增稠剂对速冻水饺冻痕率影响的研究

摘 要：复合使用魔芋胶、海藻酸钠、瓜儿豆胶、黄原胶，针对速冻水饺品质进行改良，通过响应面分析法优化增稠剂添加量，并分析其协同作用。从结果来看：在影响冻痕率方面，增稠剂的影响次序自小到大分别为黄原胶、海藻酸钠、瓜儿豆胶、魔芋胶；协同作用最为突出的是瓜儿豆胶和海藻酸钠，其次为瓜儿豆胶和黄原胶。海藻酸钠、黄原胶、瓜儿豆胶、魔芋胶添加量分别为0.034%、0.024%、0.033%、0.023%时，速冻水饺冻痕率为13.5%。

关键词：速冻水饺；增稠剂；冻痕率

增稠剂是一种常见于食品中的添加剂，由诸多亲水基团构成分子结构，可与淀粉、水等产生作用，进而构成分子量偏大的复合体，使蛋白质网络结构的水合状态达到最佳；且能够较好的黏合碎散的面筋、淀粉颗粒等，形成三维空间网状结构，令面团的稳定性、筋力等得以显著提升。另外，因冷冻进程中，冰晶周边区域有胶体分子存在，使得未冻结的溶质分子之间的相互作用力快速增加，形成相互交织的立体网状结构，则溶质分子自由体积因此而减少，使得冷冻食品具备更高的低温稳定性，且微晶数量也有所增加，对体系内冰晶的体积、生长速度予以控制，进而使冷冻食品的货架期、质量等得以提升 [1]。

据研究，魔芋胶具有良好的增稠性和和水溶性，且与水结合也可以形成凝胶，和小麦粉中的淀粉、蛋白质相互作用可以大大改善面筋的质量。海藻酸钠是一种高分子化合物，它具有羧基，是β-D-甘露糖醛酸的醛基以苷键形成的高聚糖醛酸，与淀粉和蛋白质结合可以明显的增加面团黏性和筋力[2]。瓜儿豆胶是通过糖苷键结合的胶体多糖，能分散在热水或冷水中形成黏稠液，与淀粉和蛋白质结合可以起到防止黏结、保水和增加筋力的作用。黄原胶是具有较强吸水能力的胶体，能够与水结合形成黏度较大的凝胶，与淀粉颗粒结合时可以形成牢固的结构，使面团在加工过程中吸收更多的水分而不黏设备[3] 。这几种增稠剂都是多糖类大分子，基本组成是单糖及其衍生物，由于糖单元上羟基取代情况各异，产生不同的功能特性。许多增稠剂间有非常明显的协同作用，是由于增稠剂中含有亲水基团，如羟基、羧基、氨基、羧酸根等，水化后均匀分散于溶液中，形成黏稠胶体溶液，使蛋白质分子运动减慢，降低蛋白质分子相互结合的几率和沉降速度，使其均匀稳定地悬浮于体系中。同时，还可使悬浮组织稳定化，限制金属离子活动，避免食品成分凝聚、沉淀。而各种单体食品胶在使用过程中存在一定缺陷，难以满足人们所需及适应日益激烈的市场竞争，通过复配，可发挥各种食品胶的互补作用，产生“1+1> 2”的协同增效效应，满足食品生产不同需要，扩大食品胶使用范围，提高使用功能。我们复合使用魔芋胶、海藻酸钠、瓜儿豆胶、黄原胶，针对速冻水饺品质进行改良，通过响应面分析法来优化增稠剂添加量，并分析其协同作用，以期为生产冷冻食品的企业提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

金像牌高筋粉，黄原胶、海藻酸钠、魔芋胶(食品级)、瓜儿豆胶。

1.2 主要仪器与设备

HHSDJ型速冻机、AH260型压面机、ME104型分析天平、YBX60型拌馅机、SMF160型和面机。

1.3 试验方法

1.3.1 水饺制作工艺

(1)水饺馅制备：将猪肉沫2 000 g与150 g食盐、150 g味精、30 g白糖、酱油100 g，葱花200 g和姜末50 g充分预搅拌混合；同时将去叶西芹6 000 g洗净、切碎、脱水后与200 g花生油充分预混合；然后将2种预混料放到一起稍加搅拌即为馅料。

