微波加热对速冻油条品质的影响

尹凤雪，周国燕

（上海理工大学医疗器械与食品学院，上海 200093）

油条是中国历史悠久的传统美食，也是国人喜爱的早餐食品和大众化小吃。主要原料为小麦粉、水和膨松剂，经面团调制、醒发、成型和油炸而成，具有色泽金黄、外酥内嫩、咸香适口等优点[1]。随着人民生活水平的提高和消费观念的改变，具有中国特色的速冻面制品逐渐发展为国内速冻食品的主流，速冻油条以方便性、安全卫生及独特口感在速冻面制品中占有一定比重，为众多消费者所喜爱[2]。速冻油条的食用方法包括油炸、蒸制、烘烤及微波加热等，其中微波加热具有加热速率快、干净清洁、使用方便、无油烟和经济实惠等优点，成为速冻油条加热的理想方式[3]。

微波加热是微波透入食品物料中，与它的极性分子相互作用，使其发生极化并随着外加电磁场的变化而不断摆动，造成分子之间激烈的摩擦和碰撞，产生大量热量，食品物料获得热量而升温加热[4]。由于微波加热的特性和面制品组成成分的特殊性，面制品加热后出现温度分布不均[5]、水分损失严重、质构硬化[6]等品质问题。有些速冻面制品食用方法中的微波加热条件没有详细说明，消费者对速冻面制品的微波时间、微波功率等不能准确把握，往往使微波面制品出现上述问题。速冻油条是一种新的预调理食品，关于其微波加热条件的研究还很少。本文以速冻油条为研究对象，研究它在微波加热过程中温度、水分含量和质构性质等的变化，得到最佳加热条件，为消费者微波加热速冻油条提供方便。

1 材料与方法

1.1 实验材料

速冻油条（约45 g左右）：郑州思念食品有限公司，购买同一生产日期，于-18℃冰箱中储藏24 h进行微波复热实验。

1.2 仪器与设备

美的EG823MF4-NA型微波炉：广州美的微波电器制造有限公司；BCD-226K50型冰箱：TCL集团有限股份公司；FA2204B电子天平：上海精科电子天平公司；101A-2S型数显不锈钢电热鼓风干燥箱：上海锦屏仪器仪表有限公司；EZ eztest/ce质构仪：日本岛津有限公司；研华坚固型8路热电偶输入模块（ADAM-4118）、研华转换器模块（ADAM-4520）：上海梓聪机电设备有限公司；T型铜-康铜热电偶：常州市潞城乡新河特殊电线厂。

1.3 方法

1.3.1 速冻油条的微波加热实验

将大小均匀、形状基本一致的速冻油条置于微波炉平板底盘的中央进行加热，微波功率分别为：800、640、400、240 W，加热时间间隔为10 s。考虑微波加热油条的食用品质，预实验后确定四个微波功率所对应的总加热时间分别是 90、90、110、180 s。

1.3.2 温度的测量

设置微波炉加热功率，把一根速冻油条放入微波炉中，加热1个时间间隔后立即取出，将热电偶感温点分别插入油条的表层和中心部位测量温度。表层和中心部位分别距离上表皮0.5 cm和2 cm。测温系统实现温度自动记录，整个测温的过程控制在30 s[7]。重新更换样品，增加1个加热时间间隔，加热后测定温度，以此类推，直至到达油条的加热时间终点。

将速冻油条变成两根（90 g）或3根（135 g），继续重复上述操作，进行测温。实验中温度点的测量重复3次，取其平均值。

1.3.3 水分含量

将加热结束后的油条取出，用刀分别从油条表皮和内部切出10 g左右的薄片并切碎，准确称取5.00 g～10.00 g试样，放入称量瓶中，根据GB/T 5009.3-2010《食品中水分的测定》[8]中“直接干燥法”测定样品水分含量，重复3次，取平均值。

端横梁锚固块模型采用面约束模拟双支座，约束竖向线位移及其中一个支座横桥向线位移，靠近跨中一侧截面约束纵桥向线位移及转角位移。齿板锚固区模型在中支点处约束竖向线位移及其中一个支座横桥向线位移，靠近跨中一侧采用对称边界条件约束纵桥向线位移。

1.3.4 质构特性

选用压缩式探头（P/35）对油条进行压缩模式测量其质构特性[9]。测试参数如下：测前速度为2.0 mm/s，测试速度为1.0 mm/s，测试后速度为1.0 mm/s，压缩距离为20 mm（50%），两次压缩时间为5 s，触发力为5 g，数据采集速率为200 pps[1]。

