不同復熱方式對冷凍饅頭理化特性、微觀結構和感官品質的影響

摘 要： 采用蒸汽、蒸汽-熱空氣循環、微波三種方式復熱冷凍饅頭，對復熱后饅頭的理化特性、微觀結構和感官品質進行綜合比較。結果表明：微波復熱的饅頭升溫速率最快，但水分丟失嚴重，饅頭品質低于其他方式復熱的饅頭，主要表現在硬度大、內聚性低、微觀結構遭到破壞。蒸汽復熱的饅頭水分含量大，水分活度高，半結合水含量高，色澤和質構方面也優于其他方式復熱的饅頭，但加熱所需時間長。蒸汽-熱空氣循環復熱的饅頭升溫速率僅次于微波復熱，復熱后饅頭微觀結構表現最好，并且能顯著提高淀粉結晶度和糊化度；另外，加熱過程中產生的美拉德反應，對饅頭品質的改善和提升也有積極影響。

關鍵詞： 冷凍饅頭;微波;蒸汽;蒸汽-熱空氣循環;復熱方式;品質分析

中圖分類號： TS 972.132" "文獻標志碼： A"" 文章編號：

2095-8730（2024）03-0064-08

饅頭是亞洲人的傳統主食，在中國，饅頭消費量占小麥消費總量的30％。近年來冷凍技術為饅頭的長期貯藏提供了可能性，在-18 ℃或更低溫度條件下，饅頭可以保存超過6個月［1］，從而達到商業化生產的目的。

饅頭在冷凍儲存過程中，品質會不斷下降，因此冷凍饅頭在食用前需進行復熱。復熱不僅能提高饅頭的安全性，對饅頭品質也會產生積極影響［2］。蒸汽加熱是一種傳統的加熱方式，無論是面團的熟制還是冷凍饅頭的復熱，蒸汽加熱獨特的蒸發冷凝機制都有優異的表現，主要體現在對水分的補充［3］。微波加熱作為一種新型加熱方式，具有加熱效率快、加熱均勻的特點［4］，在食品加工中的應用越來越廣泛。蒸汽-熱空氣循環加熱主要依托于萬能蒸烤箱實現，是一種全新的、利用濕蒸汽耦合熱空氣共同加熱的方式，不僅能保持食物的水分，還能合理減少烹飪所需要的時間。近年來，蒸汽-熱空氣循環加熱主要應用于肉類和水產品的熱加工［5］，在淀粉改性方面也有一定程度的應用［6］。

傳統的冷凍饅頭復熱一般采用蒸汽加熱的方式，學界對于采用微波和蒸汽-熱空氣循環復熱的研究較少。本研究以市場占有率頗高的安井冷凍饅頭為對象，采用蒸汽、蒸汽-熱空氣循環和微波3種方式對冷凍饅頭進行復熱，考察饅頭的理化特性、微觀結構和感官品質，為冷凍饅頭的復熱方式提供多種選擇，并拓展微波、蒸汽-熱空氣循環等新型加熱方式在中式餐飲中的應用。

1 材料與方法

1.1 材料

速凍安井饅頭購于揚州市大潤發購物超市，規格為1 000 g／袋（約48只），無錫華順民生食品有限公司生產;葡萄糖糖化酶：北京鴻潤寶順科技有限公司;鹽酸、硫酸、碘液：廣州和為醫藥科技有限公司;氫氧化鈉：上海國藥集團化學有限公司;亞硫酸鈉：常德比克曼生物科技有限公司。

1.2 實驗儀器

AOSHOECA2萊欣諾萬能蒸烤箱：德國RATIONAL股份有限公司;MM823ESJ-PA型美的微波爐：美的集團有限公司;CR-400色彩色差儀：日本柯尼卡美能達公司;TMS-Pro型質構儀：美國FTC公司;BPA121電子計重臺秤：常州亮騰稱重設備有限公司;HD-3A型水分活度測定儀：無錫市華科儀器儀表有限公司;BCD-620型冰箱：青島海爾股份有限公司;GeminiSEM 蔡司場發射掃描電鏡系統：卡爾蔡司（上海）管理有限公司;D8 Advance多晶X射線衍射儀XRD：布魯克（北京）科技有限公司;HP20L 低場核磁共振分析儀：江蘇麥格瑞電子科技有限公司;BTP.8XL.0 冷凍干燥機：美國SP公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 復熱處理

