王秋玉，章海風，朱文政，薛盼盼，沙文軒，蘇嘉敏，周曉燕*

1(揚州大學 旅游烹飪學院，江蘇 揚州，225000)2(江蘇省淮揚菜產(chǎn)業(yè)化工程中心，江蘇 揚州，225000)

豆沙包是我國傳統(tǒng)發(fā)酵面制品的典型代表，受不同地域、不同文化的影響，各地豆沙包的制作工藝、食用方法各不相同[1]。豆沙包吃口綿軟、香甜細膩、形色俱佳，制作中非常注重點心的色澤、形態(tài)和口感[2]?，F(xiàn)階段，隨著傳統(tǒng)食品產(chǎn)業(yè)化進程的推進，發(fā)酵面制品的生產(chǎn)滿足了方便性消費的需求，但目前市場上的發(fā)酵面制品在貯藏期間會發(fā)生質(zhì)地變硬、口感粗糙、消化吸收率降低等現(xiàn)象并且失去其原有的風味[3]，導致其貨架期通常很短[4]，所以貯藏期間的品質(zhì)變化也是發(fā)酵面制品工業(yè)化生產(chǎn)的一大障礙。多年來，國內(nèi)外學者的研究重點主要集中在面包貯藏特性上，NIVELLE等[5]研究了面包貯藏過程中的淀粉功能的變化，張君[6]研究了蜂蜜干粉對面包貯藏特性的影響。近年來，中國國內(nèi)學者開始深入探究饅頭保藏期間的品質(zhì)變化，盛琪[7]通過實驗探究導致包裝饅頭品質(zhì)劣變的關(guān)鍵性因素，XU等[8]研究不同包裝溫度對熱真空包裝饅頭常溫貯藏品質(zhì)的影響等，而對中式傳統(tǒng)帶餡類發(fā)酵面制品貯藏后的品質(zhì)變化的研究無論從廣度上還是深度上都鮮有報道。因此，分析包裝豆沙包在貯藏過程中的品質(zhì)特性變化具有重要意義。

本試驗選取5個不同貯藏時間的豆沙包，并將其復熱，深入探究貯藏時間對豆沙包水分分布狀態(tài)及食用品質(zhì)的影響因素，利用主成分和聚類分析方法分別對水分遷移及食用品質(zhì)進行系統(tǒng)分析，探索影響豆沙包品質(zhì)特性各指標之間的差異性和關(guān)聯(lián)性，可以確定產(chǎn)品在貯藏過程中引起品質(zhì)變化最重要的因素，從而探討半真空包裝豆沙包貯藏過程中品質(zhì)變化情況，旨在為豆沙包的工業(yè)化生產(chǎn)，特別是貨架期的影響提供理論基礎(chǔ)和實際指導意義。

1 材料與方法

1.1 材料

金龍魚麥芯粉(水分14.0%、蛋白質(zhì) 18.0%、淀粉 70.21%、脂肪3%)，益海嘉里糧油食品工業(yè)有限公司；耐高糖活性干酵母粉，樂斯福酵母上海有限公司；玫瑰細沙、綿白糖，揚州市麥德龍超市。

1.2 儀器與設(shè)備

MK-HKM200和面機，松下電器(中國)有限公司；DZM-180 型電動壓片機，海鷗電器有限公司；MDF-U53V(N)速凍冰箱，伊萊克斯股份有限公司；MDF．us3vfNl超低溫冰箱，日本三洋公司；BS210S(1/10 000)分析天平，北京賽多利斯天平有限公司；BCD-620冰箱，青島海爾股份有限公司；SPl8.S醒發(fā)箱，珠海三麥機械有限公司；TMS-PRO質(zhì)構(gòu)儀，美國FTC公司；AccuFat-1050磁共振分析儀，江蘇麥格邁醫(yī)學科技有限公司；3nH電腦色差儀，深圳市三恩時科技醫(yī)學科技有限公司；雷磁pH計，上海儀電科學儀器股份有限公司；HD-3A型水分活度測定儀，無錫市華科儀器有限公司；TC-600A 單室真空包裝機，上海星貝包裝機械有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 豆沙包的制備及包裝

