汤圆是我国的传统糯米制品,其外形圆滚饱满,有团圆、幸福寓意,深受消费者喜爱[1]。速冻汤圆已成为继速冻饺子之后销售量最大的速冻食品[2]。
目前,速冻汤圆的工业化生产主要采用糯米粉加水调粉,包馅成型、速冻而成。糯米粉的加工方法有干法制粉、半干法制粉和湿法制粉。湿法制粉的粉质细腻,破损程度较小[3-5],是目前主要的制粉方法。但是在糯米粉湿法制粉过程中需要经压滤脱水、烘干脱水等工序,脱水过程在排放大量废水的同时,也使糯米本身具有的水溶性蛋白质、维生素等营养成分和风味物质造成损失。此外,干燥和加热条件对谷物蛋白质变性、淀粉破坏和蛋白酶活性都存在着影响[6],引起淀粉的热损伤。随着干燥温度的升高,破损淀粉含量呈先增加后降低的趋势,糯米粉的粒径减小,色度值有一定的下降;而保水力、透明度下降,冻融稳定性提高[7-8],以受损淀粉含量小于5%的糯米粉为原料制成的汤圆,结构致密、失水少、开裂轻微、蒸煮和质构性能较好[9]。以糯米粉干粉工艺制成的汤圆,在制作糯米粉的过程中需要压滤脱水、加热干燥,其营养价值、风味保持、产品口感等方面明显降低,且在汤圆制作过程中需要向糯米粉中加水从而调制粉团,相当于在磨粉排放废水的同时调制粉团阶段仍需加水,造成了水资源的浪费及风味物质的流失。
因此,本文直接采用米浆作为原料的汤圆湿法加工工艺可以取代一部分糯米干粉,即通过将糯米经过清洗、浸泡后湿法磨浆制成糯米粉浆,用糯米粉浆加入糯米粉中,调制成汤圆粉团,减少了干糯米粉的使用量,从而减少了压滤和烘干过程废水排放、能量消耗及原料物性所发生的热敏变性,在更大程度上保留了糯米本身的营养成分及风味物质,提高产品品质,降低烘干过程中温度升高所带来的淀粉热损伤的同时,减少了压滤过程中的废水排放及汤圆制作过程中的二次加水,可节省部分水磨糯米粉生产过程中的压滤、干燥、冷却、筛理、包装、码放等工序,节约水电气人工以及包材等费用,且相较于传统糯米粉,糯米浆的品质检测相对简单且易于控制,已在思念食品等企业开展应用,符合“十四五”科技创新发展中,绿色化发展、营养健康的食品加工要求。
此外,速冻汤圆在冻藏期间汤圆皮中水分逐渐流失[10-12],冰晶生长[13-15],淀粉分子糊化,食品口感、风味方面的变化难以避免,是造成速冻汤圆品质劣变的重要因素。基于此,本研究以速冻湿法汤圆为对象,以传统工业速冻干法汤圆作为对比,探究恒定冻藏温度下,速冻湿法汤圆失水率、汤汁透光率、色泽、质构等品质指标的变化,揭示冻藏时间对其品质变化的影响,以期为速冻湿法汤圆在贮藏和流通过程中品质的保持提供一定理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
安徽新元粳糯米,益海嘉里粮油工业有限公司;水磨粳糯米粉,思念食品(河南)有限公司;水磨籼糯米粉,思念食品(河南)有限公司;蒸馏水。
1.2 仪器与设备
ME104E/02电子天平,梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;L3-LJ2520榨汁机,九阳股份有限公司;A7(B0)微波炉,广东美的集团;Tu-901紫外分光光度计,北京普析通用仪器有限责任公司;RVA4500快速粘度分析仪,珀腾(上海)科技有限公司;TA-XAPLUS质构仪英国Stable Micro System公司;CR-400全自动色差计,日本康佳;214差示扫描量热仪,德国耐驰仪器制造有限公司
1.3 实验方法
1.3.1 汤圆制作
干法汤圆:取籼糯粉70 g、粳糯粉55 g称量混合均匀后,加入105 g水揉制成团,静置20 min,取15 g面团揉成光滑圆润的汤圆(无馅)待用。
湿法汤圆:取粳糯米加入1.5倍水室温浸泡2 h后取出沥水,加入1.8倍重量水磨浆,过60目筛待用。取70 g籼糯粉加入160 g的米浆揉制成团,静置20 min,取15 g面团揉成光滑圆润的汤圆(无馅)待用。
分别将制作好的干法汤圆及湿法汤圆装盒后迅速放入-40 ℃的冰箱中进行冷冻1 h,待中心温度达到-18 ℃后取出放置于-18 ℃冰箱贮藏,分别于0、30、60、90、120 d取样测定。为防止馅料对汤圆粉团口感的影响,本实验中汤圆不包裹馅料。
