速冻水饺生产中常见问题分析及改良
一、速冻水饺生产的理论基础
速冻水饺, 一般要求在-30℃以下, 将已加工好的水饺在短时间15—30min 之内快速冻结起来, 特别是通过最大冰晶区(0℃—-5℃) 时, 速度要快, 产品以小包装的形式在-18℃的条件下贮藏和流通。
在此条件下, 水饺所含的大部分水份随着热量的散失而形成冰晶体, 减少了生命活动和生化反应所需的液态水份, 抑制了微生物的活动, 延缓了食品的品质变化, 从而有效地保持了水饺原有的营养和风味。
二、速冻水饺生产中常见问题分析
速冻水饺生产中主要有以下常见问题:
1、在水饺生产过程中, 若加水量大, 则面皮粘机现象较严重, 水饺加工时破损率较高。为了改善这种情况, 常需加入大量面扑, 从而影响了产口的外观与色泽; 若加水量少, 则会由于面筋吸水较少, 不能形成完善的面筋网络而导致面皮粗糙, 并且在速冻过程中表皮因干燥而破裂。
2、在速冻过程中, 由于面皮中的水份分布不均匀, 以及面皮持水性不好而导致面皮的局部生成大的冰结晶而胀裂水饺皮, 同时, 水饺皮表面水份升华, 引起水饺表皮干燥开裂; 水饺馅含水量较多, 在冻结过程中水份结冰体积膨胀也会使水饺皮破裂。以上因素严重地影响了速冻水饺的冻裂率。
3、由于我国国情的局限, 大部分速冻水饺生产企业所使用的面粉, 其形成时间、稳定时间较短, 弱化度较高, 和面时受到较强的机械搅拌而使已形成的面筋网络受到破坏, 致使生产出的水饺筋力、口感差。
4、在储存过程中, 由于储存温度经常波动, 整个食品体系存在着以下变化过程:
在这个变化过程中, 微细的冰结晶会逐渐减少消失, 而大的冰结晶会逐渐生长, 表皮冰结晶的升华会直接导致表皮干燥, 从而严重影响了产品的外观及内在品质。
5、其余诸如色泽、口味等也对产品的质量有着较大的影响。
三、解决以上问题的理论基础及改良的一般途径
1、食品的冻结过程
食品在冻结过程中的热量动力学变化, 对其物理及化学性质的改变有很大的影响:水由液态向固态转变的过程中, 会产生所谓的晶核形成作用。在食品实际的冻结过程中, 食品中的颗粒可以充当晶核。一旦晶核形成, 冰结晶会以一定的速率成长, 而形成的冰结晶的大小, 可由晶核形成的数目加以调整, 用能量转移的速率来加以控制(晶核数目越多, 能量转移越快, 所形成的冰结晶越小) 。
2、冻结速率与冰结晶大小的关系
晶核形成与冰结晶成长间的相互作用会影响冰结晶大小, 也会影响冷冻食品的品质:一般在快速冻结过程中, 起始冰结晶的生长速率低于热量的转移速率, 以致产生过冷却现象而增加晶核形成速率, 从而降低冰结晶体积; 而在缓慢冷冻过程中, 冰结晶生长速率与热量转移速率一致, 形成的晶核数目较少, 冰结晶校大。
３、冷冻食品体系中的玻璃化转变
定型聚合物在较低的温度下, 分子热运动能量很低, 只有较小的运动单元, 如侧基、支链和链节能够运动, 而分子链和链段均处于被冻结状态, 此时聚合物所表现出的力学性质与玻璃相似, 称之为玻璃态; 随着温度的升高, 链段运动受到激发, 但整个分子链仍处于冻结状态, 在受外力作用时, 聚合物表现出很大的形变, 外力去除后, 形变可以恢复, 这种状态称之为高弹态; 温度继续升高, 不仅链段可以运动, 整个分子链都可以运动, 无定形聚合物表现出粘性流动的状态, 称
之为粘流态。玻璃态、高弹态、粘流态称之为无定形聚合物的三种力学状态。
随着温度的升高, 聚合物由玻璃态向高弹态的转变, 称之为玻璃化转变, 其转变温度为玻化温度, 用Tg 表示。在此时, 未冻结溶质的浓度会持续增加, 粘度也逐渐增加, 最后粘度会高到限制水分子的自由移动, 此时, 无法进行冰结晶的生长。
