贮藏时间对豆沙包水分迁移及食用品质的影响

王秋玉，章海风，朱文政，薛盼盼，沙文轩，苏嘉敏，周晓燕*

1(扬州大学 旅游烹饪学院，江苏 扬州，225000)2(江苏省淮扬菜产业化工程中心，江苏 扬州，225000)

豆沙包是我国传统发酵面制品的典型代表，受不同地域、不同文化的影响，各地豆沙包的制作工艺、食用方法各不相同[1]。豆沙包吃口绵软、香甜细腻、形色俱佳，制作中非常注重点心的色泽、形态和口感[2]。现阶段，随着传统食品产业化进程的推进，发酵面制品的生产满足了方便性消费的需求，但目前市场上的发酵面制品在贮藏期间会发生质地变硬、口感粗糙、消化吸收率降低等现象并且失去其原有的风味[3]，导致其货架期通常很短[4]，所以贮藏期间的品质变化也是发酵面制品工业化生产的一大障碍。多年来，国内外学者的研究重点主要集中在面包贮藏特性上，NIVELLE等[5]研究了面包贮藏过程中的淀粉功能的变化，张君[6]研究了蜂蜜干粉对面包贮藏特性的影响。近年来，中国国内学者开始深入探究馒头保藏期间的品质变化，盛琪[7]通过实验探究导致包装馒头品质劣变的关键性因素，XU等[8]研究不同包装温度对热真空包装馒头常温贮藏品质的影响等，而对中式传统带馅类发酵面制品贮藏后的品质变化的研究无论从广度上还是深度上都鲜有报道。因此，分析包装豆沙包在贮藏过程中的品质特性变化具有重要意义。

本试验选取5个不同贮藏时间的豆沙包，并将其复热，深入探究贮藏时间对豆沙包水分分布状态及食用品质的影响因素，利用主成分和聚类分析方法分别对水分迁移及食用品质进行系统分析，探索影响豆沙包品质特性各指标之间的差异性和关联性，可以确定产品在贮藏过程中引起品质变化最重要的因素，从而探讨半真空包装豆沙包贮藏过程中品质变化情况，旨在为豆沙包的工业化生产，特别是货架期的影响提供理论基础和实际指导意义。

1 材料与方法

1.1 材料

金龙鱼麦芯粉(水分14.0%、蛋白质 18.0%、淀粉 70.21%、脂肪3%)，益海嘉里粮油食品工业有限公司；耐高糖活性干酵母粉，乐斯福酵母上海有限公司；玫瑰细沙、绵白糖，扬州市麦德龙超市。

1.2 仪器与设备

MK-HKM200和面机，松下电器(中国)有限公司；DZM-180 型电动压片机，海鸥电器有限公司；MDF-U53V(N)速冻冰箱，伊莱克斯股份有限公司；MDF．us3vfNl超低温冰箱，日本三洋公司；BS210S(1/10 000)分析天平，北京赛多利斯天平有限公司；BCD-620冰箱，青岛海尔股份有限公司；SPl8.S醒发箱，珠海三麦机械有限公司；TMS-PRO质构仪，美国FTC公司；AccuFat-1050磁共振分析仪，江苏麦格迈医学科技有限公司；3nH电脑色差仪，深圳市三恩时科技医学科技有限公司；雷磁pH计，上海仪电科学仪器股份有限公司；HD-3A型水分活度测定仪，无锡市华科仪器有限公司；TC-600A 单室真空包装机，上海星贝包装机械有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 豆沙包的制备及包装

豆沙包生坯的制备按照朱在勤等[9]的方法并稍作调整。

工艺流程：将面粉、干酵母、绵白糖用水溶化→和面(室温18 ℃) →发酵(温度38 ℃，相对湿度75%，10 min)→压面机压制→制皮→包馅→成型→醒发 (温度38 ℃，相对湿度75%，20 min) →蒸制(烧开的蒸锅上，15 min)→室温冷却(40 min)→包装(真空时间：5 s，热封时间：10 s，冷却时间：10 s)→贮存(4 ℃冷藏冰箱)。