1.3.2 速冻湿法汤圆失水率的测定
分别称量不同冻藏时间速冻汤圆的质量[16],计算失水率,如公式(1)所示:
失水率/%
(1)
1.3.3 速冻湿法汤圆水分分布的测定
参照白洁[17]方法,使用低场核磁共振技术对湿法汤圆中水分分布和迁移的情况进行测定。将速冻汤圆粉团样品包裹上保鲜膜,放入玻璃棒,置于永久磁场中心位置的射频线圈中心,利用Carr-Purcell-Meiboom-Gill(CPMG)脉冲序列测定样品的自旋-自旋弛豫时间(T2)。CPMG序列参数如下:采样点数(TD)=320 010,回波时间(TE)=0.200 ms,回波个数(NECH)=8 000,累加次数(NS)=8。利用反演拟合软件计算出T2数值。
1.3.4 速冻湿法汤圆糊化特性的测定
糊化特性采用RVA 4500快速黏度分析仪测定,准确称取(3.00±0.01)g试样加入RVA设备适用铝盒中,按湿基14%校正计算蒸馏水添加量,加水后快速搅拌使其混合均匀。采用RVA Super 3 Standards标准程序进行升温与降温循环:先在50 ℃保持1 min,然后经3.5 min升温到95 ℃,于95 ℃保持3 min后,再经3.5 min降低到50 ℃,然后在50 ℃保持2 min[18]。测量完成后使用配套软件TCW对糯米浆的各项黏度特性进行数据分析,每个样品进行3次重复,取平均值。
1.3.5 速冻湿法汤圆质构特性的测定
分别将汤圆粉团置于沸水中煮至6 min后于冷水中冷却40 s,采用质构仪TPA模式进行全质构分析[19],设置成测定参数为:测前速度2 mm/s,测试速度1 mm/s,测后速度2 mm/s,压缩比60%,两次压缩之间停留时间5 s,探头压缩部位为汤圆的中心部位,探头为P/50柱形。每个样品进行6次重复,取平均值。
1.4 数据处理
每项测试所得数据均采用SPSS 16.0数据处理软件进行单因素ANOVA分析与Design Expert分析。
2 结果与分析
2.1 冻藏时间对速冻湿法汤圆失水率的影响
冻藏时间对速冻湿法汤圆失水率的影响如图1所示。由于冻结过程中产生的干耗,冷冻过程中汤圆均发生失水,且随着冻藏时间的增加,失水率呈逐渐上升的趋势,速冻湿法汤圆在冻结及冻藏过程中的失水率低于干法制作的汤圆。这可能是由于干法汤圆通过干制后的糯米粉加水调粉,糯米粉在干制时组织发生改变,当再吸水时就无法紧密结合水分,可导致较高的水分活度,对水分子束缚力较小,水分子移动性强,有利于冰晶升华,则干法汤圆的水分散失相对严重,品质损失率升高。湿法工艺制作的汤圆采用米浆代替部分糯米粉,该部分由糯米直接磨浆而成,其内部结合水含量较高,水分子移动性弱,则更有利于水分的保持。
图1 冻藏时间对汤圆失水率的影响
Fig.1 Influence of frozen storage time on water loss rate of frozen wet glue pudding
2.2 冻藏时间对速冻湿法汤圆水分分布的影响
水分是影响食品质量和保质期的重要因素,在湿法汤圆的冻藏过程中,水分结合状态的改变会对产品品质造成影响。表1展示了冻藏时间对不同制作工艺汤圆水分分布的影响。在T2弛豫图谱中存在2种峰,第1个峰T21(0～7 ms)是与蛋白质大分子表面极性基团紧密相结合的结合水。第2个峰T22(7～15 ms)为多层水,是与糖类、淀粉等大分子相结合的“弱结合水”[20]。由表1可知,2组汤圆在30 d以后随着冻藏时间的增加,A21呈下降趋势,A22呈上升趋势(P<0.05),说明有部分深层结合水逐渐向弱结合水转移。这是由于冻藏中冰晶数量的增大和体积的膨胀,损伤了淀粉结构,使汤圆内部出现脱水,使一部分紧密结合水摆脱蛋白质、淀粉等组分的束缚,引起弱结合水含量的增加。在产品冻藏期间,弱结合水逐渐增加会促进更多冰晶的形成,对汤圆内部的结构产生破坏,降低产品的食用品质。湿法制作汤圆A21所占百分比整体略高于干法制作汤圆,说明湿法汤圆中结合水含量略高于干法汤圆,则更有利于水分的保持,更好地解释了不同方法制作的速冻汤圆失水率不同的原因。
表1 冻藏时间对汤圆水分分布的影响 单位:%
Table 1 Effects of frozen storage time on water distribution of glue pudding