1.3.5 感官评定

由5人组成的感官评定小组，对不同微波加热条件得到的油条进行感官评价 ，评分项目包括色泽（10分）、表观状态（10分）、组织结构（10分）、弹韧性（20分）、黏性（15分）、酥软性（20分）、食味（15分）[11]，打分后求平均值得到感官评定结果。

1.3.6 数据分析

采用SPSS19.0[12]和Excel软件对实验数据进行分析处理。

2 结果与分析

2.1 微波加热速冻油条的温度变化

采用800、640、400和240 W 4种微波功率对速冻油条进行加热，其表层和中心部位温度变化过程如图1、2所示。

图1 不同微波功率加热时，油条表层部位的温度变化Fig.1 Change in the surface temperature of fried bread stick during different microwave power heating

图2 不同微波功率加热时，油条中心部位的温度变化Fig.2 Change in the core temperature of fried bread stick during different microwave power heating

2.1.1 微波加热速冻油条不同部位的温度变化

由图1、2可知，随着微波加热进行，油条各层温度都不断地升高，变化规律基本一致（p>0.05）。复热前期，温度升高速度快，复热后期，升温速度变缓慢。相同加热时间时，不同部位的温度存在显著差异（p<0.05）。微波加热10 s时，表层温度比中心温度高，随加热时间延长，中心温度超过表层温度。这是由于微波加热初期，表层迅速吸收微波能量，冰溶化为液态水，水对微波能量的吸收能力比冻结层的冰更强，表层温度会较高，之后其水分蒸发加快，增加热量损失并减少对微波能的吸收，而内部水分不宜散失，能够吸收更多的微波能，使中心部位温度更高。此外，微波功率800、640和240 W加热油条时，不同部位的温度变化出现相同规律，陈卫等[13]研究微波复热冷冻馒头温度变化时得到同样的变化规律。

2.1.2 微波加热功率对油条温度变化的影响

由图1、2可知，微波加热功率对油条表层和中心温度影响显著（p<0.05）。微波功率越高，单位时间内获得微波能量越多，升温速度越快，所需加热时间越短。当油条中心温度达到90℃，800 W微波功率所需加热时间为60 s，而640、400和240 W微波功率所需加热时间分别为70、100、160 s，能够节省14%～63%的加热时间。王春霞等[14]研究微波加热功率对冷冻馒头升温特性的影响时得到同样结论。同时，还发现微波功率对加热过程中最大温差也会产生影响，功率越大，最大温差越大，MEGAHEY等[15]研究微波焙烤蛋糕的温度变化时得到相同变化规律。

2.1.3 加热质量对油条温度变化的影响

采用微波功率800 W加热不同质量（约45、90、135 g）速冻油条，其表层和中心部位温度变化过程如图3、4所示。

图3 加热质量对速冻油条表层温度变化的影响Fig.3 Effect of heating quality on the surface temperature of frozen fried bread stick

图4 加热质量对速冻油条中心温度变化的影响Fig.4 Effect of heating quality on the core temperature of frozen fried bread stick

由图3、4可知，加热质量对油条表层和中心温度有显著影响（p<0.05）。加热时间相同时，油条质量越小，升温速率越快，温度越高。当加热时间为60 s时，质量为45 g和90 g油条的中心温度已达到90℃，而150 g油条的中心温度仅约70℃。其原因是在微波功率和加热时间相同时，油条质量越小，单位质量获得微波能量越多，转化为温度的热能也就越多。因此，微波加热过程中，要考虑油条质量对其温度变化的影响。

2.2 微波加热速冻油条的水分含量变化

采用800、640、400和240 W 4种微波功率对速冻油条进行加热，水分含量变化过程如图5、6所示。

图5 不同微波功率加热时，油条表层部位的水分含量变化Fig.5 Change in the surface water content of fried bread stick during different microwave power heating

图6 不同微波功率加热时，油条中心部位的水分含量变化Fig.6 Change in the core water content of fried bread stick during different microwave power heating

2.2.1 微波加热油条不同部位水分含量的变化

由图5、6可知，不同部位的失水率有显著差异（p<0.05）。加热初期，油条整体温度低，各部位的水分损失量都较少，加热一段时间后，中心部位的失水速率比表层部位快，使其水分损失较多。因为随着加热进行，油条中心部位温度更高，导致内部蒸汽压高于表层，水分不断地向表层迁移，而表层水分向外迁移的同时还得到内部迁移水分的补充，所以失水率要小一些。林向阳等[16]利用MRI研究冷冻馒头微波复热过程的水分迁移时，得到同样结论。

