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冻藏温度波动对速冻汤圆粉团蒸煮特性的影响



全 文 :16  粮油深加工及食品   2015,No.1
收稿日期:2014-10-12;修回日期:2014-12-08
作者简介:周显青(1964-),男,教授,研究方向为谷物科学及产后加工与利用。
通讯作者:张玉荣(1967-),女,教授,研究方向为农产品储藏与品质分析。
doi:10.7633/j.issn.1003-6202.2015.01.006
冻藏温度波动对速冻汤圆粉团蒸煮特性的影响
周显青,马鹏阔,胡育铭,张玉荣
(河南工业大学粮油食品学院,河南 郑州 450001)
摘 要:为了探索速冻汤圆冻藏过程中由于温度波动而引起其蒸煮品质变化,以水磨糯米粉为原料制作速冻汤圆
粉团,实验室模拟冻藏温度变化进行实验,并对其外观品质、蒸煮后的透光度、感官评价、粉团TPA物性以及水分
子流动性进行测定与分析。结果表明,速冻汤圆粉团在冻藏过程中,温度波动越剧烈,蒸煮品质越差。横向弛豫
时间峰值基本相同,为1.1~1.8ms和9.0~10.3ms,且半结合水和自由水含量较速冻后粉团显著不同。
关键词:汤圆;蒸煮特性;温度波动;核磁共振;水分子流动性
中图分类号:TS210.4  文献标志码:A  文章编号:1003-6202(2015)01-0016-04
Effects of temperature fluctuations on the frozen rice dumpling dough cooking characteristics
Zhou Xianqing,Ma Pengkuo,Hu Yuming,Zhang Yurong
(Colege of Food Science and Engineering,Henan University of Technology,Zhengzhou 450001,Henan)
ABSTRACT:This study was carried out to explore how temperature fluctuations could affect the cooking quality of the
quick-frozen rice dumplings during the refrigeration.To achieve this goal,water glutinous rice flour was chosen as raw material
and the laboratory simulation was taken under various refrigerator temperatures.Beside the appearance quality of the
quick-frozen rice dumpling,its transparency,sensory evaluation,glutinous rice TPA physical properties,and water molecules
mobility after cooking were also measured and analyzed.Results showed that the quality decline in cooking quality was noted
due to a large temperature fluctuation in the cold storage;transverse relaxation time had the same peak time,namely
1.1~1.8ms and 9.0~10.3ms.Significantly differences were found in half bound water and free water content comparing with
ones after frozen flour mass.
KEYWORDS:rice dumplings;cooking quality;temperature fluctuation;nuclear magnetic resonance;water molecule mobility
  汤圆是我国的传统食品,随着速冻和冷链技术
的发展,速冻汤圆已成为第二大销售量的速冻食
品[1]。速冻汤圆在一定的储藏期内可保持其原有品
质,但随储藏时间的延长和储藏条件的变化,其表面
会出现冻纹或开裂,蒸煮后易出现浑汤、塌陷、黏牙
等现象。探究冻藏温度波动的影响,对改善速冻汤
圆蒸煮品质及产品研发有重要意义[2]。