４、速冻水饺品质改良的一般途径
针对速冻水饺生产中常见问题, 生产企业一般采取以下方法来改良速冻水饺品质:
１) 、降低水饺加工时和面加水量, 以使水饺皮在冻结过程中冰结晶总体积较小。但是, 这样导致水饺表皮干燥, 在冻结时表面水分升华而产生裂纹; 而且减少加水量并不能控制局部大块冰结晶的形成。
２) 、降低水饺馅中含水量, 以使在冻结过程中, 馅中冰结晶总体积较小。这样导致企业生产成本增高, 影响了企业的经济效益, 并且影响了产品的内在品质及风味。
３) 、改善速冻条件, 以使速冻水平更加完善, 工艺控制更加合理, 这样需要企业对现有设备及工艺进行改造或者调整, 加重了企业负担, 并且不一定会取得良好的效果。
以上方法虽有一定的可行性, 但也不可避免地有其局限性与不合理性, 因此并不是企业所希望的解决问题的方法, 企业都在期盼着一种新的途径来改善速冻水饺品质。
四、速冻水饺品质改良的新途径
根据速冻水饺生产中的常见问题以及以上理论基础, 提出了下改良速冻水饺品质的新途径: １、添加以ＣＳＬ—ＳＳＬ为主体的乳化剂。ＣＳＬ—ＳＳＬ具有亲油、亲水的两个基团, 这两个基团良好的活性可以达到基本将各种物质控制在加工完成时的最佳状态。
因此, 即使食品在高于Ｔg 的温度条件下贮存, 也可以保持较长的货架期; ＣＳＬ—ＳＳＬ的加入可以使水的表面张力降低３０%以上。水的表面张力降低后, 润湿性大大增加, 不易聚集, 可以在冻结时形成更小的晶体, 而不破坏面团结构; ＣＳＬ—ＳＳＬ具有良好的分散能力。乳化剂良好的分散性使得面制品中各种组分在冷冻过程中可以均匀分散, 安全地渡过玻璃体转化这一过程。
同时, ＣＳＬ—ＳＳＬ能与面粉蛋白质中的麦谷蛋白及麦胶蛋白分别以疏水链及亲水键结合, 把面粉中散落的蛋白质连接起来, 形成一种具有下图结构的面筋网络:
由上图可看出,CSL —SSL 的存在使面筋网络具有一定的强度, 从而提高其耐机械搅拌能力, 延长面团稳定时间, 降低弱化度。
因此, 加入以CSL —SSL 为主体的乳化剂后, 冰结晶的大小、晶形被控制, 水饺可以安全地渡过玻璃体的转化过程, 使速冻水饺的质量有了保证。
２、加入以各种植物胶类为主体的复合胶体稳定剂。在速冻水饺的冻结过程中, 胶体分子被挤入冰结晶周围的区域中, 导致未冻结相浓度急剧增加, 减少了溶质分子的自由体积, 提高了冷冻食品体系的Ｔg 和低温稳定性, 控制速冻水饺中冰结晶的生长速率及冰结晶大小, 从而提高冷冻食品的质量和货架期; 由于胶体具有较强的吸水能力, 可以使面团在加工过程中吸收更多的水分而不粘机, 同时胶体的胶粘特性也使得水饺表皮更加细腻、光亮。
３、添加变性淀粉来改善速冻水饺的白度以及口感。在速冻水饺生产中使用的变性淀粉是以马铃薯或木薯淀粉为基础, 通过物理、化学方法变性而成的一种同时具有乳化及增稠作用的食品添加剂。添加变性淀粉后可以明显地改善速冻水饺成品的白度、亮度、表皮滑爽度、透明度, 并且添加变性淀粉后可以大提高和面加水量。
４、添加以Ｖc 为主体的复合增筋剂。Ｖc 可以氧化面筋蛋白中的硫氢键(-SＨ), 并通过二硫键(-Ｓ-Ｓ-) 连接起来, 从而加强面筋网络, 使速冻水饺煮后筋力得到提高, 咬劲得到改善。
根据以上四点, 复配一种以ＣＳＬ—ＳＳＬ、复合胶体、增筋剂以及变性淀粉为主体的复合型速冻水饺改良剂。
五、速冻水饺改良剂实验
４、生产工艺:按该公司速冻水饺生产工艺进行(和面加水量增加２%)