豆沙包生坯的制備按照朱在勤等[9]的方法并稍作調(diào)整。

工藝流程：將面粉、干酵母、綿白糖用水溶化→和面(室溫18 ℃) →發(fā)酵(溫度38 ℃，相對濕度75%，10 min)→壓面機壓制→制皮→包餡→成型→醒發(fā) (溫度38 ℃，相對濕度75%，20 min) →蒸制(燒開的蒸鍋上，15 min)→室溫冷卻(40 min)→包裝(真空時間：5 s，熱封時間：10 s，冷卻時間：10 s)→貯存(4 ℃冷藏冰箱)。

1.3.2 豆沙包復熱處理

取出樣品，置于沸騰的蒸鍋上蒸制 15 min，冷卻40 min，待測。

1.4 豆沙包品質(zhì)測定及方法

1.4.1 水分分布與遷移情況

利用低場核磁共振分析儀分別測定復熱前、后豆沙包面坯中的水分分布。分別將復熱前、后的包子用鑷子去除外皮和餡心，參考湯曉娟[10]的方法并稍作修改：準確稱取15 g內(nèi)部面團，用聚四氟乙烯帶小心包裹后置于專用核磁管中，封口膜封口，放在核磁磁場的射頻管道中，測每個面團樣品的弛豫時間。采用OnePulse和CPMG脈沖序列測定樣品中自旋-自旋弛豫時間T2。樣品采集參數(shù)設(shè)置：接收增益250，回波間隔300 μs，采樣點數(shù)3 000，掃描次數(shù)32，間隔時間1 000 ms。每個樣品重復測定3 次。

1.4.2 質(zhì)構(gòu)測定

利用質(zhì)構(gòu)儀，將復熱后的包子冷卻 40 min 后，用鑷子去除表皮和餡心，參考CURTI等[11]的方法并稍作修改：用模具壓成厚度為 10 mm，直徑為30 mm的均勻薄片，取壓制好的樣品，用圓柱形探頭(P/35)進行質(zhì)構(gòu)測試。具體的參數(shù)為：距離 30 mm，測試前速率3 mm/s，測試速率 1 mm/s，測試后速率 1 mm/s，下壓程度 60.00%，測試力 0.08 N，2 次壓縮時間間隔 3 s，每個樣品重復測定3 次。

1.4.3 色差測定

利用電腦色差儀，分別對復熱前后豆沙包樣品表皮色澤進行測量。豆沙包的色澤由亮度(L*)、紅度(a*)、黃度(b*)表示，每個樣品重復測量6次。

1.4.4 水分活度測定

制作后的豆沙包常溫冷卻 40 min 后，用鑷子去除表皮和內(nèi)部餡心，加工成碎屑狀，放入水分活度儀中測定，讀取平衡后的數(shù)據(jù)，每個樣品測量3次。

1.4.5 pH值測定

分別將復熱前后的豆沙包樣品，用鑷子去除外皮和餡心，準確稱取10 g內(nèi)部面團于燒杯中，加入100 mL 去離子水，用勻質(zhì)機打漿60 s，均質(zhì)后測量，每個樣品測量6次。

1.4.6 蒸煮損失試驗評價

豆沙包的蒸煮特性研究，參考LIU等[12]的方法，分別測定復熱前后豆沙包的失水率、質(zhì)量、體積。豆沙包的體積采用油菜籽置換法測量，根據(jù)比容等于體積與質(zhì)量之比求出豆沙包比容。

1.5 數(shù)據(jù)處理

通過Excel 2010整理實驗數(shù)據(jù)，應(yīng)用統(tǒng)計分析軟件SPSS 23.0對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析、主成分分析、相關(guān)性分析和聚類分析，其中聚類分析采用系統(tǒng)聚類，利用Origin 2017軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 貯藏豆沙包品質(zhì)分析

