速冻水饺煮后边缘发白现象原因分析

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(1.河南农业大学食品科学技术学院,河南郑州 450002; 2.速冻面米及调制食品河南工程实验室,河南郑州 450002; 3.河南省冷链食品工程技术研究中心,河南郑州 450002)



速冻水饺煮后边缘发白现象原因分析

黄忠民1,2,3,刘鹏花1,潘治利1,2,3,索标1,2,3,艾志录1,2,3,*

(1.河南农业大学食品科学技术学院,河南郑州 450002; 2.速冻面米及调制食品河南工程实验室,河南郑州 450002; 3.河南省冷链食品工程技术研究中心,河南郑州 450002)

速冻水饺煮后边缘发白现象是行业普遍存在的质量问题,为了探究其发白原因,提高速冻水饺的食用品质,本文以煮制后边缘发白的速冻水饺为研究对象,与熟制后不发白的速冻水饺比对,采用SEM、色差仪等从水分含量、淀粉糊化度、微观结构、食用品质等方面进行研究。结果表明:边缘发白的速冻水饺皮水分含量和糊化度明显低于边缘不发白的速冻水饺皮(p<0.01)。运用Matlab对SEM图像进行处理后得知,不发白水饺皮电镜图片的孔隙面积最大,淀粉糊化程度最高;其次是发白饺子皮,生水饺皮电镜图片的孔隙面积最小,淀粉处于未糊化状态。在相同的电镜倍数和照片分辨率下,边缘发白的熟制速冻水饺皮的微观结构中有明显的未完全糊化的淀粉颗粒。从品质评价方面可以看出,煮后边缘发白部分的水饺皮的食用品质远远差于煮后边缘不发白部分水饺品质。因此熟制速冻水饺皮的发白现象可能是由于水饺皮边缘水分含量低,煮后淀粉未完全糊化造成。

水饺皮,发白,微观结构

水饺是我国的传统美食,也是享誉世界的特色食品,是人们日常生活和欢度佳节必不可少的主食之一。

表1 速冻水饺Table 1 Frozen dumplings on sale

速冻水饺作为速冻面米食品的主要产品之一,由于其方便、快捷,营养、健康,深受消费者的喜爱,随着花色品种不断增多,产品质量不断提高,市场占有率已达速冻面米食品的30%以上[1-2]。

速冻水饺经过20多年的工业化生产,产品普遍存在的开裂、煮食软烂、浑汤等[3-5]技术问题基本得到了解决,产品品质得到了极大的提升,但产品煮食边缘发白问题一直没有得到有效解决,是行业普遍存在的质量问题。煮食发白不仅影响水饺的口感和外观,而且影响人们对其煮熟程度的判断,给消费者的食用带来很多疑惑,严重影响产品的品质,制约着行业的发展。近年来,学者们从原料、制作工艺和添加剂等方面[6-7]研究了对速冻水饺的影响,以期望解决其质量不稳定、口感差等品质问题。黄姗等[8-10]分别从面粉品质、制作工艺及配方、添加剂等方面考虑,研究其对速冻水饺皮品质的影响,得出了速冻饺子粉的最优指标,同时规范了生产工艺,降低了水饺的冻裂率,解决了褐变、口感差等问题,但水饺存储后煮食边缘发白问题少有报道。因此本文以煮食边缘发白部分的速冻水饺为研究对象,与熟制后正常的速冻水饺比对,从水分含量、糊化度、微观结构、色差方面对边缘发白现象进行分析,并探讨其食用品质方面的差异,找出了行业目前普遍存在的水饺皮煮食边缘发白质量问题的原因,为解决速冻水饺煮食边缘发白提供一定的理论参考。