水分在食品中的含量、分布及状态的差异会影
响食品的品质、加工特性及稳定性等[3]。Bertam
等[4]运用低脉冲场核磁共振(NMR)对猪肉在冻藏
过程中的水分活度和分布的变化进行了研究,结果
表明,随着冷冻时间的增加,猪肉中自由水的含量也
明显增多,还发现蛋白质的变性及结构变化与肉中
水分活度的变化有密切关系。李资玲等[5]利用
NMR测定3种不同配方面包在制作过程(和面、发
酵、醒发和焙烤)中质子的自旋———自旋弛豫时间
(T2),发现其束缚相和自由相的迁移行为不同。
Kuo等[6]分别用生面团和熟面团制成的干酪在常温
状态下贮藏10d用 NMR检测,得出生面团和熟面
团干酪的水分活度。然而,就速冻汤圆粉团,在实验
室模拟冻藏温度变化条件下,对其外观品质、蒸煮后
的透光度、感官评价、粉团TPA物性以及水分子流
动性进行测定与分析等方面的研究未见报道。
本研究以水磨糯米粉为原料制作速冻汤圆粉
团,在实验室模拟冻藏过程中的温度变化,探索汤圆
粉团冻藏过程中的水分迁移与蒸煮品质变化,分析
水分子迁移与蒸煮品质变化的关系,以期为传统速
冻食品工业化生产和流通提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料
水磨糯米粉 (水分 14.0%;灰分质量分数
周显青等:冻藏温度波动对速冻汤圆粉团蒸煮特性的影响/2015年第1期   17 
0.32%,蛋白质质量分数6.56%,脂肪质量分数
0.98%,支链淀粉质量分数90.6%(干基);膨胀能
力20.94%;糊化温度67.35℃)。
1.2 主要仪器与设备
CS-B5和面机,MDF-U460BR速冻箱,TAPlus
质构仪,BC/BD260S型冷藏冷冻转换柜,BD-100LT
型低温冷冻柜,MesoMR23-060H-I核磁共振分
析仪。
1.3 试验方法
1.3.1 速冻汤圆粉团制作
速冻汤圆粉团制作工艺流程见图1。
图1 速冻汤圆粉团制作工艺流程图
(1)粉团和制
冷水法:称取原料粉350.0g,加入280.0ml冷
水(饮用水,水温25℃)于和面钵顺时针低速(0档)
和制5min。
(2)成团:和制后的粉团手工揉搓5min,再静
置5min,待水分均匀分布。
(3)成型:取8.0g粉团手工搓圆成型,装盘、覆
膜待用。
(4)速冻:鲜汤圆放入-30℃速冻箱内,速冻
30min,得速冻汤圆。
1.3.2 冻藏温度波动模拟试验
冻藏温度波动对速冻汤圆蒸煮品质影响的试验
设计见表1,总贮藏时间均为30d。
表1 冻藏过程中温度波动设计
编号
冻藏温度/℃
-13 -23 -13 -23 -18
1  30d
2  30d
3  10d 20d
4  10d 20d
5  10d 10d 10d
6  10d 10d 10d
7  30d
  速冻汤圆粉团分为7组,每组10个,对照表1
编号,放置在相对应温度的冰箱内贮藏,在第10天、
第20天进行对应转移,模拟温度波动,30d后测定
各品质指标。
1.3.3 汤圆粉团品质指标测定
1.3.3.1 失水率
称量汤圆冻藏前后的质量,失水率按下式计算:
ζ=
(X-X1)
X ×100%

式中,X为冻藏前质量,g;X1 为冻藏后质量,g;ζ为
失水率。
1.3.3.2 汤圆粉团冻纹及掉粉状况
观察冻藏30d后的汤圆表面冻纹和掉粉情况,
并用相机记录。
1.3.3.3 汤圆粉团的蒸煮、质构特性分析与煮熟后
汤圆食味感官评价
参照文献[1]中蒸煮特性指标测定方法。
1.3.4 NMR测定汤圆粉团水分迁移
参考文献[7],样品置于核磁共振管底部,放入
样品槽内测试。低脉冲核磁共振参数:凭借FID脉
冲序列测试样品的T2 值。FID实验参数:点数为
2 048,重复扫描的次数为8 ,衰减弛豫时间为
1 200ms,回波个数为30,通过T2 反演程序得出弛
豫时间的分布情况。
2 结果与讨论
2.1 冻藏温度波动对汤圆粉团失水率的影响
速冻汤圆的质量波动是反映速冻汤圆在冻藏过
程中稳定性的一个指标,水分散失引起质量下降,会
影响汤圆的品质及厂家的生产成本。汤圆粉团失水
率计算结果见图2。
图2 冻藏温度波动对速冻汤圆粉团失水率的影响
由图2可知,经过30d的冻藏处理后,从3号
到6号,其冻藏温度波动越大其粉团的失水率就越
高。1号和2号、7号为恒温冻藏,2号和7号冻藏
温度分别为-23℃、-18℃,均低于粉团冻藏初始温
度,其失水率较低,1号冻藏温度为-13℃,高于粉
团冻藏初始温度,其失水率比2号、7号略高。由此
可见,冻藏过程中,温度波动越剧烈,失水率越高,质
量稳定性越差,且从低温转移到稍高温较从低温转
移到更低温失水率大。