2.1.1 不同貯藏時間對豆沙包面團水分分布的影響

圖1-A、圖1-C分別是豆沙包貯藏過程復熱前后典型的水分弛豫時間分布曲線，圖1-B、圖1-D是豆沙包貯藏過程復熱前后強結(jié)合水(T21)、弱結(jié)合水(T22)的峰面積比例圖。由圖1-A可以看出：隨著豆沙包存放時間延長，其信號幅度開始減弱，并且由圖1-B可清晰看出，強結(jié)合水含量呈線性下降趨勢，說明在貯藏階段，隨著淀粉的進一步老化，導致面團體系中與面筋蛋白質(zhì)結(jié)合的強結(jié)合水轉(zhuǎn)化成弱結(jié)合水，持水性下降，這與劉長虹等[13]在饅頭貯藏過程水分分布變化中研究結(jié)果相似。由圖1-C和圖1-D可知，與復熱前不同，復熱后的水分分布是不穩(wěn)定的，水分總量先減小后增加而又減小，可能是由于復蒸時的水蒸氣的作用，使水分朝著碎屑干燥方向轉(zhuǎn)移[14]，導致復熱后的豆沙包面團內(nèi)部組分之間水分遷移至面筋蛋白外，使面團中水分重新分布。因此，在貯藏過程中，水分子不斷從面筋網(wǎng)絡(luò)中釋放出來，豆沙包的持水能力變?nèi)?，水分子質(zhì)量在一定程度上會影響豆沙包的食用品質(zhì)。

A-復熱前T2分布曲線；B-復熱前峰面積比例；C-復熱后T2分布曲線；D-復熱后峰面積比例圖1 不同貯藏時間對豆沙包面團水分分布的影響Fig.1 Effect of different storage time on water distribution of steamed bread with minced red bean

2.1.2 不同貯藏時間對豆沙包面團色澤品質(zhì)的影響

不同貯藏時間下，豆沙包復熱前后的色澤品質(zhì)變化如表1所示。貯藏時間改變了豆沙包的表皮顏色，對復熱前的豆沙包的L*值影響顯著，隨著貯藏時間的延長，豆沙包L*先降低后顯著升高，貯藏5 d時豆沙包色澤更加亮白，a*值和b*值隨貯藏時間變化呈逐漸下降趨勢，特別當貯藏5 d時，此條件下豆沙包紅色顯著降低。而復熱后的豆沙包樣品，L*值與復熱前的樣品呈顯著正相關(guān)(r=0.660)，兩者a*值呈顯著正相關(guān)(r=0.852)，b*值呈負相關(guān)(r=-0.438)，已有研究表明，面團麥谷蛋白大聚體含量的減少會導致b*值上升[15]，所以復熱后的豆沙包b*值變化較大可能與麥谷蛋白大聚體含量有關(guān)。產(chǎn)品的色澤對老化過程具有指導意義， 良好的亮度和色澤表現(xiàn)可以增加產(chǎn)品的品質(zhì)[16]。綜上所述，貯藏3 d 和5 d的豆沙包，色澤品質(zhì)顯著下降。

表1 不同貯藏時間對豆沙包面團色澤品質(zhì)的影響Table 1 Effect of different storage time on the color quality of steamed bread with minced red bean

2.1.3 不同貯藏時間對豆沙包面團質(zhì)構(gòu)特性的影響

豆沙包在貯藏過程中的質(zhì)構(gòu)特性如表2所示。與新鮮樣品相比，所有豆沙包在貯藏過程中，降低了面團的蓬松度，硬度指標呈直線上升的趨勢，可能是由于面團內(nèi)部水分的損失、支鏈淀粉的退化、面筋的脫水等導致的，與TAGLIERI等[17]闡述面團貯存會對面包硬度產(chǎn)生負面影響結(jié)果相一致；也有研究證實，產(chǎn)品硬度太大，咬起來所需的力越大，口感會變差[18]。由表2 可以看出，豆沙包的膠黏性呈上升趨勢，說明隨著貯藏時間延長，豆沙包破裂成吞咽時的穩(wěn)定狀態(tài)所需的能量就越大[19]，這也與咀嚼性呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)；而黏附性和彈性在第1天內(nèi)降幅明顯，并且隨著貯藏時間的延長呈現(xiàn)出下降的趨勢，說明貯藏時間會導致樣品的回復程度變低，品質(zhì)下降。

