不同冻结温度对微波-蒸汽熟化油塔子的影响

陈舒唱 刘世忍 王 辉 冯作山 白羽嘉 黄文书

(新疆农业大学食品科学与药学学院，乌鲁木齐 830052)

油塔子是我国少数民族喜爱的一种面制品[1]，主要分布在新疆地区。油塔子制作的主要原料小麦粉富含碳水化合物、蛋白质、维生素和Ca、Fe、K、P、Mg等矿物质[2,3]。目前市场上鲜有关于低温冻结油塔子的研究，如何改善其蒸煮品质、加快熟化时间，是实际生产中需要解决的问题。

冷冻面团由于其方便性而被广泛用于面制品中，冷冻面团可以减少加工时间以及劳动强度，延长产品保质期，提高生产率[4]。不同的冻结温度以及加热方式对面制品的水分、口感、质地等品质有不同程度的影响。目前在工艺上进行预发酵[5]、快速发酵[6]等，添加品质改良剂[7,8]，如酶制剂[9]、乳化剂[10,11]、食品胶体[12,13]等，这些措施使面团的品质得到了很大的改善。微波加热具有加热速率快、使用方便、易于控制、干净清洁、经济实惠等特点[14]，是冷冻面制品加热的理想选择。丁捷等[15]以中筋粉、青稞粉等为主要原料，确立了速冻微波青稞蛋糕最佳配方；刘树萍等[16]研究出在微波复热功率和时间分别为640 W、60 s时，微波复热的速冻全麦豆沙包软甜可口，颜色嫩白，麦香浓郁；王春霞等[17]得出微波加蒸汽加热对冷冻馒头温度、含水量、质构特性等品质特性的作用最为理想。但与传统加热方式相比，微波可以直接穿透到物料内部[18]，其加热特性容易使食品加热后内部水分及温度分布不均[19]，质构硬化[20]，造成食品品质下降。本研究将油塔子面团在预醒发后在常温、-18 ℃冰箱冻结、-40 ℃低温冰箱冻结和-80 ℃超低温冰箱冻结后，直接采用微波-蒸汽进行熟化。测定油塔子的理化指标、质构特性及感官评定等品质指标，并对其进行相关性与主成分分析，为微波-蒸汽熟化冷冻面制品提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

小麦粉(含水量12.1%，湿面筋34%，蛋白质10.3%)；高筋粉(含水量13.6%，湿面筋37%，蛋白质12%)；菜籽油；加碘日晒自然盐；高活性干酵母；羊尾巴油。

1.2 仪器与设备

NH-A-1808型色差仪，PRE001031型水分活度仪，BCD-269WDGB型冰箱，DW-4OL92型医用低温保存箱，DW-HL290型超低温冷冻储存箱。

1.3 方法

1.3.1 油塔子制作

依据前期研究[21]，称取复配粉100 g(40 g高筋粉和60 g小麦粉)，依次加入1.85%酵母、2.92%蛋清粉、1.4%盐、63%水。和面至面团均匀、表面光滑，备用。工艺流程：原料→加水混合→和面→静置10 min→擀薄→卷成长条→切割成小段→醒发10 min，温度(30±1) ℃，相对湿度70%～80%→扭成塔状→醒发10 min，温度(30±1) ℃，相对湿度70%～80%[1]。

1.3.2 不同冻结温度

微波-蒸汽熟化：醒发后的半成品油塔子，置于加有200 mL水的微波蒸碗中，放入微波炉中在分别依次加热3、4、5、6 min。醒发后的半成品油塔子，分别在-18 ℃冷冻、-40 ℃速冻、-80 ℃速冻条件下放置12 h，随后置于加有200 mL水的微波蒸碗中，放入微波炉中分别依次加热3、4、5、6 min。对照组为未经冷冻处理的醒发后的半成品油塔子。