自然解凍：冷凍饅頭從-20 ℃的冰箱中取出，放置于桌面上自然解凍，熱電偶監控饅頭中心溫度到達室溫為解凍完成。蒸汽復熱：蒸籠上汽后加熱10 min。蒸汽-熱空氣循環復熱：在萬能蒸烤箱的蒸汽-熱空氣循環模式下以120 ℃加熱6 min。微波復熱：在微波爐中以700 W加熱70 s。

1.3.2 升溫曲線

復熱過程中，用溫度傳感器測量饅頭皮和饅頭芯的溫度，探頭分別與饅頭皮和饅頭芯接觸。饅頭皮和饅頭芯分別取距表皮0.1 cm的部分和饅頭中心部位。

1.3.3 水分含量和水分活度

從饅頭中心部位稱取2 g樣品于稱量瓶中，放入60～80 ℃的干燥箱中干燥2 h，饅頭的水分含量按照《食品安全國家標準 食品中水分的測定》（GB 5009.3—2016）規定的方法測定。用同樣方式在饅頭中心部位取樣，通過水分活度計進行水分活度測定。

1.3.4 低場核磁共振（LF-NMR）測量

使用HP20L 低場核磁共振分析儀進行橫向弛豫時間分析。從饅頭中心部位稱取（15±1）g樣品，用保鮮膜均勻包裹后放置在核磁共振管中，封口膜封口并轉移到射頻管道中，通過脈沖序列測量樣品的自旋-自旋弛豫時間T2。具體參數設置：接受增益=70，采樣點數=10 000，NS=8，DL=0.1 ms［7］。

1.3.5 微觀結構分析

通過橫向切片得到15 mm厚的饅頭片，用冷凍干燥機脫水。用錘子輕敲凍干饅頭片的側面，得到5 mm×5 mm×5 mm尺寸的饅頭塊。將樣品的自然斷面朝上，用雙面膠黏在觀察臺上，并在真空條件下噴涂濺射金。通過掃描電鏡觀察微觀結構，加速電壓為5 kV［8］。樣本圖像是在500×的放大倍數下觀察到的微觀結構。

1.3.6 比容

饅頭冷卻至室溫后準確稱重，再利用菜籽置換法計算饅頭的體積［9］，饅頭比容的計算公式為體積除以質量。

1.3.7 顏色測定

取3 cm×3 cm大小饅頭皮，用色差儀測定饅頭皮的L*、a*、b*。

1.3.8 質構分析

通過橫向切片得到15 mm厚的饅頭片，使用配備了P／36R柱形探頭的TMS-Pro型質構儀對饅頭片的質構特性進行測定。參數設置：測試前后速度為120 mm／min、起始力為0.5 N、測試速度為60 mm／min、壓縮程度為80％。每個樣品重復測試3次［10］。

1.3.9 X射線衍射分析

將饅頭的中心部位進行冷凍干燥，研磨成粉末后，經0.074 mm篩網過篩，利用D8 Advance X射線衍射儀測量饅頭凍干粉的結晶度［11］。在40 mA和40 kV下用衍射儀對凍干粉樣品進行分析，衍射角（2θ）范圍為5°至40°，掃描速度為4°／min，掃描步長為0.02°（2θ）。利用MDI Jade 9對衍射圖譜進行分析［12］。

