王喜慶，郭麗，劉東琦，王鵬

綏化學(xué)院食品與制藥工程學(xué)院（綏化 152000）

速凍水餃因其方便、快捷、營養(yǎng)豐富等優(yōu)點深受消費者的青睞，但由于在冷藏、運輸和銷售過程中難免出現(xiàn)溫度波動的現(xiàn)象，這勢必將對速凍水餃的品質(zhì)造成不利的影響。市售速凍水餃普遍存在抗凍能力弱、蒸煮質(zhì)量差的現(xiàn)象，嚴重制約速凍水餃的發(fā)展[1-2]。因此，研究者為解決或延緩這些缺陷展開積極探索：姬曉月等[3]把γ-PGA添加到速凍餃子皮中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)γ-PGA可以顯著降低速凍水餃皮的最佳蒸煮時間、蒸煮損失率，抑制冰晶形成，改善面筋結(jié)構(gòu)；Zhang[4]把馬鈴薯顆粒全粉添加到面粉中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)制得的水餃皮可以有效改善速凍水餃的品質(zhì)，添加量7.5%時，速凍水餃的蒸煮品質(zhì)最好。

關(guān)于速凍水餃的研究多集中在產(chǎn)品開發(fā)[5-6]和品質(zhì)改良[7-9]方面，而對于速凍水餃在凍藏過程中溫度變化的研究，尤其是凍融變化對水餃皮中的水分的變化還鮮有報道。因此，以速凍水餃為研究對象，探究凍融循環(huán)對速凍水餃品質(zhì)的影響，分析凍融循環(huán)導(dǎo)致速凍水餃品質(zhì)產(chǎn)生變化的機理，以期找出速凍水餃在凍融變化中品質(zhì)下降的原因，為速凍水餃貨架期的預(yù)測及品質(zhì)改良提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

金龍魚餃子專用粉（水分11.76%、蛋白質(zhì)11.82%、灰分0.42%、濕面筋30.81%，益海嘉里面粉有限責(zé)任公司）。

1.2 儀器

差示掃描量熱儀（Diamond型，美國Perkin Elmer）；核磁共振儀（NM120型，上海紐邁電子科技有限公司）；冰箱（BCD-226UN型，青島海信集團有限公司）；速凍箱（MDF-U460BR型，日本三洋公司）；針式和面機（TSK-9416型，廈口燦坤實業(yè)股份有限公司）；小型壓面機（NEWAIR型，北京藤威機械有限公司）；食品攪拌機（B10-B型，江蘇省如東縣盛恒食品機械廠）；冷凍干燥機（PDU-1200型，日本東京理化公司）；恒溫恒濕培養(yǎng)箱型（HWS-128型，寧波江南儀器廠）；電子天平（ME104E型，德國Sartorius儀器公司）；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（DHG-9123A型，上海一恒科技有限公司）；質(zhì)構(gòu)儀（New plus，英國Stable Microsystem公司）。

1.3 試驗方案

1.3.1 速凍水餃的制作方法

1.3.1.1 速凍水餃皮的制備

稱取200.0±1.0 g小麥粉樣品，添加小麥粉質(zhì)量50%的蒸餾水，放入針式和面機中，和面時間為2 min，調(diào)節(jié)壓面機的輥間距2.4 mm，反復(fù)碾壓3次，然后放入保鮮袋密封，室溫下靜置20 min。然后將壓面機的輥間距調(diào)至1.2 mm，繼續(xù)壓延1次，面帶的最終厚度控制在1.2±0.05 mm，用直徑8 cm的圓形模具切出圓形面片若干，分開置于保鮮膜上并包裹，用于包裹餃子餡使用。

1.3.1.2 速凍水餃及水餃餡的制備

將豬肉和白菜切碎，按照表1的比例混合放在鋼盆內(nèi)攪拌，待肉和白菜混合均勻并具有一定黏性時，即完成水餃餡的制備。取4.0±0.1 g的肉餡放在水餃皮上，將其捏合為半圓形。

表1 速凍水餃肉餡的配方

速凍水餃的制備過程：

1.3.2 凍融循環(huán)試驗

將速凍后的水餃及水餃皮樣品10個為1組平放入密封袋內(nèi)，放置在-18 ℃冰箱內(nèi)凍藏2 h，25 ℃條件下解凍1 h，這樣為完成1次凍融循環(huán)，凍融次數(shù)為0，1，2，3和4次，分別記作F0，F(xiàn)1，F(xiàn)2，F(xiàn)3和F4。在解凍的過程中，避免陽光直射和表面空氣流動的影響。

1.3.3 速凍水餃的煮制[10]

