Effects of Polysaccharide Hydrocolloids on Dough Characteristics of Quick-frozen Raw-dough Sticks and the Quality of Deep-fried Dough Sticks
-
摘要: 为了系统地研究7种常见的多糖类亲水胶体卡拉胶（KC）、魔芋胶（KGM）、海藻酸钠（SA）、阿拉伯胶（GA）、羟丙基甲基纤维素（HPMC）、黄原胶（XG）、瓜尔胶（GG）对速冻油条生坯制作中面团特性及速冻前后油条品质的影响，本研究通过OPLS-DA聚类分析、皮尔逊相关性等方法，对物性、理化、感官指标进行综合分析。结果表明：多糖类亲水胶体显著影响和面面团的硬度（r=0.62，P=0.020<0.05）与饧面面团的内聚性（r=−0.48，P=0.023<0.05），但二者之间无显著相关性（r=−0.27，P=0.22>0.05）；添加GA对饧面面团弹性影响最大（P<0.05）；多糖类亲水胶体显著影响油条酥脆性（r=−0.43，P=0.044<0.05）、内聚性（r=0.51，P=0.015<0.05）及口感（r=0.46，P=0.032<0.05）；油条各指标之间存在显著相关性（P<0.05），KGM、HPMC、GG、GA、KC、XG、SA显著影响其外观及口感（P<0.05）；所考察指标之间相互影响显著（P<0.05），比容与组织结构相关（r=0.51，P =0.016<0.05），对评价油条品质有代表性；聚类分析将速冻油条划分为4类（组），1.0% KGM、1.0% KC、1.0% GA及1.0% HPMC的比容显著高于组内其他样品（P<0.05）；速冻前后，生坯所炸制油条比容的变化显著（P<0.05），且速冻后对KGM油条比容影响明显提高（P<0.05）。因此，多糖类亲水胶主要通过影响速冻油条生坯制作时饧面工序中的面团弹性及速冻工序使面团内部发生变化，进而影响油条品质的变化。Abstract: To systematically study the effects of seven common polysaccharide hydrocolloids （kappa-carrageenan (KC), Konjac glucomannan (KGM), sodium alginate (SA), arabic gum (GA), hydroxypropyl methylcellulose (HPMC), xanthan gum (XG), guar gum (GG)）on the properties of doughs in the production of quick-frozen dough sticks and the quality of deep-fried dough sticks before and after raw-dough quick-freezing, OPLS-DA cluster analysis, Pearson correlation were adopted to perform comprehensive analysis for physical, physicochemical and sensory properties. The research results revealed that polysaccharide hydrocolloids had significant effects on the hardness of kneaded dough (r=0.62, P=0.020<0.05) and cohesion (r=−0.48, P=0.023<0.05) of the fermented dough, but, there was no significant correlation between both properties (r=−0.27, P=0.22>0.05). Adding GA presented the greatest effect on the elasticity of fermented dough (P<0.05). Polysaccharide hydrocolloids significantly affected the crispiness (r=−0.43, P=0.044<0.05), cohesion (r=0.51, P=0.015<0.05) and taste (r=0.46, P=0.032<0.05) of deep-fried dough sticks. Significant correlations were found among the indicators of deep-fried dough sticks (P<0.05), and KGM, HPMC, GG, GA, KC, XG and SA had significant effects on the appearance and the taste (P<0.05). The indicators examined interacted with each other (P<0.05), and specific volume was related to the organizational structure (r=0.51, P=0.016<0.05), which was representative for evaluating the quality of deep-fried dough sticks. Based on cluster analysis, quick-frozen deep-fried dough sticks were divided into four categories (groups), 1.0% KGM, 1.0% KC, 1.0% GA, and 1.0% HPMC showed the largest specific volumes in their own groups (P<0.05). Before and after raw-dough quick-freezing, the specific volume of deep-fried dough sticks was not consistent (P<0.05), and that with KGM was significantly increased after quick freezing (P<0.05). Therefore, polysaccharide hydrophilic glue mainly affects the dough elasticity in the dough making process when quick-frozen deep-fried dough sticks green bodies were made and changes occur in the dough interior during the quick-frozen process, thus affecting the quality of deep-fried dough sticks.
