不同溫度預冷處理對凍藏豆皮品質的影響

葉佳琪，李露，薛淑靜，*，吳正奇，*，楊德

（1.湖北工業大學生物工程與食品學院，湖北武漢430068；2.湖北省農業科學院農產品加工與核農技術研究所，湖北武漢430064）

“三鮮豆皮”是武漢名點之一，歷史悠久，享有“豆皮大王”的美譽。其制作工藝大都以主料（糯米）及輔料（鮮肉、鮮菇或鮮蝦、五香干子、胡蘿卜或鮮竹筍）制餡，并以綠豆、大米磨漿拌雞蛋制皮，最后皮餡包裹而成。其色澤鮮艷奪目，金黃透亮，口感爽滑，外脆內嫩，以獨特的風味遠近聞名。

隨著現代生活節奏的加快，人們對方便食品的需求量大幅提高，冷凍食品的工業化生產日漸成熟。在現代食品產業的新形勢下，豆皮這一傳統食品的貯藏保鮮技術尚不成熟，使其工業化發展面臨困境。豆皮屬于淀粉質制品，在運輸、儲存過程中會涉及到糯米淀粉膠凝的老化，使其品質劣變，表現為質地變硬，口感變差，難以被人體消化吸收[1]。這主要是因為淀粉分子從無序變為有序，淀粉鏈之間聚集成核脫水收縮形成的老化現象。眾多學者研究發現冷凍是延緩淀粉類食品老化最好的方法之一[2-3]，冷凍既能保護淀粉制品的感官品質，又能延長貨架期。潘銀珠[4]等研究發現粽子在冷凍貯藏后能有效延緩淀粉老化，其水分含量、質構、風味更接近于新鮮粽子。因此，低溫冷凍更有利于淀粉質產品品質的保持，本文采用低溫冷凍技術作為豆皮這一傳統食品的現代化推廣手段。

在實際生產過程中，常采用預冷處理使產品快速凍結以最大限度的保留產品品質。預冷時，溫度越低，冷凍速率越快，形成的冰晶越小，從而有效的保留了細胞結構的完整性，延長了產品保藏時間。同時，溫度與淀粉凝膠的物化特性密切相關，冷凍溫度越低，糯米淀粉凝膠產生的冰晶小而散，凝膠表面孔洞較小且均勻，冰晶的遷移和生長速度緩慢。目前關于低溫預冷處理后凍藏糯米制品凝膠老化的研究甚少，本文主要研究豆皮在凍藏過程中，不同預冷溫度對其物化特性的影響，以期使豆皮能保留固有的文化內涵和風味，又實現了傳統食品的工業化、營養化和方便化，為豆皮的產業開發及品質改良提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

糯米：武漢市洪山區青菱都市工業園9號；綠豆：武漢君和聯合貿易有限公司；興正大米、五香干子、鮮香菇、胡蘿卜、精瘦肉、雞蛋、食用油：武商量販售；雞精：上海太太樂食品有限公司；醬油、食醋：加加食品集團股份有限公司；鹽：湖北藍天鹽化有限公司；玉米淀粉：湖北任森農業科技發展股份有限公司。

1.2 主要儀器與設備

平底鍋（28寸）、蒸鍋（28寸）：武商量販售；紫外可見分光光度計：上海儀電分析儀器有限公司；200F3示差掃描量熱儀（DSC）：德國耐馳儀器制造有限公司；TA.XT.PLUS質構儀：英國Stable Micro System公司；YYW-2型應變控制式無側線壓力儀：南京土壤儀器廠有限公司；JM-L50膠體磨：百力仕龍野輕工設備有限公司。

1.3 凍藏豆皮的制作方法

1.3.1 工藝流程

1.3.2 操作要點及預冷處理

1.3.2.1 皮的制作

將綠豆、大米置入25℃的水中浸泡4 h，將浸泡好的綠豆和大米磨漿后混合調成稀漿。在平底鍋中加入適量的油，稱取適量的稀漿倒入鍋心鋪平，大火燒至皮成型，再灑上打散的蛋液均勻鋪開，蓋上鍋蓋，壓低火力燜1 min，關火，隨即將豆皮翻至背面。

1.3.2.2 餡的制作

將糯米置入溫度為40℃，pH值為8的水中浸泡3 h，糯米浸泡好后瀝干水分蒸熟保溫，將切好的豬肉、胡蘿卜、鮮香菇，五香干子全部入鍋，加入適量的調味料，用大火燒至全熟，起鍋，即成輔料。

GPS又被稱之為全球定位系統，可借助衛星無線電導航定位技術，對地面信號進行收集與分析。隨著地球數字化進程的不斷加快，GPS也被廣泛應用在工程測繪中，大大提升了原有測繪工作精準性，為工程設計方案的進一步優化提供了重要理論依據。

