不同温度预冷处理对冻藏豆皮品质的影响

叶佳琪，李露，薛淑静，*，吴正奇，*，杨德

（1.湖北工业大学生物工程与食品学院，湖北武汉430068；2.湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所，湖北武汉430064）

“三鲜豆皮”是武汉名点之一，历史悠久，享有“豆皮大王”的美誉。其制作工艺大都以主料（糯米）及辅料（鲜肉、鲜菇或鲜虾、五香干子、胡萝卜或鲜竹笋）制馅，并以绿豆、大米磨浆拌鸡蛋制皮，最后皮馅包裹而成。其色泽鲜艳夺目，金黄透亮，口感爽滑，外脆内嫩，以独特的风味远近闻名。

随着现代生活节奏的加快，人们对方便食品的需求量大幅提高，冷冻食品的工业化生产日渐成熟。在现代食品产业的新形势下，豆皮这一传统食品的贮藏保鲜技术尚不成熟，使其工业化发展面临困境。豆皮属于淀粉质制品，在运输、储存过程中会涉及到糯米淀粉胶凝的老化，使其品质劣变，表现为质地变硬，口感变差，难以被人体消化吸收[1]。这主要是因为淀粉分子从无序变为有序，淀粉链之间聚集成核脱水收缩形成的老化现象。众多学者研究发现冷冻是延缓淀粉类食品老化最好的方法之一[2-3]，冷冻既能保护淀粉制品的感官品质，又能延长货架期。潘银珠[4]等研究发现粽子在冷冻贮藏后能有效延缓淀粉老化，其水分含量、质构、风味更接近于新鲜粽子。因此，低温冷冻更有利于淀粉质产品品质的保持，本文采用低温冷冻技术作为豆皮这一传统食品的现代化推广手段。

在实际生产过程中，常采用预冷处理使产品快速冻结以最大限度的保留产品品质。预冷时，温度越低，冷冻速率越快，形成的冰晶越小，从而有效的保留了细胞结构的完整性，延长了产品保藏时间。同时，温度与淀粉凝胶的物化特性密切相关，冷冻温度越低，糯米淀粉凝胶产生的冰晶小而散，凝胶表面孔洞较小且均匀，冰晶的迁移和生长速度缓慢。目前关于低温预冷处理后冻藏糯米制品凝胶老化的研究甚少，本文主要研究豆皮在冻藏过程中，不同预冷温度对其物化特性的影响，以期使豆皮能保留固有的文化内涵和风味，又实现了传统食品的工业化、营养化和方便化，为豆皮的产业开发及品质改良提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

糯米：武汉市洪山区青菱都市工业园9号；绿豆：武汉君和联合贸易有限公司；兴正大米、五香干子、鲜香菇、胡萝卜、精瘦肉、鸡蛋、食用油：武商量贩售；鸡精：上海太太乐食品有限公司；酱油、食醋：加加食品集团股份有限公司；盐：湖北蓝天盐化有限公司；玉米淀粉：湖北任森农业科技发展股份有限公司。

1.2 主要仪器与设备

平底锅（28寸）、蒸锅（28寸）：武商量贩售；紫外可见分光光度计：上海仪电分析仪器有限公司；200F3示差扫描量热仪（DSC）：德国耐驰仪器制造有限公司；TA.XT.PLUS质构仪：英国Stable Micro System公司；YYW-2型应变控制式无侧线压力仪：南京土壤仪器厂有限公司；JM-L50胶体磨：百力仕龙野轻工设备有限公司。

1.3 冻藏豆皮的制作方法

1.3.1 工艺流程

1.3.2 操作要点及预冷处理

1.3.2.1 皮的制作

将绿豆、大米置入25℃的水中浸泡4 h，将浸泡好的绿豆和大米磨浆后混合调成稀浆。在平底锅中加入适量的油，称取适量的稀浆倒入锅心铺平，大火烧至皮成型，再洒上打散的蛋液均匀铺开，盖上锅盖，压低火力焖1 min，关火，随即将豆皮翻至背面。

1.3.2.2 馅的制作

将糯米置入温度为40℃，pH值为8的水中浸泡3 h，糯米浸泡好后沥干水分蒸熟保温，将切好的猪肉、胡萝卜、鲜香菇，五香干子全部入锅，加入适量的调味料，用大火烧至全熟，起锅，即成辅料。

GPS又被称之为全球定位系统，可借助卫星无线电导航定位技术，对地面信号进行收集与分析。随着地球数字化进程的不断加快，GPS也被广泛应用在工程测绘中，大大提升了原有测绘工作精准性，为工程设计方案的进一步优化提供了重要理论依据。

