凍結(jié)方式對(duì)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(xué) 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州，450002)2(國家速凍米面制品加工技術(shù)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(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州，450002)4(河南省冷鏈?zhǔn)称饭こ碳夹g(shù)研究中心，河南 鄭州，450002)5(新加坡國立大學(xué)，新加坡，119077)

油條是我國傳統(tǒng)的早點(diǎn)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(guān)注。目前市場(chǎng)上銷售的速凍油條仍存在復(fù)炸后比容較小、口感發(fā)硬等問題，如何改善油條復(fù)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(duì)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(shè)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(shù)，擁有凍結(jié)速率快、時(shí)間短、無污染，設(shè)備占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)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(duì)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(guān)性[4]；楊聯(lián)芝等[5-6]分析了小麥粉的性能指標(biāo)對(duì)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]?？抵久舻萚9]研究了凍融過程對(duì)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(fù)凍融加劇了食品中的重結(jié)晶作用，水分分布的改變是導(dǎo)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(jìn)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(shí)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(yīng)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(duì)速凍餃子凍裂率的影響，開發(fā)了餃子新型凍結(jié)技術(shù)，為液氮浸漬式速凍工藝在調(diào)理食品的應(yīng)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(shù)凍結(jié)油條，以低溫冰箱凍結(jié)和螺旋隧道凍結(jié)為對(duì)比，分析不同凍結(jié)方式對(duì)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(shù)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(shè)備

CR-400全自動(dòng)色差計(jì)，日本康佳；140-SA低溫冰箱，星星集團(tuán)有限公司；GM320紅外溫度計(jì)，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(luò)科技有限公司；AB-DCN03多功能面包機(jī)，北美電器(珠海)有限公司；TA-XAPLUS質(zhì)構(gòu)儀，英國StableMicroSystems；HJLSY-Ⅱ單螺旋速凍隧道機(jī)，鄭州亨利制冷設(shè)備有限公司；XY·100MS-G全自動(dòng)智能水分測(cè)定儀，常州市幸運(yùn)電子設(shè)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(yàn)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(yù)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(jī)中，使用自定義和面功能，設(shè)置和面時(shí)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(tuán)用保鮮膜包好放入醒發(fā)箱中醒發(fā)(35 ℃，相對(duì)濕度85%)[13]。面團(tuán)醒發(fā)結(jié)束后，揉面制坯，于180 ℃的油炸鍋中預(yù)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(jìn)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(cè)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(duì)照，使用全自動(dòng)智能水分測(cè)定儀測(cè)定油條皮層、內(nèi)瓤水分含量。

1.3.3 低場(chǎng)核磁T2弛豫時(shí)間測(cè)定

低場(chǎng)核磁共振技術(shù)(low-field nuclear magnetic resonance, LF-NMR)是一種無損檢測(cè)技術(shù)，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(yàn)通過測(cè)定油條內(nèi)瓤T2弛豫時(shí)間，從微觀層面揭示凍結(jié)方式對(duì)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(cè)定橫向弛豫時(shí)間T2。參數(shù)設(shè)置：主頻率SF=22MHz，采樣點(diǎn)數(shù)TD=248 934，采樣次數(shù)NS=32，模擬增益RG1=20 dB，回波個(gè)數(shù)為5 000[15-16]。

1.3.4 油條色澤的測(cè)定

將凍結(jié)處理過的油條樣品取出，180 ℃復(fù)炸2 min撈起瀝油，室溫冷卻10 min，以未凍結(jié)油條作為對(duì)照(下同)。采用CIE(Commission Internationale de L′Eclairage)L*、a*、b*表色系統(tǒng)測(cè)定法測(cè)定油條表皮色澤。其中，L*表示亮度；a*正值表示偏紅，負(fù)值表示偏綠；b*正值表示偏黃，負(fù)值表示偏藍(lán)[17]。每種樣品平行測(cè)5組，結(jié)果取平均值。不經(jīng)速凍的油條復(fù)炸后的色澤為標(biāo)準(zhǔn)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(jì)算出不同凍結(jié)方式處理的油條復(fù)炸后與標(biāo)準(zhǔn)參照色的色差值ΔE[18]。ΔE計(jì)算公式(1)為：