1.3.3 油塔子含水量的测定

参照 GB/T 21118—2007 测定油塔子的含水量。

1.3.4 油塔子色泽的测定

采用NH-A-1808型色彩色差计测定冷却后的油塔子内部的色泽，使用色差计前需进行白板校正。其中L代表亮度，a代表红绿值，b代表黄蓝值[22]。

1.3.5 油塔子高径比测定

油塔子蒸制25 min，出锅后在室温下冷却1 h，用游标卡尺测定油塔子的高度H和最大直径D，油塔子高径比记作H/D，重复测定3次取平均值[21]。

1.3.6 油塔子比容的测定

油塔子蒸制25 min，出锅后冷却1 h，称质量，油塔子的体积采用菜籽替代法测定[18]。

1.3.7 油塔子质构特性的测定

根据前期研究方法测定质构特性[1]。取出蒸好的油塔子，在室温下冷却1 h，切成厚度为15 mm×15 mm×15 mm大小的长方体，测定油塔子的质构。

1.3.8 油塔子感官评定

根据前期实验制定适宜标准，评价小组由学习过感官评定的6人组成[18]。

表1 油塔子感官评定评分标准

1.4 结果分析

2 结果与分析

2.1 冻结温度对微波-蒸汽熟化油塔子含水量的影响

传统蒸汽熟化油塔子需要25 min左右，而微波-蒸汽熟化油塔子大大缩短了熟化时间。含水量是影响微波-蒸汽熟化后油塔子品质和内部纹理结构的关键因素，其包括自由水和结合水。由表2可知，随着蒸汽-微波熟化时间的增加，不同冻结温度熟化的油塔子含水量均呈现显著下降(P<0.05)的趋势。常温处理的油塔子在蒸制6 min时，含水量较低，仅为19.58%。单独使用微波-蒸汽加热时，蒸汽只可能限制的界面水分传递过程有关，部分缓解微波引起的油塔子失水，导致油塔子含水量过低。与常温处理的油塔子相比较，冷冻后微波-蒸汽熟化油塔子的吸水性和持水性增强，含水量较高。由于低温冻结后的油塔子温度较低，加热过程中温度高的饱和蒸汽会在油塔子的表面凝结，当油塔子温度继续升高时，油塔子中的淀粉就会吸收水分，而使油塔子的水分得到补偿，显著提高了油塔子中含水量。这与王欢欢[19]研究结果相似。从表2可看出-18 ℃冻结处理结合熟化4 min与-80 ℃冻结处理结合熟化4 min的含水量相差并不大。

表2 冻结温度对微波-蒸汽熟化油塔子含水量的影响

2.2 冻结温度对微波-蒸汽熟化油塔子色泽及高径比的影响

白度与微波-蒸汽熟化过程中油塔子的组织结构有关。由表3可得，随着微波-蒸汽熟化时间的延长，油塔子的白度呈现升高的趋势，面团中蛋白的变性和淀粉的糊化程度对油塔子的白度影响，一方面油塔子内部孔洞结构不断的优化，测定油塔子时的反射光增多，从而使油塔子白度值略有升高；另一方面也可能是微波-蒸汽熟化时间的增加，使淀粉颗粒随温度上升均出现了膨胀、破裂、溶解的现象，淀粉颗粒进一步破碎后均匀分布于面筋骨架中[20]，使油塔子白度略升高，冻结温度越低，油塔子白度越高。可能由于冷冻升华的原理，油塔子面团表层水分升华变干，外层形成一薄层干粉白色层，使冻结温度较低的油塔子白度反而增加。在常温下的油塔子，高径比略有升高，在微波-蒸汽加热6 min时显著升高，达到了1.50。而经过低温冻结后的油塔子，微波-蒸汽加热时间对高径比无显著影响(P>0.05)，这可能是因为低温冻结后油塔子面团随着加热时间延长，内部孔洞不会有较大的增大浮动，内部网状结构在冻结过程中已遭到一定程度的破坏，不会复原太多，使油塔子不会产生过度延伸现象，其高径比也不会有较大变化。

表3 冻结温度对微波-蒸汽熟化油塔子色泽及高径比的影响

2.3 冻结温度对微波-蒸汽熟化油塔子比容的影响

如图1所示，-18 ℃处理的油塔子，在加热时间较短时，油塔子比容较低。在-18 ℃中油塔子面团的冻结速率慢使形成的冰晶较大，面团中的酵母细胞内含有较大冰晶形成穿透细胞膜导致酵母死亡；酵母细胞外大冰晶的形成会增加细胞内渗透压使酵母细胞脱水，并降低其生存[22]，影响其发酵。同时，-18 ℃冷冻油塔子面团在加热初期由于组织体系的水分受热快，而使油塔子含水量变低，熟化过程中组织结构皱缩，弹韧性较差，比容较小。随着微波-蒸汽加热时间的延长，低温冻结处理的油塔子比容均有所增加，这是因为当把冷的油塔子放入已经煮沸的蒸锅内，原来积累产生的CO2发生了热膨胀，使油塔子的体积增大；随着微波-蒸汽加热油塔子时间延长，在低温发酵中产生的酒精也变成蒸汽，促进油塔子体积增大。而随着微波-蒸汽加热时间的延长，油塔子体积没有明显增大，一方面由于加热过程中油塔子皮形成使延伸性丧失，透气性降低，成为了油塔子体积增大的阻力，另一个方面可能是由于油塔子完成熟化，蛋白变性、淀粉充分糊化，完成定型。