1.3.2.3 成型

在豆皮上均匀铺开厚度适中的糯米馅，将翻炒好的辅料均匀铺在糯米之上，将豆皮周围边沿覆盖糯米、辅料，豆皮翻至正面切块成型。

1.3.2.4 冷冻-解冻

将制作好的豆皮分别放入-40、-22、-15、0℃预冷2 h后置入-18℃冰箱冻藏，解冻时将豆皮置于25℃水浴锅中解冻2 h。

1.4 物性评价

1.4.1 硬度评价方法

参考张志超[5]方法略作改进，用质构仪来测定豆皮的全质构，采用标准的两次压缩程序，测试参数：P/36R圆柱形探头，压缩部位为豆皮中心，触发力为5 g，测试前速度5 mm/s，测试时速度2 mm/s，测试后速度2 mm/s，压缩比为50%，两次压缩间隔时间为5 s，平行测量5次。

1.4.2 消化特性评价方法

参考王克钧[6]的方法略作改进，取豆皮中心的糯米100 mg，碾碎置入25 mL比色管中，加入13 mL 0.1%磷酸缓冲液（pH=6.9），在37℃水浴锅中水浴10 min，加入1 mLα-淀粉酶（250 U/mL）、1mL葡萄糖淀粉酶（200 U/mL）酶解，分别在 0、20、120 min 后取出上清液1 mL，灭酶5 min，利用DNS法测还原糖含量。总淀粉中快消化淀粉（Rapidly digestible starch，RDS）、慢消化淀粉（Slowly digestible starch，SDS）、抗性淀粉（Resistant starch，RS）的含量按以下公式进行计算：

快消化淀粉 RDS/%=（D-E）/F×100

慢消化淀粉 SDS/%=（G-D）/F×100

式中：E、D、G 分别为经 0、20、120 min的水解后产生葡萄糖的量；F为样品总淀粉含量。

1.4.3 冰晶熔化焓测定

参考宁吉英[7]的方法并略作改进，使用差示扫描量热仪（DSC）研究糯米中的的可冻结水含量，测定其冰晶熔化焓（ΔHice），测试条件：称量 20 mg～30 mg的样品放入铝制坩埚中，空坩埚作为对照，设定温度从20℃降至-30℃，降温速率为5℃/min，在-30℃保持3 min，以10℃/min从-30℃升至20℃，从曲线中得到冰晶熔化焓值。

1.4.4 持水力测定

参考曹立伟[8]方法并加以改进，取豆皮中心糯米并称重m1，用滤纸包裹后用压力仪加压5 kg的力保持5 min，去掉滤纸，将样品称重m2，平行测量3次。糯米压缩失水率按以下计算公式：

1.4.5 感官评定

将豆皮解冻后进行感官评定。由20名从事食品专业的人员分别对弹性、咀嚼性、黏性、风味4个项目进行评分，评分结果取平均值，分数值保留至小数点后两位，评分标准如表1所示。

表1 冻藏豆皮的感官评价标准Table 1 Criteria for sensory evaluation of frozen soybean skin

1.4.6 数据统计与分析

采用Origin Pro8.0软件绘图。采用SPSS17.0统计分析试验数据，计算标准偏差，数据结果以平均值±标准偏差表示，并进行单因素方差分析，采用t检验，显著水平P为0.05，当P＜0.05时，表示差异显著。

2 结果分析

2.1 不同温度预冷处理对冻藏豆皮硬度的影响

不同温度预冷处理对冻藏豆皮硬度的影响见图1。

图1 不同温度预冷处理对冻藏豆皮硬度的影响Fig.1 Pre-cooling treatment effect on the hardness of frozen soybean skin under different temperatures

由图1可知，随着冻藏时间的延长，不同温度预冷处理的豆皮硬度均不断上升。这是由于糯米淀粉凝胶在冷冻环境下淀粉分子聚集成核，出现老化现象[9]。此外，豆皮在冷冻0 d～7 d硬度值增长较快，淀粉凝胶老化明显，7 d～30 d硬度值增长缓慢。余世峰[10]也研究指出大米淀粉在冷冻储藏1 d～7 d老化迅速，而储藏7 d～14 d时老化缓慢，21 d时基本趋于稳定。在整个贮藏期间，其中-40℃预冷处理的冻藏豆皮硬度值始终最低，0℃预冷处理的冻藏豆皮硬度值最高。冻藏30 d后，0℃预冷处理的豆皮硬度值高达3 253 g，-40℃预冷处理的豆皮硬度值仅2 623 g，差异显著（P＜0.05），-15、-22℃预冷处理的豆皮硬度介于0℃与-40℃之间，未出现显著性差异（P＞0.05）。这一趋势说明低温能有效抑制冻藏豆皮中糯米淀粉凝胶的老化，由于低温预冷的冷冻速率快，形成的冰晶较小，不足以过度破坏糯米淀粉颗粒内、外部结构，使淀粉凝胶的网络结构被快速固定，储藏时损伤程度减小[10]。罗秋影[11]也研究表明低温能抑制淀粉老化，由于冷冻速率较快，支链淀粉凝沉速率变慢，不易重新聚集成核。