1 材料与方法

1.1材料与仪器

速冻水饺名称如表1。

S-3400N-Ⅱ型扫描电子显微镜 日本日立公司;台式真空冷冻干燥机 德国CHRIST歌瑞斯特公司;Minolta Color Miniscan CR400型色差仪 日本美能达公司;ME104E型分析天平 梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;DHG-9143BS-Ⅲ型电热恒温鼓风干燥箱 上海新苗医疗器械制造有限公司;UV-2600型紫外可见分光光度计 岛津企业管理(中国)有限公司;DW-YL270型低温冰箱(-18 ℃) 中科美菱低温科技有限责任公司;超低温冰箱(-40 ℃) 日本三洋SANYO。

1.2实验方法

1.2.1 样品的制备

1.2.1.1 水饺皮样品(皮样)的制备 购买不同品牌(思念、三全、湾仔码头)、不同储藏时间(30～180 d)的速冻水饺,解冻30 min后,取其边缘部分,即为生水饺皮样品(皮样1#)。

根据产品推荐的最佳煮制时间(7 min左右),放入沸水中煮制一定的时间后,立刻捞入500 mL蒸馏水(5 ℃左右)中冷却,用漏勺捞出后滤水30 s,用剪子把煮后水饺边缘发白部分和煮后边缘不发白部分分别剪下,即为发白水饺皮边缘样品(皮样2#)和不发白水饺皮边缘样品(皮样3#)。

1.2.1.2 水饺皮样品粉(皮粉)的制备 取按1.2.1.1方法制备的水饺皮样品(皮样1#、皮样2#、皮样3#),冷却至室温,放入-40 ℃冰箱中预冻24 h后,真空冷冻干燥24 h,分别用研钵粉碎制成粉末,过100目筛,即为水饺皮样品粉:皮粉1#、皮粉2#、皮粉3#。

1.2.2 水饺皮样品(皮样)水分含量的测定 取1.2.1.1中制备的样品(皮样1#、皮样2#、皮样3#),采用GB/T5009.3-2010《食品中水分的测定》的直接干燥法,分别测定其水分含量。

1.2.3 水饺皮样品粉(皮粉)色泽的测定 水饺皮样品粉(皮粉1#、皮粉2#、皮粉3#)色差测定采用色彩色差仪,根据国际照明组织(CIE)制定的均匀色立体图表色系统,即L、a、b值来表示水饺粉的色差。水饺皮样品粉的白度值W(whiteness)参照葛秀秀的方法[11-12]计算:白度值W=L-a-b。每组样品平行测定5次。

1.2.4 水饺皮样品(皮样)糊化度的测定

1.2.4.1 糊化度标准曲线的绘制 将三种品牌所用的全部种类的生水饺皮样品粉(皮粉)混合均匀后,取25 g(过100目筛)放入175 g沸水中至完全糊化[13],冷冻干燥后过筛(100目),此样品为全糊化水饺粉。根据不同的糊化度,使全糊化水饺粉和未糊化市售水饺粉按一定比例混合,制成不同糊化度的水饺粉。

参考王春娜等[14-15]的研究方法,取1 g已制备好的不同糊化度的水饺粉,放入15 mL离心管中,加10 mL蒸馏水,并放入50 ℃水浴锅中,振荡30 min后取出,在5000 r/min条件下离心10 min。取1 mL上清液和25 mL蒸馏水放入50 mL棕色容量瓶中,加入1 mL碘溶液(0.05 mol/L),定容到50 mL,摇匀后静置10 min。以蒸馏水加碘定容后的溶液为参比,用1 cm比色皿在575 nm波长下测定吸光度。然后根据测定的数值,绘制糊化度-吸光度标准曲线。

表2 水饺皮样品(皮样)品质评分Table 2 The quality assessment of dumplings’ skin(sample skin)

1.2.4.2 测定水饺皮样品(皮样)的糊化度 称取按1.2.1.2方法制得的待测皮粉样品,按照1.2.4.1的方法测定吸光度,然后根据标准曲线得出水饺皮样品(皮样)糊化度。

1.2.5 水饺皮样品(皮样)不同指标之间的相关性分析 运用SPSS对水饺皮样品(皮样1#、皮样2#、皮样3#)的储存时间、水分含量、糊化度和白度进行相关性分析。