1.3.2.3 成型

在豆皮上均勻鋪開厚度適中的糯米餡，將翻炒好的輔料均勻鋪在糯米之上，將豆皮周圍邊沿覆蓋糯米、輔料，豆皮翻至正面切塊成型。

1.3.2.4 冷凍-解凍

將制作好的豆皮分別放入-40、-22、-15、0℃預冷2 h后置入-18℃冰箱凍藏，解凍時將豆皮置于25℃水浴鍋中解凍2 h。

1.4 物性評價

1.4.1 硬度評價方法

參考張志超[5]方法略作改進，用質構儀來測定豆皮的全質構，采用標準的兩次壓縮程序，測試參數：P/36R圓柱形探頭，壓縮部位為豆皮中心，觸發力為5 g，測試前速度5 mm/s，測試時速度2 mm/s，測試后速度2 mm/s，壓縮比為50%，兩次壓縮間隔時間為5 s，平行測量5次。

1.4.2 消化特性評價方法

參考王克鈞[6]的方法略作改進，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%磷酸緩沖液（pH=6.9），在37℃水浴鍋中水浴10 min，加入1 mLα-淀粉酶（250 U/mL）、1mL葡萄糖淀粉酶（200 U/mL）酶解，分別在 0、20、120 min 后取出上清液1 mL，滅酶5 min，利用DNS法測還原糖含量?？偟矸壑锌煜矸郏≧apidly digestible starch，RDS）、慢消化淀粉（Slowly digestible starch，SDS）、抗性淀粉（Resistant starch，RS）的含量按以下公式進行計算：

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 分別為經 0、20、120 min的水解后產生葡萄糖的量；F為樣品總淀粉含量。

1.4.3 冰晶熔化焓測定

參考寧吉英[7]的方法并略作改進，使用差示掃描量熱儀（DSC）研究糯米中的的可凍結水含量，測定其冰晶熔化焓（ΔHice），測試條件：稱量 20 mg～30 mg的樣品放入鋁制坩堝中，空坩堝作為對照，設定溫度從20℃降至-30℃，降溫速率為5℃/min，在-30℃保持3 min，以10℃/min從-30℃升至20℃，從曲線中得到冰晶熔化焓值。

1.4.4 持水力測定

參考曹立偉[8]方法并加以改進，取豆皮中心糯米并稱重m1，用濾紙包裹后用壓力儀加壓5 kg的力保持5 min，去掉濾紙，將樣品稱重m2，平行測量3次。糯米壓縮失水率按以下計算公式：

1.4.5 感官評定

將豆皮解凍后進行感官評定。由20名從事食品專業的人員分別對彈性、咀嚼性、黏性、風味4個項目進行評分，評分結果取平均值，分數值保留至小數點后兩位，評分標準如表1所示。

表1 凍藏豆皮的感官評價標準Table 1 Criteria for sensory evaluation of frozen soybean skin

1.4.6 數據統計與分析

采用Origin Pro8.0軟件繪圖。采用SPSS17.0統計分析試驗數據，計算標準偏差，數據結果以平均值±標準偏差表示，并進行單因素方差分析，采用t檢驗，顯著水平P為0.05，當P＜0.05時，表示差異顯著。

2 結果分析

2.1 不同溫度預冷處理對凍藏豆皮硬度的影響

不同溫度預冷處理對凍藏豆皮硬度的影響見圖1。

圖1 不同溫度預冷處理對凍藏豆皮硬度的影響Fig.1 Pre-cooling treatment effect on the hardness of frozen soybean skin under different temperatures

由圖1可知，隨著凍藏時間的延長，不同溫度預冷處理的豆皮硬度均不斷上升。這是由于糯米淀粉凝膠在冷凍環境下淀粉分子聚集成核，出現老化現象[9]。此外，豆皮在冷凍0 d～7 d硬度值增長較快，淀粉凝膠老化明顯，7 d～30 d硬度值增長緩慢。余世峰[10]也研究指出大米淀粉在冷凍儲藏1 d～7 d老化迅速，而儲藏7 d～14 d時老化緩慢，21 d時基本趨于穩定。在整個貯藏期間，其中-40℃預冷處理的凍藏豆皮硬度值始終最低，0℃預冷處理的凍藏豆皮硬度值最高。凍藏30 d后，0℃預冷處理的豆皮硬度值高達3 253 g，-40℃預冷處理的豆皮硬度值僅2 623 g，差異顯著（P＜0.05），-15、-22℃預冷處理的豆皮硬度介于0℃與-40℃之間，未出現顯著性差異（P＞0.05）。這一趨勢說明低溫能有效抑制凍藏豆皮中糯米淀粉凝膠的老化，由于低溫預冷的冷凍速率快，形成的冰晶較小，不足以過度破壞糯米淀粉顆粒內、外部結構，使淀粉凝膠的網絡結構被快速固定，儲藏時損傷程度減小[10]。羅秋影[11]也研究表明低溫能抑制淀粉老化，由于冷凍速率較快，支鏈淀粉凝沉速率變慢，不易重新聚集成核。