1.3.2 豆沙包复热处理

取出样品，置于沸腾的蒸锅上蒸制 15 min，冷却40 min，待测。

1.4 豆沙包品质测定及方法

1.4.1 水分分布与迁移情况

利用低场核磁共振分析仪分别测定复热前、后豆沙包面坯中的水分分布。分别将复热前、后的包子用镊子去除外皮和馅心，参考汤晓娟[10]的方法并稍作修改：准确称取15 g内部面团，用聚四氟乙烯带小心包裹后置于专用核磁管中，封口膜封口，放在核磁磁场的射频管道中，测每个面团样品的弛豫时间。采用OnePulse和CPMG脉冲序列测定样品中自旋-自旋弛豫时间T2。样品采集参数设置：接收增益250，回波间隔300 μs，采样点数3 000，扫描次数32，间隔时间1 000 ms。每个样品重复测定3 次。

1.4.2 质构测定

利用质构仪，将复热后的包子冷却 40 min 后，用镊子去除表皮和馅心，参考CURTI等[11]的方法并稍作修改：用模具压成厚度为 10 mm，直径为30 mm的均匀薄片，取压制好的样品，用圆柱形探头(P/35)进行质构测试。具体的参数为：距离 30 mm，测试前速率3 mm/s，测试速率 1 mm/s，测试后速率 1 mm/s，下压程度 60.00%，测试力 0.08 N，2 次压缩时间间隔 3 s，每个样品重复测定3 次。

1.4.3 色差测定

利用电脑色差仪，分别对复热前后豆沙包样品表皮色泽进行测量。豆沙包的色泽由亮度(L*)、红度(a*)、黄度(b*)表示，每个样品重复测量6次。

1.4.4 水分活度测定

制作后的豆沙包常温冷却 40 min 后，用镊子去除表皮和内部馅心，加工成碎屑状，放入水分活度仪中测定，读取平衡后的数据，每个样品测量3次。

1.4.5 pH值测定

分别将复热前后的豆沙包样品，用镊子去除外皮和馅心，准确称取10 g内部面团于烧杯中，加入100 mL 去离子水，用匀质机打浆60 s，均质后测量，每个样品测量6次。

1.4.6 蒸煮损失试验评价

豆沙包的蒸煮特性研究，参考LIU等[12]的方法，分别测定复热前后豆沙包的失水率、质量、体积。豆沙包的体积采用油菜籽置换法测量，根据比容等于体积与质量之比求出豆沙包比容。

1.5 数据处理

通过Excel 2010整理实验数据，应用统计分析软件SPSS 23.0对数据进行单因素方差分析、主成分分析、相关性分析和聚类分析，其中聚类分析采用系统聚类，利用Origin 2017软件绘图。

2 结果与分析

2.1 贮藏豆沙包品质分析

2.1.1 不同贮藏时间对豆沙包面团水分分布的影响

图1-A、图1-C分别是豆沙包贮藏过程复热前后典型的水分弛豫时间分布曲线，图1-B、图1-D是豆沙包贮藏过程复热前后强结合水(T21)、弱结合水(T22)的峰面积比例图。由图1-A可以看出：随着豆沙包存放时间延长，其信号幅度开始减弱，并且由图1-B可清晰看出，强结合水含量呈线性下降趋势，说明在贮藏阶段，随着淀粉的进一步老化，导致面团体系中与面筋蛋白质结合的强结合水转化成弱结合水，持水性下降，这与刘长虹等[13]在馒头贮藏过程水分分布变化中研究结果相似。由图1-C和图1-D可知，与复热前不同，复热后的水分分布是不稳定的，水分总量先减小后增加而又减小，可能是由于复蒸时的水蒸气的作用，使水分朝着碎屑干燥方向转移[14]，导致复热后的豆沙包面团内部组分之间水分迁移至面筋蛋白外，使面团中水分重新分布。因此，在贮藏过程中，水分子不断从面筋网络中释放出来，豆沙包的持水能力变弱，水分子质量在一定程度上会影响豆沙包的食用品质。

A-复热前T2分布曲线；B-复热前峰面积比例；C-复热后T2分布曲线；D-复热后峰面积比例图1 不同贮藏时间对豆沙包面团水分分布的影响Fig.1 Effect of different storage time on water distribution of steamed bread with minced red bean

