速冻食品的质量分析和监管

速冻食品的质量分析和监管——以速冻汤圆品质为例广东食品药品职业学院xx药剂x班xxx【摘要】为了改善速冻汤圆在长期冷冻过程中品质下降的不良状况，减少由于原料的改变对速冻汤圆品质造成的不稳定影响，本文探讨了糯米粉的特性与汤圆品质之间的相关性，建立了根据原料的特性预测速冻汤圆品质的模型。综合考虑原料及加工工艺的影响，确定以减低汤圆冻裂率为目标的改良参数。【关键词】冻、汤圆、品质前言速冻汤圆作为一种主要的日常冷冻食品，中国人喜好汤圆，但其制作却比较麻烦，速冻汤圆的出现大大方便了人们，因此很快成为市场的宠爱产品，但速冻汤圆贮存期间的品质变化困扰着众多生产商。速冻汤圆在一定的储藏期内可以保持其品质，但是较长时间冷冻后，会不同程度的出现表皮开裂，塌陷，粘牙等现象，这严重影响了产品的质量与销售。1材料与方法1.1原料试验原料：速冻汤圆，购于超市。1.2主要仪器试剂水浴恒温振荡器电热恒温水浴锅微型高速粉碎机电子天平高速离心机电热鼓风干燥箱紫外可见分光光度计离心沉淀机SHA-BA1.3试验方法1.3.1原料(水磨糯米粉)的分析测定1.3.1.1水磨糯米粉成分分析参照国家标准食品的一般成分检测方法GB5009，对水磨糯米粉水分、粗灰分、粗蛋白质,淀粉、粗脂肪进行了检测。1.3.1.2糯米淀粉的制备参照N.Lumdubwong的方法，用量上根据实验需要略作调整。称取17.5g糯米粉至250mL具塞锥形瓶内，加入50mLO.OOlmol/L的NaOH，配成35%Cw/w)的淀粉乳，用1mol/L的NaOH调整到pH为10.0，加入0.22mL碱性蛋白酶，在水浴振摇锅中，温度为550C下反应18h后，取出，3OOOr/min转速下离心20min。用50mI的去离子水离心2次，离心条件同上。用1mol/L的HC1，调整pH为7.0，再用水洗3次。400C干燥48h,用索式抽提法去除糯米粉中的脂肪，得到的样品在400C下干燥48h。1.3.1.3支链淀粉的提取糯米淀粉中含有少量的直链淀粉，所以利用支链淀粉和直链淀粉在盐溶液中溶解度的不同，达到分离的目的，获取比较纯的支链淀粉。该法比较温和，最少程度减少对淀粉结构的损害。称取10g干淀粉分散于100mL水中，然后缓慢倒入1.3L的0.15mol/L的NaOH，搅拌均匀，静置5min后加5%的NaCI溶液360mL，用HCl调至pH为6.5-7.5,室温静置15-20h，待溶液分层，上层清液为直链淀粉提取液，下层胶状液为支链淀粉提取液。将上层液抽去后，下层液200C,8000r/min离心20min。去除表面物，加入适量的1%的NaCI，轻轻搅动。放置15h，分层，弃上清液，水洗沉淀4次。加入适量无水乙醇，搅匀放置12h，重复洗涤3}5次，得到样品400C干燥48h。1.3.2速冻汤圆的制作1.3.2.1汤圆的制作流程原辅料→称量→调制面团→捏皮→包馅→搓圆一装盘→速冻→冷冻称取适量的水磨糯米粉倒人干燥洁净的容器中，加人适量冷水，搅拌揉面5min后静置10min。取7.5g左右的面团捏皮，包入2.5g豆沙馅心，封口搓圆，称重，包制时间控制在40min内。装盘，-30℃冰柜中冷冻20min，使汤圆中心温度降至-18℃。然后在低温下迅速放入-18℃的冰箱中冷冻。1.3.2.2加速实验通过反复冻融加速汤圆的品质变劣（出现冻裂），速冻汤圆在-18℃下冷冻11h后，取出称重，在恒温箱内20℃解冻1h，然后再放入-18℃下冷冻，11h后再拿出解冻，重复4次。1.3.2.3不同细度糯米粉的分级在不同细度对汤圆品质影响的实验中，用80目、100目、120目、140目、160目和180目的分样筛对糯米粉进行筛分，用处理的分样筛的目数代表其不同的细度，目数越大，说明糯米粉的颗粒越细小。