2.2 不同温度预冷处理对冻藏豆皮中糯米消化特性的影响

根据淀粉在人体内的消化速度，将淀粉分为快消化性淀粉（RDS）、慢消化性淀粉（SDS）和抗性淀粉（RS）见图 2～图 4。

图2 不同温度预冷处理对冻藏豆皮中糯米快消化性淀粉的影响Fig.2 Pre-cooling treatment effect on the rapidly digestion starch of glutinous rice in frozen soybean skin under different temperatures

图3 不同温度预冷处理对糯米中慢消化性淀粉的影响Fig.3 Pre-cooling treatment effect on slowly digestion starch of glutinous rice in frozen soybean skin under different temperatures

图4 不同温度预冷处理对冻藏豆皮中糯米抗性淀粉的影响Fig.4 Pre-cooling treatment effect on resistant starch of glutinous rice in frozen soybean skin under different temperatures

如图2～图4所示，经不同温度的预冷处理，在冻藏过程中，豆皮中糯米的RDS含量均呈下降趋势，SDS含量呈上升趋势，RS含量基本不变。因为冻藏时间越长，糯米淀粉分子重结晶越多，氢键减少，与水之间的相互作用减弱，出现老化现象，导致RDS减小，SDS含量增大。同时，这种变化趋势也归因于糯米中的支链淀粉含量高。有研究表明，淀粉体系中SDS含量增加主要由于支链淀粉的重结晶引起，而直链淀粉分子聚集成核形成结晶是导致RS含量增加的主要原因[12-14]。此外，在整个冻藏过程中，温度越低，豆皮中糯米的RDS越高、SDS越低。从冻藏第7天开始，不同温度预冷处理下豆皮的RDS出现显著性差异（P＜0.05）；从冻藏第3天开始，不同温度预冷处理下豆皮的SDS出现显著性差异（P＜0.05）。相比其他预冷温度，-40℃预冷处理的冻藏豆皮中糯米淀粉的RDS含量始终最高，SDS含量始终最低，更易被人体消化吸收。因为糯米淀粉糊化后形成凝胶，在低温冷冻条件下，糯米淀粉凝胶形成微孔结构，冷冻温度越低，糯米淀粉凝胶形成的冰晶较小，能快速固定淀粉凝胶的网络结构，减少损伤度，防止淀粉分子聚集、结晶并出现老化现象[15]，抑制SDS的含量增加。Ren X等[16]也研究指出，-40℃冷冻的粟米淀粉消化特性比-18℃消化特性好，更接近新鲜产品。因此，低温可以有效的抑制淀粉老化，有益于人体吸收利用，且采用-40℃预冷处理效果最佳。

2.3 不同温度预冷处理对冻藏豆皮中糯米冰晶熔化焓的影响

冰晶熔化焓通常用来表示可冻结水的含量，不同的预冷温度冻结速率不同，冰晶大小不一，淀粉凝胶冻藏过程中，冰晶会发生迁移和生长[7，17]，结果见图5。

图5 不同温度预冷处理对冻藏豆皮中糯米冰晶熔化焓的影响Fig.5 Pre-cooling treatment effect on melting enthalpy of glutinous rice in frozen soybean skin under different temperatures

如图5所示，豆皮经4种不同温度预冷处理后冻藏，糯米冰晶熔化焓均有所增长。Bhattacharya[18]有类似的研究发现，面团冰晶熔化焓随着冻藏时间的延长逐渐增加。这是由于冻藏过程中淀粉凝胶发生老化，冰晶生长迁移，破坏了凝胶网络结构，可冻结水含量增加。在整个冻藏过程中，-40℃预冷处理后豆皮中糯米淀粉凝胶的冰晶熔化焓增长速率趋于平缓，而其他温度预冷处理后冰晶熔化焓增幅较大，其中0℃下的冰晶熔化焓增幅最大。豆皮经-40℃预冷后冻藏的可冻结水含量始终要比0℃低，且差异显著（P＜0.05）。说明预冷温度与淀粉凝胶的冰晶熔化焓密切相关，预冷温度越低，冻藏时淀粉凝胶可冻结水含量越少，淀粉分子重结晶度高。经过30 d冻藏后，四种预冷温度与豆皮中糯米的冰晶熔化焓呈正相关且存在显著性差异（P＜0.05），-40℃预冷处理的冰晶熔化焓值低于90 J/g，0℃预冷处理的冰晶熔化焓已达115 J/g。这是由于一方面预冷温度越低，淀粉凝胶产生的冰晶小而多，凝胶网络结构不易被破坏；另一方面更低的温度预冷处理后冻藏，冰晶的迁移和生长缓慢，可冻结水含量较低。因此，低温能够有效的抑制淀粉老化，且采用-40℃预冷处理的效果最佳。