表2 不同貯藏時間對豆沙包面團質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 2 Effect of different Storage time on texture properties of steamed bread with minced red bean

2.1.4 不同貯藏時間對豆沙包面團pH的影響

由圖2可以看出，隨貯藏時間的延長，復熱前的豆沙包的pH先下降后上升，在第1天達到最低值，在第7天時達到最大值。復熱后的豆沙包pH在0 d到5 d的貯存時間范圍內(nèi)與復熱前樣品呈現(xiàn)相同的趨勢，但到第7天時呈直線下降的趨勢，這與MARTINS等[20]對于在不同貯藏時間及溫度下的小米酸面團面包pH值變化研究結(jié)果具有相似性。貯藏過程中豆沙包面坯pH發(fā)生變化，可能是豆沙包中碳水化合物含量較高，為微生物代謝產(chǎn)酸提供養(yǎng)分，使面團內(nèi)部酸度上升，導致pH 下降[21]；但在第3天后，pH不斷上升，一方面可能是面團內(nèi)部微生物生長受到限制，發(fā)酵產(chǎn)酸較少；另一方面可能由于豆沙包面團內(nèi)部的蛋白質(zhì)分解生成的堿性物質(zhì)可能會中和部分酸，也會使酸度略有下降[20]。

圖2 不同貯藏時間對豆沙包面團pH的影響Fig.2 Effect of different storage time on pH of steamed bread with minced red bean 注：不同小寫字母表示顯著性差異(P<0.05)(下同)

2.1.5 不同貯藏時間對豆沙包面團水分活度的影響

由圖3 可知，豆沙包復熱前水分活度的變化趨勢為先上升后逐漸下降，與ARP等[22]研究結(jié)果一致，這是因為在貯存1 d 后，豆沙包內(nèi)部的水分向表皮遷移，面坯內(nèi)部的水蒸氣氣壓相對減少，使得水分活度迅速下降[19]。隨著貯存時間的延長，將豆沙包復熱后，其水分活度呈先上升后急劇下降再次緩慢上升的趨勢，這可能是由于復熱時的水蒸氣從樣品底部穿透到頂部，在一定程度上預(yù)防水分散失，所以下降較小。

圖3 不同貯藏時間對豆沙包面團水分活度的影響Fig.3 Effect of different storage time on water activity of steamed bread with minced red bean

2.1.6 不同貯藏時間對豆沙包面團蒸煮特性的影響

圖4-A 表示豆沙包在不同貯藏時間內(nèi)的蒸煮品質(zhì)的變化。如圖4-A所示，在貯藏期間的蒸煮損失率有顯著變化，復熱前的豆沙包蒸煮損失率呈現(xiàn)上升—下降—上升—下降的趨勢，并在第1天時顯著升高，這可能是由于剛做出不久的豆沙包水分含量最大，放入冰箱冷藏，較大的溫差導致淀粉顆粒松散，從而使蒸煮損失增大[23]。隨著貯存時間延長，面團內(nèi)部大量的水分向表皮緩慢遷移，導致失水率變大。豆沙包復熱前、復熱后的比容如圖4-B所示，在貯存的周期內(nèi)樣品比容呈下降的趨勢，這是因為隨著貯存時間延長，面筋的筋力變?nèi)?，持氣性變差[24]，導致豆沙包的比容變小。除此之外，面團內(nèi)部酶類的酶解作用也會導致豆沙包的比容下降。

A-蒸煮品質(zhì)變化；B-比容變化圖4 不同貯藏時間對豆沙包面團蒸煮特性的影響Fig.4 Effect of different storage time on cooking characteristics of steamed bread with minced red bean

