复配亲水胶体对速冻水饺品质的影响

王喜庆，尹 超，苏 适，刘东琦，郭天时，穆亚慧

(绥化学院食品与制药工程学院，绥化 152000)

水饺是我国的传统美食，因其味道鲜美、营养丰富、食用方便、安全快捷等优点，深受广大消费者的喜爱。但是，在冻藏过程中，由于冷冻环境温度波动，导致水分转移、冰晶重结晶、蛋白质网状结构破坏，进而使速冻水饺的品质下降[1-2]。亲水胶体一般为多糖大分子或蛋白质多肽，能够融入水中，在一定条件下充分水化，形成粘稠的大分子物质[3-5]。亲水胶体能够加强面筋与淀粉颗粒之间的相互作用，抑制面团中水分迁移，形成稳定的三维网状结构，改善面团的流变特性，增强速冻水饺的抗冻稳定性，延缓速冻水饺在冻藏过程中品质衰变[6]。

亲水胶体种类众多，其结构和功能各有差异，因此，复配是一种常见而有效改善速冻水饺品质的方法。关于亲水胶体及其复配在冷冻非发酵面团及速冻水饺皮中的应用，已有许多学者进行研究。王璇等[7]将黄原胶、阿拉伯胶和酪蛋白酸钠添加到冷冻面团中，发现亲水胶体可以减少面团中可冻结水含量，改善冷冻面团的抗冻稳定性，提升冷冻面团的品质；王黎等[8]把海藻酸钠、黄原胶、瓜尔豆胶、魔芋胶按照0.034%、0.024%、0.033%、0.023%的比例复配添加到水饺皮中，能有效降低速冻水饺的冻裂率。本试验研究了冷冻非发酵面团中常用的4种亲水胶体(黄原胶、卡拉胶、魔芋胶和瓜尔豆胶)的复配对速冻水饺品质的影响，筛选出4种亲水胶体最佳复配比例，为速冻水饺的品质改良提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

金龙鱼饺子专用麦芯粉(益海嘉里面粉有限责任公司)、食盐(中国盐业公司)、黄原胶(内蒙古阜丰生物科技有限公司)、卡拉胶(郑州鸿祥化工有限公司)、魔芋胶(河南万瑞达化工有限公司)、瓜尔豆胶(郑州万搏食品有限公司)。

BCD-226UN冰箱(青岛海信集团有限公司)、HWS-128恒温恒湿培养箱(宁波江南仪器厂)、B10-B食品搅拌机(江苏省如东县盛恒食品机械厂)、小型压面机(湖北枣阳巨鑫机械有限公司)、HLSY-Ⅱ小型速冻试验机(郑州亨利制冷设备有限公司)。

1.2 试验方法

1.2.1 速冻水饺的制备 水饺皮的制作参照李雪琴等[9]方法，制得的水饺皮厚度为(1.2±0.1)mm，直径(80±2)mm。

1.2.2 加速试验 将制好的水饺样品放在-40 ℃小型速冻试验机内速冻30 min，然后于-18 ℃冰箱中冻藏，冻藏2 h后，在10 ℃恒温培养箱内缓冻1 h，重复4次。

1.2.3 速冻水饺感官评价标准 参照SB/T 10138-1993《饺子用小麦粉》[10]。感官评价小组由5人组成，评定员根据各项评定指标打分，各项指标评分相加并取平均值即为感官评定得分，满分100分，具体见表1。

表1 感官评价表

1.2.4 单因素对速冻水饺品质的影响 分别选取黄原胶、卡拉胶、魔芋胶和瓜尔豆胶4种食品添加剂进行单因素试验，食品添加剂的用量范围参照GB 2760-2014《食品添加剂使用标准》[11]。当选择一种亲水胶体进行试验时，其它亲水胶体添加量为零。

黄原胶。准确称取麦芯粉200 g，分别添加0.0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%黄原胶，根据最佳吸水率添加水，面团搅拌到面筋网络形成的最佳阶段。

卡拉胶。准确称取麦芯粉200 g，分别添加0.0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%卡拉胶，根据最佳吸水率添加水，面团搅拌到面筋网络形成的最佳阶段。