1.2.6 水饺皮样品(皮样)微观结构的测定 取按1.2.1.1方法制备的水饺皮样品(皮样1#、皮样2#、皮样3#),冷却至室温后,放入冰箱(-40 ℃)中预冻24 h,将制得的水饺皮进行真空冷冻干燥[16](冻干参数:捕水器温度-60 ℃,加热温度25 ℃,真空度设定值1 Pa,干燥时间24 h)。冻干后的样品用单面刀片从中心片开,将观察面向上贴在扫描电镜样品台上。观测样品之前,样品利用喷涂仪对其进行镀金处理,在操作电压为20 kV 时,使用扫描电子显微镜(SEM)对样品观察拍照,观察样品剖面形貌。

1.2.7 水饺皮样品(皮样)的孔隙分布图 运用Matlab软件处理水饺皮样品(皮样1#、皮样2#、皮样3#)的微观结构图片,得出孔隙分布图。

1.2.8 水饺皮样品(皮样)品质评定 按1.2.1所述方法制备好样品后,由10个评审人员进行品质评价,参照文献[17]制定水饺皮样品(皮样)品质评分标准。

1.3数据处理

用Spss 19.0、Origin8.0和Matlab2016进行分析数据。

2 结果与分析

2.1水饺皮样品(皮样)水分含量

从表3中可以看出,生饺皮(皮样1#)水分含量与熟水饺皮(皮样2#、皮样3#)的水分含量存在极显著性差异(p<0.01),不发白熟水饺皮样品(皮样3#)的水分含量>发白熟水饺皮样品(皮样2#)的水分含量,并都高于生水饺皮样品(皮样1#)的水分含量。从上面的分析可以看出,在同样的煮食条件下,煮后水饺皮的水分含量越低,吸水量越低,其煮后就越容易发白。而包装袋中冰晶越多,煮前水饺皮表面光泽越暗淡,其水饺皮煮后发白的现象就越明显。因此从生水饺皮的外观变化上可以判断其煮后是否发白。可能原因是发白部分水饺皮在存储过程中,表面水分升华,水分含量降低,水饺皮结构致密所致。在水饺皮煮食过程中,面筋网络吸水不够充分,造成发白部分的水分低于不发白熟水饺皮的水分。储存时间越长,产品冻融机会越多,水分升华越多,包装袋内形成的冰晶越多,产品失水越多。

表3 水饺皮样品(皮样)的水分含量(%)Table 3 The moisture content of dumplings’ skin(sample skin)(%)

注:同行的上标不同大写字母表示水饺皮样品(皮样)的水分含量之间存在极显著性差异(p<0.01)。表5同。

2.2水饺皮样品粉(皮粉)色差分析

表4 水饺皮样品粉(皮粉)色差Table 4 The color difference of dumpling skins’ powder(sample skins’ powder)

注:煮后不发白样品粉为皮粉3#,煮后发白样品粉为皮粉2#,生水饺皮样品粉为皮粉1#;同列的上标不同小写字母表示水饺皮样品粉的色差之间存在显著性差异(p<0.05)，不同大写字母表示差异极显著(p<0.01)。从表4中可以看出,水饺皮样品粉不发白部分(皮粉3#)、发白部分(皮粉2#)和生水饺皮样品粉(皮粉1#)在L、a、b和白度之间大部分都存在极显著差异(p<0.01)。煮后不发白部分水饺皮样品粉(皮粉3#)L值和a值大部分小于发白部分的水饺皮样品粉(皮粉2#)和生水饺皮样品粉(皮粉1#)；煮后不发白部分水饺皮样品粉(皮粉3#)的b值大部分大于发白部分的水饺皮样品粉(皮粉2#)和生水饺皮样品粉(皮粉1#)；发白部分水饺皮样品粉(皮粉2#)的白度都比不发白部分水饺皮样品粉(皮粉3#)的白度大,大部分生水饺皮样品粉(皮粉1#)的白度大于不发白水饺皮样品粉(皮粉3#)的白度,其中B3中的样品粉例外,可能是由于样品的差异造成的。对于熟水饺皮来说,从外观上发白部分的颜色比不发白部分的颜色白,而且从表4的数据中可以得出相同的结论。冷冻干燥除去水分后,皮粉色差不受水分含量的影响,而与淀粉糊化程度有关[18],因此淀粉糊化程度能影响水饺皮粉的白度。

