加熱條件沒有詳細(xì)說明，消費者對速凍面制品的微波時間、微波功率等不能準(zhǔn)確把握，往往使微波面制品出現(xiàn)上述問題。速凍油條是一種新的預(yù)調(diào)理食品，關(guān)于其微波加熱條件的研究還很少。本文以速凍油條為研究對象，研究它在微波加熱過程中溫度、水分含量和質(zhì)構(gòu)性質(zhì)等的變化，得到最佳加熱條件，為消費者微波加熱速凍油條提供方便。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

速凍油條（約45 g左右）：鄭州思念食品有限公司，購買同一生產(chǎn)日期，于-18℃冰箱中儲藏24 h進(jìn)行微波復(fù)熱實驗。

1.2 儀器與設(shè)備

美的EG823MF4-NA型微波爐：廣州美的微波電器制造有限公司；BCD-226K50型冰箱：TCL集團(tuán)有限股份公司；FA2204B電子天平：上海精科電子天平公司；101A-2S型數(shù)顯不銹鋼電熱鼓風(fēng)干燥箱：上海錦屏儀器儀表有限公司；EZ eztest/ce質(zhì)構(gòu)儀：日本島津有限公司；研華堅固型8路熱電偶輸入模塊（ADAM-4118）、研華轉(zhuǎn)換器模塊（ADAM-4520）：上海梓聰機(jī)電設(shè)備有限公司；T型銅-康銅熱電偶：常州市潞城鄉(xiāng)新河特殊電線廠。

1.3 方法

1.3.1 速凍油條的微波加熱實驗

將大小均勻、形狀基本一致的速凍油條置于微波爐平板底盤的中央進(jìn)行加熱，微波功率分別為：800、640、400、240 W，加熱時間間隔為10 s?？紤]微波加熱油條的食用品質(zhì)，預(yù)實驗后確定四個微波功率所對應(yīng)的總加熱時間分別是 90、90、110、180 s。

1.3.2 溫度的測量

設(shè)置微波爐加熱功率，把一根速凍油條放入微波爐中，加熱1個時間間隔后立即取出，將熱電偶感溫點分別插入油條的表層和中心部位測量溫度。表層和中心部位分別距離上表皮0.5 cm和2 cm。測溫系統(tǒng)實現(xiàn)溫度自動記錄，整個測溫的過程控制在30 s[7]。重新更換樣品，增加1個加熱時間間隔，加熱后測定溫度，以此類推，直至到達(dá)油條的加熱時間終點。

將速凍油條變成兩根（90 g）或3根（135 g），繼續(xù)重復(fù)上述操作，進(jìn)行測溫。實驗中溫度點的測量重復(fù)3次，取其平均值。

1.3.3 水分含量

將加熱結(jié)束后的油條取出，用刀分別從油條表皮和內(nèi)部切出10 g左右的薄片并切碎，準(zhǔn)確稱取5.00 g～10.00 g試樣，放入稱量瓶中，根據(jù)GB/T 5009.3-2010《食品中水分的測定》[8]中“直接干燥法”測定樣品水分含量，重復(fù)3次，取平均值。

端橫梁錨固塊模型采用面約束模擬雙支座，約束豎向線位移及其中一個支座橫橋向線位移，靠近跨中一側(cè)截面約束縱橋向線位移及轉(zhuǎn)角位移。齒板錨固區(qū)模型在中支點處約束豎向線位移及其中一個支座橫橋向線位移，靠近跨中一側(cè)采用對稱邊界條件約束縱橋向線位移。

1.3.4 質(zhì)構(gòu)特性

選用壓縮式探頭（P/35）對油條進(jìn)行壓縮模式測量其質(zhì)構(gòu)特性[9]。測試參數(shù)如下：測前速度為2.0 mm/s，測試速度為1.0 mm/s，測試后速度為1.0 mm/s，壓縮距離為20 mm（50%），兩次壓縮時間為5 s，觸發(fā)力為5 g，數(shù)據(jù)采集速率為200 pps[1]。

1.3.5 感官評定

由5人組成的感官評定小組，對不同微波加熱條件得到的油條進(jìn)行感官評價 ，評分項目包括色澤（10分）、表觀狀態(tài)（10分）、組織結(jié)構(gòu)（10分）、彈韌性（20分）、黏性（15分）、酥軟性（20分）、食味（15分）[11]，打分后求平均值得到感官評定結(jié)果。

1.3.6 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS19.0[12]和Excel軟件對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 微波加熱速凍油條的溫度變化

采用800、640、400和240 W 4種微波功率對速凍油條進(jìn)行加熱，其表層和中心部位溫度變化過程如圖1、2所示。

圖1 不同微波功率加熱時，油條表層部位的溫度變化Fig.1 Change in the surface temperature of fried bread stick during different microwave power heating