1.3.10 糊化度的測定

采用葡萄糖糖化酶法進行淀粉糊化度的測定。在兩個錐形瓶中稱取1 g饅頭凍干粉，再取空錐形瓶V0為對照組。分別往3個錐形瓶中加入50 mL蒸餾水，搖勻。第1個錐形瓶沸水浴20 min后冷卻至室溫。往3個錐形瓶中加入5 mL現配2％葡萄糖糖化酶，50 ℃條件下水浴震蕩1 h后，加入2 mL 1mol／L鹽酸終止反應，過濾并定容至100 mL作為待測液。分別取10 mL待測液與10 mL 0.1 mol／L碘液、18 mL 0.1 mol／L NaOH溶液混合均勻，靜置15 min。往混合液中加入2 mL 10％ H2SO4，用0.1 mol／L Na2S2O3滴定至無色，記錄消耗的Na2S2O3的體積。

糊化度（%）=V0-V2V0-V1×100（1）

式中：V0、V1、V2分別表示空白對照、完全糊化樣品和樣品消耗Na2S2O3的溶液體積。

1.3.11 感官評價

復熱后的饅頭通過九分制評分法進行感官評定（1=極度不喜歡，9=極度喜歡），包括顏色、內部組織、光滑度、氣味、口感、外形和整體得分。隨機邀請20名師生（男性12人，女性8人）參與測試。復熱后的饅頭整齊擺放在白色餐盤上，分別用三位數的數字進行編碼［13］，然后呈遞給測試者。

1.4 數據分析

采用Origin 2022進行繪圖，所有實驗均重復3次，實驗數據均以平均值±標準差表示，數據分析通過SPSS 27.0軟件進行，組件數值的差異顯著性水平為Plt;0.05。

2 結果與討論

2.1 不同加熱方式饅頭皮和饅頭芯的升溫曲線

冷凍饅頭在蒸汽復熱過程中皮和芯的溫度如圖1.A所示，多孔淀粉類食品的蒸汽加熱是一個復雜的蒸發-冷凝過程［14］，饅頭皮在加熱初期迅速升溫，3 min時饅頭皮溫度達到77 ℃；饅頭芯在加熱初期升溫緩慢，2 min左右，蒸氣冷凝峰到達饅頭芯，蒸汽遇冷迅速凝結，饅頭芯開始快速升溫。蒸汽-熱空氣循環復熱饅頭的升溫特性與蒸汽復熱類似，如圖1.B所示，但是饅頭皮和饅頭芯的升溫速率明顯高于蒸汽復熱，其原因可能在于循環熱空氣加速了蒸汽的氣化和蒸汽向饅頭低溫區域的擴散速率［14］。微波復熱冷凍饅頭的升溫特性如圖1.C所示，加熱初期，饅頭皮水分吸收微波能量迅速升溫，饅頭芯少量吸收穿透到內部的微波以及饅頭外層傳導的熱量而緩慢升溫。20 s后，饅頭芯凍結水完全融化，饅頭內外升溫速率幾乎一致。加熱后期，饅頭皮水分蒸發加速，吸收微波的能力減弱，升溫速率減緩，而饅頭芯水分吸收大量熱量，且能量不易散失，在50 s左右，饅頭芯溫度超過饅頭皮，與UZZAN等［15］報道的微波加熱面包的過程相似。

2.2 不同加熱方式對冷凍饅頭水分含量和水分活度的影響

如圖2所示，冷凍饅頭在蒸汽和蒸汽-熱空氣循環復熱后，水分含量都顯著提高（Plt;0.05），而微波復熱的饅頭含水量顯著降低（Plt;0.05）。蒸汽和蒸汽-熱空氣加熱過程中，蒸汽不斷在饅頭內部冷凝，提高了饅頭整體的含水量，其中，蒸汽和蒸汽-熱空氣循環加熱的饅頭水分含量也有顯著性差異（Plt;0.05），其原因在于熱空氣在對流過程中，可能會帶走饅頭表面部分水分。微波加熱是失水的過程，加熱后期饅頭表面水分蒸發，饅頭內部的水分沿蒸汽壓梯度向外遷移，饅頭芯大量失水［16］。蒸汽和蒸汽-熱空氣循環加熱都能增加饅頭內部的水蒸氣壓，水分活度顯著提高（Plt;0.05）。微波加熱能使饅頭基質中結合水解離成自由水，然而長時間的微波加熱，導致自由水大量蒸發，水分活度再次下降［17］。