-
随生活节奏的加快，速冻油条逐渐成为快消品的宠儿。市面上常见的速冻油条产品有复炸油条[1]和速冻油条生坯[2]两种，前者属于半成品，食用前要经过二次炸制，在口感、风味等方面与传统油条成品存在一定的差距；后者为油条预制生坯（非成品），食用前一次炸制成形，其品质与传统油条基本一致，但其在物流、贮藏等市场环节对温度要求较高，大范围内推广应用受一定的限制。
作为速冻食品，速冻油条生坯在形成过程中有冰晶的形成。研究发现，冰晶的结构影响着速冻食品的品质，如外形、口感、风味等[3]。已有报道指出，多糖类亲水胶体在速冻食品中具有控制冰晶等作用，具体表现为：改变晶体增长方式，与晶体相互作用，抑制或改变晶体生长，改变食品组织结构[4-5]。另外，多糖类亲水胶体已在冷藏饼干和布朗尼蛋糕、面包、馒头、乳制品等冷冻产品中应用[3,6-7]，但对于研究油炸冷冻面制品，如速冻油条生坯中应用基本未见报道。
作为一种冷冻面团，速冻油条生坯由于其配方、工艺及食用前处理方式（油炸）不同，与一般的冷冻面团在应用如形状、蒸煮、煎烤等特性上有着一定的区别[8]，如速冻油条生坯需要将面团制成小长条状且上下两两叠在一起且不能过于紧密、炸制时不需解冻且能快速膨胀成型等。因此，将多糖类亲水胶体应用于速冻油条生坯中具有一定的研究价值。由于不同的多糖类亲水胶体在分子结构、组成、分子量等性质上有一定的差异，例如其增稠特性，这与其在较低浓度下增强粘度和形成凝胶结构的能力有关[9]，通过其对冰结晶和再结晶的影响，来减少烘烤技术（冷冻面团）中，造成的结构冷冻损坏，从而提高冷冻面团产品保质期的稳定性[10]，在Li等[11]研究中也验证了瓜尔胶和魔芋葡甘露聚糖与面筋蛋白形成复合物，并通过静电相互作用和氢键作用使其机构更稳定，对淀粉的糊化和凝沉作用显著，黄原胶的水凝胶结构是由分散的分子形成分子间和分子内聚而来，卡拉胶溶解度较低易分散在水中，其颗粒膨胀大，赋予它较强的流变性[12]，从而在冷冻面团应用中有胶凝、增稠、稳定、乳化等不同的特性，因此应用于速冻油条生坯中所产生的作用效果，理论上也会产生一定的差异。那么，在速冻油条生坯的制作过程中添加多糖类亲水胶体，有可能对其冰晶形成、组织结构及速冻后油条成品品质起到促进或减缓作用。所以有必要系统研究不同多糖类亲水胶体对速冻油条生坯的影响，并探讨其作用规律。
对此，本研究根据其来源，选择从微生物提取的黄原胶（Xanthan Gum，XG），由海藻胶提取的卡拉胶（kappa-Carrageenan，KC）、海藻酸钠（Sodium Alginate，SA），以及由植物胶提取的阿拉伯胶（Arabic Gum，GA）、魔芋胶（Konjac glucomannan，KGM）、瓜尔胶（Guar Gum，GG）、羟丙基甲基纤维素（Hydroxypropyl Methylcellulose，HPMC） [13]等7种食品行业常用的多糖类亲水胶体分别应用于速冻油条生坯中，通过物性、理化及感官等指标探讨多糖类亲水胶体对生坯制作过程中面团特性及速冻前后生坯炸制成油条品质的影响及其作用规律。由于所考察的指标较多，采用正交偏最小二乘判别法（Orthogonal partial least squares discrimination analysis，OPLS-DA）聚类分析各项指标并建立判别模型进行分类，以减少实验不确定性[14]，从而更好地为多糖类亲水胶体在速冻油条生坯中的应用提供理论依据。
1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
油条专用面粉（复合小麦粉） 新乡市思丰粉业有限公司；油条专用膨松剂（含小苏打、焦磷酸二氢二钠等） 河南万邦实业有限公司；卡拉胶、魔芋胶、海藻酸钠、阿拉伯胶、瓜尔胶、羟丙基甲基纤维素、黄原胶 河南旗诺食品配料有限公司；食用盐 中盐长江盐化有限公司；浓缩磷脂、改性磷脂 郑州四维生物科技有限公司；大豆油 益海嘉里（武汉）粮油工业有限公司。
JYL-C012\250W型九阳料理机 九阳股份有限公司；ASM-DA600\800W型厨师机 北美电器有限公司；FKR-180型俊媳妇电动压面机 永康市富康电器有限公司；SPX-250B型智能型生化培养箱 上海琅实验设备有限公司；BC/BD-100HER\70W型-80卧式冷藏冷冻转换柜、BC/BD-100HER型−18 ℃电冰柜 青岛海尔特种电冰柜有限公司；SD-18\3.2KW型单缸双筛定时炸炉 佛山三鼎立厨具有限公司；TMS-PRO型质构仪 Food Technology Corporation, US。
1.2 实验方法
1.2.1 速冻油条生胚的制作
工艺流程如图1所示，主要分为称料、混合、和面、饧面、成型、速冻、冻藏等工序，最后形成速冻油条生坯，其要点如下：
按配方称取各原料。面粉500 g，根据食品添加剂的要求，多糖类亲水胶体（KC、KGM、SA、GA、GG、HPMC、XG）分别按面粉总量的0.0%、0.2%、0.6%、1.0%单独添加，食用盐5.5 g，膨松剂14.29 g，混合油（浓缩磷脂3.75 g、改性磷脂3.75 g、大豆油7.5 g），水280 g。
将称取的80 g面粉与其他干配料（膨松剂、多糖类亲水胶体、食盐）一同放入料理机用Ⅰ档转速预混1 min，再与剩余420 g面粉一同倒入和面机，用Ⅲ档转速混合7 min，让其充分混合，此时将和面机转速调到Ⅰ档，缓慢加水搅拌1 min，再加入混合油搅拌17 min，即完成和面，和好的面团盖上保鲜膜，在25 ℃培养箱中饧面3 h后取出，饧好的面团经压面机压制成厚度为5 mm面片，再用滚刀切成22×230 mm（宽×长），并两两叠在一起形成油条生坯，表面覆盖保鲜膜，放入−80 ℃冰箱中速冻2 h后取出，置于−18 ℃冰箱存储备用。
1.2.2 油条成品的制备
将速冻油条生坯从-18 ℃冰箱取出，立即放入炸锅（油温180 ℃），炸制3.5 min后，捞出静置沥油1 min。
1.2.3 质构特性测定
面团（和面后和饧面后）物性测定：参考文献[15]，将面团制成50×20 mm（直径×高度）、质量为5 g的圆柱体，置于质构仪测样台上。检测探头采用36 mm铝制圆柱探头，力量感元TPA-100。检测参数为：高度为60 mm，形变量为50%，测试速度（下压过程的前、中、后速度）为60 mm/min，触发力为0.5 N，数据采集速率1000 Hz。测定指标：硬度、弹性、胶粘性、粘附性、内聚性。
油条成品物性测定：参考文献[16]，稍作修改。将样品制成长度为35 mm的成品段，置于质构仪测试台上，检测探头采用TMS 75 mm圆盘挤压探头，力量感元TPA-100。检测参数为：高度设置为50 mm，形变量为50%，测试速度为60 mm/min，触发力为0.08 N，数据采集速率1000 Hz。测定指标：硬度、内聚性、弹性、胶粘性、粘附性、咀嚼性。