５、速冻条件:速冻隧道温度:-３８℃
速冻时间:１５～２０分钟
６、储存条件:冷库中-１８℃裸露储存于冷风机下
７、实验过程:
１) 面粉品质改善:添加复合型改良剂０. ４%及５%变性淀粉后用布拉班德仪(德国产) 测定粉质曲线及拉伸曲线, 其结果如下:见表(１)
２) 速冻水饺成品评价:见表(２)
３) 煮后水饺评价:见表(３)
面粉
项目对照组改良组
粉制曲线吸水率（%）58.260.8
形成时间(min)2.33.4
稳定时间(min)4.36.9
弱化度(Bu)7020
评价值4652
拉伸曲线45min 延伸性(mm)170162
45min抗延伸性(Bu)460570
表(１):
成品
项目对照组改良组
加水量（%）3840
面扑用量多几乎不用
加工破损率>2
冻裂率（%）>6
水饺外观白、亮、较粗糙更白、更亮、细腻
存储10天后破裂率（%）.2
表(２):
产品
项目对照组改良组
外观白度、亮度较差，放置冷却后色泽晦暗，互相粘结，表皮透明度差，粗糙白度、亮度、光洁度较佳，放置冷却后色泽、亮度变化不大，无互相粘边现象，表皮较透明、细腻 熟后破损率（%）>3
浑汤程度汤较混清汤
口感爽滑性较差，稍粘牙爽滑、细腻、不粘牙
咬劲有咬劲，但较改良组差有咬劲
表(３):
六、结论
１、速冻水饺品质与生产工艺, 添加剂有很大关系。在和面过程中, 面筋形成越充分, 水分分散越均匀, 冻结过程越完善, 水饺成品品质越好。
２、添加速冻水饺改良剂后, 可以明显改善面粉品质, 增加形成时间, 稳定时间, 降低弱化度, 使面团耐机械搅拌明显提高。
３、添加速冻水饺改良剂及变性淀粉后, 可使和面加水率提高２%左右, 并且可以提高玻化转变温度, 抑制冰结晶的生长速率, 有利于冻结过程中产品的低温稳定性及对品温波动的适应
性。
４、添加速冻水饺改良剂后, 可以最大程度地降低面扑用量, 降低加工破损率, 冻裂率以及储存破裂率。
５、由于改良剂的保水性较强, 可使水饺在速冻过程中产品表面水分散失更少, 有利于产品质量稳定及提高出品率。
６、添加改良剂后, 成品水饺白度、亮度、筋力、爽滑性、耐煮性等均有所提高, 有利于水饺档次提高。
７、添加改良剂后可用相对较低档次面粉制出较好成品, 从而有效降低成本。
可以看出, 添加以CSL —SSL 为主体的复配型速冻水饺改良剂, 无疑是解决速冻水饺生产中诸多问题的一条新途径。
速冻水饺生产中常见问题分析及改良
一、速冻水饺生产的理论基础
速冻水饺, 一般要求在-30℃以下, 将已加工好的水饺在短时间15—30min 之内快速冻结起来, 特别是通过最大冰晶区(0℃—-5℃) 时, 速度要快, 产品以小包装的形式在-18℃的条件下贮藏和流通。
在此条件下, 水饺所含的大部分水份随着热量的散失而形成冰晶体, 减少了生命活动和生化反应所需的液态水份, 抑制了微生物的活动, 延缓了食品的品质变化, 从而有效地保持了水饺原有的营养和风味。
二、速冻水饺生产中常见问题分析
速冻水饺生产中主要有以下常见问题:
1、在水饺生产过程中, 若加水量大, 则面皮粘机现象较严重, 水饺加工时破损率较高。为了改善这种情况, 常需加入大量面扑, 从而影响了产口的外观与色泽; 若加水量少, 则会由于面筋吸水较少, 不能形成完善的面筋网络而导致面皮粗糙, 并且在速冻过程中表皮因干燥而破裂。
2、在速冻过程中, 由于面皮中的水份分布不均匀, 以及面皮持水性不好而导致面皮的局部生成大的冰结晶而胀裂水饺皮, 同时, 水饺皮表面水份升华, 引起水饺表皮干燥开裂; 水饺馅含水量较多, 在冻结过程中水份结冰体积膨胀也会使水饺皮破裂。以上因素严重地影响了速冻水饺的冻裂率。