2.2 冻藏温度波动对汤圆粉团冻纹及掉粉状况的
影响
粉团速冻过程会产生小冰晶,但这些冰晶在冻
藏过程中会通过一个重结晶(又称ostwald熟化作
用)作用而随着时间延长而长大[8],冷冻食品发生重
18    周显青等:冻藏温度波动对速冻汤圆粉团蒸煮特性的影响/2015年第1期
结晶作用是因为较大晶体在热力学上较为稳定(它
们具有相对小的表面能),随着冰晶的增大,粉团组
织结构发生变化,从而出现冻纹、开裂等现象,干耗
增加。利用数码相机获取30d冻藏后汤圆粉团状
态图片,见图3。
图3 冻藏温度波动对汤圆粉团冻纹及掉粉情况的影响
  由图3可见,1号到7号粉团表面均出现了冻
纹和掉粉现象,但程度各异。冻藏温度为-23℃恒
温冻藏的2号样品外形饱满,冻纹不明显,掉粉较
少。而6号样品,出现了明显的掉粉现象,情况比较
严重,且失水率最大,两者的差异明显。这主要是由
于温度升高,冷冻部分的水分含量下降,对于一个给
定的冰晶大小的分布,小的冰晶优先溶解,因为他们
的熔点低,因而这些冰晶周围的冰晶直径变大,一旦
平衡形成以后,当温度提高到一个更高的恒温环境
后,小冰晶周围冰晶的重结晶又会以相对较快的速
度发生。温度波动越剧烈,重结晶作用越大,粉团冻
纹越多,掉粉情况越严重。
2.3 冻藏温度波动对汤圆粉团蒸煮品质的影响
汤圆蒸煮时会吸收足够的热量,破坏结晶胶束
区弱的氢键,淀粉颗粒水合和吸水膨胀而破裂,大部
分直链淀粉溶解到溶液中,造成溶出物增多[9];而不
同冻藏温度储藏的汤圆,其组织结构也会发生变化,
经蒸煮后,其汤的透光度和熟制汤圆的食用品质及
物性也会不同。测定冻藏后汤圆粉团经蒸煮其汤的
透光度、感官评分和硬度,结果见图4。
图4 冻藏温度波动对速冻汤圆粉团透光度、感官评分、硬度的影响
  由图4可知,经过30d的冻藏处理,粉团蒸煮
后,冻藏温度为-23℃恒温冻藏的2号样品透光度、
感官评分和硬度最大,6号透光度最小,5号感官评
分和硬度最低,1号样品的透光度较大,但其感官评
分和硬度均较低。1号与2号样品相比较,同为恒
温冻藏,-13℃冻藏后其蒸煮品质较-23℃差,可能
是由于冻藏温度高,重结晶作用显著,而其余样品较
恒温冻藏样品蒸煮品质下降主要原因可能是由于粉
团冻藏过程中温度波动导致冰晶长大,失水,组织结
构损坏、掉粉等,在蒸煮时,析出物增多,浑汤和起毛
现象加重,硬度降低,粉团的适口性变劣。数据表
明,温度波动越剧烈,粉团的失水、冻纹及掉粉情况
越严重,且其蒸煮特性越差。
2.4 冻藏温度波动对水分子流动性的影响
低场核磁共振技术对食品中容易游动的质子比
较敏感,对蛋白质等大分子上的质子和与之紧密结
合的水质子感应不明显,而影响食品的口感风味、组
分构成及其保质期的主要是可直接测量的水分[10]。
周显青等:冻藏温度波动对速冻汤圆粉团蒸煮特性的影响/2015年第1期   19 
利用低场核磁共振仪器测定粉团冻藏后横向弛豫时
间分布情况,Excel处理可以获得弛豫时间分布图
谱,见图5。
图5 粉团的横向弛豫时间反演图及峰值时间和峰面积图
粉团在不同温度波动条件下冻藏后,核磁共振
的横向弛豫时间T2 可间接表明样品中水分的自由
度,由测定的T21、T22的积分面积可反映各状态水
的含量,分析样品中水分的分布和迁移,进而研究样
品品质的变化[11]。图5表明样品自由度发生了变
化,峰值出现时间基本相同,1.1~1.8ms和9.0~
10.3ms,半结合水和自由水含量显著不同,结合峰
面积图,冻藏后粉团的自由度较速冻后粉团均增大,
说明水分子与组织结合的紧密程度下降。冻藏温度
为-23℃恒温冻藏的2号样品失水率最小,冻纹及
掉粉情况相对较好,透光度、感官评分和硬度最大,
2号样品的T21与速冻样品相比,变化幅度最小,且
其峰面积也较小,5号样品的峰面积最大,其失水率
高、冻纹及掉粉情况严重、感官评分和硬度最低;
6号样品的T21最大,其失水率最高,冻纹及掉粉情
况严重、感官评分和硬度也较低,主要原因可能是温
度的剧烈波动导致冰晶的重结晶作用增加,冰晶长
大导致粉团组织结构松散甚至破裂引起的,冻藏温
度波动越剧烈,自由度越大,粉团蒸煮特性越差。
3 结论
(1)冻藏过程中,温度波动越剧烈,失水率升高,
冻纹及掉粉情况较为严重,蒸煮特性越差,从低温转
移到稍高温比从低温转移到更低温对粉团的蒸煮特
性影响大。
(2)冻藏过程中,横向弛豫时间峰值出现时间基
本相同,1.1~1.8ms和9.0~10.3ms,半结合水和
自由水含量较速冻后粉团显著不同。
(3)冻藏过程中,T21变化幅度越小,粉团蒸煮特
性越好。
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(责任编辑:梅 竹)