2.2 不同溫度預冷處理對凍藏豆皮中糯米消化特性的影響

根據淀粉在人體內的消化速度，將淀粉分為快消化性淀粉（RDS）、慢消化性淀粉（SDS）和抗性淀粉（RS）見圖 2～圖 4。

圖2 不同溫度預冷處理對凍藏豆皮中糯米快消化性淀粉的影響Fig.2 Pre-cooling treatment effect on the rapidly digestion starch of glutinous rice in frozen soybean skin under different temperatures

圖3 不同溫度預冷處理對糯米中慢消化性淀粉的影響Fig.3 Pre-cooling treatment effect on slowly digestion starch of glutinous rice in frozen soybean skin under different temperatures

圖4 不同溫度預冷處理對凍藏豆皮中糯米抗性淀粉的影響Fig.4 Pre-cooling treatment effect on resistant starch of glutinous rice in frozen soybean skin under different temperatures

如圖2～圖4所示，經不同溫度的預冷處理，在凍藏過程中，豆皮中糯米的RDS含量均呈下降趨勢，SDS含量呈上升趨勢，RS含量基本不變。因為凍藏時間越長，糯米淀粉分子重結晶越多，氫鍵減少，與水之間的相互作用減弱，出現老化現象，導致RDS減小，SDS含量增大。同時，這種變化趨勢也歸因于糯米中的支鏈淀粉含量高。有研究表明，淀粉體系中SDS含量增加主要由于支鏈淀粉的重結晶引起，而直鏈淀粉分子聚集成核形成結晶是導致RS含量增加的主要原因[12-14]。此外，在整個凍藏過程中，溫度越低，豆皮中糯米的RDS越高、SDS越低。從凍藏第7天開始，不同溫度預冷處理下豆皮的RDS出現顯著性差異（P＜0.05）；從凍藏第3天開始，不同溫度預冷處理下豆皮的SDS出現顯著性差異（P＜0.05）。相比其他預冷溫度，-40℃預冷處理的凍藏豆皮中糯米淀粉的RDS含量始終最高，SDS含量始終最低，更易被人體消化吸收。因為糯米淀粉糊化后形成凝膠，在低溫冷凍條件下，糯米淀粉凝膠形成微孔結構，冷凍溫度越低，糯米淀粉凝膠形成的冰晶較小，能快速固定淀粉凝膠的網絡結構，減少損傷度，防止淀粉分子聚集、結晶并出現老化現象[15]，抑制SDS的含量增加。Ren X等[16]也研究指出，-40℃冷凍的粟米淀粉消化特性比-18℃消化特性好，更接近新鮮產品。因此，低溫可以有效的抑制淀粉老化，有益于人體吸收利用，且采用-40℃預冷處理效果最佳。

2.3 不同溫度預冷處理對凍藏豆皮中糯米冰晶熔化焓的影響

冰晶熔化焓通常用來表示可凍結水的含量，不同的預冷溫度凍結速率不同，冰晶大小不一，淀粉凝膠凍藏過程中，冰晶會發生遷移和生長[7，17]，結果見圖5。

圖5 不同溫度預冷處理對凍藏豆皮中糯米冰晶熔化焓的影響Fig.5 Pre-cooling treatment effect on melting enthalpy of glutinous rice in frozen soybean skin under different temperatures

如圖5所示，豆皮經4種不同溫度預冷處理后凍藏，糯米冰晶熔化焓均有所增長。Bhattacharya[18]有類似的研究發現，面團冰晶熔化焓隨著凍藏時間的延長逐漸增加。這是由于凍藏過程中淀粉凝膠發生老化，冰晶生長遷移，破壞了凝膠網絡結構，可凍結水含量增加。在整個凍藏過程中，-40℃預冷處理后豆皮中糯米淀粉凝膠的冰晶熔化焓增長速率趨于平緩，而其他溫度預冷處理后冰晶熔化焓增幅較大，其中0℃下的冰晶熔化焓增幅最大。豆皮經-40℃預冷后凍藏的可凍結水含量始終要比0℃低，且差異顯著（P＜0.05）。說明預冷溫度與淀粉凝膠的冰晶熔化焓密切相關，預冷溫度越低，凍藏時淀粉凝膠可凍結水含量越少，淀粉分子重結晶度高。經過30 d凍藏后，四種預冷溫度與豆皮中糯米的冰晶熔化焓呈正相關且存在顯著性差異（P＜0.05），-40℃預冷處理的冰晶熔化焓值低于90 J/g，0℃預冷處理的冰晶熔化焓已達115 J/g。這是由于一方面預冷溫度越低，淀粉凝膠產生的冰晶小而多，凝膠網絡結構不易被破壞；另一方面更低的溫度預冷處理后凍藏，冰晶的遷移和生長緩慢，可凍結水含量較低。因此，低溫能夠有效的抑制淀粉老化，且采用-40℃預冷處理的效果最佳。