2.2.2 微波加热功率对油条水分含量变化的影响

由图5、6可知，微波功率对油条水分含量的变化影响显著（p<0.05）。800 W微波功率加热油条90 s后，水分含量为22.93%，失水率高达13.26%；而640 W微波功率加热油条90 s后，水分含量为26.75%，失水率只有9.93%。微波加热功率越高，失水速率越快，水分含量损失越多。YONG[17]等研究微波烘焙蛋糕时也发现水分含量受微波功率的影响。微波加热食品存在问题之一就是水分损失过快，导致食品品质变差。因此，选择合理的微波功率，可以减少水分损失，改善食用品质。

2.2.3 加热质量对油条水分含量变化的影响

采用微波功率800 W加热不同质量（约45、90、135 g）速冻油条，水分含量变化如表1所示。

表1 油条质量对加热过程中水分含量的影响Table 1 Effect of quality of fried bread stick on water content during microwave heating

由表1可知，油条质量对水分含量变化存在显著影响（p<0.05）。随着油条质量增加，水分含量损失逐渐减小。因为失水速率受温度变化的影响，油条质量越小，温度越高，内部蒸汽压越大，导致大量水分向外流失。加热质量对油条温度影响的研究结果也证实了这一点。因此，为避免微波加热过程中水分的大量损失，可以适当增加油条质量。

2.3 微波加热对速冻油条质构性质的影响

采用800、640、400和240 W 4种微波功率对速冻油条进行加热，硬度变化如表2所示。

表2 微波加热功率对油条硬度（N）的影响Table 2 Effect of power on firmness of fried bread stick during microwave heating

由图2可知，微波功率和加热时间对油条硬度有显著影响（p<0.05）。加热时间相同时，微波功率越大，硬度也越大。因为高功率加热时，升温速度快，水分含量损失相对较多，硬度也就越大。Morita等 研究发现微波馒头硬化的主要原因是水分含量的损失。微波功率不变时，随着加热时间延长，硬度逐渐增加，增加速率先慢后快。由于刚开始加热时，油条温度偏低，水分含量损失较少，硬度增加缓慢。微波加热面制品会出现韧性强、硬心等质构硬化问题[19]，为符合人们食用品质的要求，可以适当地降低微波功率或者缩短加热时间。

2.4 微波加热对油条感官评价的影响

根据油条在微波加热过程中的温度变化规律，选取不同微波功率和加热时间的加热条件，加热后对其进行感官评定，评价结果如表3所示。

表3 微波加热速冻油条的感官评价得分表Table 3 The score of sensory evaluation for fried bread stick during microwave heating

由表3可知，微波时间对油条的感官评价结果有显著影响（p<0.05）。随着微波时间的延长，感官评分先增大后减少。加热时间短时，油条温度分布不均，影响感官评分。Ryynänen[20]等研究发现微波速食餐的温度对感官评价结果会产生影响，温度分布均匀的速食餐感官评分高。加热时间过长，水分大量流失，硬度过大，食用口感变差，油条感官评分低。

240 W微波功率加热速冻油条160 s得到的感官评分最高，推荐为最佳微波加热条件。采用800 W微波功率加热，水分损失过多，食用品质不好，感官评分低，不宜采用。若要节省加热时间或提高微波能利用率，更适宜采用400 W微波功率加热90 s或者640 W微波功率加热60 s，油条感官品质较好。

3 结论

研究结果表明：在微波加热过程中，油条由表层指向中心的温度梯度会转变为由中心指向表层，最终逐渐达到一致并趋于稳定。微波功率和加热质量对油条表层、中心温度都有显著影响（p<0.05）。增大微波功率，降低油条质量，可以缩短加热时间，但对温度变化规律影响较小。由于油条水分流失受温度变化的影响，中心部位失水率比表层部位略快，并且都受到微波功率和加热质量的显著影响（p<0.05）。大量水分含量的损失会导致油条硬度增大，影响食用口感。所以，为获得令人满意的食用品质，要选择合理的微波加热条件。

根据油条的感官评分结果，推荐速冻油条的最佳微波加热条件：240 W微波功率加热160 s。

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