2.2 豆沙包品質(zhì)指標的主成分分析

2.2.1 豆沙包品質(zhì)指標的相關(guān)性分析

2.2.1.1 豆沙包復熱前品質(zhì)指標相關(guān)性分析

如表3所示，將復熱前豆沙包的品質(zhì)指標進行相關(guān)性分析。蒸煮損失與L*值呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，與b*值呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，與水分活度呈顯著正相關(guān)(P<0.05)；比容與T21值之間呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)(P<0.01)關(guān)系，與T22值之間呈現(xiàn)顯著相關(guān)(P<0.05)；L*值與b*值顯著正相關(guān)(P<0.05)，與水分活度呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)；a*值與T21值呈顯著正相關(guān)(P<0.05)；b*值與水分活度呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，與T21、T22呈顯著正相關(guān)(P<0.05)；pH與T22值呈顯著正相關(guān)(P<0.05)；水分活度與T21呈顯著正相關(guān)(P<0.05)；T21與T22呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。

表3 豆沙包復熱前品質(zhì)指標間的相關(guān)性分析Table 3 Correlation analysis of quality indexes of steamed bread with minced red bean before reheating

2.2.1.2 豆沙包復熱后品質(zhì)指標相關(guān)性分析

由表4 可知，對 8 個在不同貯存時間復熱后豆沙包在品質(zhì)性狀進行相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，豆沙包的水分遷移特征與質(zhì)構(gòu)特性等品質(zhì)指標之間存在不同程度的相關(guān)性，且部分品質(zhì)指標之間的相關(guān)性呈顯著或極顯著狀態(tài)。各指標測定值所呈現(xiàn)的信息出現(xiàn)重疊現(xiàn)象，因此可應(yīng)用主成分分析和聚類分析的方法對豆沙包品質(zhì)指標進行降維和分類[25-26]，從而更加方便地對豆沙包在貯藏期間的品質(zhì)變化進行研究。

表4 豆沙包復熱后水分遷移與食用品質(zhì)指標間的相關(guān)性分析Table 4 Correlation analysis between water migration and edible quality indexes of steamed bread with minced red bean after reheating

2.2.2 主成分提取及成分荷載矩陣

2.2.2.1 豆沙包復熱前品質(zhì)指標主成分特征值分析

由表5 可知，復熱前豆沙品質(zhì)指標的前2 個主成分的累計貢獻率為85.800%，說明前 2個主成分可以解釋貯藏期間復熱前豆沙包品質(zhì)的絕大部分信息，因此選用前2個主成分評價復熱前豆沙包的綜合品質(zhì)。

表5 豆沙包復熱前主成分特征值、方差貢獻率和累積貢獻率Table 5 Principal component characteristic value, variance contribution rate and cumulative contribution rate of samples before reheating

結(jié)合表5和表6 可知，主成分 1 的特征值為4.830，貢獻率為 53.670%，決定主成分 1 的主要是豆沙包的水分活度，其次為L*、b*、失水率、pH等，可將第1主成分看作復熱前豆沙包品質(zhì)的綜合指標；第2 主成分的特征值為 2.892，貢獻率為 32.130%，第2主成分主要是由a*、T21、T22、比容等決定，可把第2主成分看作復熱前豆沙包品質(zhì)的水分狀態(tài)及質(zhì)量指標。

表6 豆沙包復熱前旋轉(zhuǎn)后的成分矩陣Table 6 Composition matrix of sample after principal rotation before reheating

2.2.2.2 豆沙包復熱后品質(zhì)指標主成分特征值分析

由表7可知，復熱后豆沙包品質(zhì)指標的前3個主成分的累計貢獻率為85.547%，說明前 3個主成分可以解釋貯藏期間復熱后豆沙包品質(zhì)的絕大部分信息，因此選用前3個主成分評價復熱后豆沙包的綜合品質(zhì)。

表7 豆沙包復熱后主成分特征值、方差貢獻率和累積貢獻率Table 7 Principal component characteristic value, variance contribution rate and cumulative contribution rate of samples after reheating

結(jié)合表7和表8 可知，主成分 1 的特征值為6.164，貢獻率為 41.092%，決定主成分 1 的主要是b*、a*、黏附性、彈性、膠黏性、pH，可將第1主成分看作復熱前豆沙包品質(zhì)的色澤及質(zhì)構(gòu)指標；第2主成分的特征值為4.312，貢獻率為28.747%，第2主成分主要是由比容、L*、內(nèi)聚性、失水率、硬度等決定，可把第2主成分看作復熱前豆沙包品質(zhì)的綜合指標；第3主成分主要是是由水分活度、咀嚼性、T21、T22等決定。