圖2 不同微波功率加熱時，油條中心部位的溫度變化Fig.2 Change in the core temperature of fried bread stick during different microwave power heating

2.1.1 微波加熱速凍油條不同部位的溫度變化

由圖1、2可知，隨著微波加熱進(jìn)行，油條各層溫度都不斷地升高，變化規(guī)律基本一致（p>0.05）。復(fù)熱前期，溫度升高速度快，復(fù)熱后期，升溫速度變緩慢。相同加熱時間時，不同部位的溫度存在顯著差異（p<0.05）。微波加熱10 s時，表層溫度比中心溫度高，隨加熱時間延長，中心溫度超過表層溫度。這是由于微波加熱初期，表層迅速吸收微波能量，冰溶化為液態(tài)水，水對微波能量的吸收能力比凍結(jié)層的冰更強(qiáng)，表層溫度會較高，之后其水分蒸發(fā)加快，增加熱量損失并減少對微波能的吸收，而內(nèi)部水分不宜散失，能夠吸收更多的微波能，使中心部位溫度更高。此外，微波功率800、640和240 W加熱油條時，不同部位的溫度變化出現(xiàn)相同規(guī)律，陳衛(wèi)等[13]研究微波復(fù)熱冷凍饅頭溫度變化時得到同樣的變化規(guī)律。

2.1.2 微波加熱功率對油條溫度變化的影響

由圖1、2可知，微波加熱功率對油條表層和中心溫度影響顯著（p<0.05）。微波功率越高，單位時間內(nèi)獲得微波能量越多，升溫速度越快，所需加熱時間越短。當(dāng)油條中心溫度達(dá)到90℃，800 W微波功率所需加熱時間為60 s，而640、400和240 W微波功率所需加熱時間分別為70、100、160 s，能夠節(jié)省14%～63%的加熱時間。王春霞等[14]研究微波加熱功率對冷凍饅頭升溫特性的影響時得到同樣結(jié)論。同時，還發(fā)現(xiàn)微波功率對加熱過程中最大溫差也會產(chǎn)生影響，功率越大，最大溫差越大，MEGAHEY等[15]研究微波焙烤蛋糕的溫度變化時得到相同變化規(guī)律。

2.1.3 加熱質(zhì)量對油條溫度變化的影響

采用微波功率800 W加熱不同質(zhì)量（約45、90、135 g）速凍油條，其表層和中心部位溫度變化過程如圖3、4所示。

圖3 加熱質(zhì)量對速凍油條表層溫度變化的影響Fig.3 Effect of heating quality on the surface temperature of frozen fried bread stick

圖4 加熱質(zhì)量對速凍油條中心溫度變化的影響Fig.4 Effect of heating quality on the core temperature of frozen fried bread stick

由圖3、4可知，加熱質(zhì)量對油條表層和中心溫度有顯著影響（p<0.05）。加熱時間相同時，油條質(zhì)量越小，升溫速率越快，溫度越高。當(dāng)加熱時間為60 s時，質(zhì)量為45 g和90 g油條的中心溫度已達(dá)到90℃，而150 g油條的中心溫度僅約70℃。其原因是在微波功率和加熱時間相同時，油條質(zhì)量越小，單位質(zhì)量獲得微波能量越多，轉(zhuǎn)化為溫度的熱能也就越多。因此，微波加熱過程中，要考慮油條質(zhì)量對其溫度變化的影響。

2.2 微波加熱速凍油條的水分含量變化

采用800、640、400和240 W 4種微波功率對速凍油條進(jìn)行加熱，水分含量變化過程如圖5、6所示。

圖5 不同微波功率加熱時，油條表層部位的水分含量變化Fig.5 Change in the surface water content of fried bread stick during different microwave power heating

圖6 不同微波功率加熱時，油條中心部位的水分含量變化Fig.6 Change in the core water content of fried bread stick during different microwave power heating

2.2.1 微波加熱油條不同部位水分含量的變化

由圖5、6可知，不同部位的失水率有顯著差異（p<0.05）。加熱初期，油條整體溫度低，各部位的水分損失量都較少，加熱一段時間后，中心部位的失水速率比表層部位快，使其水分損失較多。因為隨著加熱進(jìn)行，油條中心部位溫度更高，導(dǎo)致內(nèi)部蒸汽壓高于表層，水分不斷地向表層遷移，而表層水分向外遷移的同時還得到內(nèi)部遷移水分的補(bǔ)充，所以失水率要小一些。林向陽等[16]利用MRI研究冷凍饅頭微波復(fù)熱過程的水分遷移時，得到同樣結(jié)論。