用分级得到的糯米粉制作汤圆，准确了解不同粒度糯米粉对汤圆品质的影响。1.3.3糯米粉团的性质分析1.3.3.1糯米粉团的全质构分析采用TA-XT2i型质构仪对糯性粉团的质构特性进行测定，糯性粉团样品重20g，厚度为1.5cm，检测探头两次下压糯性粉团得到质构曲线，并应用Xrad软件（StableMicroSystems）进行分析。参数设定：测试前探头下降速度为2mm/s，测试速度为1mm/s，测试后探头回程速度为1mm/s，测试距离为4mm，触发力为5g，探头类型为P/25。探头压缩部位为糯性粉团的中心部位，每组样品平行测定2次后取平均值。质构参数中以硬度（Hardness）和内聚性（Cohesiveness）为主要分析指标。硬度为第一次压缩循环中的最大作用力，是样品达到一定变形时所必须的力，单位为g；粘聚性，可模拟表示样品内部黏合力。黏聚性=（4-6之间曲线所包围面积）/（1-3之间曲线所包围面积），无单位。图1典型质构曲线1.3.3.2糯米粉团的扫描电镜分析制作好的速冻汤圆，加速实验后，放入超低温冰箱内稳定，冷冻干燥后，将糯米粉团部分（汤圆皮）用研钵将样品研碎。采用离子溅射法在样品的表面镀一层均匀的金箔，用双面胶将其贴在铜制的样品上，进行扫描电镜观察。2结果与讨论2.1糯米粉的性质与汤圆品质的相关性研究2.1.1糯米粉的主要化学成分及特性的分析对所选不同品种的水磨糯米粉的主要化学成分进行测试，试验重复三次，所测数据均取平均值，允许误差参考国标标准。实验结果如表2-1所示。表2-1水磨糯米粉的主要化学成分和特性的分析注：表中化学组成成分的数据均以干物质计从表2-1可看出，一般加工后的水磨糯米粉粗蛋白含量在8%~9%(干基，w/w)；粗淀粉含量在90%(干基，w/w)左右；粗灰分含量集中在0.2%~0.4%(干基，w/w)；粗脂肪含量在1%(干基，w/w)左右。糯米粉140目标准筛的过筛率（细度）在90%以上；蓝值和平均链长反映糯米淀粉的分枝结构，在一定程度上影响淀粉性质。2.1.2不同品种的糯米粉加工成速冻汤圆的品质分析种糯米粉，冷水调制并保证各糯米粉团含水量相同。以速冻汤圆在冷冻中的失水率，冻裂率和蒸煮后汤的透光率为评价汤圆品质的标准，其中以汤圆的开裂情况为主要指标，其他两项为辅助指标，确定品质较好的糯米粉品种，结果如表2-2。表2-2不同品种的糯米粉制作的速冻汤圆品质的分析糯米粉直接加工成汤圆，加速实验后的冻裂率都大于50%。以冻裂率为主要指标，10种样品的品质之间相比较（表2-2）结果：样品2、3和5失水少，汤圆冻裂个数少，烧煮后汤较透明，其中样品2的冻裂率明显低于其他样品。2.1.3糯米粉样品所测性质的平均值、标准差、变异系数和极差分析从表2-3所反映的这些性质的变化幅度和变异系数的大小可知，糯米粉的化学组成成分中粗灰分的变异系数较大（>25%），其他指标变异系数较小，但存在一定差异。淀粉是糯米粉的主要组成部分，但是不同品种之间的差异很小。在速冻汤圆品质评价实验中，失水率的变异系数较大，其他两指标差异不明显。导致糯米粉组成成分的不同很可能是稻米品种的不同及种植条件的各异，其次加工方式的不同也会导致组成成分和特性之间的差异。表2-310种糯米粉样品的特性与所得之速冻汤圆品质的平均值、标准差、变异系数和极差2.1.4糯米粉的性质与速冻汤圆品质的简单相关性分析使用统计软件SPSS11.0对糯米粉性状与速冻汤圆品质的结果进行简单相关性分析，结果如表2-4所示。