2.3 不同加熱方式對冷凍饅頭水分分布的影響

質子的橫向弛豫時間（T2）描述了水分和饅頭之間的作用關系，能幫助了解饅頭復熱后的水分分布情況［18］。如圖3所示，從左往右三個峰分別為T21、T22和T23，第一個峰T21（0.01～1.20 ms）代表與生物大分子緊密結合的結合水，第二個峰T22（2～30 ms）代表與生物大分子結合的弱結合水，第三個峰T23（100～240 ms）代表饅頭中的自由水［19］。由表1可知，蒸汽和蒸汽-熱空氣循環復熱后的饅頭橫向弛豫時間與自然解凍的饅頭相比T22分別顯著增加到23.71 ms和15.48 ms，T23分別增加到82.62 ms和73.63 ms（Plt;0.05）。蒸汽復熱過程中，冷凝的蒸汽從饅頭外部向內部遷移［20］，饅頭淀粉基質吸水，老化淀粉重新糊化，弱結合水流動性增強。然而蒸汽-熱空氣循環復熱過程中，高溫熱空氣會對水分的遷移起到抑制作用，弱結合水流動性增強幅度較小。微波加熱的饅頭T22降低到10.58 ms，其原因在于微波加熱過程中，饅頭芯的水分沿水分梯度遷移到饅頭表面，再蒸發到空氣中，饅頭內部水蒸氣壓降低，弱結合水流動性降低［21］。A21、A22、A23分別代表饅頭結合水、弱結合水和自由水的信號質子強度之和。蒸汽和蒸汽-熱空氣循環加熱后，饅頭的A21、A22和A23都有顯著提高，說明兩種加熱方式都能對饅頭起到補水作用。然而微波加熱后饅頭的A21、A22和A23與自然解凍的饅頭相比顯著降低（Plt;0.05），原因在于微波加熱過程中，饅頭表面的水分吸收微波能量，分子運動加快，蒸發逸散到空氣中，而饅頭內部的水分也隨水分梯度向饅頭表面遷移，造成水分流失。

2.4 不同加熱方式對冷凍饅頭微觀結構的影響

如圖4所示，饅頭淀粉回生后不能被面筋網絡包裹，淀粉顆粒大部分暴露在面筋網絡表面，面筋網絡不再平整，出現大量裂隙和斷層。饅頭經過蒸汽復熱，淀粉重新糊化，淀粉和面筋網絡的邊界變得模糊，淀粉顆粒重新嵌入網絡面筋中（圖中的圓圈），但是仍能看見許多大的孔洞［22］。蒸汽-熱空氣循環復熱的饅頭，淀粉顆粒被包裹得更加完全，說明淀粉糊化程度更高。微波復熱圖中，面筋網絡的表面附著許多結構致密的微小球晶（圖中的箭頭），這些微小的球晶是微波加熱過程中產生的直鏈淀粉-脂質復合物，這種復合物結構穩定，能降低淀粉顆粒對酶消化的敏感性。

2.5 不同加熱方式對冷凍饅頭比容和顏色的影響

比容是饅頭重要的定性參數之一，也是消費者評價饅頭品質的標準之一。由表2可以看出，微波復熱的饅頭比容顯著高于其他饅頭，這是由于微波加熱會導致饅頭大量失水，但對饅頭的體積卻沒有太大影響。蒸汽-熱空氣循環復熱的饅頭比容最小，原因可能在于加熱后期，饅頭皮層因為失水和外界高溫導致結構變得致密，整體體積相對減小。顏色也是饅頭重要的品質之一［23］，不同加熱方式對饅頭顏色的影響區別很大。由表2可知，蒸汽復熱后的饅頭表皮L*值最高，這是由于蒸汽進入饅頭空隙后，饅頭體積增大，表皮更加光滑，色澤更加均勻。而蒸汽-熱空氣熱循環復熱的饅頭表皮L*顯著降低（Plt;0.05），這是由于熱空氣產生的高溫使得饅頭表面水分流失，形成淺黃色的硬殼。蒸汽-熱空氣加熱饅頭表皮的a*和b*也顯著高于其他組（Plt;0.05），這也是美拉德反應作用的結果。