注:表中数据表示为“平均值±标准差”。干法或湿法同列具有不同上标小写字母者表示有显著性差异(p<0.05)(下同)。
种类冻藏时间/dA21A22012.51±0.84c87.49±0.84a3018.77±0.16a81.23±0.16b湿法6016.03±0.54b83.97±0.54c9013.58±0.49c86.42±0.49a12012.32±0.63c87.68±0.63a011.53±0.07d88.47±0.07a3021.08±0.03a78.92±0.03d干法6017.36±0.22b82.64±0.22c9013.77±0.11c86.23±0.11b12011.41±0.11d88.59±0.11a
2.3 冻藏时间对速冻湿法汤圆糊化特性的影响
不同冻藏时间对湿法汤圆糊化特性的影响如表2所示,湿法汤圆冻藏0 d与30 d的并未有显著性差异,在1个月之后随冻藏时间延长,速冻汤圆糯米粉团的峰值黏度、崩解值、最终黏度均显著降低(P<0.05),在峰值黏度和崩解值方面,湿制汤圆略高于干制汤圆。这可能是因为在湿制汤圆的制作过程中,淀粉与水的接触更加充分,使得淀粉的糊化能力更强,同时也可以使得汤圆更加柔软细腻,口感更好。不同工艺制作的汤圆糊化特性有所差异,并且冻藏时间的增加也会影响这些特性。
表2 冻藏时间对汤圆糊化特性的影响
Table 2 Influence of frozen storage time on gelatinization characteristics of glue pudding
种类时间/d峰值黏度/(Pa·s)最低黏度/(Pa·s)崩解值/(Pa·s)最终黏度/(Pa·s)回生值/(Pa·s)峰值时间/min糊化温度/℃02 812.00±19.00a1 454.67±34.30a1 357.33±22.19a1 845.67±29.14a391.00±9.54a4.04±0.14a70.77±1.22a302 756.33±24.95a1 429.67±19.14a1 326.67±24.11a1 810.00±16.00a380.33±13.80a4.13±0.07a71.87±0.13a湿法602 589.33±47.61b1 361.00±32.51b1 228.33±43.41b1 743.00±50.76b382.00±52.37a4.04±0.08a71.85±0.83a902 484.67±42.34c1 275.67±58.59c1 209.00±17.44b1 656.67±39.27c381.00±22.07a4.07±0.07a70.40±1.69a1202 294.33±51.54d1 238.67±9.07c1 055.67±54.12c1 571.33±15.18d332.67±11.37a4.13±0.07a71.02±0.85a02 696.33±56.62a1 388.67±83.19a1 307.67±98.80a1 769.33±55.77a380.67±31.21a4.00±0.29a70.50±1.71a302 559.67±38.08b1 358.00±34.39a1 201.67±12.34ab1 732.33±23.35ab374.33±37.58a4.20±0.12a71.80±0.10a干法602 438.67±20.43c1 342.67±19.86a1 096.00±30.51b1 669.33±27.75b326.67±8.74a4.24±0.04a71.82±0.73a902 402.67±8.08c1 189.00±9.17b1 213.67±17.01ab1 577.00±19.00c388.00±14.73a4.13±0.07a72.40±0.48a1202 221.33±68.89d1 181.33±4.16b1 040.00±72.86b1 546.67±53.80c365.33±56.36a3.96±0.25a71.00±2.12a
2.4 冻藏时间对速冻湿法汤圆质构特性的影响