(2)水饺皮制备：参考SB/T 10138-93标准并略作调整： 4 000 g小麦粉与40 g食用盐混合，加入适量的水(水温30℃)，入和面机中混合搅拌15 min，形成面团。将面团放置在醒发箱15 min(箱温30℃、相对湿度80%)，后入压面机压制，分别使用2.5 mm轧距轧面5次、2 mm轧距轧面3次、1.5 mm 轧距轧面2次，得到厚度为1.5 mm的光滑面片。经直径80 mm的圆形模具压制后，即为水饺皮。

(3)水饺加工工艺流程见图1。

图1 水饺加工工艺流程

1.3.2 水饺冻痕率的测定

由于样品速冻后裂口率较低，较难作为冻裂品质测定指标，故设定冻痕大小为判定冻裂品质的指标。将100个预先包制完成的水饺放入速冻隧道内，保持风速4 m/s不变，预冷区和深冻区的温度分别设定为-20℃和-35℃，经过20 min的冷冻处理后，细致观察水饺冻裂痕。以0.5 cm为界，超过该指标计2分，低于该指标计1分，按照公式(1)进行冻痕率的计算。

冻痕率

(1)

式中，A表示冻痕长度小于指标的水饺数量；B表示冻痕长度大于指标的水饺数量。

1.3.3 增稠剂对速冻水饺品质的改良

根据文献[6]及以往的单因素试验，选取增稠剂海藻酸钠、黄原胶、瓜儿豆胶、魔芋胶对速冻水饺皮进行品质改良试验研究。

将10 g黄原胶(x1)、海藻酸钠(x2)、瓜儿豆胶(x3)、魔芋胶(x4)分别溶于1 L水中，通过搅拌使其成为均匀分散体系，然后根据回归正交表(见表1)所规定比例溶于揉制1 kg小麦粉所需的的水中，再与1 kg小麦粉混合均匀后，按照1.3.1中所介绍方法进行水饺制作，经过速冻处理后，以1.3.2所介绍方法计算冻痕率。

表1 增稠剂因素水平编码表

1.3.4 数据处理

采用SAS8.01软件对所获得的数据进行回归拟合处理，以剔除最大值和最小值后，开展曲面分析的方式来提升整体数据处理精度水平。

2 结果与分析

2.1 增稠剂对速冻水饺冻痕率影响

增稠剂对冻痕率影响结果见表2，对表2数据进行回归拟合处理，即可得到回归方程如下：

y冻痕率=169.678 261-296.416 086x1-

306.932 221x2-264.002 606x3-

107.072 056x4 +271.756 699x12+

469.839 618x1x2+141.953 312x22-

204.352 585x1x3+219.908 140x3x2+

420.380 394x32+173.696 114x42。

表2 增稠剂对冻痕率的影响结果

增稠剂对速冻水饺冻痕率影响回归方程方差分析见表3。

表3 增稠剂对速冻水饺冻痕率影响回归方程方差分析表

由表3可知，经计算可得到回归模型F值为3.35，P值<>F值为5.67，且P值<>

增稠剂对速冻水饺冻痕率影响回归方程二次回归模型参数见表4。

表4 增稠剂对速冻水饺冻痕率影响回归方程二次回归模型参数

通过表4相关数据分析，可发现x4、x3、x2、x1对目标参数的影响能力逐步递减，证明在速冻水饺冻痕方面的影响大小依次为魔芋胶、瓜儿豆胶、海藻酸钠和黄原胶。由交互项数值t可以发现，协同作用最为突出的当属瓜儿豆胶和海藻酸钠，其次为瓜儿豆胶和黄原胶。