表8 豆沙包復熱后旋轉(zhuǎn)后的成分矩陣Table 8 Composition matrix of sample after principal rotation after reheating

2.3 豆沙包品質(zhì)指標的聚類分析

本試驗是在主成分分析的基礎(chǔ)上，采用系統(tǒng)聚類分析法分別對豆沙包復熱前的9個、復熱后的15個品質(zhì)指標進行組間連接-皮爾遜相關(guān)性型聚類。

2.3.1 豆沙包復熱前品質(zhì)指標聚類分析

由圖5可知，在歐氏距離為 2.5 處時，可將復熱前豆沙包品質(zhì)指標劃分為三大類，第一類為b*、水分活度、T21、T22、a*、比容；第二類為失水率和L*值；pH單獨聚為第三類。

圖5 豆沙包復熱前指標的 R 型聚類Fig.5 R-type clustering of sample indexes before reheating

2.3.2 豆沙包復熱后品質(zhì)指標聚類分析

圖6是以貯存不同時間復熱后豆沙包的相關(guān)指標的系統(tǒng)聚類分析。當類間距離為2.5 時，將 15 個品質(zhì)評價指標聚為三類，第一類為a*、b*、黏附性、彈性、硬度、咀嚼性；第二類為水分活度、T21、L*值、內(nèi)聚性、失水率、比容、pH、T22；第三類為膠黏性。同時，結(jié)合主成分荷載分析結(jié)果，最終確定選用硬度、水分活度、T21、pH值、蒸煮損失作為綜合評價復熱后豆沙包品質(zhì)優(yōu)劣的關(guān)鍵性指標。

圖6 豆沙包復熱后指標的 R 型聚類Fig.6 R-type clustering of sample indexes after reheating

3 結(jié)論

豆沙包在貯藏期間的品質(zhì)與水分、質(zhì)構(gòu)等指標有關(guān)，其品質(zhì)研究受多種因素的影響，如貯藏環(huán)境、包裝方式等[27]。本試驗對半真空包裝豆沙包復熱前后成品在不同貯存周期內(nèi)水分遷移、質(zhì)構(gòu)、色澤、比容和pH、水分活度以及蒸煮特性等進行研究，分別對5個不同貯藏時間的豆沙包各項品質(zhì)指標進行描述性分析和相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)豆沙包在復熱前后各項品質(zhì)指標之間均存在差異性(P<0.05)，且豆沙包在不同貯藏時間內(nèi)呈現(xiàn)不同程度的變化。同時，采用主成分分析法對豆沙包復熱前9個理化指標、復熱后15個品質(zhì)指標進行簡化，并且采用聚類分析法分別對復熱前、復熱后的品質(zhì)指標進行系統(tǒng)性的歸類分析。通過主成分分析提取出復熱前豆沙包品質(zhì)評價指標的2個主成分因子，共能解釋85.800%的原始變量，所提取出的2個主成分因子分別代表復熱前豆沙包的綜合指標、水分狀態(tài)2個方面的品質(zhì)特性；提取出了復熱后豆沙包品質(zhì)評價指標的3個主成分因子，共能解釋88.547%的原始變量，所提取的3個主成分因子分別代表復熱后豆沙包的色澤品質(zhì)、軟硬度、蒸煮特性、水分狀態(tài)4個方面的品質(zhì)特性。根據(jù)聚類分析結(jié)果，將復熱前的豆沙包9 個品質(zhì)指標聚為了三類，將復熱后的豆沙包15 個品質(zhì)指標聚為了三類。

采用主成分分析和聚類分析評價了不同貯藏時間對豆沙包成品食用品質(zhì)的影響，為豆沙包的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)，對豆沙包的貯藏具有重要的指導意義，也有利于為不同貯藏期間的豆沙包建立更全面、更系統(tǒng)的品質(zhì)評價。