2.4 不同温度预冷处理对冻藏豆皮中糯米持水力的影响

持水力可以反映淀粉链与淀粉链之间形成的氢键和共价键的能力[19]，文中用出水率的高低来反映淀粉与水结合力的强弱，即豆皮中糯米持水力的强弱，从而评价豆皮经预冷处理后抵抗不良物理变化的能力，见图6。

图6 不同温度预冷处理对冻藏豆皮出水率的影响Fig.6 Pre-cooling treatment effect on the water yield of glutinous rice in frozen soybean skin under different temperatures

如图6所示，随着冻藏时间的延长，冻藏豆皮的出水率呈现不同程度的上升趋势，这是由于淀粉链之间发生聚集并脱水收缩，导致水从凝胶结构中析出。其中-40℃预冷处理后的出水率变化幅度最小，-22℃比-15℃预冷条件下出水率变化幅度小，而0℃预冷条件下出水率变化幅度最大。这表明选择更低的温度来进行预冷处理能有效保证豆皮的持水力，产品的贮藏稳定性更好。不同温度预冷处理导致豆皮中糯米的出水率不同，预冷温度越低，出水率越低，即持水力越强。从冻藏第5天开始，不同温度预冷处理下糯米的出水率出现显著性差异（P＜0.05），这说明预冷温度影响着豆皮品质，预冷温度低，豆皮品质好。张康逸等[20]研究预冷温度对油条皮和瓤湿基含水率的影响也有类似的发现。预冷温度越低，糯米淀粉凝胶抵抗凝沉的效果越好，其原因可能是较低的温度预冷时冷却速率快，淀粉分子网络结构来不及重新聚合排列[15，21]，糯米淀粉凝胶中的水分被快速冻结，产生的冰晶小而多，淀粉凝胶网络被固定，减少淀粉链之间的分子发生聚集，从而保护淀粉分子与水分的结合力不被破坏。因此，选择-40℃进行预冷处理，其冷冻速率最高，冻藏中豆皮的持水力相对稳定，品质较好。

2.5 不同温度预冷处理后冻藏豆皮的感官评分

不同温度预冷处理后冻藏豆皮的感官评分见表2。

表2 不同温度预冷处理后冻藏豆皮的感官评分Table 2 Sensory scores of frozen soybean skin after pre-cooling treatment under different temperature

由表2可知，随着冻藏时间的延长，不同温度预冷处理的豆皮感官品质都出现不同程度的下降。新鲜豆皮经不同的温度预冷后，感官品质出现差异，温度越低，感官评分越高，其中-22、-15°C预冷处理的豆皮感官评分差异不显著（P＞0.05）。此外，-40°C预冷处理的豆皮感官评分最高，口感、风味最好。从冻藏第5天开始，不同温度预冷处理下豆皮的综合感官评分之间存在显著性差异（P＜0.05），预冷温度越低，感官评分越高，品质保留越好。结合以上研究结果，推测淀粉凝胶的老化是导致冻藏豆皮的品质劣变关键性问题，而预冷处理能够在一定程度上延缓老化，从而有效的保证了产品品质。因此，在贮藏期内，预冷处理的温度越低，产品的感官品质保持得越好，-40°C预冷处理的豆皮在冻藏过程中感官评分下降缓慢，冰晶迁移生长缓慢，淀粉老化不明显，感官品质最好。

3 结论

豆皮经过不同的预冷温度后冻藏，其物化性质有所不同，0℃与-40℃预冷处理相比，质构、消化特性、持水力、冰晶熔化焓、感官差异显著，后者更接近于新鲜产品，-15℃与-22℃预冷处理的豆皮品质介于两者之间。综上，在现开发的冻藏豆皮工艺前加入预冷工序能有效的延缓淀粉老化，产品的贮藏稳定性较好，而经过-40℃预冷处理后冻藏豆皮的品质最好，这将为冻藏豆皮的产品开发提供理论依据。

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