1.2.4 感官评价
油条成品的感官评分标准参考文献[17]，稍作修改，如表1所示。油条成品放入具有编号的白瓷盘中交由持证且评价前2 h内未食用辛辣、刺激食物的成员评定。
表 1 感官评分标准Table 1. Sensory scoring criteria评价
项目分值 表述 评分标准 每项
分值色泽 15 油条的色泽和
亮度金黄色，颜色均匀； 11~15 浅黄色，颜色较为均匀； 6~10 表面颜色过深或过浅且
不均匀1~5 口感 10 油条的入口
油腻程度表皮干爽，咬时无油流出，
甜咸适中；8~10 表皮干爽，咬时有少许油流出，甜咸不适； 4~7 表皮油亮，咬时有油滴流出，
过甜、过咸1~3 形态 20 油条的外观形态 外观形状整齐，对称、
光滑、膨胀好；15~20 外观形状较整齐，较对称、
较光滑、膨胀较好；7~14 外观形状不整齐，两侧不对称、表面不光滑、膨胀差 1~6 组织 25 纵切油条看内部气孔分布及孔壁厚薄程度 孔壁薄，内部气孔大小统一，且分布均匀； 18~25 孔壁稍厚，内部气孔大小不一，分布不均匀； 9~16 孔壁厚，气孔小且细密 1~8 气味 10 油条的气味 有油炸香味，无异味； 8~10 无油炸香味，面香味弱，无异味； 4~7 无油炸香味，有异味 1~3 适口性 5 油条的复原性,用牙齿咬断一根油条所需力的
大小咬劲适中，不费力； 5 咬劲较大，较费力； 3~4 咬劲过大，费力且不易咀嚼 1~2 粘牙性 5 油条的粘性，牙齿咀嚼时，油条的粘牙程度 咀嚼时不粘牙； 5 咀嚼时稍粘牙； 3~4 咀嚼时粘牙 1~2 酥脆性 10 油条的酥软
程度表皮酥，内部柔软； 8~10 表皮较酥，内部柔软稍差； 4~7 表皮不酥，内部较硬 1~3 1.2.5 水分、含油率测定
水分按国标GB 5009.3-2016[18]中规定的“直接干燥法”进行检测；
含油率按国标GB 5009.6-2016[19]中规定的“索氏抽提法”进行检测。
1.2.6 比容、收缩比测定
使用小米置换法[20]测定油条比容。将刚炸制的油条成品，立即称重M0（g），量筒中放入小米，测其体积V0（cm3），然后倒出小米，将油条放入量筒中并用前已倒出的小米将其覆盖、填实，内部不能有空隙，测小米体积V1（cm3）；油条成品室温静置冷却3 h后的比容测定方法同前，称重M1（g），记录待用小米体积V2（cm3）与油条浸没后小米体积V3（cm3）。
计算公式：
比容(cm3/g)=V1−V0M0 (1) 冷却(比容)(cm3/g)=V3−V2M1 (2) 收缩比(%)=V3−V2V1−V0×100 (3) 1.3 数据处理
采用Origin2021软件绘图及相关性分析；采用SAS9.2软件数据进行方差分析，其中，P<0.05时，差异显著；采用SIMCA14.1对数据进行OPLS-DA聚类分析。每次实验重复3次，取平均值，所呈现的测量数据以平均值±标准偏差表示。
2. 结果与分析
2.1 多糖类亲水胶体对面团物性的影响
2.1.1 OPLS-D聚类分析
速冻油条生坯面团制作过程中有两个关键工序：和面与饧面在传统的工序中，通过面团的“手感”来判断面团的“质量”，而这个“手感”其实就是面团物性的综合体现。由于多糖类亲水胶体与面团中其它成分（如面筋蛋白、淀粉等）存在一定的相互作用[21-22]，因此，对面团的物性会产生一定的影响。为探讨多糖类亲水胶体对面团物性的关系，采用OPLS-DA聚类分析方法中的双标图并结合皮尔逊相关系数（r）来评价[23]。有利于使用样品和变量之间的相对位置表述二者之间的关系[24]。如图2所示，第一主成分R2X=0.391，第二主成分R2X=0.339，且模型拟合自变量R2X（cum）=0.922，R2Y（cum）=0.998，Q2（cum）为0.998，表明该模型具有预测能力。
![]()
图 2 面团物性与多糖类亲水胶体关系的双标图注：x表示面团质构的检测指标；to（corr）[1]表示含不同量的亲水胶体；0.0%，0.2%，0.6%，1.0%代表含量，0.2% GA代表和面时数据， 0.2% GA-1代表饧面时数据，其他同理。Figure 2. Biplot of the relationship between dough physical properties and polysaccharide hydrocolloids本实验采用了七种不同的多糖类亲水胶体，其物性表现各有差异，但从图2的结果表明，蓝色圈和面组group（a）与橙色圈饧面组group（b）分别位于图2的两侧，位置相对较远，分成两组，而且和面面团group（a）与硬度、饧面面团group（b）与弹性、粘附性及内聚性相对位置近，结合相关系数值可知多糖类亲水胶体和面面团对其硬度（r=0.62，P=0.020<0.05）及饧面面团对其内聚性（r=−0.48，P=0.023<0.05）相关性强；饧面面团对其弹性（r=−0.11，P>0.05）、粘附性（r=−0.24，P>0.05）相关性弱。各指标之间的相关性分析发现，饧面面团的内聚性与其弹性（r=0.69，P<0.05）及粘附性（r=0.62，P=0.0020<0.05）影响显著，间接说明多糖类亲水胶体影响饧面面团的内聚性。进一步分析发现，不同的多糖类亲水胶体对面团物性的影响不同，KGM（r=0.96，P=0.044<0.05）显著影响和面面团的硬度；XG（r=−0.96，P=0.036<0.05）、GG（r=−0.95，P=0.048<0.05）显著影响饧面面团的内聚性，以及XG（r=−0.96，P=0.037<0.05）显著影响饧面面团的弹性。对于和面，这是由于多糖类亲水胶体结构不同[13]，使其与面团中大分子物质如面筋蛋白与淀粉、亲水胶体与面筋蛋白等的相互作用不同而引起面团外在表现（弹性、内聚性等）出现一定的差异[4-5,25]。
另外，和面面团硬度与饧面面团内聚性（r=−0.27，P=0.22>0.05）、弹性（r=−0.19，P=0.40>0.05）及粘附性（r=−0.23，P=0.30>0.05）之间无显著相关性，如图2所示，相关指标不在一个象限，相对位置较远。因此，添加多糖类亲水胶体后，和面面团物性中硬度对饧面面团的内聚性、弹性、粘附性影响不大。由于和面是饧面的前道工序，而饧面所形成的面团将会影响油条成品的品质。前已分析，多糖类亲水胶体与饧面面团内聚性显著相关，而内聚性与其弹性显著相关，鉴于饧面面团的弹性对生坯炸制膨胀过程中的持气性有影响作用[6,10]，图3将重点分析多糖类亲水胶体对饧面面团弹性的影响。
![]()