表2-4糯米粉性状与速冻汤圆品质的简单相关性分析注：自由度（n-2）=10；“**”，相关性极显著p<0.01；“*”，相关性显著0.01<p<0.05以汤圆的冻裂率为评价指标时，所选10个品种7个性质的相关性分析结果（表2-4）表明，糯米粉粗蛋白含量与汤圆的冻裂率成极显著正相关（r=0.872），说明蛋白质含量虽然在糯米粉中含量不高，但其含量的差对制品的品质有较大影响，蛋白质含量较多时，汤圆易发生冻裂。研究表明米蛋白在谷类中的存在方式并不是简单孤立的，它被大米淀粉颗粒包裹着。扫描电子显微镜对不同纯度蛋白质表面微观形态观察发现，随着蛋白质纯度的提高，其表面结构变化依次为连续光滑-蜂窝状结构-凝胶状片层结构。Osborne分级法，以各种蛋白质在不同溶剂中的溶解性为依据，将米蛋白分为四类：水溶性清蛋白，溶于稀盐的球蛋白，溶于乙醇的醇溶蛋白和溶于稀酸或稀碱的谷蛋白。其中谷蛋白为其中最重要的一种蛋白，占米蛋白的70%-90%。一般制作汤圆的使用水呈中性（pH值在6.0~7.0），由于糯米粉中含有的蛋白水和能力较差，米蛋白又与淀粉紧密结合，一定程度上会影响水分在淀粉中的均匀分布，导致汤圆在冷冻环境下易出现开裂。另外，糯米粉的淀粉含量与汤圆的冻裂率成极显著负相关（r=-0.791），说明原料中淀粉含量较高时，汤圆的冻裂率较低，不易发生开裂。淀粉含量在糯米粉干物质的90%以上（表2-1），其含量越高，说明原料所含杂质越少，水分更容易与糯米粉粘结成团，并均匀分布在糯米粉团中，在冷冻后不易发生开裂。以汤圆的失水率作为评价指标时，糯米粉的细度和汤圆的失水率呈显著正相关（r=0.662），即细度越大，汤圆失水情况加剧，越容易导致水分的流失。糯米粉与小麦粉不同，不能形成有筋力的结构，而是比较松散的结构，这样细小的颗粒在低温中水分更容易从表面散失。以汤圆在冷冻后经烧煮的透光率作为评价指标时，糯米粉的性质与汤圆品质的相关性不明显。其中蓝值和平均链长对透光率的影响是一致的，蓝值可反映淀粉的分枝结构，蓝值越低，说明糯米淀粉中的分枝结构的淀粉含量越多，而汤圆的品质保持的越好（表2-4），这与平均链长的结果（表2-4）相符合，平均链长较小时，说明淀粉的分枝较多，这与相关研究所得结论相符合，水分在链长较短的淀粉分子中更能平均分布在体系中，而在链长较长的淀粉分子内部易形成水分子聚合。从相关性系数可知，汤圆的失水率和冻裂率之间并没有太大的相关性，但是在食品冷藏学中，冷冻开裂的主要原因之一是水分的蒸发和损失。这可能是不同品种糯米粉的化学组分对汤圆冻裂的影响要大于水分的影响，再者推测汤圆开裂是多种因素造成的，两者不是简单的线性关系，所以相关性不显著。2.2加工工艺条件对汤圆品质的影响2.2.1加水量对汤圆品质的影响汤圆在冷冻过程中，水分是影响其品质的重要因素。在制作汤圆时，水分的添加量也是重要影响因素。一般机械化加工汤圆，要求的加水量较少。而手工加工汤圆，加水量较多时，易于加工。本实验是冷水调粉，水温控制在20℃。水分添加量在工艺确定实验的基础上取74%、76%、78%、80%和82%（以物料计，w/w），糯米粉过80目筛，不添加改良剂。2.2.1.1加水量对汤圆失水率的影响反复冻融因其增加了冷冻产品结晶的影响，可以认为是加快了汤圆的变劣，加速实验使速冻汤圆本来在两三个月后才会出现的开裂现象，在较短时间能实现，以配合实验。解冻过程对汤圆质量的影响也不是简单的下降，是有一定起伏的变化。失水率反映食品在冷冻过程中的干耗情况，其主要是由于食品表面的冰结晶直接升华而造成的。冷冻食品的表面温度一般高于冷冻室空气的温度，由于存在水蒸气压差，食品表面的冰结晶升华到空气中，造成质量损失。加速实验是利用温度的剧烈波动，而加剧食品的干耗。