2.1.2 不同贮藏时间对豆沙包面团色泽品质的影响

不同贮藏时间下，豆沙包复热前后的色泽品质变化如表1所示。贮藏时间改变了豆沙包的表皮颜色，对复热前的豆沙包的L*值影响显著，随着贮藏时间的延长，豆沙包L*先降低后显著升高，贮藏5 d时豆沙包色泽更加亮白，a*值和b*值随贮藏时间变化呈逐渐下降趋势，特别当贮藏5 d时，此条件下豆沙包红色显著降低。而复热后的豆沙包样品，L*值与复热前的样品呈显著正相关(r=0.660)，两者a*值呈显著正相关(r=0.852)，b*值呈负相关(r=-0.438)，已有研究表明，面团麦谷蛋白大聚体含量的减少会导致b*值上升[15]，所以复热后的豆沙包b*值变化较大可能与麦谷蛋白大聚体含量有关。产品的色泽对老化过程具有指导意义， 良好的亮度和色泽表现可以增加产品的品质[16]。综上所述，贮藏3 d 和5 d的豆沙包，色泽品质显著下降。

表1 不同贮藏时间对豆沙包面团色泽品质的影响Table 1 Effect of different storage time on the color quality of steamed bread with minced red bean

2.1.3 不同贮藏时间对豆沙包面团质构特性的影响

豆沙包在贮藏过程中的质构特性如表2所示。与新鲜样品相比，所有豆沙包在贮藏过程中，降低了面团的蓬松度，硬度指标呈直线上升的趋势，可能是由于面团内部水分的损失、支链淀粉的退化、面筋的脱水等导致的，与TAGLIERI等[17]阐述面团贮存会对面包硬度产生负面影响结果相一致；也有研究证实，产品硬度太大，咬起来所需的力越大，口感会变差[18]。由表2 可以看出，豆沙包的胶黏性呈上升趋势，说明随着贮藏时间延长，豆沙包破裂成吞咽时的稳定状态所需的能量就越大[19]，这也与咀嚼性呈极显著正相关(P<0.01)；而黏附性和弹性在第1天内降幅明显，并且随着贮藏时间的延长呈现出下降的趋势，说明贮藏时间会导致样品的回复程度变低，品质下降。

表2 不同贮藏时间对豆沙包面团质构特性的影响Table 2 Effect of different Storage time on texture properties of steamed bread with minced red bean

2.1.4 不同贮藏时间对豆沙包面团pH的影响

由图2可以看出，随贮藏时间的延长，复热前的豆沙包的pH先下降后上升，在第1天达到最低值，在第7天时达到最大值。复热后的豆沙包pH在0 d到5 d的贮存时间范围内与复热前样品呈现相同的趋势，但到第7天时呈直线下降的趋势，这与MARTINS等[20]对于在不同贮藏时间及温度下的小米酸面团面包pH值变化研究结果具有相似性。贮藏过程中豆沙包面坯pH发生变化，可能是豆沙包中碳水化合物含量较高，为微生物代谢产酸提供养分，使面团内部酸度上升，导致pH 下降[21]；但在第3天后，pH不断上升，一方面可能是面团内部微生物生长受到限制，发酵产酸较少；另一方面可能由于豆沙包面团内部的蛋白质分解生成的碱性物质可能会中和部分酸，也会使酸度略有下降[20]。

图2 不同贮藏时间对豆沙包面团pH的影响Fig.2 Effect of different storage time on pH of steamed bread with minced red bean 注：不同小写字母表示显著性差异(P<0.05)(下同)

2.1.5 不同贮藏时间对豆沙包面团水分活度的影响

由图3 可知，豆沙包复热前水分活度的变化趋势为先上升后逐渐下降，与ARP等[22]研究结果一致，这是因为在贮存1 d 后，豆沙包内部的水分向表皮迁移，面坯内部的水蒸气气压相对减少，使得水分活度迅速下降[19]。随着贮存时间的延长，将豆沙包复热后，其水分活度呈先上升后急剧下降再次缓慢上升的趋势，这可能是由于复热时的水蒸气从样品底部穿透到顶部，在一定程度上预防水分散失，所以下降较小。

图3 不同贮藏时间对豆沙包面团水分活度的影响Fig.3 Effect of different storage time on water activity of steamed bread with minced red bean