图 3 多糖类亲水胶体对饧面面团弹性的影响注：组内不同小写字母表示显著性差异，P<0.05；组间不同大写字母表示显著性差异，P<0.05。Figure 3. Effect of polysaccharide hydrophilic colloid on the elasticity of resting dough2.1.2 饧面面团弹性
从图3可知，与空白组相比，当GG、GA添加量为0.2%，HPMC、SA、GA添加量为0.6%，及GA添加量为1.0%时，饧面面团弹性显著提高（P<0.05）；除此之外，饧面面团弹性较空白组显著降低（P<0.05）。另外，所研究的多糖类亲水胶体中，GA对饧面面团弹性的影响最为显著，其后影响依次为HPMC、SA、GG、KC、XG及KGM（P<0.05）。这再次说明多糖类亲水胶体的种类及添加量对面团弹性有着不同的影响。由于所研究的多糖类亲水胶体在结构上存在不同，与面团中蛋白质等大分子相互作用不同，所产生的内部应力大小不同，相同的饧面时间内，所能够消除应力的程度也就不同，从而导致面团的弹性不同[9,21,26]。KGM、KC、XG添加到高筋面团效果不理想，可能是由于这几种胶的粘性小，所产生的对抗应力小于高筋面团产生的力，使得效果不如未添加多糖类亲水胶体的效面团。当添加量过多时，因所选添加量其产生的对抗应力有限，物料可能抢夺面团中的水分，使面团变硬，弹性变小。因此，添加0.2% GG、0.2% GA、0.6% GA、0.6% HPMC、0.6% SA、1.0% GA后，面团弹性增加，从而有利于后续生坯炸制中膨胀锁住更多气体。
2.2 多糖类亲水胶体对速冻油条生坯炸制成油条的品质影响
饧面面团经过压面、切面、成型等工序制成生坯后，经过速冻形成速冻油条生坯产品，为研究多糖类亲水胶体对该产品炸制成油条的品质影响，对其物性、理化特性、感官特性、膨胀特性（比容、收缩比）进行分析。
2.2.1 相关性分析
本研究使用多种多糖类亲水胶体对速冻油条生坯炸制成油条品质各指标进行研究，从庞志花等[27]和高锦鸿等[28]实验得到启发，采用相关性热图（图4）对其进行分析。特别是将多种多糖类亲水胶体各指标进行对比时，呈显著性相关。例如多糖类亲水胶体与酥脆性（r=−0.43，P=0.044<0.05）、内聚性（r=0.51，P=0.015）及口感（r=0.46，P=0.032）均呈显著相关（图4h）。而各种多糖类亲水胶体的影响有所不同，KGM（图4a）与咀嚼性（r=−0.98，P=0.017）及组织（r=−0.98，P=0.017）、KC（图4b）与色泽（r=0.98，P=0.021）及形态（r=−0.99，P=0.0086）、XG（图4d）与硬度（r=−0.997，P=0.0034）、HPMC（图4e）与组织（r=−0.98，P=0.017）、以及SA（图4g）与内聚性（r=0.96，P=0.037），P值均小于0.05呈显著相关。从而说明多糖类亲水胶体对油条外观（组织结构、形态等）及风味（口感、酥脆性等）有显著影响。另一方面，部分指标之间存在显著相关性（P<0.05，图4h ），比容与组织结构显著相关（P<0.05，图4h ），组织与口感、咀嚼性，咀嚼性与硬度、胶粘性，胶粘性与组织结构、形态、气味，气味与内聚性等显著相关（P<0.05，图4h ），说明其物性与感官指标之间影响显著，而水分与油脂、酥脆性，酥脆性与内聚性、弹性显著相关（P<0.05，图4h ），侧面说明理化性质与物性及感官指标影响显著（P<0.05）。因此，多糖类亲水胶体对于速冻油条生坯炸制成油条的品质影响各有侧重点，而比容作为非主观评价指标，在评价添加多糖类亲水胶体的油条品质时具有重要的参考价值。
![]()
图 4 多糖类亲水胶体与品质指标相关性热图分析注：a、b、c、d、e、f、g、h分别为KGM、KC、GG、XG、HPMC、GA、SA，将上述7种胶当做一个整体后的多糖类亲水胶体（总的多糖）；*：在P< 0.05的水平下相关性显著。Figure 4. Heat map analysis of the correlation between polysaccharide hydrophilic colloid and quality indicators2.2.2 OPLS-DA聚类分析
由于每种胶在面团中的添加量一致，可将其看成一组，通过聚类分析，用聚类树状图的形式呈现。由图5可知，将含这7种不同浓度的多糖类亲水胶体的速冻油条生坯按纵轴10%的权重划分为4类：第一类是含黄原胶、瓜尔胶、魔芋胶的组，第二类是含阿拉伯胶、海藻酸钠的组，第三类是含卡拉胶的组，第四类是含羟丙基甲基纤维素的组。为了更好地评价各组内成分的不同，下面结合比容这一重要指标来进行分析。
2.2.3 比容
由上述聚类分析得出的4类添加多糖类亲水胶体的速冻油条生坯的组（图5），应用比容作为评价油条品质的重要指标（前已论述）进行分析，结果如图6所示，当添加量达到1.0%时，KGM、KC、GA及HPMC在各自的组内均呈现最大的比容（P<0.05）。这与前面饧面面团弹性的研究结果在卡拉胶、阿拉伯胶及羟丙基甲基纤维素的影响基本一致，但是在添加量方面存在不同；不过，魔芋胶对于饧面面团的弹性影响不大，而添加该胶的速冻油条生坯炸制成油条的比容方面则表现出显著影响（P<0.05，图6a）。其实，这里面有一个因素需要考虑，那就是油条生坯需要经过速冻工序。早在Jacob等[3]论述中得知，冷冻会造成面团面筋-淀粉网络受损，冷冻及其储存处理中改变冰晶特性而引起的单个面团主要成分（淀粉和面筋）等的影响。在宋国胜等[29]研究中发现不同的冷冻方法对面团的面筋蛋白伤害程度不同，而本研究借助速冻对油条生坯研究，表明速冻对于本产品中分子间的相互作用会产生一定的影响，通过其外在表现呈现出，也是造成上述结果趋势大致相同，又不完全一致的原因。为此，还需要探讨速冻前后油条生坯炸制成油条品质的影响。
![]()
图 6 聚类分析分组后多糖类亲水胶体对油条比容的影响注：图a、b、c、d分别对应从油条品质聚类树状图得到的第一类、第三类、第二类和第四类；组内不同小写字母表示显著性差异， P<0.05。Figure 6. Effects of polysaccharide hydrophilic colloid on the specific volume of fried dough sticks after cluster analysis group2.3 速冻前后油条生坯炸制成油条的品质变化
图7a表示添加多糖类亲水胶体的油条生坯在速冻前炸制油条比容的变化，与空白组相比， HPMC、G、GA、 SA、KC在一定的添加量上显著提高了油条的比容（P<0.05），且GA的影响最为显著，其后依次为HPMC、SA、GG、KC、XG及KGM（P<0.05）。该实验结果与饧面面团弹性的变化规律基本一致，但是在添加量方面存在不同（见图3）。综上，多糖类亲水胶体通过改变面团的弹性进而影响生坯（未经速冻）炸制时其膨胀的大小。