2.4 不同溫度預冷處理對凍藏豆皮中糯米持水力的影響

持水力可以反映淀粉鏈與淀粉鏈之間形成的氫鍵和共價鍵的能力[19]，文中用出水率的高低來反映淀粉與水結合力的強弱，即豆皮中糯米持水力的強弱，從而評價豆皮經預冷處理后抵抗不良物理變化的能力，見圖6。

圖6 不同溫度預冷處理對凍藏豆皮出水率的影響Fig.6 Pre-cooling treatment effect on the water yield of glutinous rice in frozen soybean skin under different temperatures

如圖6所示，隨著凍藏時間的延長，凍藏豆皮的出水率呈現不同程度的上升趨勢，這是由于淀粉鏈之間發生聚集并脫水收縮，導致水從凝膠結構中析出。其中-40℃預冷處理后的出水率變化幅度最小，-22℃比-15℃預冷條件下出水率變化幅度小，而0℃預冷條件下出水率變化幅度最大。這表明選擇更低的溫度來進行預冷處理能有效保證豆皮的持水力，產品的貯藏穩定性更好。不同溫度預冷處理導致豆皮中糯米的出水率不同，預冷溫度越低，出水率越低，即持水力越強。從凍藏第5天開始，不同溫度預冷處理下糯米的出水率出現顯著性差異（P＜0.05），這說明預冷溫度影響著豆皮品質，預冷溫度低，豆皮品質好。張康逸等[20]研究預冷溫度對油條皮和瓤濕基含水率的影響也有類似的發現。預冷溫度越低，糯米淀粉凝膠抵抗凝沉的效果越好，其原因可能是較低的溫度預冷時冷卻速率快，淀粉分子網絡結構來不及重新聚合排列[15，21]，糯米淀粉凝膠中的水分被快速凍結，產生的冰晶小而多，淀粉凝膠網絡被固定，減少淀粉鏈之間的分子發生聚集，從而保護淀粉分子與水分的結合力不被破壞。因此，選擇-40℃進行預冷處理，其冷凍速率最高，凍藏中豆皮的持水力相對穩定，品質較好。

2.5 不同溫度預冷處理后凍藏豆皮的感官評分

不同溫度預冷處理后凍藏豆皮的感官評分見表2。

表2 不同溫度預冷處理后凍藏豆皮的感官評分Table 2 Sensory scores of frozen soybean skin after pre-cooling treatment under different temperature

由表2可知，隨著凍藏時間的延長，不同溫度預冷處理的豆皮感官品質都出現不同程度的下降。新鮮豆皮經不同的溫度預冷后，感官品質出現差異，溫度越低，感官評分越高，其中-22、-15°C預冷處理的豆皮感官評分差異不顯著（P＞0.05）。此外，-40°C預冷處理的豆皮感官評分最高，口感、風味最好。從凍藏第5天開始，不同溫度預冷處理下豆皮的綜合感官評分之間存在顯著性差異（P＜0.05），預冷溫度越低，感官評分越高，品質保留越好。結合以上研究結果，推測淀粉凝膠的老化是導致凍藏豆皮的品質劣變關鍵性問題，而預冷處理能夠在一定程度上延緩老化，從而有效的保證了產品品質。因此，在貯藏期內，預冷處理的溫度越低，產品的感官品質保持得越好，-40°C預冷處理的豆皮在凍藏過程中感官評分下降緩慢，冰晶遷移生長緩慢，淀粉老化不明顯，感官品質最好。

3 結論

豆皮經過不同的預冷溫度后凍藏，其物化性質有所不同，0℃與-40℃預冷處理相比，質構、消化特性、持水力、冰晶熔化焓、感官差異顯著，后者更接近于新鮮產品，-15℃與-22℃預冷處理的豆皮品質介于兩者之間。綜上，在現開發的凍藏豆皮工藝前加入預冷工序能有效的延緩淀粉老化，產品的貯藏穩定性較好，而經過-40℃預冷處理后凍藏豆皮的品質最好，這將為凍藏豆皮的產品開發提供理論依據。

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