2.3水饺皮样品(皮样)的糊化度

2.3.1 糊化度的标准曲线 根据水饺粉测出的标准曲线y=77.61x-5.5265(R2=0.9998),该曲线的拟合度大于0.99,该标准曲线可用。

2.3.2 水饺皮样品(皮样)的糊化度 根据标准曲线求出样品的糊化度结果(见表5)表明,不同公司生产的水饺,在不同的储存时间下,煮后发白的水饺皮样品(皮样2#)与煮后不发白样品(皮样3#)、生水饺皮样品(皮样1#)之间的糊化度存在极显著性差异(p<0.01),生水饺皮样品(皮样1#)的糊化度最小,煮熟后发白水饺皮样品(皮样2#)的糊化度远远小于煮熟后不发白水饺皮样品(皮样3#)的糊化度。从以上的研究可以发现,包装袋中冰晶数目越多,生水饺皮表面光泽越暗,干裂现象越明显,表面脱水越严重,煮后水饺皮的水分含量就越低,吸水量就越少,糊化度就越低,其发白现象就越明显。发白的水饺皮在达到最佳煮制时间后,再继续煮5 min,发白现象依旧没有消失。原因可能是水饺在后期储存过程中,由于蒸汽压的作用,水饺中的水分自水饺内部向外部迁移,边缘部分不能及时得到馅料水分的补充,造成边缘皮层含水量减少,组织收缩致密,在煮食过程中,水分和热量不能充分自外向内进入到边缘水饺皮内,从而造成水饺边缘淀粉不能充分糊化,颜色发白,同糊化度低结果一致。水饺中间部分皮层由于馅料含水量较大,在后期储存过程中,馅料水分可以及时补充到水饺皮层,皮层组织结构基本不发生变化,在煮食过程中,水分和热量能充分自外向内进入到水饺中部皮层内,淀粉得到充分糊化。

表5 水饺皮样品(皮样)的糊化度(%)Table 5 The gelatinization degree of dumplings’ skin(sample skin)(%)

2.4水饺皮样品(皮样)不同指标的相关性分析

从表6可以看出,水饺皮的水分含量与其储存时间、糊化度和白度之间存在相关性。饺子皮的储存时间与水分含量呈显著负相关,即储存时间越长,水分含量越低,说明水饺皮的水分在冻藏过程中不断升华,这与任欣[19]的研究结果一致。饺子皮的水分含量与糊化度呈极显著正相关,与白度呈极显著负相关,即煮后水饺皮的水分含量越高,糊化度越大;水分含量越高,白度越小。可能原因是水分含量的多少影响了淀粉的糊化程度[20]。水分含量越高,淀粉糊化的越多,进而影响了饺子皮的透明度,降低了饺子皮的白度,这与严勇强等[18]的研究结果一致。因此煮后速冻水饺皮边缘发白现象与其储存时间、水分含量和淀粉的糊化度密切相关。

表6 水饺皮样品(皮样)各项指标的相关性分析Table 6 Correlation analysis among the indicators of dumplings’ skin(sample skin)