向電熱鍋中加入1 000 mL蒸餾水加熱至沸騰，放入20個速凍水餃，待加熱4 min后，每隔30 s撈出1個餃子。把撈出水餃剝?nèi)ネ馄?，水餃剝皮放在玻璃板上，用小刀切開中心部位進行觀察，白心消失即為水餃最佳蒸煮時間。在沸水中加入少量涼水繼續(xù)加熱，待水餃漂浮在水面上，并保持1 min，繼續(xù)加入50 mL冷水，再次沸騰時，速凍水餃的蒸煮時間統(tǒng)一定為水餃皮的最佳蒸煮時間的基礎(chǔ)上加2 min[11]。

1.3.4 試驗方法

1.3.4.1 速凍水餃凍裂率的測定

在制得的速凍水餃中隨機抽取一定數(shù)量的樣品，數(shù)量在30個以上。觀察水餃皮表面，有無裂痕、裂痕大小、粗細與個數(shù)，記為凍裂，按照式（1）計算。

式中：N1為有裂紋的水餃個數(shù)；N2為總水餃個數(shù)。

1.3.4.2 速凍水餃失水率的測定

將10個速凍水餃為1個測量單位，速凍后用天平稱量記作M1，放入-18 ℃冰箱內(nèi)凍藏，制得不同凍藏時間的速凍水餃，用天平稱量記作M2，得到失水率，按照式（2）計算。

式中：M1為冷凍前質(zhì)量，g；M2為冷凍后質(zhì)量，g。

1.3.4.3 速凍水餃皮質(zhì)構(gòu)的測定

參照丁琳等[12]的方法。將1 000 mL水燒開，從冰箱中取出5張水餃皮放入沸水內(nèi)，蒸煮4 min后撈出，放入水中冷卻30 s后撈出。然后用濾紙吸干水餃皮表面的水分，剪切合適大小的水餃皮放置在載物臺上。質(zhì)構(gòu)儀探頭，P/35制圓柱形探頭。參數(shù)設(shè)定：測前速度1.00 mm/s；測試速度0.80 mm/s測后速度0.80 mm/s；目標模式，應(yīng)變位移；距離10.000 mm；應(yīng)變位移70.00%；時間5.00 s；引發(fā)類型，自動（力）；引發(fā)力5.0 g；引發(fā)距離2.000 mm。

1.3.4.4 速凍水餃皮中可凍結(jié)水含量的測定

參照Lu等[13]的方法，用鑷子取水餃皮中間部位制取樣品。精確稱取20.0±0.1 mg樣品放置在鋁皿底部，用壓樣器密封，密封空坩堝作空白對照。參數(shù)設(shè)定：氮氣流速100 mL/min，溫度變化速度5 ℃/min，起始溫度20～-40 ℃，在-40 ℃保持5 min，-40～20 ℃。根據(jù)DSC曲線上的熔化焓變ΔH，計算可凍結(jié)水含量，按照式（3）計算。

式中：ΔH為樣品熱焓值；ΔH0為純水熱焓值，取334 J/g；Wt為面團總含水率。

水餃皮水分按照GB 5009.3—2016《食品中水分的測定》的直接干燥法測定。

1.3.4.5 速凍水餃皮中水分分布的測定

參考趙丹[14]的方法，利用CPMG脈沖序列測定樣品的橫向弛豫時間T2，以T2值分析速凍水餃皮中水分子的流動性。將樣品置于永久磁場中心位置平衡1 min，與儀器溫度保持一致，進行CPMG脈沖序列試驗。CPMG序列采用的參數(shù)：采樣帶寬200，回波個數(shù)C0=2 000，重復(fù)掃描次數(shù)NS=32 s。

1.3.4.6 速凍水餃皮動態(tài)流變特性的測定

將凍藏的水餃皮在25 ℃相對濕度85%條件下解凍1 h后，稱取5～7 mg水餃皮揉成圓球并放置在底板中心，選用直徑50 mm的平板，平板間距設(shè)置為3 mm，多余的用刀片去除，在室溫下靜置10 min后用流變儀進行頻率掃描。應(yīng)變設(shè)置為0.2%，掃描頻率為0.1～10 Hz。計算流變損耗角tanδ（G’’/G’），并且在10 Hz下對樣品的流變學(xué)進行定量分析。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

圖表的繪制采用Excel，方差分析使用SPSS 17.0軟件，在p＜0.05試驗水平上對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 凍融循環(huán)對速凍水餃凍裂率的影響