2.6 不同加熱方式對冷凍饅頭質構特性的影響

質構分析表明，復熱方式對饅頭硬度、彈性、咀嚼性和內聚性都會產生顯著影響。淀粉老化是饅頭變硬的主要原因，冷凍饅頭能通過再加熱來減緩淀粉老化，從而降低饅頭硬度。然而冷凍饅頭經過微波加熱后，硬度并沒有顯著性變化（Pgt;0.05），原因是微波加熱導致水分大量流失［24］，在后續冷卻處理中饅頭吸潮，硬度變大。彈性是指第一次形變與第二次形變之間食物可以恢復的高度，由表3可知，復熱之后饅頭的彈性都有所增大。咀嚼性可以理解為咀嚼食物所需能量，蒸汽和蒸汽-熱空氣循環加熱后的饅頭，咀嚼性下降，而微波加熱的饅頭咀嚼性大幅增強。內聚性可以用來表示饅頭結構的內部阻力［23］，由表3可知，蒸汽和蒸汽-熱空氣循環復熱后饅頭的內聚性沒有顯著變化（Pgt;0.05），而微波復熱的饅頭，內聚性顯著降低（Plt;0.05），說明微波加熱的饅頭咀嚼后更容易崩解。

2.7 不同加熱方式對冷凍饅頭結晶度的影響

饅頭中淀粉的結晶度可以利用X射線衍射進行表征，衍射峰越高，表明結晶越多，結晶度越高，饅頭老化越嚴重［25］。由圖5可知，饅頭淀粉在2θ為17°和22°處出現衍射峰。2θ=17°的反射是B型淀粉的典型特征，2較少=20°處出現的強衍射峰，是直鏈淀粉-脂質復合物的形成導致的，呈現出V型淀粉的典型特征。饅頭冷凍期間，淀粉分子從無序向有序狀態轉化，支鏈淀粉重結晶，在2θ=17°處形成強衍射峰，淀粉相對結晶度為17.73％。復熱過程中，蒸汽-熱空氣循環和微波產生的高熱量都能破壞結晶結構，圖5中表現為在2θ=17°處衍射峰強度減弱，老化淀粉重新吸水膨脹。圖中，我們還發現微波加熱的淀粉在2θ=20°處的衍射峰強度變強，其原因在于微波復熱過程中，水分大量流失，且微波具有更高的能量密度，促進了V型結晶的生成［26］，這導致復熱后淀粉結晶度略微降低到17.13％。另外，蒸汽加熱和蒸汽-熱空氣循環加熱的淀粉相對結晶度由于直鏈淀粉重結晶的熔融，分別降低到16.88％和16.56％，其中蒸汽-熱空氣循環復熱淀粉結晶度下降的最多，其原因可能在于高溫的熱空氣在短時間內產生了更多的熱能，對支鏈淀粉重結晶的熔融更加徹底［27］。

2.8 不同加熱方式對冷凍饅頭糊化度的影響

淀粉糊化是水進入淀粉，使淀粉分子從有序轉化為無序的過程，糊化度則是衡量淀粉熟化程度的指標。饅頭貯藏期間，淀粉發生老化，糊化后的直鏈淀粉和支鏈淀粉重結晶，阻礙了酶與淀粉的結合，糊化度降低。復熱過程中，淀粉重結晶不斷熔融，暴露出更多與酶接觸的位點，糊化度再次升高。蒸汽加熱和蒸汽-熱空氣循環加熱后，冷凍饅頭淀粉的糊化度分別提高到94.1％和95.3％（圖6），表明蒸汽能產生足夠的能量來熔融重結晶。其中蒸汽-熱空氣循環加熱對于糊化度的提高更加顯著（Plt;0.05）。而微波加熱雖然也能產生熱能來熔融重結晶，但是糊化度提高不明顯，可能是由于微波加熱是一個失水的過程，且加熱時間短，支鏈淀粉重結晶淀粉熔融不徹底，又或是微波再加熱時，產生了更多不易與酶結合的結晶體，這與之前結晶度的分析結果一致。