冻藏时间对速冻湿法汤圆质构特性的影响如表3所示,在冻藏过程中,汤圆质构特性的变化会影响食用口感。随冻藏时间延长,速冻汤圆的硬度、胶着性、咀嚼性均呈增加趋势,初始特性与冻藏120 d时呈现显著差异,汤圆品质下降,而回复性无显著性变化,干法汤圆与湿法汤圆变化趋势基本一致。在冻藏过程中,同一冻藏周期湿法汤圆相对干法汤圆硬度较低、胶着性较高、咀嚼性整体增幅较低。这可能是由于速冻汤圆在冻藏过程中,水分状态重新分布迁移,促进冰晶生长导致体积增大,汤圆粉团淀粉颗粒破碎,抑制蒸煮时水分进入以及热量的传递,造成淀粉不能充分糊化。由于冻藏过程中水分蒸发,汤圆组织结构变密[21],冻藏时间越长,该现象越明显,且速冻汤圆经煮食,表面淀粉糊化,阻止水分向组织内部渗入,内部作用降低,导致硬度增加,咀嚼性增强。而湿法汤圆含水量较高,淀粉分子间距较大,虽在冻藏过程中,冰晶数量不断增加、体积不断变大,淀粉颗粒遭到机械性的破坏,淀粉大分子物质的化学结构发生改变,损伤淀粉镶嵌空隙,使得组织紧密,但经过煮食,冰晶融化,组织结构重新疏松,较之干法汤圆硬度、咀嚼性较弱。
表3 冻藏时间对汤圆质构特性的影响
Table 3 Effects of frozen storage time on texture characteristics of glue pudding
种类时间/d硬度/g弹性内聚性胶着性咀嚼性回复性0370.44±18.73e0.67±0.01a0.61±0.04a236.49±28.15d126.49±20.82d0.33±0.01a30527.65±2.17d0.65±0.03a0.58±0.01a304.31±3.78d194.95±1.43cd0.31±0.01a湿法60576.56±4.94c0.64±0.01a0.60±0.00a344.01±5.11c220.66±1.35c0.33±0.00a90624.86±12.60b0.64±0.01a0.59±0.01a369.23±10.52b240.32±16.41b0.31±0.01a120656.88±11.29a0.56±0.03b0.60±0.01a392.83±3.75a261.56±6.84a0.32±0.01a0402.32±7.06d0.78±0.05a0.57±0.01c231.05±3.34c139.82±4.67c0.32±0.01ab30458.64±2.85c0.66±0.05b0.60±0.01b273.13±3.99b178.96±14.26b0.32±0.01a干法60486.54±7.62c0.63±0.02b0.60±0.01b294.14±8.48b186.27±10.69b0.33±0.01ab90584.83±21.42b0.63±0.02b0.59±0.00bc343.03±22.36a214.38±19.40b0.31±0.00b120676.52±31.09a0.57±0.03c0.63±0.01a428.70±24.45a330.28±37.43a0.32±0.01ab
3 结论与讨论
本文以传统速冻干法汤圆为对比,通过探究不同冻藏时间(0、30、60、90、120 d)对速冻湿法汤圆品质变化的影响。结果表明,随冻藏时间增加,速冻湿法汤圆与干法汤圆失水率、质构特性等指标变化保持一致,且由于湿法汤圆中结合水含量较高,在各项指标综合分析中变化较为稳定。因此,通过使用湿法磨浆工艺生产糯米浆,替代部分水磨糯米粉生产汤圆,可显著提升产品品质,后续将进一步探究磨浆过程中米浆的颗粒稳定度及预糊化程度对汤圆品质的影响。本结果可为速冻湿法汤圆在贮藏和流通过程中品质的保持提供一定理论依据。
[1] 党允卓, 周坚, 吕庆云, 等.速冻汤圆专用糯米核心指标的探究[J].食品科技, 2020, 45(1):251-256.DANG Y Z, ZHOU J, LYU Q Y, et al.Research on the core indicator of special glutinous rice for quick frozen rice ball[J].Food Science and Technology, 2020, 45(1):251-256.
