一、速凍水餃生產的理論基礎
速凍水餃,一般要求在-30℃以下,將已加工好的水餃在短時間15—30min之內快速凍結起來,特別是通過最大冰晶區(0℃—-5℃)時,速度要快,產品以小包裝的形式在-18℃的條件下貯藏和流通。
在此條件下,水餃所含的大部分水份隨著熱量的散失而形成冰晶體,減少了生命活動和生化反應所需的液態水份,抑制了微生物的活動,延緩了食品的品質變化,從而有效地保持了水餃原有的營養和風味。
二、速凍水餃生產中常見問題分析速凍水餃生產中主要有以下常見問題:
1、在水餃生產過程中,若加水量大,則麵皮粘機現象較嚴重,水餃加工時破損率較高。為了改善這種情況,常需加入大量面撲,從而影響了產口的外觀與色澤;若加水量少,則會由於麵筋吸水較少,不能形成完善的麵筋網路而導致麵皮粗糙,並且在速凍過程中表皮因乾燥而破裂。
2、在速凍過程中,由於麵皮中的水份分布不均勻,以及麵皮持水性不好而導致麵皮的區域性生成大的冰結晶而脹裂水餃皮,同時,水餃皮表面水份昇華,引起水餃表皮乾燥開裂;水餃餡含水量較多,在凍結過程中水份結冰體積膨脹也會使水餃皮破裂。以上因素嚴重地影響了速凍水餃的凍裂率。
3、由於我國國情的侷限,大部分速凍水餃生產企業所使用的麵粉,其形成時間、穩定時間較短,弱化度較高,和麵時受到較強的機械攪拌而使已形成的麵筋網路受到破壞,致使生產出的水餃筋力、口感差。
4、在儲存過程中,由於儲存溫度經常波動,整個食品體系存在著以下變化過程:在這個變化過程中,微細的冰結晶會逐漸減少消失,而大的冰結晶會逐漸生長,表皮冰結晶的昇華會直接導致表皮乾燥,從而嚴重影響了產品的外觀及內在品質。5、其餘諸如色澤、口味等也對產品的質量有著較大的影響。
三、解決以上問題的理論基礎及改良的一般途徑1、食品的凍結過程
食品在凍結過程中的熱量動力學變化,對其物理及化學性質的改變有很大的影響:水由液態向固態轉變的過程中,會產生所謂的晶核形成作用。在食品實際的凍結過程中,食品中的顆粒可以充當晶核。
一旦晶核形成,冰結晶會以一定的速率成長,而形成的冰結晶的大小,可由晶核形成的數目加以調整,用能量轉移的速率來加以控制(晶核數目越多,能量轉移越快,所形成的冰結晶越小)。
2、凍結速率與冰結晶大小的關係
晶核形成與冰結晶成長間的相互作用會影響冰結晶大小,也會影響冷凍食品的品質:一般在快速凍結過程中,起始冰結晶的生長速率低於熱量的轉移速率,以致產生過冷卻現象而增加晶核形成速率,從而降低冰結晶體積;而在緩慢冷凍過程中,冰結晶生長速率與熱量轉移速率一致,形成的晶核數目較少,冰結晶校大。３、冷凍食品體系中的玻璃化轉變
定型聚合物在較低的溫度下,分子熱運動能量很低,只有較小的運動單元,如側基、支鏈和鏈節能夠運動,而分子鏈和鏈段均處於被凍結狀態,此時聚合物所表現出的力學性質與玻璃相似,稱之為玻璃態;隨著溫度的公升高,鏈段運動受到激發,但整個分子鏈仍處於凍結狀態,在受外力作用時,聚合物表現出很大的形變,外力去除後,形變可以恢復,這種狀態稱之為高彈態;溫度繼續公升高,不僅鏈段可以運動,整個分子鏈都可以運動,無定形聚合物表現出粘性流動的狀態,稱之為粘流態。玻璃態、高彈態、粘流態稱之為無定形聚合物的三種力學狀態。隨著溫度的公升高,聚合物由玻璃態向高彈態的轉變,稱之為玻璃化轉變,其轉變溫度為玻化溫度,用tg表示。
在此時,未凍結溶質的濃度會持續增加,粘度也逐漸增加,最後粘度會高到限制水分子的自由移動,此時,無法進行冰結晶的生長。４、速凍水餃品質改良的一般途徑
針對速凍水餃生產中常見問題,生產企業一般採取以下方法來改良速凍水餃品質:１)、降低水餃加工時和麵加水量,以使水餃皮在凍結過程中冰結晶總體積較小。但是,這樣導致水餃表皮乾燥,在凍結時表面水分昇華而產生裂紋;而且減少加水量並不能控制區域性大塊冰結晶的形成。
２)、降低水餃餡中含水量,以使在凍結過程中,餡中冰結晶總體積較小。這樣導致企業生產成本增高,影響了企業的經濟效益,並且影響了產品的內在品質及風味。
３)、改善速凍條件,以使速凍水平更加完善,工藝控制更加合理,這樣需要企業對現有裝置及工藝進行改造或者調整,加重了企業負擔,並且不一定會取得良好的效果。
以上方法雖有一定的可行性,但也不可避免地有其侷限性與不合理性,因此並不是企業所希望的解決問題的方法,企業都在期盼著一種新的途徑來改善速凍水餃品質。四、速凍水餃品質改良的新途徑
根據速凍水餃生產中的常見問題以及以上理論基礎,提出了下改良速凍水餃品質的新途徑:
１、新增以ｃｓｌ—ｓｓｌ為主體的乳化劑。ｃｓｌ—ｓｓｌ具有親油、親水的兩個基團,這兩個基團良好的活性可以達到基本將各種物質控制在加工完成時的最佳狀態。因此,即使食品在高於ｔg的溫度條件下貯存,也可以保持較長的貨架期;ｃｓｌ—ｓｓｌ的加入可以使水的表面張力降低３０%以上。
水的表面張力降低後,潤濕性大大增加,不易聚集,可以在凍結時形成更小的晶體,而不破壞麵糰結構;ｃｓｌ—ｓｓｌ具有良好的分散能力。乳
化劑良好的分散性使得麵製品中各種組分在冷凍過程中可以均勻分散,安全地渡過玻璃體轉化這一過程。
同時,ｃｓｌ—ｓｓｌ能與麵粉蛋白質中的麥穀蛋白及麥膠蛋白分別以疏水鏈及親水鍵結合,把麵粉中散落的蛋白質連線起來,形成一種具有下圖結構的麵筋網路:
由上圖可看出,csl—ssl的存在使麵筋網路具有一定的強度,從而提高其耐機械攪拌能力,延長麵糰穩定時間,降低弱化度。
因此,加入以csl—ssl為主體的乳化劑後,冰結晶的大小、晶形被控制,水餃可以安全地渡過玻璃體的轉化過程,使速凍水餃的質量有了保證。
２、加入以各種植物膠類為主體的復合膠體穩定劑。在速凍水餃的凍結過程中,膠體分子被擠入冰結晶周圍的區域中,導致未凍結相濃度急劇增加,減少了溶質分子的自由體積,提高了冷凍食品體系的ｔg和低溫穩定性,控制速凍水餃中冰結晶的生長速率及冰結晶大小,從而提高冷凍食品的質量和貨架期;由於膠體具有較強的吸水能力,可以使麵糰在加工過程中吸收更多的水分而不粘機,同時膠體的膠粘特性也使得水餃表皮更加細膩、光亮。３、新增變性澱粉來改善速凍水餃的白度以及口感。
在速凍水餃生產中使用的變性澱粉是以馬鈴薯或木薯澱粉為基礎,通過物理、化學方法變性而成的一種同時具有乳化及增稠作用的食品新增劑。新增變性澱粉後可以明顯地改善速凍水餃成品的白度、亮度、表皮滑爽度、透明度,並且新增變性澱粉後可以大提高和麵加水量。
４、新增以ｖc為主體的復合增筋劑。ｖc可以氧化麵筋蛋白中的硫氫鍵(-sｈ),並通過二硫鍵(-ｓ-ｓ-)連線起來,從而加強麵筋網路,使速凍水餃煮後筋力得到提高,咬勁得到改善。
根據以上四點,復配一種以ｃｓｌ—ｓｓｌ、復合膠體、增筋劑以及變性澱粉為主體的複合型速凍水餃改良劑。五、速凍水餃改良劑實驗
４、生產工藝:按該公司速凍水餃生產工藝進行(和麵加水量增加２%)５、速凍條件:速凍隧道溫度:-３８℃速凍時間:１５～２０分鐘
６、儲存條件:冷庫中-１８℃裸露儲存於冷風機下７、實驗過程:
１)麵粉品質改善:新增複合型改良劑０.４%及５%變性澱粉後用布拉班德儀(德國產)測定粉質曲線及拉伸曲線,其結果如下:見表(１)２)速凍水餃成品評價:見表(２)
３)煮後水餃評價:見表(３)麵粉
專案對照組改良組
粉製曲線吸水率（%）58.260.8形成時間(min)2.33.4穩定時間(min)4.36.9弱化度(bu)7020評價值4652
拉伸曲線45min延伸性(mm)17016245min抗延伸性(bu)460570表(１):成品
專案對照組改良組加水量（%）3840面撲用量多幾乎不用加工破損率》2<0.1凍裂率（%）>6<0.4
水餃外觀白、亮、較粗糙更白、更亮、細膩儲存10天後破裂率（%）.2<0.2表(２):產品
專案對照組改良組
外觀白度、亮度較差，放置冷卻後色澤晦暗，互相粘結，表皮透明度差，粗糙白度、亮度、光潔度較佳，放置冷卻後色澤、亮度變化不大，無互相粘邊現象，表皮較透明、細膩熟後破損率（%）>3<0.1
渾湯程度湯較混清湯
口感爽滑性較差，稍粘牙爽滑、細膩、不粘牙咬勁有咬勁，但較改良組差有咬勁表(３):六、結論
１、速凍水餃品質與生產工藝,新增劑有很大關係。在和面過程中,麵筋形成越充分,水分分散越均勻,凍結過程越完善,水餃成品品質越好。
２、新增速凍水餃改良劑後,可以明顯改善麵粉品質,增加形成時間,穩定時間,降低弱化度,使麵糰耐機械攪拌明顯提高。
３、新增速凍水餃改良劑及變性澱粉後,可使和面加水率提高２%左右,並且可以提高玻化轉變溫度,抑制冰結晶的生長速率,有利於凍結過程中產品的低溫穩定性及對品溫波動的適應性。
４、新增速凍水餃改良劑後,可以最大程度地降低面撲用量,降低加工破損率,凍裂率以及儲存破裂率。
５、由於改良劑的保水性較強,可使水餃在速凍過程中產品表面水分散失更少,有利於產品質量穩定及提高出品率。
６、新增改良劑後,成品水餃白度、亮度、筋力、爽滑性、耐煮性等均有所提高,有利於水餃檔次提高。
７、新增改良劑後可用相對較低檔次麵粉製出較好成品,從而有效降低成本。可以看出,新增以csl—ssl為主體的復配型速凍水餃改良劑,無疑是解決速凍水餃生產中諸多問題的一條新途徑。
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