2.9 不同加熱方式對冷凍饅頭感官品質的影響

感官評價圖可以清楚地展現消費者對產品的偏好程度，并且具有可靠性［28］。由圖7可知，復熱后饅頭的感官評價提高，說明復熱對饅頭感官評價的提高具有正面意義。但是也可以觀察到，不同復熱方式處理后的饅頭在不同偏好得分方面表現有差異。

顏色方面，蒸汽-熱空氣循環復熱后的饅頭在表面形成暗黃色的外殼，相比于傳統饅頭偏白色的整體外觀，更受消費者的關注和喜愛。蒸汽復熱的饅頭在外形方面得分最高，原因在于充足的蒸汽進入饅頭內部后，增大了饅頭的體積，讓饅頭更加圓潤。氣味方面，蒸汽和微波復熱得分幾乎一致，蒸汽-熱空氣循環復熱的饅頭，因為饅頭表皮發生美拉德反應和焦糖化反應，氣味更豐富，得分更高。蒸汽復熱的饅頭，由于饅頭表面蒸汽的凝結，光滑度略微降低，得分偏低。內部組織結構來看，蒸汽和蒸汽-熱空氣循環復熱的饅頭內部氣孔分布均勻，得分較高。口感方面，微波復熱的饅頭得分最低，這是由于饅頭大量失水，咀嚼性增強，饅頭在咀嚼時更易于崩解而不是成團，這是消費者難以接受的。

3 結論

研究表明，三種加熱方式都能對冷凍饅頭品質起到改善作用。微波復熱所需時間最短，復熱后的饅頭水分流失量大，導致硬度大、內聚性低，饅頭品質較差。蒸汽-熱空氣循環和蒸汽兩種方式復熱的饅頭，在水分狀態、質構特性、感官評定方面較接近，但蒸汽-熱空氣循環耗費時間短，且復熱過程中產生的美拉德反應對饅頭的L*、a*、b*、結晶度和糊化度都起著正面作用。因此，三種加熱方式對饅頭復熱品質的影響各有利弊，應根據具體需求，選取合適的加熱方式，才能體現各種加熱方式的優點。

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Effects of different reheating methods on the physicochemical properties， microstructure and sensory quality of frozen buns

YANG Cheng1， XIE Chengcheng2， CHEN Gaozhen2， CAO Zhongwen2，3

（1.School of Food Science and Engineering， Yangzhou University， Yangzhou， Jiangsu 225127， China; 2.School of Tourism and Cuisine， Yangzhou University， Yangzhou， Jiangsu 225127， China; 3.Key Laboratory of Chinese Cuisine Intangible Cultural Heritage Technology Inheritance， Ministry of Culture and Tourism， Yangzhou， Jiangsu 225127， China）

Abstract： A comprehensive comparison was conducted on the physicochemical properties， microstructure， and sensory quality of" the frozen buns after reheating by steam， steam-hot air circulation and microwave， respectively. The results showed that the microwave reheating had the fastest heating rate but resulted in serious moisture loss. The quality of microwave-reheated buns was lower compared to those reheated by other methods， characterized by higher hardness， lower cohesiveness， and damaged microstructure. Steam reheating resulted in buns with high moisture content， high water activity， and high semi-bound water content， with better color and texture than other methods， although it required a longer heating time. The steam-hot air circulationnbsp; reheating had the second-fastest heating rate， and the reheated buns exhibited the best microstructure， significantly improving the crystallinity and gelatinization degree of starch， and positively impacting the quality of the buns through the Maillard reaction occurring during the heating process. The appropriate reheating method should be selected based on actual needs.

Key words：

frozen buns; microwave; steam; steam-hot air circulation; reheating methods; quality analysis

（責任編輯：趙 勇）