注:*表示在0.05水平(双侧)显著相关;**表示在0.01水平(双侧)显著相关。

2.5水饺皮样品(皮样)的微观结构

从图1可以看出,生水饺皮样品(皮样1#)中微观结构比较致密,蛋白质网络结构包裹着淀粉,其中支链淀粉呈扁圆形,直链淀粉比较厚且形状不规则[21]。煮后的水饺皮网络结构被破坏,不发白部分水饺皮样品(皮样3#)中的淀粉颗粒完全糊化,结构破坏,因此图片中几乎观察不到淀粉颗粒。而煮熟后发白的水饺皮样品(皮样2#)糊化程度低,图中观察到大量的淀粉颗粒。任欣等[19]研究发现水饺皮的水分含量和糊化度随着冻藏时间的延长而下降,但是未对提高糊化度的方法进行研究。本文所用的水饺皮贮藏期在1～6个月之间,随着贮藏期的增加,冻藏过程中水分散失,可能是由于表皮结构在冷冻浓缩效用的作用下,蛋白质变性,使得已经水化了的蛋白质发生沉淀,变得结实,从而煮制过程中水分很难进入速冻水饺皮的内部,使得淀粉由于缺乏水分而糊化度降低。因此解决煮后速冻水饺皮发白现象,提高淀粉的糊化度有待进一步研究。

图1 水饺皮样品(皮样)的微观结构(放大倍数400)Fig.1 The microstructure of dumplings’ skin (sample skin)(magnification times 400)

2.6经Matlab处理的水饺皮样品(皮样)的微观结构分析

从电镜图片(图1)中可以看出不发白水饺皮的淀粉基本完全糊化,显示出许多大小不一的孔隙。发白水饺皮的微观结构显示存在部分未糊化的淀粉颗粒,生水饺皮的图片显示出大量的淀粉颗粒。为了精确的测量电镜图片中孔隙面积的大小,选用400倍的扫描照片,参考毛灵涛等[22-23]的方法,运用Matlab对SEM图像进行处理,得到孔隙分布图(见图2)。照片的像素为 1788×2560,对于不发白的水饺皮,得出孔隙所占的平面面积为64.28%,可形成139个不连通的孔隙;对于发白的水饺皮,得出孔隙所占的平面面积为36.61%,可形成160个不连通的孔隙;对于生水饺皮,得出孔隙所占的平面面积为2.17%,可形成95个不连通的孔隙。孔隙面积大小为煮后不发白的水饺皮>发白水饺皮,并明显大于生水饺皮,因此孔隙所占面积大小跟水饺皮的糊化程度有关,显然糊化程度越高,孔隙所占的面积就越大,可以从孔隙面积的大小推测出煮后水饺皮发白的程度。

2.7水饺皮样品(皮样)的品质评价

从水饺皮品质评价得分来看,煮后不发白部分水饺皮样品(皮样3#)的总分与煮后发白部分水饺皮样品(皮样2#)的总分之间存在高度显著性差异(p<0.001)。煮后不发白部分水饺皮样品(皮样3#)的总分高于煮后发白部分水饺皮样品(皮样2#)的总分。从色泽方面比较,煮后发白部分水饺皮样品(皮样2#)明显透明度低,颜色和光泽都比较暗淡、偏白,煮后不发白部分水饺皮样品(皮样3#)的色泽优于煮后发白部分水饺皮样品(皮样2#)的色泽;从口感方面比较,煮后发白水饺皮样品(皮样2#)比较硬、弹性差、滑爽性和咀嚼性也比较差,整体口感也不如煮后不发白部分的水饺皮样品(皮样3#)。水饺皮煮后发白部分的水饺皮样品由于水分进入的少,表面有夹生,导致各方面品质下降。煮后不发白水饺皮的水分含量高,吸水量大,糊化程度高,微观结构显示的孔隙面积大,结构比较疏松,口感较好。而发白水饺皮的水分含量低,吸水量小,糊化程度低,孔隙面积较少,结构比较致密,感官评价自然较低。因此,煮后水饺皮发白问题会影响水饺皮的品质。

表7 水饺皮样品(皮样)的品质评价表Table 7 The quality assessment of dumplings’ skin(sample skin)