![]()
图 7 多糖类亲水胶体对油条生坯速冻前后炸制油条比容的影响注：a为其速冻前炸制油条比容；b为其速冻后炸制油条比容；组内不同小写字母表示显著性差异, P<0.05；组间不同大写字母表示显著性差异, P<0.05。Figure 7. Effects of polysaccharide hydrocolloids on the specific volume of deep-fried dough sticks before and after the quick-freezing of raw-dough sticks当油条生坯经过速冻后再炸制，其油条比容的变化如图7b所示。与空白组相比, KGM、KC、SA、GA、HPMC也均在一定添加量上提高了油条的比容（P<0.05），而且，KC对速冻后炸制油条比容的影响最为显著，其后依次为GA、SA、KGM、HPMC、GG及XG（P<0.05）。但该结果与速冻前油条生坯炸制成油条后比容变化规律不太一致（图7a），值得一提的是KGM对面团弹性及速冻前生坯所制成油条比容的显著影响并不突出（图3与图7a），但经过速冻后，对KGM油条比容的影响显著提高（P<0.05，图7b）。由感官评价得分可知速冻前评分较高的为0.6% KGM、0.6% GA、0.2% HPMC、0.6% KC（84.3~86.0）；速冻后评分较高的为1.0% KGM、1.0% GA、1.0% HPMC、1.0% KC（84.6~86.7）。从炸制油条的外观图（图8）看出，油条生坯中添加KGM在速冻前后其油条的膨胀大小变化不大，速冻前其内部结构的空隙大小不一明显相对均匀（图8a），速冻后其内部结构变得更加均匀（图8b）。Li等[11]，高杰[30]研究发现中得知，不同的亲水胶体会与其面筋蛋白、淀粉发生相互作用，与其中的小淀粉颗粒形成的某种基质，填充蛋白面筋网络与大淀粉间的空隙，从使面筋网络具有不同的性能，相较未添加亲水胶体的蛋白网络结构更加稳定。这可能是不同多糖类亲水胶体与其添加量与面筋蛋白网络结构发生相互作用，使其面筋网络结构稳定，拉伸能力不同的原因。Jacob等[3]、禚悦等[31]在冷冻面团的研究进展中论述，冷冻面团产品在加工方面存在，如酵母活性和存活率降低，面团面筋-淀粉网络受损，以及冷冻和冷冻储存处理引起的个别面团成分的改变、冰晶特性对水分再分配和主要成分（淀粉和面筋）以及配料（酵母）的影响等品质问题。提出如使用水胶体改善其品质也是为了能一定程度的阻碍内部结构恶化，由于不同种类、不同添加量的多糖类亲水胶体能力不一，这可能是造成冷冻面团品质（比容、弹性）变化的原因。速冻对生坯会造成哪方面不同程度的影响，至于速冻期间面团内部结构如何变化，需要进一步研究。
![]()
图 8 速冻前后油条生坯炸制成油条的外观与组织结构图注：a图为速冻前油条生坯炸制成油条的外观（a1~a4）与组织结构图（a5~a8）；b图为速冻后油条生坯炸制成油条的外观（b1~b4）与组织结构图（b5~b8）。Figure 8. Appearance and organization structure of the deep-fried dough sticks made from raw-dough sticks before and after quick-freezing3. 结论
本实验将卡拉胶（KC）、魔芋胶（KGM）、海藻酸钠（SA）、阿拉伯胶（GA）、羟丙基甲基纤维素（HPMC）、黄原胶（XG）、瓜尔胶（GG）等7种多糖类亲水胶体分别添加到速冻油条生坯中，对其制作时和面、饧面面团物性变化及生坯速冻前后其炸制油条品质的影响进行探讨，得知多糖类亲水胶体显著影响和面面团的硬度（r=0.62，P=0.020<0.05）及饧面面团的内聚性（r=−0.48，P=0.023<0.05）。饧面面团的内聚性与其弹性（r=0.69，P<0.05）及粘附性（r=0.62，P=0.0020<0.05）也相互影响；添加0.2% GG、GA，0.6% HPMC、SA，1.0% GA，可使饧面面团的弹性显著提高，其中GA对饧面面团弹性影响最大（P<0.05）；多糖类亲水胶体显著影响油条酥脆性（r=−0.43，P=0.044<0.05）、内聚性（r=0.51，P=0.015<0.05）及口感（r=0.46，P=0.032<0.05）。在含其亲水胶的速冻油条划分的4类（组）中，每组中比容最大的分别是1.0% KGM、KC、GA及HPMC；结果表明，各种多糖类亲水胶体的影响有所不同；油条各指标之间存在显著相关性（P<0.05），其中比容与组织结构显著相关（r=0.51，P=0.016<0.05），在评价添加多糖类亲水胶体的油条品质时具有代表性；而速冻前后，添加多糖类亲水胶体的油条生坯所炸制油条比容的变化趋势不一致性，且经速冻后，含KGM油条比容的影响显著提高（P<0.05），这可能与每种多糖类亲水胶体的性质有关，从而造成冷冻面团品质（比容等）变化。
由此得知，多糖类亲水胶体主要通过影响饧面工序中面团的内聚性进而影响其弹性、粘附性，以及速冻工序引起面团内部可能发生的变化，从而影响油条成品品质（比容等）的变化，从而给现代化工业生产提供新思路，才能更好的应用于现代化生产。至于多糖类亲水胶体在油条生坯制作及速冻过程中面团内部组织结构如何变化，仍需要进一步深入研究。
-
![]()
图 2 面团物性与多糖类亲水胶体关系的双标图
注：x表示面团质构的检测指标；to（corr）[1]表示含不同量的亲水胶体；0.0%，0.2%，0.6%，1.0%代表含量，0.2% GA代表和面时数据， 0.2% GA-1代表饧面时数据，其他同理。
Figure 2. Biplot of the relationship between dough physical properties and polysaccharide hydrocolloids
![]()
图 3 多糖类亲水胶体对饧面面团弹性的影响
注：组内不同小写字母表示显著性差异，P<0.05；组间不同大写字母表示显著性差异，P<0.05。
Figure 3. Effect of polysaccharide hydrophilic colloid on the elasticity of resting dough
![]()
图 4 多糖类亲水胶体与品质指标相关性热图分析
注：a、b、c、d、e、f、g、h分别为KGM、KC、GG、XG、HPMC、GA、SA，将上述7种胶当做一个整体后的多糖类亲水胶体（总的多糖）；*：在P< 0.05的水平下相关性显著。
Figure 4. Heat map analysis of the correlation between polysaccharide hydrophilic colloid and quality indicators