研究发现冷冻开始冰结晶的升华仅仅停留在食品表面，长时间后逐渐向食品内部推进，发生食品深层的冰晶升华。表2-5不同加水量制作的汤圆失水率的平均值及标准偏差从表2-5中可看出在冷冻中水分添加量为74%~80%的汤圆在加速试验中的质量变化是大致相同的，说明加水量在一定范围内对汤圆在冷冻中的失水情况没有太大影响。但当加水量达到82%时，失水率明显上升。这可能是因为冰晶升华后留存的细微空穴大大增加了食品与空气的接触面积，而导致有更多的水分升华到空气中。随着加水量的增加，汤圆易失去更多的水分。当加水量提高，食品体系的含水量也在增加，在速冻中会有更多的水分散失掉。在74%~80%的范围内，随着加水量的增加，汤圆的质量变化幅度趋于稳定（表2-6）。加水量为80%时，汤圆质量的变化幅度最小。值得注意的是当加水量过多时（>80%），就会导致冷冻中汤圆质量的不稳定。2.2.1.2加水量对速冻汤圆外观的影响在加速实验结束后，观察汤圆的外观，按照评价指标打分，分数越高，说明外观品质保持的比较好，重复评价两次，取平均值，打分结果如下表2-6：表2-6不同加水量制作的汤圆的外观评价从表2-6可看出，速冻汤圆在不同加水量下褶皱情况大致相同。加水量过少时会导致汤圆表面出现裂纹，表明裂纹的出现和水分损失有一定的关系。同时，随着加水量增加，汤圆中塌陷情况加重，水分过多不仅在加工时难以操作（较黏），并且在加速试验中会使汤圆结构松散而易导致塌陷。综合评价下，当加水量为78%和80%时，汤圆显示较好的外观品质。2.2.1.3加水量对速冻汤圆蒸煮特性的影响蒸煮实验主要是考察汤圆品质的保持情况，因为汤圆在冷冻一段时间后会出现掉粉现象，导致品质下降，这不仅降低了汤圆的口感而且减少了其特有的糯香味。如果汤圆的掉粉现象严重的话，那么蒸煮后的汤会比较浑浊，透光率低。蒸煮试验重复两次，取平均值，实验结果如图2-1：图2-1加水量对透光率的影响图2-2加水量对冻裂率的影响从图2-1中可看出随着加水量增加，汤的透光率有趋势，但不明显，加水量过大（82%）时，反而出现透光率下降的情况，结合表2-6和图2-1，可知，虽然汤圆贮存过程中的掉粉与失水有关，但当汤圆中的加水量过多时，不仅会导致其在冷冻中质量的损失，更会加剧汤圆结构松散和掉粉现象，使烧煮后的汤浑浊，汤圆的品质下降。2.2.2细度对速冻汤圆品质的影响糯米粉分别过80目、100目、120目、140目、160目和180目筛，得到不同细度范围的原料。加工条件为，加水量78%（以物料计），不加改良剂。2.2.2.1细度对速冻汤圆失水率的影响表2-7不同细度下制作的汤圆的失水率的平均值及标准偏差从表2-8看出，不同细度糯米粉制作的汤圆失水率的平均值相差不是很大，其中120目的汤圆失水率较大，这主要是在速冻阶段失水多，但其标准偏差最小，说明样品在加速实验中能保持汤圆质量的稳定。在过120~160目的糯米粉制作的速冻汤圆在冷冻中质量的变化幅度较小，细度过小或者过大都会造成冷冻中质量的大幅度变化。其中过120目的糯米粉相对于其他品种的原料在加速实验中的质量比较稳定。2.2.2.2细度对速冻汤圆外观的影响在加速实验结束后，观察汤圆的外观情况，按照评价指标打分，分数越高，说明外观品质保持的比较好，重复评价两次，取平均值，打分结果如下表2-8：表2-8打分结果从表2-9中可看出，在120目以上的细度的糯米粉在外观上有着较好的表现。在细度80目时，汤圆的褶皱和表面裂纹比较多，几乎大部分都出现了塌陷情况，这说明糯米粉的颗粒过大、杂质较多时，易导致水分分布不均。