注:煮后不发白样品为皮样3#,煮后发白样品为皮样2#;上标*表示皮样3#与皮样2#的品质评价指标之间存在显著性差异(p<0.05),上标**表示皮样3#与皮样2#的品质评价指标之间存在极显著性差异(p<0.01),上标***表示皮样3#与皮样2#的品质评价指标之间存在极显著性差异(p<0.001)。

图2 水饺皮样品(皮样)的孔隙分布图(放大倍数400)Fig.2 The pore distribution of dumplings’ skin (sample skin)(magnification times 400)

3 结论

研究表明,速冻水饺煮制后,边缘发白部分的水分含量和糊化度均明显低于边缘不发白部分的水分含量和糊化度,白度也明显高于不发白水饺皮;电镜图片显示发白部分还存在大量的未糊化淀粉颗粒,孔隙面积较小,而不发白部分水饺皮只存在蛋白质的网络结构,没有未糊化淀粉颗粒,孔隙面积较大;从品质评价方面可以看出,煮后边缘发白部分的水饺皮的食用品质远远差于煮后边缘不发白部分水饺皮品质。速冻水饺皮发白现象可能因存储过程中产品边缘脱水严重,煮食过程中淀粉未完全糊化造成。因此解决速冻水饺煮熟后边缘发白的问题可以从减少储存过程中水分的损失,提高水饺皮的含水量和持水率,增加淀粉的糊化程度,使水饺皮更容易糊化等方面出发。以上研究为行业普遍存在的速冻水饺煮食过程中水饺皮边缘发白问题的解决提供一定的参考。

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Analysisaboutthereasonofthewhiteedgeoffrozendumplingaftercooking

HUANGZhong-min1,2,3,LIUPeng-hua1,PANZhi-li1,2,3,SUOBiao1,2,3,AIZhi-lu1,2,3,*

(1.The College of Food Science and Technology,Henan Agricultural University,Zhengzhou 450002,China; 2.Henan Engineering Laboratory of Quick-frozen Flour-rice Food and Prepared Food,Zhengzhou 450002,China; 3.Henan Engineering Research Center of Cold-chain Food,Zhengzhou 450002,China)

The phenomenon of the white edge’s frozen dumplings after cooking was the common quality problem of the industry. In order to explore the white reason and improve the edible quality of quick-frozen dumplings,this paper took the white edge’s frozen dumplings as our research target,which compared with the normal frozen dumplings. The content of moisture,the gelatinization of starch,the characteristics of texture,the eating quality and so on were researched by using SEM,colorimeter,etc. The results showed that,the moisture content and gelatinization degree of the white edge’s frozen dumplings’ skin were lower than the frozen dumplings’ skin which was not white(p<0.01). The moisture content and degree of gelatinization of the white edge’s frozen dumplings’ skin was significantly lower than the edge of the frozen dumplings’ skin which was not white. After using Matlab to process the SEM image,the pore area of the white dumplings’ skin was the largest and the degree of starch gelatinization was the highest. Followed by white dumpling skin,the pore area of raw dumplings’ skin was minimum,starch was in the state of not gelatinized. Under the same electron microscope multiples and photo resolution,the microstructure of the white edge’s frozen dumplings’ skin had starch particles which obviously not entirely gelatinized. From the aspect of quality evaluation,it was found that the edible quality of the white edge’s frozen dumplings was far worse than not white edges of a boiled dumpling quality. The white phenomenon of cooked frozen dumplings’ skin may be due to the low moisture content,and not entirely gelatinized starch after cooking.

dumplings’ skin;whitening;microstructure

2016-11-04

黄忠民(1963-)，男，本科，教授，研究方向：速冻米面食品，E-mail：zmhuang2000@163.com。

*通讯作者:艾志录(1965-)，男，博士，教授，研究方向：速冻食品，E-mail：zhila@163.com。

河南省重大科技专项项目(151100110100);郑州市重大科技专项(141PZDZX039);农业部大宗粮食加工重点实验室项目。

TS201.1

:A

:1002-0306(2017)12-0097-07

10.13386/j.issn1002-0306.2017.12.018