2.2 增稠剂协同作用影响分析

由显著性分析可知，海藻酸钠与瓜儿豆胶、瓜儿豆胶与黄原胶的交互作用显著。为深入研究速冻水饺冻痕率如何受增稠剂协同作用影响，我们通过降维二次回归方程，开展分析工作。

2.2.1 瓜豆儿胶与海藻酸钠的协同作用分析

对魔芋胶、黄原胶的用量予以明确，即0.03%，进而就冻痕率如何受瓜儿豆胶、海藻酸钠影响的响应曲面进行分析，对应的分析结果见图2、图3。

由图2、图3可见，随着海藻酸钠添加量的增加，冻痕率出现先减小后增大的变化趋势；而瓜儿豆胶添加量的增大，冻痕率表现出相同的变化趋势。通过等高线和三维图可以发现，图形呈椭圆形且向下凹，说明海藻酸钠与瓜儿豆胶的协同作用明显，且海藻酸钠与瓜儿豆胶共同作用时可以使得冻痕率下降到一个最低拐点。

图2 x1与x3对冻痕率影响的等高线

图3 x1与x3对冻痕率影响的三维立体图

2.2.2 黄原胶与瓜儿豆胶协同作用分析

对魔芋胶、海藻酸钠的用量予以明确，即0.03%，进而就冻痕率如何受瓜儿豆胶、黄原胶影响的响应曲面进行分析，对应分析结果见图4、图5。

由图4、图5可见，黄原胶和瓜儿豆胶添加量的增大，都会导致冻痕率先减小后增大，且黄原胶与瓜儿豆胶的协同作用显著。通过两种增稠剂的相互作用，会使得冻痕率出现最小值。

图4 x2与x3对冻痕率影响的等高线

图5 x2与x3对冻痕率影响的三维立体图

2.3 增稠剂添加量的确定

通过SAS软件拟合二次回归模型计算得出最佳添加量，见表6。

由表6可见，x1、x2、x3、x4的添加量在0.034%、0.024%、0.033%和0.023%左右即可实现冻痕率最小的目标，即海藻酸钠、黄原胶、瓜儿豆胶、魔芋胶分别为0.034%、0.024%、0.033%、0.023%，此时的速冻水饺冻痕率为11.3%，为保证方程的有效性和针对性，我们进行了最佳添加量验证试验，结果虽然比模拟结果要差一下，但基本与模拟结果相一致。因此确定增稠剂的最佳添加量为海藻酸钠0.034%、黄原胶0.024%、瓜儿豆胶0.033%、魔芋胶0.023%，此时的冻痕率为13.5%。

表6 增稠剂最佳添加量

3 结论

(1)二次回归模型分析后得出，最佳添加量为海藻酸钠0.034%、黄原胶0.024%、瓜儿豆胶0.033%、魔芋胶0.023%，此时的冻痕率为13.5%。

(2)增稠剂的影响次序自小到大分别为黄原胶、海藻酸钠、瓜儿豆胶、魔芋胶。

(3)协同作用最为突出的为瓜儿豆胶和海藻酸钠，其次为瓜儿豆胶和黄原胶。

参考文献

[1] COLLAR C，ANDREU P，MARTINEZ J C，et al.Optimization of hydrocolloid addition to improve wheat bread dough functionality:a response surface methodology study[J].Food Hydrocolloids,1999,13:467-475.

[2] 钟丽玉.面条添加剂的机理研究[J].中国粮油学报,1994,9(3):22-27.

[3] JEENA K J,GIRIJA K,RAMADASAN K.Antitumour activity of Emblica officinalis[J].Journal of Ethnopharmacology,2001,75:65-69.

[4] 杨铭铎,孙兆远.面粉品质性状与速冻水饺品质关系的研究[J].农产品加工(学刊),2006(5):4-7.

收稿日期：2017-11-16；

修回日期：2018-01-12

基金项目：国家人事部留学回国人员择优资助项目“传统食品制作机理研究”(RSB0306AD)。

王 黎1 ，孙兆远2，侯会绒2，杨铭铎3 (1.兵团兴新职业技术学院，新疆 乌鲁木齐 830074； 2.江苏食品职业技术学院，江苏 淮安 223003； 3.哈尔滨商业大学 中式快餐研究发展中心博士后科研基地，黑龙江 哈尔滨 150076)

作者简介：王 黎(1983-)，男，讲师，研究方向为烹饪科学与传统食品工业化。

文章来源微信公众号:食品研究