3、由于我国国情的局限, 大部分速冻水饺生产企业所使用的面粉, 其形成时间、稳定时间较短, 弱化度较高, 和面时受到较强的机械搅拌而使已形成的面筋网络受到破坏, 致使生产出的水饺筋力、口感差。
4、在储存过程中, 由于储存温度经常波动, 整个食品体系存在着以下变化过程:
在这个变化过程中, 微细的冰结晶会逐渐减少消失, 而大的冰结晶会逐渐生长, 表皮冰结晶的升华会直接导致表皮干燥, 从而严重影响了产品的外观及内在品质。
5、其余诸如色泽、口味等也对产品的质量有着较大的影响。
三、解决以上问题的理论基础及改良的一般途径
1、食品的冻结过程
食品在冻结过程中的热量动力学变化, 对其物理及化学性质的改变有很大的影响:水由液态向固态转变的过程中, 会产生所谓的晶核形成作用。在食品实际的冻结过程中, 食品中的颗粒可以充当晶核。一旦晶核形成, 冰结晶会以一定的速率成长, 而形成的冰结晶的大小, 可由晶核形成的数目加以调整, 用能量转移的速率来加以控制(晶核数目越多, 能量转移越快, 所形成的冰结晶越小) 。
2、冻结速率与冰结晶大小的关系
晶核形成与冰结晶成长间的相互作用会影响冰结晶大小, 也会影响冷冻食品的品质:一般在快速冻结过程中, 起始冰结晶的生长速率低于热量的转移速率, 以致产生过冷却现象而增加晶核形成速率, 从而降低冰结晶体积; 而在缓慢冷冻过程中, 冰结晶生长速率与热量转移速率一致, 形成的晶核数目较少, 冰结晶校大。
３、冷冻食品体系中的玻璃化转变
定型聚合物在较低的温度下, 分子热运动能量很低, 只有较小的运动单元, 如侧基、支链和链节能够运动, 而分子链和链段均处于被冻结状态, 此时聚合物所表现出的力学性质与玻璃相似, 称之为玻璃态; 随着温度的升高, 链段运动受到激发, 但整个分子链仍处于冻结状态, 在受外力作用时, 聚合物表现出很大的形变, 外力去除后, 形变可以恢复, 这种状态称之为高弹态; 温度继续升高, 不仅链段可以运动, 整个分子链都可以运动, 无定形聚合物表现出粘性流动的状态, 称
之为粘流态。玻璃态、高弹态、粘流态称之为无定形聚合物的三种力学状态。
随着温度的升高, 聚合物由玻璃态向高弹态的转变, 称之为玻璃化转变, 其转变温度为玻化温度, 用Tg 表示。在此时, 未冻结溶质的浓度会持续增加, 粘度也逐渐增加, 最后粘度会高到限制水分子的自由移动, 此时, 无法进行冰结晶的生长。
４、速冻水饺品质改良的一般途径
针对速冻水饺生产中常见问题, 生产企业一般采取以下方法来改良速冻水饺品质:
１) 、降低水饺加工时和面加水量, 以使水饺皮在冻结过程中冰结晶总体积较小。但是, 这样导致水饺表皮干燥, 在冻结时表面水分升华而产生裂纹; 而且减少加水量并不能控制局部大块冰结晶的形成。
２) 、降低水饺馅中含水量, 以使在冻结过程中, 馅中冰结晶总体积较小。这样导致企业生产成本增高, 影响了企业的经济效益, 并且影响了产品的内在品质及风味。
３) 、改善速冻条件, 以使速冻水平更加完善, 工艺控制更加合理, 这样需要企业对现有设备及工艺进行改造或者调整, 加重了企业负担, 并且不一定会取得良好的效果。
以上方法虽有一定的可行性, 但也不可避免地有其局限性与不合理性, 因此并不是企业所希望的解决问题的方法, 企业都在期盼着一种新的途径来改善速冻水饺品质。
四、速冻水饺品质改良的新途径