解冻期间，本来冻结的水分会随着温度的上升而溶化，一部分流失掉，一部分由于解冻时的传热作用转移到汤圆表面，冷冻时由于水分的分布不均而出现褶皱和细纹，甚至结构的松垮塌陷。同时，细度过小的糯米粉制作的汤圆虽然在表面光滑，细纹也少，但易塌陷，这是因为较细的糯米粉制作的汤圆结构松垮、黏性较大。研究表明细度过小的汤圆的柔软性和咀嚼性会变差，尤其是韧性较差，解冻期间其结构松垮而出现塌陷现象。3结论与展望3.1主要结论1、在糯米粉特性与速冻汤圆冷冻稳定性的相关性分析结果中，糯米粉粗蛋白含量与汤圆的冻裂率成极显著正相关（r=0.872），说明蛋白质含量较少时，汤圆不容易冻裂。糯米粉的淀粉含量与汤圆冻裂率呈显著负相关，原料淀粉含量越多，速冻汤圆不易开裂。以汤圆在冷冻中的失水率作为评价指标时，糯米粉的细度和汤圆的失水率呈负相关（r=-0.662）。汤圆的失水率和冻裂率之间没有太大的相关性，但是冷冻开裂的原因之一是水分的蒸发和损失。可推测，不同品种的糯米粉的化学组分的不同对汤圆冻裂的影响要大过于水分的影响，再者说明汤圆开裂是个多种因素造成的，所以相关性不显著。2、在糯米粉指标较少时，预测模型的拟合度和显著性都较低。但是在指标增多时，模型的显著性增强，说明速冻汤圆的冷冻稳定性是多种因素影响的结果，其中糯米粉中的粗蛋白含量的显著性最高，可作为一种评价指标。另外，汤圆的失水率和糯米粉特性呈较显著的线性关系。3、加工工艺确定的实验中，加水量过多时会导致汤圆在冷冻贮藏中质量的不稳定，汤圆表面的褶皱和细纹的增多，以及冻裂个数的增加。加水量对蒸煮后的汤色的透明度影响不大，说明水分含量对改善汤圆的感官品质没有太大影响。最佳的加水量为76%-78%。细度对汤圆品质影响的实验中，细度过小或者过大都会造成冷冻中质量的大幅度变化。随着颗粒的减小，汤圆的冻裂率是降低的，但是汤圆的塌陷现象会变得更严重。所以在细度的选择上需适中。综合评价，大约细度在过120~140目的原料为宜。4、在改良剂的选择中比较醚化，氧化和酯化淀粉。其中醚化淀粉改善效果较好。比较多种羟丙基淀粉结果显示，HPWRS的改良效果较好。以单因素实验为基础，进行正交试验，工艺优化的结果为加水量：78%；原料细度：100目；HPWRS添加量：1.0%。5、通过中心组合实验，建立速冻汤圆的改良模型。根据原料品质的不同，制定改良标准，确定优化的工艺和HPWRS的添加量，达到根据客观条件快速改善汤圆品质的目的。6、质构分析(TPA)揭示，添加羟丙基糯米淀粉，增加了粉团的粘聚力，从而减少了汤圆的冻裂性，这是变性淀粉改善汤圆品质的结构基础。7、扫描电镜观察发现，在优化的工艺下制得的汤圆的粉团结构聚集性好，经反复冻融后仍能保持连结状，从超微结构方面揭示优化工艺带来的作用。3.2展望本文在糯米粉特性与汤圆品质的相关性的实验中，结果是以统计学数据为基础，结合现有的研究结果，得到的一些假设和结论。关于糯米粉特性如何影响汤圆品质的机理有待更全面深入的研究。水是影响汤圆品质的重要因子，特别是在汤圆中的水分子的状态，可通过核磁共振进行深入研究，进一步揭示汤圆在贮存过程中的品质变化的原因。论文主要针对汤圆冷冻中的品质的研究，没有涉及汤圆蒸煮后的感官评价，此方面可以拓宽。在添加剂的选择方面，更多考虑的改善其冷冻开裂的情况，可能同时对其口感也有所改善。本文研究了从原料到产品的预测模型，和以产品品质为指标的改良模型，实质是提供一个帮助实际生产的方法，但是否广泛适用，还需要进一步的试验。因为样品数量的限制，模型的建立是比较模糊的，只能确定在大概的范围内。可以用同样的分析方法，与实际生产条件相结合，确定更有效的改良方法，这样对生产更有指导意义。参考文献[1]乔宁,张坤生,任云霞.绿豆蛋白对熟制速冻