图1 冻结温度对微波-蒸汽熟化油塔子比容的影响

2.4 冻结温度对微波-蒸汽熟化油塔子质构特性的影响

慢速冻结时细胞外的冰晶形成使胞内水分在渗透压差作用下向外渗透，导致细胞脱水[23]。快速冻结时细胞内外几乎同时形成数量多而体积小冰晶，对细胞损伤小[24,25]。因此，-18 ℃慢速冻结过程中水分发生迁移，对面筋结构影响较大，微波-蒸制熟化后使油塔子的硬度较大、弹性较小。由表4可得，在常温中直接进行微波-蒸汽加热的油塔子，随着微波-蒸汽加热时间的增加硬度显著增加(P<0.05)，在加热6 min时达到了2 493.18 g。随着加热进行，中心部位吸收微波能越来越多，温度快速升高，水分不断蒸发外迁[17]，油塔子内部水分消耗较大，导致硬度过高。-18 ℃冻结，由于降温速率慢，使水分有足够的时间冻成较大冰晶结构，对面筋网络破坏程度较大，从而对微波-蒸汽熟化的油塔子TPA指标产生影响，从而-80 ℃处理的油塔子硬度略小于-18 ℃处理的油塔子，但可看出-18、-40、-80 ℃冻结处理结合熟化4 min时，硬度与弹性数值差异不大，熟化时间过长-18 ℃处理油塔子的硬度显著升高(P<0.05)。

表4 冻结温度对微波-蒸汽熟化油塔子质构特性的影响

2.5 冻结温度对微波-蒸汽熟化油塔子感官特性的影响

由图2可知，不同冻结温度处理后微波-蒸汽熟化油塔子的外观、色泽无明显差异。在常温下处理的油塔子由于含水量过低，导致口感较差。在不同低温冻结后，微波-蒸汽熟化时间过长，-18 ℃处理油塔子微波-蒸汽后色泽、口感最差，感官评分最低，这可能与油塔子含水量有关。食品冻结过程中，温度越低，冻结速率越快，形成的冰晶越小且均匀，对产品品质的影响也越小，低温冰箱冻结速率慢，形成冰晶较大，对面筋结构影响较大，熟化后产品口感较差。-80 ℃冻结处理结合熟化3 min时，油塔子感官评分最低，这是因为3 min时油塔子没有热透，内部甚至存在湿面团，仅表面熟了，使芳香气味无法形成，影响油塔子的口感、气味和内部结构。随着熟化时间适量的增加，其口感越来越好，但加热时间过长，影响油塔子含水量，使其变硬，口感变差。-80 ℃冻结处理结合熟化4 min时口感较好，含水量适中，较为人们所接受。-40 ℃冻结处理结合熟化4 min时，含水量略低，口感略粗糙。-18 ℃冻结处理结合熟化4 min时，含水量适中，口感相对于-80 ℃略粗糙。

图2 冻结温度对微波-蒸汽熟化油塔子感官特性的影响

2.6 油塔子品质综合评价

2.6.1 油塔子基本品质指标与感官品质相关性分析

由表5可知，含水量与油塔子表皮色泽呈显著正相关(P<0.05)；色差与表观状态、风味、表皮色泽、口感、可接受程度极显著正相关(P<0.01)；硬度与表观状态极显著负相关(P<0.01)，与表皮色泽显著负相关(P<0.05)；弹性与表观状态、口感、可接受程度极显著正相关(P<0.01)。

表5 油塔子指标相关矩阵

2.6.2 主成分分析

由图3可知，前2个主成分共同解释了77.41%的信息，有较少的信息损失，能够反映不同温度及时间油塔子的品质。色差、弹性、表现状态、风味、表皮色泽、口感和可接受程度由主成分1解释，且都分布在主成分1的正半轴区域上；含水量、高径比、比容和硬度由主成分2解释，其中高径比、比容和硬度分布在主成分2的正半轴区域上，含水量在主成分2的负半轴区域上。结合图4可知，常温结合熟化处理4 min和-18 ℃冻结处理结合熟化6 min与硬度和高径比在空间上距离较为接近，说明这2种处理在这2个指标上体现的更好；3 min的处理均处于第Ⅲ象限中，且第Ⅲ象限并无指标分布，说明不同温度处理油塔子经过微波-蒸汽熟化3 min在各个指标无较好体现，这可能由于3 min时油塔子并没有完全熟透，对其指标有所影响；-18 ℃冻结处理结合熟化4 min处理在空间上靠近于含水量，说明此处理在含水量上有较好体现；低温处理与各指标大部分都分布于第Ⅰ象限中，从侧面可以说明低温冻结油塔子后再用微波-蒸汽熟化能更好的保持和体现油塔子的风味。

图3 不同冻结温度对1、2主成分载荷图

图4 不同冻结温度对1、2主成分散点图

3 结论

将油塔子制作完成直接放入低温冰箱中冻结，不需解冻，直接使用微波-蒸汽快速化油塔子，对比常温，并通过微波-蒸汽快速熟化冻结后油塔子的理化指标、质构特性及感官评定等品质指标进行测定与分析。这种方法大大增加了油塔子中的含水量，感观评分较优。本实验熟化4 min左右完成，大大节省了熟制的时间。结合实际生产情况，-18 ℃低温处理的油塔子即可满足生产需求。