2.1.6 不同贮藏时间对豆沙包面团蒸煮特性的影响

图4-A 表示豆沙包在不同贮藏时间内的蒸煮品质的变化。如图4-A所示，在贮藏期间的蒸煮损失率有显著变化，复热前的豆沙包蒸煮损失率呈现上升—下降—上升—下降的趋势，并在第1天时显著升高，这可能是由于刚做出不久的豆沙包水分含量最大，放入冰箱冷藏，较大的温差导致淀粉颗粒松散，从而使蒸煮损失增大[23]。随着贮存时间延长，面团内部大量的水分向表皮缓慢迁移，导致失水率变大。豆沙包复热前、复热后的比容如图4-B所示，在贮存的周期内样品比容呈下降的趋势，这是因为随着贮存时间延长，面筋的筋力变弱，持气性变差[24]，导致豆沙包的比容变小。除此之外，面团内部酶类的酶解作用也会导致豆沙包的比容下降。

A-蒸煮品质变化；B-比容变化图4 不同贮藏时间对豆沙包面团蒸煮特性的影响Fig.4 Effect of different storage time on cooking characteristics of steamed bread with minced red bean

2.2 豆沙包品质指标的主成分分析

2.2.1 豆沙包品质指标的相关性分析

2.2.1.1 豆沙包复热前品质指标相关性分析

如表3所示，将复热前豆沙包的品质指标进行相关性分析。蒸煮损失与L*值呈极显著正相关(P<0.01)，与b*值呈显著正相关(P<0.05)，与水分活度呈显著正相关(P<0.05)；比容与T21值之间呈现极显著正相关(P<0.01)关系，与T22值之间呈现显著相关(P<0.05)；L*值与b*值显著正相关(P<0.05)，与水分活度呈极显著正相关(P<0.01)；a*值与T21值呈显著正相关(P<0.05)；b*值与水分活度呈极显著正相关(P<0.01)，与T21、T22呈显著正相关(P<0.05)；pH与T22值呈显著正相关(P<0.05)；水分活度与T21呈显著正相关(P<0.05)；T21与T22呈显著正相关(P<0.05)。

表3 豆沙包复热前品质指标间的相关性分析Table 3 Correlation analysis of quality indexes of steamed bread with minced red bean before reheating

2.2.1.2 豆沙包复热后品质指标相关性分析

由表4 可知，对 8 个在不同贮存时间复热后豆沙包在品质性状进行相关性分析发现，豆沙包的水分迁移特征与质构特性等品质指标之间存在不同程度的相关性，且部分品质指标之间的相关性呈显著或极显著状态。各指标测定值所呈现的信息出现重叠现象，因此可应用主成分分析和聚类分析的方法对豆沙包品质指标进行降维和分类[25-26]，从而更加方便地对豆沙包在贮藏期间的品质变化进行研究。

表4 豆沙包复热后水分迁移与食用品质指标间的相关性分析Table 4 Correlation analysis between water migration and edible quality indexes of steamed bread with minced red bean after reheating

2.2.2 主成分提取及成分荷载矩阵

2.2.2.1 豆沙包复热前品质指标主成分特征值分析

由表5 可知，复热前豆沙品质指标的前2 个主成分的累计贡献率为85.800%，说明前 2个主成分可以解释贮藏期间复热前豆沙包品质的绝大部分信息，因此选用前2个主成分评价复热前豆沙包的综合品质。

表5 豆沙包复热前主成分特征值、方差贡献率和累积贡献率Table 5 Principal component characteristic value, variance contribution rate and cumulative contribution rate of samples before reheating

结合表5和表6 可知，主成分 1 的特征值为4.830，贡献率为 53.670%，决定主成分 1 的主要是豆沙包的水分活度，其次为L*、b*、失水率、pH等，可将第1主成分看作复热前豆沙包品质的综合指标；第2 主成分的特征值为 2.892，贡献率为 32.130%，第2主成分主要是由a*、T21、T22、比容等决定，可把第2主成分看作复热前豆沙包品质的水分状态及质量指标。

表6 豆沙包复热前旋转后的成分矩阵Table 6 Composition matrix of sample after principal rotation before reheating