[2] 2022年中国速冻米面食品行业现状及竞争格局分析 [Z].中国产业信息网.2022-08-27.Analysis of the status quo and competition pattern of China's frozen rice noodle food industry in 2022 [Z].China Industry Information Network.2022-08-27
[3] ZHANG H, WU F F, XU D, et al.Effects of milling methods on the properties of glutinous rice flour and sweet dumplings[J].Journal of Food Science and Technology, 2021, 58(5):1848-1857.
[4] 张玉荣, 田君丽, 高佳敏, 等.糯米粉制备工艺对其淀粉损伤和品质特性的影响[J].河南工业大学学报(自然科学版), 2017, 38(6):1-7;31.ZHANG Y R, TIAN J L, GAO J M, et al.Effects of milling process on the starch damage and quality of glutinous rice flour[J].Journal of Henan University of Technology (Natural Science Edition), 2017, 38(6):1-7;31.
[5] 庄坤, 张挽挽, 代钰, 等.糯米粉不同碾磨方式对汤圆蒸煮及食味品质的影响[J].食品科技, 2020, 45(1):245-250.ZHUANG K, ZHANG W W, DAI Y, et al.Effect of different milling methods to process glutinous rice flour on the cooking and taste quality of rice balls[J].Food Science and Technology, 2020, 45(1):245-250.
[6] 蔺泽雪, 秦婉瑜, 耿栋辉, 等.半干法磨粉过程中水分变化对糯米粉品质的调控机制[J].中国食品学报, 2021, 21(7):208-215.LIN Z X, QIN W Y, GENG D H, et al.Quality control mechanism of glutinous rice flour during dynamic change of water in the process of semi-dry method[J].Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology, 2021, 21(7):208-215.
[7] 张玉荣, 侯文珊, 高佳敏.湿法制粉工艺对糯米粉淀粉损伤及糊化特性的影响[J].河南工业大学学报(自然科学版), 2018, 39(1):26-32.ZHANG Y R, HOU W S, GAO J M.Effect of wet-milling process on damaged starch content and gelatinization properties of glutinous rice flour[J].Journal of Henan University of Technology (Natural Science Edition), 2018, 39(1):26-32.
[8] 周显青, 吴芳, 张玉荣, 等.半干法制粉工艺对糯米粉品质及特性的影响[J].河南工业大学学报(自然科学版), 2018, 39(6):1-7;28.ZHOU X Q, WU F, ZHANG Y R, et al.Effect of semidry flour milling on the quality and characteristics of glutinous rice flour[J].Journal of Henan University of Technology (Natural Science Edition), 2018, 39(6):1-7;28.
[9] LIN Z X, GENG D H, QIN W Y, et al.Effects of damaged starch on glutinous rice flour properties and sweet dumpling qualities[J].International Journal of Biological Macromolecules, 2021, 181:390-397.