魔芋胶。准准确称取麦芯粉200 g，分别添加0.0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%魔芋胶，根据最佳吸水率添加水，面团搅拌到面筋网络形成的最佳阶段。

瓜尔豆胶。准确称取麦芯粉200 g，分别添加0.0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%瓜尔豆胶，根据最佳吸水率添加水，面团搅拌到面筋网络形成的最佳阶段。

1.2.5 亲水胶体改良速冻水饺品质的响应曲面优化设计 采用Design-Expert 7.0试验设计及统计分析软件中的Box-Behnken程序，根据单因素试验确定黄原胶、卡拉胶、魔芋胶和瓜尔豆胶的添加量为影响速冻水饺品质的主要因素，分别以A、B、C及D表示。设计速冻水饺感官评价得分的响应曲面试验，因素与水平见表2所示。

表2 Box-Behnken试验因素与水平

1.3 数据分析

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 黄原胶添加量对速冻水饺品质的影响 从表3可以看出，随着黄原胶添加量增加，感官得分逐渐增加，添加量为0.3%时，感官得分最高，为76.8分，然后随着添加量的增加，感官得分逐渐下降；冷冻后外观得分随着添加量的增加逐渐增加，差异显著(P<0.05)，这是因为少量的黄原胶可以增强面筋的特性，增强了抗冻能力[12]；煮后外观、耐煮性、口感得分，差异显著(P<0.05)，不存在明显的规律性；汤浑浊度得分随着黄原胶的添加量增加先增加后降低，差异显著(P<0.05)，这可能是因为添加过量的黄原胶会弱化面筋结构，导致淀粉颗粒在煮制的过程中从蛋白质网状结构中脱落，进入到水饺汤中，增大了汤的浑浊度[13]。综上所述，黄原胶的最适宜添加量为0.3%，此时感官评价得分最高，为76.8分。

表3 不同黄原胶添加量对速冻水饺品质的影响

2.1.2 卡拉胶添加量对速冻水饺品质的影响 从表4可以看出，卡拉胶添加量为0.0%～0.3%时，感官得分随着添加量的增加而升高，当添加量为0.3%时，感官得分最高，为79.3分，而添加量高于0.3%时，随着添加量的增加，感官得分逐渐下降，这可能是因为卡拉胶含有大量的亲水基团，增加了淀粉颗粒的吸水性，形成较强的三维网状结构，加强了面筋的结构，改善了速冻水饺的冻后外观和煮后外观，但是面筋含量增加会导致速冻水饺皮硬度增加，口感下降[14]。添加过量的卡拉胶会使速冻水饺皮色泽下降。综上所述，卡拉胶的最适添加量为0.3%，此时感官评价得分最高，为79.3分。

表4 不同卡拉胶添加量对速冻水饺品质的影响

2.1.3 魔芋胶添加量对速冻水饺品质的影响 从表5可以看出，随着魔芋胶添加量的增加，感官得分逐渐升高，前期较快，后期缓慢，添加量为0.4%～0.5%时，基本处于平稳，这主要是因为魔芋胶能提高小麦淀粉的冻融稳定性，改善速冻水饺的冻后外观和煮后外观[15-16]。综上所述，魔芋胶的最适添加量为0.3%，此时感官评价得分最高，为79.5分。

表5 不同魔芋胶添加量对速冻水饺品质的影响

2.1.4 瓜尔豆胶添加量对速冻水饺品质的影响 从表6可以看出，瓜尔豆胶添加量为0%～0.3%时，感官评价得分随着添加量的增加有所升高，当添加量为0.3%时，感官评价得分最高，为77.4分；瓜尔豆胶添加量高于0.3%时，随着添加量的增加，感官评价得分逐渐下降。一方面是因为瓜尔豆胶亲水性强，能与水结合形成氢键，在低浓度条件下形成黏弹性的三维空间凝胶网络结构，增强速冻水饺的冷冻外观和煮后外观，但是添加量过多时，散落的淀粉颗粒会完全包裹在瓜尔豆胶形成的网络结构中，影响面团的口感；另一方面由于瓜尔豆胶是植物胶物质，添加量过大导致口感胶味过重，降低口感[6]。瓜尔豆胶最适宜添加量为0.3%，此时感官评价得分最高，为77.4分。