(1)

1.3.5 油條比容的測(cè)定

速凍油條復(fù)炸后的膨脹度是評(píng)價(jià)油條的品質(zhì)重要指標(biāo)，比容是反映油條膨脹度的量化指標(biāo)，采用小米置換法測(cè)定其比容，根據(jù)公式(2)計(jì)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(gòu)指標(biāo)測(cè)定

參照劉衛(wèi)光[19]的實(shí)驗(yàn)方法并稍作修改，選取粗細(xì)均勻的油條樣品，取其中間部位切成3 cm的小段進(jìn)行TPA測(cè)試。參數(shù)：p50探頭；測(cè)前速率：5.0 mm/s；測(cè)試速率：5.0 mm/s；測(cè)后速率：5.0 mm/s；觸發(fā)力：5 g；壓縮比：75%；2次壓縮時(shí)間間隔：5 s。分別測(cè)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(fù)性。

1.3.7 油條感官評(píng)價(jià)

由10位人員組成評(píng)定小組，對(duì)復(fù)炸油條樣品進(jìn)行感官評(píng)定，記錄感官評(píng)定的結(jié)果，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)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(huì)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(píng)價(jià)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(duì)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(duì)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(shì)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(shí)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(dǎo)致油條皮層含水量較大。SF凍結(jié)速率相對(duì)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(chǎng)核磁T2弛豫時(shí)間分析

圖1 不同凍結(jié)方式處理油條T2弛豫時(shí)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(duì)油條水分動(dòng)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(fù)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(duì)復(fù)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(gòu)特性分析

凍結(jié)方式對(duì)速凍油條復(fù)炸后質(zhì)構(gòu)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(duì)照組油條硬度；RF處理油條彈性最小(P<0.05)，SF、LF處理和對(duì)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(fù)性最大，LF處理油條黏聚性、咀嚼性和回復(fù)性最接近于對(duì)照組。這可能與油條組織水分分布有關(guān)。慢速凍結(jié)過程中，冰晶的生長對(duì)油條內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)造成一定機(jī)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(fù)炸后油條硬度較大、彈性較小，黏聚性、咀嚼性和回復(fù)性等發(fā)生變化。LF凍結(jié)速率快，油條水分遷移最小，復(fù)炸后硬度最小，彈性、黏聚性、咀嚼性適中，最接近空白對(duì)照組質(zhì)構(gòu)品質(zhì)特性。

表5 凍結(jié)方式對(duì)速凍油條復(fù)炸后質(zhì)構(gòu)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(píng)價(jià)

不同凍結(jié)方式對(duì)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(fù)炸后比容最小，色澤、組織結(jié)構(gòu)、彈韌性最差，感官評(píng)分最低，這可能與油條含水量有關(guān)。油條在復(fù)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(fù)炸后組織結(jié)構(gòu)皺縮，彈韌性差，比容小，感官評(píng)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(gòu)。SF、LF處理和對(duì)照組油條比容、外觀、色澤、氣味、組織結(jié)構(gòu)、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(xiàng)指標(biāo)評(píng)分最接近于對(duì)照組。

表6 凍結(jié)方式對(duì)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(duì)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(guān)性。由質(zhì)構(gòu)特性變化可知，隨凍結(jié)速率加快，油條復(fù)炸后硬度呈減小趨勢(shì)，彈性呈增大趨勢(shì)。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(duì)照組質(zhì)構(gòu)品質(zhì)特性。由油條比容、色澤、水分含量以及T2弛豫時(shí)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(fù)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(shí)，有效縮短了速凍工藝時(shí)間，有望作為工業(yè)生產(chǎn)油條的新型凍結(jié)工藝。