[10] ZHANG B, CAO H J, LIN H M, et al.Insights into ice-growth inhibition by trehalose and alginate oligosaccharides in peeled Pacific white shrimp (Litopenaeus vannamei) during frozen storage[J].Food Chemistry, 2019, 278:482-490.
[11] 潘治利, 骆洋翔, 艾志录, 等.不同冻藏温度条件下速冻汤圆品质变化及其机制[J].农业工程学报, 2018, 34(21):304-310.PAN Z L, LUO Y X, AI Z L, et al.Quality change and its mechanism of quick-frozen rice dumplings under condition of different frozen temperatures[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2018, 34(21):304-310.
[12] 周显青, 马鹏阔, 胡育铭, 等.冻藏温度波动对速冻汤圆粉团蒸煮特性的影响[J].粮食与饲料工业, 2015(1):16-19.ZHOU X Q, MA P K, HU Y M, et al.Effects of temperature fluctuations on the frozen rice dumpling dough cooking characteristics[J].Cereal &Feed Industry, 2015(1):16-19.
[13] 黄忠民, 刘鹏花, 潘治利, 等.速冻水饺煮后边缘发白现象原因分析[J].食品工业科技, 2017, 38(12):97-102;108.HUANG Z M, LIU P H, PAN Z L, et al.Analysis about the reason of the white edge of frozen dumpling after cooking[J].Science and Technology of Food Industry, 2017, 38(12):97-102;108.
[14] 梁红, 宋晓燕, 刘宝林.冷藏期间温度波动对牛肉冰晶增长的影响[J].食品与发酵工业, 2016, 42(6):193-196.LIANG H, SONG X Y, LIU B L.Effect of temperature on ice-crystal growth in frozen beef in cold-chain transportation[J].Food and Fermentation Industries, 2016, 42(6):193-196.
[15] 张华, 段倩, 李星科, 等.速冻水饺贮藏过程中温度变化对品质的影响[J].食品科技, 2013, 38(7):180-182.ZHANG H, DUAN Q, LI X K, et al.Effect of temperature changes on quality of frozen dumplings during storage[J].Food Science and Technology, 2013, 38(7):180-182.
[16] 叶佳琪, 吴正奇, 李露, 等.糯性淀粉凝胶冻融特性及品质改良的研究进展[J].食品科技, 2018, 43(1):252-257.YE J Q, WU Z Q, LI L, et al.Research progress on freeze-thawing characteristic and improved methods of waxy starch gel[J].Food Science and Technology, 2018, 43(1):252-257.
[17] 白洁. 低温条件下汤圆粉团中水分状态及品质变化研究[D].郑州:河南农业大学, 2013.BAI J.Study on the moisture state and quality change of glutinous rice balls at low temperature[D].Zhengzhou:Henan Agricultural University, 2013.
[18] XIE F, ZHANG H, XIA Y J, et al.Effects of tamarind seed polysaccharide on gelatinization, rheological, and structural properties of corn starch with different amylose/amylopectin ratios[J].Food Hydrocolloids, 2020, 105:105854.
[19] LIANG Y, QU Z T, LIU M, et al.Further interpretation of the strengthening effect of curdlan on frozen cooked noodles quality during frozen storage:Studies on water state and properties[J].Food Chemistry, 2021, 346:128908.
[20] 吴阳阳, 温娅晴, 艾志录, 等.磁场辅助冻结对冷冻熟制面条冻藏品质的影响[J].食品与发酵工业, 2023, 49(9):229-237.WU Y Y, WEN Y Q, AI Z L, et al.Effects of magnetic field-assisted freezing on frozen storage quality of frozen cooked noodles[J].Food and Fermentation Industries, 2023, 49(9):229-237.
[21] 雷萌萌, 赵蒙姣, 艾志录, 等.冻藏条件对速冻黑芝麻汤圆品质的影响及预测模型构建[J].中国食品学报, 2021, 21(7):241-250.LEI M M, ZHAO M J, AI Z L, et al.Quality changes and establishment of quality loss rate prediction model of quick-frozen black sesame Tang-Yuan at frozen conditions[J].Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology, 2021, 21(7):241-250.