表6 不同瓜尔豆胶添加量对速冻水饺品质的影响

2.2 复配亲水胶体对速冻水饺感官评价的响应曲面优化设计结果分析

2.2.1 回归模型的建立与分析 响应曲面试验结果如表7所示。以回归系数建立速冻水饺感官评价得分R与A黄原胶、B卡拉胶、C魔芋胶、D瓜尔豆胶的响应面回归方程为：R=91.02+2.60A+0.73B+1.39C+1.62D-0.30AB+3.07AC-1.43AD+1.52BC+1.95BD-1.22CD-5.59A2-4.31B2-3.58C2-1.69D2。

表7 响应曲面试验设计方案及结果

表8 回归方程的显著性检验及方差分析

2.2.2 各因素交互作用的响应面分析 响应面中曲面的陡峭程度可以表明变量对速冻水饺感官得分的影响程度，曲面较陡表明影响较大，反之则较小；根据速冻水饺感官得分情况，考查黄原胶、卡拉胶、魔芋胶和瓜尔豆胶添加量对速冻水饺品质的影响，如图1-6所示。由图1可知，响应曲面较平缓，表明黄原胶与卡拉胶对速冻水饺品质的影响不显著；由图2-6可知，响应曲面较陡峭，表明黄原胶与魔芋胶、黄原胶与瓜尔豆胶、卡拉胶与魔芋胶、卡拉胶与瓜尔豆胶、魔芋胶与瓜尔豆胶添加量对速冻水饺感官品质的影响极显著或显著，与表8中的方差分析结果一致。

2.2.3 最佳条件试验 通过软件分析回归模型预测，得到速冻水饺复配亲水胶体的最佳添加量为黄原胶0.25%、卡拉胶0.21%、魔芋胶0.28%、瓜尔豆胶0.39%，预测值为91.941分。按软件预测亲水胶体最佳添加量做验证试验，试验结果如表9所示。由表9可知，感官评价得分为91.9±1.9，平均值为91.923分，与预测感官得分相差0.018分。验证试验结果显示软件测定结果稳定可靠，具有一定的实际预测意义。亲水胶体复配可显著(P<0.05)提升速冻水饺的感官评价得分，说明亲水胶体复配可有效改善速冻水饺品质，复配亲水胶体是一种有效的速冻水饺改良方法。

表9 亲水胶体复配验证试验

3 结 论

本研究探索了单独添加4种亲水胶体，即黄原胶、卡拉胶、魔芋胶和瓜尔豆胶对速冻水饺品质的影响，黄原胶增强面筋结构，提升速冻水饺抗冻稳定性，但增大水饺汤的浓度；卡拉胶增强面筋结构，提升抗冻稳定性，但导致水饺皮硬度增大，影响口感；魔芋胶提高小麦淀粉的冻融稳定性，改善速冻水饺的冻后外观和煮后外观；瓜尔豆胶形成粘弹性三维空间凝胶结构，增强水饺的冷冻外观和煮后外观，但由于瓜尔豆胶是植物胶体，影响口感。通过对速冻水饺感官品质的检测，结合响应面分析试验，获得黄原胶、卡拉胶、魔芋胶和瓜尔豆胶的最适复合添加量，所得的复配胶因发挥了四者之间的协同增效以及互相弥补单一因素不足之处的原因，使得制成的速冻水饺与普通水饺在冷冻后外观、煮后外观、耐煮性、口感、汤浑浊度进行对比，结果表明，添加优化比例后的复配亲水胶体的速冻水饺冷冻后外观、煮后外观、耐煮性上均得到了极大改善，增大了速冻水饺的感官品质。本研究未对复配亲水胶体与速冻水饺制作面粉中其他基料的比例优化进行研究，需进一步对复配亲水胶体在分子层面上的作用机理更深入研究。