2.2.2 微波加熱功率對油條水分含量變化的影響

由圖5、6可知，微波功率對油條水分含量的變化影響顯著（p<0.05）。800 W微波功率加熱油條90 s后，水分含量為22.93%，失水率高達(dá)13.26%；而640 W微波功率加熱油條90 s后，水分含量為26.75%，失水率只有9.93%。微波加熱功率越高，失水速率越快，水分含量損失越多。YONG[17]等研究微波烘焙蛋糕時也發(fā)現(xiàn)水分含量受微波功率的影響。微波加熱食品存在問題之一就是水分損失過快，導(dǎo)致食品品質(zhì)變差。因此，選擇合理的微波功率，可以減少水分損失，改善食用品質(zhì)。

2.2.3 加熱質(zhì)量對油條水分含量變化的影響

采用微波功率800 W加熱不同質(zhì)量（約45、90、135 g）速凍油條，水分含量變化如表1所示。

表1 油條質(zhì)量對加熱過程中水分含量的影響Table 1 Effect of quality of fried bread stick on water content during microwave heating

由表1可知，油條質(zhì)量對水分含量變化存在顯著影響（p<0.05）。隨著油條質(zhì)量增加，水分含量損失逐漸減小。因為失水速率受溫度變化的影響，油條質(zhì)量越小，溫度越高，內(nèi)部蒸汽壓越大，導(dǎo)致大量水分向外流失。加熱質(zhì)量對油條溫度影響的研究結(jié)果也證實了這一點。因此，為避免微波加熱過程中水分的大量損失，可以適當(dāng)增加油條質(zhì)量。

2.3 微波加熱對速凍油條質(zhì)構(gòu)性質(zhì)的影響

采用800、640、400和240 W 4種微波功率對速凍油條進(jìn)行加熱，硬度變化如表2所示。

表2 微波加熱功率對油條硬度（N）的影響Table 2 Effect of power on firmness of fried bread stick during microwave heating

由圖2可知，微波功率和加熱時間對油條硬度有顯著影響（p<0.05）。加熱時間相同時，微波功率越大，硬度也越大。因為高功率加熱時，升溫速度快，水分含量損失相對較多，硬度也就越大。Morita等 研究發(fā)現(xiàn)微波饅頭硬化的主要原因是水分含量的損失。微波功率不變時，隨著加熱時間延長，硬度逐漸增加，增加速率先慢后快。由于剛開始加熱時，油條溫度偏低，水分含量損失較少，硬度增加緩慢。微波加熱面制品會出現(xiàn)韌性強(qiáng)、硬心等質(zhì)構(gòu)硬化問題[19]，為符合人們食用品質(zhì)的要求，可以適當(dāng)?shù)亟档臀⒉üβ驶蛘呖s短加熱時間。

2.4 微波加熱對油條感官評價的影響

根據(jù)油條在微波加熱過程中的溫度變化規(guī)律，選取不同微波功率和加熱時間的加熱條件，加熱后對其進(jìn)行感官評定，評價結(jié)果如表3所示。

表3 微波加熱速凍油條的感官評價得分表Table 3 The score of sensory evaluation for fried bread stick during microwave heating

由表3可知，微波時間對油條的感官評價結(jié)果有顯著影響（p<0.05）。隨著微波時間的延長，感官評分先增大后減少。加熱時間短時，油條溫度分布不均，影響感官評分。Ryyn?nen[20]等研究發(fā)現(xiàn)微波速食餐的溫度對感官評價結(jié)果會產(chǎn)生影響，溫度分布均勻的速食餐感官評分高。加熱時間過長，水分大量流失，硬度過大，食用口感變差，油條感官評分低。

240 W微波功率加熱速凍油條160 s得到的感官評分最高，推薦為最佳微波加熱條件。采用800 W微波功率加熱，水分損失過多，食用品質(zhì)不好，感官評分低，不宜采用。若要節(jié)省加熱時間或提高微波能利用率，更適宜采用400 W微波功率加熱90 s或者640 W微波功率加熱60 s，油條感官品質(zhì)較好。

3 結(jié)論

研究結(jié)果表明：在微波加熱過程中，油條由表層指向中心的溫度梯度會轉(zhuǎn)變?yōu)橛芍行闹赶虮韺?，最終逐漸達(dá)到一致并趨于穩(wěn)定。微波功率和加熱質(zhì)量對油條表層、中心溫度都有顯著影響（p<0.05）。增大微波功率，降低油條質(zhì)量，可以縮短加熱時間，但對溫度變化規(guī)律影響較小。由于油條水分流失受溫度變化的影響，中心部位失水率比表層部位略快，并且都受到微波功率和加熱質(zhì)量的顯著影響（p<0.05）。大量水分含量的損失會導(dǎo)致油條硬度增大，影響食用口感。所以，為獲得令人滿意的食用品質(zhì)，要選擇合理的微波加熱條件。

根據(jù)油條的感官評分結(jié)果，推薦速凍油條的最佳微波加熱條件：240 W微波功率加熱160 s。

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