![]()
图 6 聚类分析分组后多糖类亲水胶体对油条比容的影响
注：图a、b、c、d分别对应从油条品质聚类树状图得到的第一类、第三类、第二类和第四类；组内不同小写字母表示显著性差异， P<0.05。
Figure 6. Effects of polysaccharide hydrophilic colloid on the specific volume of fried dough sticks after cluster analysis group
![]()
图 7 多糖类亲水胶体对油条生坯速冻前后炸制油条比容的影响
注：a为其速冻前炸制油条比容；b为其速冻后炸制油条比容；组内不同小写字母表示显著性差异, P<0.05；组间不同大写字母表示显著性差异, P<0.05。
Figure 7. Effects of polysaccharide hydrocolloids on the specific volume of deep-fried dough sticks before and after the quick-freezing of raw-dough sticks
![]()
图 8 速冻前后油条生坯炸制成油条的外观与组织结构图
注：a图为速冻前油条生坯炸制成油条的外观（a1~a4）与组织结构图（a5~a8）；b图为速冻后油条生坯炸制成油条的外观（b1~b4）与组织结构图（b5~b8）。
Figure 8. Appearance and organization structure of the deep-fried dough sticks made from raw-dough sticks before and after quick-freezing
表 1 感官评分标准
Table 1 Sensory scoring criteria
评价
项目分值 表述 评分标准 每项
分值色泽 15 油条的色泽和
亮度金黄色，颜色均匀； 11~15 浅黄色，颜色较为均匀； 6~10 表面颜色过深或过浅且
不均匀1~5 口感 10 油条的入口
油腻程度表皮干爽，咬时无油流出，
甜咸适中；8~10 表皮干爽，咬时有少许油流出，甜咸不适； 4~7 表皮油亮，咬时有油滴流出，
过甜、过咸1~3 形态 20 油条的外观形态 外观形状整齐，对称、
光滑、膨胀好；15~20 外观形状较整齐，较对称、
较光滑、膨胀较好；7~14 外观形状不整齐，两侧不对称、表面不光滑、膨胀差 1~6 组织 25 纵切油条看内部气孔分布及孔壁厚薄程度 孔壁薄，内部气孔大小统一，且分布均匀； 18~25 孔壁稍厚，内部气孔大小不一，分布不均匀； 9~16 孔壁厚，气孔小且细密 1~8 气味 10 油条的气味 有油炸香味，无异味； 8~10 无油炸香味，面香味弱，无异味； 4~7 无油炸香味，有异味 1~3 适口性 5 油条的复原性,用牙齿咬断一根油条所需力的
大小咬劲适中，不费力； 5 咬劲较大，较费力； 3~4 咬劲过大，费力且不易咀嚼 1~2 粘牙性 5 油条的粘性，牙齿咀嚼时，油条的粘牙程度 咀嚼时不粘牙； 5 咀嚼时稍粘牙； 3~4 咀嚼时粘牙 1~2 酥脆性 10 油条的酥软
程度表皮酥，内部柔软； 8~10 表皮较酥，内部柔软稍差； 4~7 表皮不酥，内部较硬 1~3 
下载: 导出CSV
-
[1] 孟令晗, 雷思佳, 吴迪, 等. 全麦速冻油条复热加工中风味与抗氧化特性[J]. 食品科学,2022,43(4):167−174. [MENG L H, LEI S J, WU D, et al. Flavor substances and antioxidant properties of quick-frozen pre-fried whole wheat youtiao after different reheating methods[J]. Food Science,2022,43(4):167−174. doi: 10.7506/spkx1002-6630-20210219-202 [2] 刘高峰, 田天娥, 陈新朋, 等. 速冻油条生胚配方及生产工艺[J]. 粮食加工,2022,47(1):42−43. [LIU G F, TIAN T N, CHEN X P, et al. Formulation and production technology of quick-frozen cruller embryo[J]. Grain Processing,2022,47(1):42−43. doi: 10.3969/j.issn.1007-6395.2022.1.xblykj202201009 [3] JACOB O O, HUAN W N, ZHANG B L, et al. Advances in present-day frozen dough technology and its improver and novel biotech ingredients development trends—a review[J]. Cereal Chemistry,2019,96(1):34−56. doi: 10.1002/cche.10122
[4] GUARDA A, ROSELL C M, BENEDITO C, et al. Different hydrocolloids as bread improvers and antistaling agents[J]. Food Hydrocolloids,2004,18(2):241−247. doi: 10.1016/S0268-005X(03)00080-8
[5] MARIA G F, COSTANTINO F, SALVATORE M, et al. Improving the quality of dough obtained with old durum wheat using hydrocolloids[J]. Food Hydrocolloids,2020,101(Apr.):105467.1−105467.8.