由表2可知：隨著凍融次數(shù)增加，速凍水餃的凍裂率不斷上升，這主要是因為溫度波動加速速凍水餃中水分轉(zhuǎn)移，水餃在融化的過程中小冰晶逐漸消失，緩慢凍結(jié)過程中大冰晶逐漸增多，具體表現(xiàn)為水餃餡體積的增大對水餃皮產(chǎn)生較強的機械壓力；在凍融過程中速凍水餃皮的彈性會因為失水而降低，而蛋白質(zhì)的失水還會導(dǎo)致蛋白質(zhì)大分子的解聚[15]，蛋白網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)也遭到破壞，無法為肉餡的體積膨脹提供足夠的彈性，最終導(dǎo)致凍裂率不斷上升。

表2 凍融循環(huán)對速凍水餃凍裂率的影響

2.2 凍融循環(huán)對速凍水餃失水率的影響

由表3可知：隨著凍融次數(shù)的增加，速凍水餃的失水率不斷上升，這主要是因為凍融的溫度變化范圍較大，水餃內(nèi)產(chǎn)生較大的溫度梯度，又由于水餃內(nèi)外環(huán)境中水蒸氣壓差的存在，水分會加速從速凍水餃內(nèi)部轉(zhuǎn)移到凍藏環(huán)境中，表現(xiàn)為水餃不斷失水。同時凍融次數(shù)的增加對速凍水餃皮中的面筋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞作用，對水分的轉(zhuǎn)移起到促進作用[16-17]。

表3 凍融循環(huán)對速凍水餃失水率的影響

2.3 凍融循環(huán)對速凍水餃皮質(zhì)構(gòu)的影響

由表4可知：隨著凍融次數(shù)增加，餃子皮的各項指標與對照組都出現(xiàn)顯著變化（p＜0.05），其中，硬度由F0的2 006±19.22上升到F4的5 233.5±353.39，彈性由F0的0.98±0.02下降到F4的0.54±0.04。這主要是因為凍融過程產(chǎn)生的溫度差使水餃皮中的水分轉(zhuǎn)移、重結(jié)晶造成蛋白質(zhì)變性引起的[18-19]，而這種影響較凍藏時間對彈性和硬度的影響更加明顯，數(shù)值的變動范圍也更大。咀嚼性和膠著性影響因素較多，并沒有出現(xiàn)規(guī)律性的變化，咀嚼性在F0時最低為1 697.94±24.19，最高在F2時為2 915.07±508.80；膠著性在F1時最低為1 059.19±568.29，在F4最高為2 943.10±184.65。

表4 凍融循環(huán)對速凍水餃皮質(zhì)構(gòu)特的影響

2.4 凍融循環(huán)對速凍水餃皮中可凍結(jié)水含量的影響

在凍融過程中，水餃皮中的水分發(fā)生多種方式的遷移，并且不可避免地發(fā)生蒸發(fā)。水的融化焓值可以直接反映出可凍結(jié)水的總量。由表5可知：水的融化焓值呈現(xiàn)先增加后下降的變化趨勢，說明水餃皮在凍融過程中可凍結(jié)水的總量出現(xiàn)變化。與F0相比，F(xiàn)1和F2的可凍結(jié)水含量分別增加3.77%和5.39%，說明在凍融的過程中不可凍結(jié)水向可凍結(jié)水進行轉(zhuǎn)化。而F3和F4的可凍結(jié)水含量較F2分別減少0.65%和0.90%，說明多次凍融后水餃皮中總水分降低，影響可凍結(jié)水占總水分的比例，可以推斷在此過程中水餃皮的水分轉(zhuǎn)移主要是水分減少引起。

表5 凍融循環(huán)對速凍水餃皮中可凍結(jié)水及融化焓的影響

2.5 凍融循環(huán)對速凍水餃皮水分分布的影響

表6是不同凍融次數(shù)的速凍水餃皮中3種狀態(tài)水分的對應(yīng)峰面積比例。由表6可知：隨著凍融次數(shù)的增加，A21呈現(xiàn)出先降低后增加的變化趨勢。這是因為凍融循環(huán)初期水餃皮失水量較少時，水餃皮內(nèi)部由于凍藏引起的低溫（-18 ℃）導(dǎo)致大分子物質(zhì)親水性的下降，使A21的絕對面積減少，相對面積也減少，但是凍融循環(huán)后期，水餃皮失水量較大時，A21的絕對面積在減少的同時，水餃皮的總水分的絕對面積減少得更多，反而使A21的相對值增大。這是因為水餃皮中的水分散失主要是以流動性較強的自由水和半結(jié)合水為主，而與大分子親水基團相結(jié)合的結(jié)構(gòu)水，很難通過蒸發(fā)的方式與大分子物質(zhì)分離。與F0相比，F(xiàn)1、F2的A21分別降低0.8%和1.2%，這說明A21中的水分向A22和A23轉(zhuǎn)移。而F3、F4的A21較F0增加0.7%和2.3%，這主要是因為較多的半結(jié)合水和自由水擴散到凍藏環(huán)境中，使A22和A23對應(yīng)的總水分下降引起。隨著凍藏次數(shù)增加，水餃皮中A23的數(shù)值一直減少，從F0的5.1%±0.11%下降到F4的3.4%±0.06%，這說明水餃皮中的自由水含量在不斷降低，也證實了水餃皮中的水分不斷擴散進入凍藏環(huán)境。而A23中的水分為自由水，在凍融中最容易剔除[20]，因此其含量隨凍融次數(shù)增加而逐漸降低。