2.2.2.2 豆沙包复热后品质指标主成分特征值分析

由表7可知，复热后豆沙包品质指标的前3个主成分的累计贡献率为85.547%，说明前 3个主成分可以解释贮藏期间复热后豆沙包品质的绝大部分信息，因此选用前3个主成分评价复热后豆沙包的综合品质。

表7 豆沙包复热后主成分特征值、方差贡献率和累积贡献率Table 7 Principal component characteristic value, variance contribution rate and cumulative contribution rate of samples after reheating

结合表7和表8 可知，主成分 1 的特征值为6.164，贡献率为 41.092%，决定主成分 1 的主要是b*、a*、黏附性、弹性、胶黏性、pH，可将第1主成分看作复热前豆沙包品质的色泽及质构指标；第2主成分的特征值为4.312，贡献率为28.747%，第2主成分主要是由比容、L*、内聚性、失水率、硬度等决定，可把第2主成分看作复热前豆沙包品质的综合指标；第3主成分主要是是由水分活度、咀嚼性、T21、T22等决定。

表8 豆沙包复热后旋转后的成分矩阵Table 8 Composition matrix of sample after principal rotation after reheating

2.3 豆沙包品质指标的聚类分析

本试验是在主成分分析的基础上，采用系统聚类分析法分别对豆沙包复热前的9个、复热后的15个品质指标进行组间连接-皮尔逊相关性型聚类。

2.3.1 豆沙包复热前品质指标聚类分析

由图5可知，在欧氏距离为 2.5 处时，可将复热前豆沙包品质指标划分为三大类，第一类为b*、水分活度、T21、T22、a*、比容；第二类为失水率和L*值；pH单独聚为第三类。

图5 豆沙包复热前指标的 R 型聚类Fig.5 R-type clustering of sample indexes before reheating

2.3.2 豆沙包复热后品质指标聚类分析

图6是以贮存不同时间复热后豆沙包的相关指标的系统聚类分析。当类间距离为2.5 时，将 15 个品质评价指标聚为三类，第一类为a*、b*、黏附性、弹性、硬度、咀嚼性；第二类为水分活度、T21、L*值、内聚性、失水率、比容、pH、T22；第三类为胶黏性。同时，结合主成分荷载分析结果，最终确定选用硬度、水分活度、T21、pH值、蒸煮损失作为综合评价复热后豆沙包品质优劣的关键性指标。

图6 豆沙包复热后指标的 R 型聚类Fig.6 R-type clustering of sample indexes after reheating

3 结论

豆沙包在贮藏期间的品质与水分、质构等指标有关，其品质研究受多种因素的影响，如贮藏环境、包装方式等[27]。本试验对半真空包装豆沙包复热前后成品在不同贮存周期内水分迁移、质构、色泽、比容和pH、水分活度以及蒸煮特性等进行研究，分别对5个不同贮藏时间的豆沙包各项品质指标进行描述性分析和相关性分析，发现豆沙包在复热前后各项品质指标之间均存在差异性(P<0.05)，且豆沙包在不同贮藏时间内呈现不同程度的变化。同时，采用主成分分析法对豆沙包复热前9个理化指标、复热后15个品质指标进行简化，并且采用聚类分析法分别对复热前、复热后的品质指标进行系统性的归类分析。通过主成分分析提取出复热前豆沙包品质评价指标的2个主成分因子，共能解释85.800%的原始变量，所提取出的2个主成分因子分别代表复热前豆沙包的综合指标、水分状态2个方面的品质特性；提取出了复热后豆沙包品质评价指标的3个主成分因子，共能解释88.547%的原始变量，所提取的3个主成分因子分别代表复热后豆沙包的色泽品质、软硬度、蒸煮特性、水分状态4个方面的品质特性。根据聚类分析结果，将复热前的豆沙包9 个品质指标聚为了三类，将复热后的豆沙包15 个品质指标聚为了三类。

采用主成分分析和聚类分析评价了不同贮藏时间对豆沙包成品食用品质的影响，为豆沙包的工业化生产提供理论依据，对豆沙包的贮藏具有重要的指导意义，也有利于为不同贮藏期间的豆沙包建立更全面、更系统的品质评价。