[6] 黎金鑫, 朱运平, 滕超, 等. 十二种常见亲水胶体对馒头品质影响的研究[J]. 食品工业科技,2018,39(11):248−252. [LI J X, ZHU Y P, TENG C, et al. Study on effect of twelve kinds of hydrocolloids on quality of Chinese steamed bread[J]. Science and Technology of Food Industry,2018,39(11):248−252. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2018.11.042 [7] MOHAMMAD Y, JAFARI, SEID M. Recent advances in application of different hydrocolloids in dairy products to improve their techno-functional properties[J]. Trends in Food Science & Technology,2019:88468−88483.
[8] 马永强, 朱姝, 宋红霞, 等. 冷冻面团生产工艺的研究[J]. 农产品加工,2019(8):27−31. [MA Y Q, ZHU S, SONG H X, et al. Study on production technology of frozen dough[J]. Farm Products Processing,2019(8):27−31. doi: 10.16693/j.cnki.1671-9646(X).2019.08.044 [9] NIKNAM R, GHAOBARZADEH B, AVASEH A, et al. Comprehensive study of intrinsic viscosity, steady and oscillatory shear rheology of bar hang seed hydrocolloid in aqueous dispersions[J]. Journal of Food Process Engineering,2019,42(4):e13047.1−3047.10.
[10] FERRERO, CRISTINA. Hydrocolloids in wheat breadmaking: A concise review[J]. Food Hydrocolloids,2017,68(Jul.):15−22.
[11] LI J X, MADHAV P Y, LI J L. Effect of different hydrocolloids on gluten proteins, starch and dough microstructure[J]. Journal of Cereal Science,2019,87(5):85−90.
[12] JONATHAN C H, ROSALIA M P, ABRAHAM M A, et al. Effect of cryostructuring treatment on some properties of xanthan and karaya cryogels for food applications[J]. Molecules,2021,26(9):2788.
[13] 彭劲娣. 亲水胶体的应用[J]. 食品研究与开发,2000,21(6):15−16. [PENG J T. Application of hydrocolloids[J]. Food Research and Development,2000,21(6):15−16. doi: 10.3969/j.issn.1005-6521.2000.06.006 [14] 欧阳红军, 刘义军, 袁源, 等. HS-SPME-GC-MS结合OPLS-DA分析提取方法对牛油果油挥发性香气化合物的影响[J]. 南方农业学报,2021,52(3):779−788. [OUYANG H J, LIU Y J, YUAN Y, et al. HS-SPME-GC-MS coupled with OPLS-DA to analyze the effects of extraction methods on volatile aroma compounds of avocado oil[J]. Journal of Southern Agriculture,2021,52(3):779−788. doi: 10.3969/j.issn.2095-1191.2021.03.026 [15] 罗海澜, 豆康宁, 张群芝, 等. 香菇粉对面团特性和酥性饼干品质的影响[J]. 食品安全质量检测学报,2021,12(13):5380−5387. [LUO H L, DOU K N, ZHANG Q Z, et al. Effect of lentinula edodes powder on the dough properties and quality of crisp biscuits[J]. Journal of Food Safety & Quality,2021,12(13):5380−5387. [16] ZHAO Y, ZHOU X, LEI C, et al. The effect of raw dehydrated potato flour on the rheological properties of dough and nutritional quality of chiffon cakes[J]. International Journal of Food Engineering,2021,17(8):619−632. doi: 10.1515/ijfe-2020-0192
[17] 张剑, 高继伟, 杨俊俊. 冷冻面团制作油条的工艺条件研究[J]. 河南工业大学学报(自然科学版),2014,35(3):63−67. [ZHANG J, GAO J W, YANG J J. Preparation process of fried dough stick from frozen dough[J]. Journal of Henan University of Technology (Natural Science Edition),2014,35(3):63−67. [18] 中华人民共和国国家卫生健康委员会, 国家市场监督管理局. GB/T 5009.3-2016 食品中水分的测定 [S]. 北京: 中国标准出版社, 2016. National Health Commission of the People's Republic of China, State Administration of Market Regulation. GB/T 5009.3-2016 Determination of moisture in food[S]. Beijing: China Standard Publishing House, 2016.