表6 凍融循環(huán)對速凍水餃皮中3種狀態(tài)水對應(yīng)峰面積比例的影響

2.6 凍融循環(huán)對速凍水餃皮動態(tài)流變學(xué)特性的影響

從圖1和圖2可以看出，在0.1～10 Hz的振蕩頻率范圍內(nèi)，隨著振蕩頻率增加，各組的彈性模量（G’）和黏性模量（G’’）均呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，水餃皮內(nèi)部產(chǎn)生強烈的交聯(lián)作用[21]，表現(xiàn)為一種典型的弱凝膠動態(tài)流變學(xué)圖譜。在相同頻率下，水餃皮的彈性模量（G’）都大于黏性模量（G’’），說明不同凍藏時間的面團主要體現(xiàn)固定的特性，即面團還主要以彈性為主。此外，在同一振蕩頻率下，隨著凍藏次數(shù)的增加，彈性模量（G’）和黏性模量（G’’）呈現(xiàn)下降的趨勢，這主要因為凍融的溫度波動會加速冰晶的生長，進而引起面團發(fā)生水分遷移，導(dǎo)致面筋蛋白質(zhì)脫水，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)遭到破壞，從而引起面團的黏彈性降低。

圖1 凍融循環(huán)對水餃皮彈性模量（G’）頻率掃描圖

圖2 凍融循環(huán)對水餃皮黏性模量（G’’）頻率掃描圖

由表7可知，振蕩頻率10 Hz時，隨著凍融次數(shù)增加，彈性模量（G’）和黏性模量（G’’）呈現(xiàn)下降趨勢，差異顯著（p＜0.05）；流變損耗角tanδ（G’’/G’）在0.54～0.67范圍內(nèi)，且隨著凍融次數(shù)增加，tanδ（G’’/G’）上升，這是因為雖然黏性模量（G’’）隨著凍凍融次數(shù)增加而減少，但彈性模量（G’）減少的程度更大，導(dǎo)致?lián)p耗角正切值逐漸增大。

表7 凍融循環(huán)對水餃皮流變學(xué)特性的影響

3 結(jié)論與討論

與F1的速凍水餃相比，F(xiàn)4的速凍水餃的凍裂率和失水率都出現(xiàn)顯著上升（p＜0.05）。隨著凍藏次數(shù)增加，速凍水餃皮的質(zhì)構(gòu)特性中的彈性和硬度發(fā)生顯著性變化，咀嚼性和膠著性沒有出現(xiàn)規(guī)律性的變化。DSC顯示可凍結(jié)水的含量凍融0次與F1、F2、F3和F4差異顯著（p＜0.05），F(xiàn)1、F2、F3和F4之間差異不顯著（p＜0.05）。NMR顯示水餃皮中存在結(jié)構(gòu)水、半結(jié)合水和自由水，隨著凍融次數(shù)增加，A21先減少后增加、A22先增大后減少和A23逐漸降低。經(jīng)過F4的速凍水餃皮的彈性模量（G’）和黏性模量（G’’）逐漸降低，呈現(xiàn)出假流體現(xiàn)象，在振動頻率為10Hz時，彈性模量（G’）和黏性模量（G’’）呈現(xiàn)逐漸降低的變化趨勢，流變損耗角tanδ（G’’/G’）則逐漸上升。

綜上所述，凍融循環(huán)對速凍水餃的品質(zhì)影響較大，在凍藏過程中應(yīng)控制溫度的穩(wěn)定性，減少溫度的波動頻率和范圍。另外，水餃皮中的水分在凍融過程中處于不斷變化，總水分不斷減少、可凍結(jié)水不斷增加，這對探索凍融循環(huán)對速凍水餃品質(zhì)的影響起到至關(guān)重要的作用。然而，水餃餡中的水分和小麥面粉的組成對速凍水餃的品質(zhì)影響毋庸置疑，其兩者在凍藏過程中所發(fā)生的相互作用還需進一步探究與討論。