[19] 中华人民共和国国家卫生健康委员会, 国家市场监督管理局. GB/T 5009.6-2016 食品中脂肪的测定[S]. 北京: 中国标准出版社, 2016. National Health Commission of the People's Repub-lic of China, State Administration of Market Regulation. GB/T 5009.6-2016 Determination of fat in food[S]. Beijing: China Standard Publishing House, 2016.
[20] 杨玉婷, 朱科学, 郭晓娜, 等. 马铃薯全粉对速冻油条品质的影响[J]. 食品与生物技术学报,2019,38(8):71−76. [YANG Y T, ZHU S, GUO X N, et al. Effect of potato flakes on the quality of frozen fried bread sticks[J]. Journal of Food and Biotechnology,2019,38(8):71−76. [21] 孟莲, 周惠明, 朱科学, 等. 揉面过程中面团面筋蛋白结构的变化[J]. 食品与机械,2020,36(2):19−24. [MENG L, ZHOU H M, ZHU S, et al. Study on the changes of dough gluten protein structure during kneading[J]. Food and Machinery,2020,36(2):19−24. [22] LI J M, NIE S P. The functional and nutritional aspects of hydrocolloids in foods[J]. Food Hydrocolloids,2016,53(2):46−61.
[23] YANG C Y, GUO D X, YU N. Laser ultrasonic damage detection in coating-substrate structure via Pearson correlation coefficient[J]. Surface & Coatings Technology,2018, 353:339−345.
[24] 王德华, 苏永裕, 林祥木, 等. 不同加工方式对姜母鸭感官风味影响的差异性分析[J]. 保鲜与加工,2021,21(5):39−46. [WANG E, SU Y Y, LIN X M, et al. Difference analysis of multiple processing methods on sensory flavors of ginger duck[J]. Storage and Process,2021,21(5):39−46. [25] LI J X, YADAV, MADHAV P, et al. Effect of different hydrocolloids on gluten proteins, starch, and dough microstructure[J]. Journal of Cereal Science,2019:8785−8790.
[26] WU J P, BETA T, CORKE H. Effects of salt and alkaline reagents on dynamic rheological properties of raw oriental wheat noodles[J]. Cereal Chemistry,2006,83(2):211−2171. doi: 10.1094/CC-83-0211
[27] 庞志花, 罗予婉, 李博睿, 等. 不同类型亲水胶体对豆乳凝胶的流变和摩擦学特征的影响[C]//武汉: 中国食品科学技术学会第十六届年会论文集, 2019: 482−483. PENG Z H, LUO Y W, LI B R, et al. Effect of different hydrocolloid on tribological and rheological behaviour of soymilk[C]// Wuhan: Proceedings of the 16th Annual Conference of the Chinese Society of Food Science and Technology, 2019: 482−483.
[28] 高锦鸿, 芦鑫, 孙强, 等. 不同品种花生红衣中八种酚类物质成分分析[J]. 食品与发酵工业,2022,48(14):218−225. [GAO J H, LU X, SUN Q, et al. Analysis of eight phenolic contents in peanuts skin from different cultivars[J]. Food and Fermentation Industries,2022,48(14):218−225. doi: 10.13995/j.cnki.11-1802/ts.028379 [29] 宋国胜, 胡松青, 李琳, 等. 冷冻环境对湿面筋蛋白中可冻结水的影响[J]. 华南理工大学学报(自然科学版),2009,37(4):120−124. [SONG G S, HU S Q, LI L, et al. Effect of freezing environment on freezable water in wet gluten proteins[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition),2009,37(4):120−124. [30] 高杰. 羟丙基甲基纤维素（HPMC）对面团加工性质和油条品质的影响及相关机理研究[D]. 安徽: 合肥工业大学, 2018. GAO J. Study on the effect of hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) on the processing properties of dough and the quality of youtiao and the related mechanisms[D]. Anhui: Hefei University of Technology, 2018.
[31] 禚悦, 张士凯, 王敏, 等. 冷冻面团的研究进展[J]. 中国粮油学报,2021,36(4):177−184. [ZHUO Y, ZHANG S K, WANG M, et al. Advances in the study of frozen dough[J]. Journal of the Chinese Cereals and Oils Association,2021,36(4):177−184. doi: 10.3969/j.issn.1003-0174.2021.04.029 -
期刊类型引用(1)
1. 冯小平，刘玉梅，伍天佑，熊双丽. 不同亲水多糖胶体对油炸鸡肉块油脂渗透的影响. 食品工业科技. 2024(18): 112-119 . 
本站查看
其他类型引用(2)
下载:
计量
- 文章访问数: 187
- HTML全文浏览量: 38
- PDF下载量: 13
- 被引次数: 3