根据速冻水饺生产中的常见问题以及以上理论基础, 提出了下改良速冻水饺品质的新途径: １、添加以ＣＳＬ—ＳＳＬ为主体的乳化剂。ＣＳＬ—ＳＳＬ具有亲油、亲水的两个基团, 这两个基团良好的活性可以达到基本将各种物质控制在加工完成时的最佳状态。
因此, 即使食品在高于Ｔg 的温度条件下贮存, 也可以保持较长的货架期; ＣＳＬ—ＳＳＬ的加入可以使水的表面张力降低３０%以上。水的表面张力降低后, 润湿性大大增加, 不易聚集, 可以在冻结时形成更小的晶体, 而不破坏面团结构; ＣＳＬ—ＳＳＬ具有良好的分散能力。乳化剂良好的分散性使得面制品中各种组分在冷冻过程中可以均匀分散, 安全地渡过玻璃体转化这一过程。
同时, ＣＳＬ—ＳＳＬ能与面粉蛋白质中的麦谷蛋白及麦胶蛋白分别以疏水链及亲水键结合, 把面粉中散落的蛋白质连接起来, 形成一种具有下图结构的面筋网络:
由上图可看出,CSL —SSL 的存在使面筋网络具有一定的强度, 从而提高其耐机械搅拌能力, 延长面团稳定时间, 降低弱化度。
因此, 加入以CSL —SSL 为主体的乳化剂后, 冰结晶的大小、晶形被控制, 水饺可以安全地渡过玻璃体的转化过程, 使速冻水饺的质量有了保证。
２、加入以各种植物胶类为主体的复合胶体稳定剂。在速冻水饺的冻结过程中, 胶体分子被挤入冰结晶周围的区域中, 导致未冻结相浓度急剧增加, 减少了溶质分子的自由体积, 提高了冷冻食品体系的Ｔg 和低温稳定性, 控制速冻水饺中冰结晶的生长速率及冰结晶大小, 从而提高冷冻食品的质量和货架期; 由于胶体具有较强的吸水能力, 可以使面团在加工过程中吸收更多的水分而不粘机, 同时胶体的胶粘特性也使得水饺表皮更加细腻、光亮。
３、添加变性淀粉来改善速冻水饺的白度以及口感。在速冻水饺生产中使用的变性淀粉是以马铃薯或木薯淀粉为基础, 通过物理、化学方法变性而成的一种同时具有乳化及增稠作用的食品添加剂。添加变性淀粉后可以明显地改善速冻水饺成品的白度、亮度、表皮滑爽度、透明度, 并且添加变性淀粉后可以大提高和面加水量。
４、添加以Ｖc 为主体的复合增筋剂。Ｖc 可以氧化面筋蛋白中的硫氢键(-SＨ), 并通过二硫键(-Ｓ-Ｓ-) 连接起来, 从而加强面筋网络, 使速冻水饺煮后筋力得到提高, 咬劲得到改善。
根据以上四点, 复配一种以ＣＳＬ—ＳＳＬ、复合胶体、增筋剂以及变性淀粉为主体的复合型速冻水饺改良剂。
五、速冻水饺改良剂实验
４、生产工艺:按该公司速冻水饺生产工艺进行(和面加水量增加２%)
５、速冻条件:速冻隧道温度:-３８℃
速冻时间:１５～２０分钟
６、储存条件:冷库中-１８℃裸露储存于冷风机下
７、实验过程:
１) 面粉品质改善:添加复合型改良剂０. ４%及５%变性淀粉后用布拉班德仪(德国产) 测定粉质曲线及拉伸曲线, 其结果如下:见表(１)
２) 速冻水饺成品评价:见表(２)
３) 煮后水饺评价:见表(３)
面粉
项目对照组改良组
粉制曲线吸水率（%）58.260.8
形成时间(min)2.33.4
稳定时间(min)4.36.9
弱化度(Bu)7020
评价值4652
拉伸曲线45min 延伸性(mm)170162
45min抗延伸性(Bu)460570
表(１):
成品
项目对照组改良组
加水量（%）3840
面扑用量多几乎不用
加工破损率>2
冻裂率（%）>6
水饺外观白、亮、较粗糙更白、更亮、细腻
存储10天后破裂率（%）.2
表(２):
产品
项目对照组改良组
外观白度、亮度较差，放置冷却后色泽晦暗，互相粘结，表皮透明度差，粗糙白度、亮度、光洁度较佳，放置冷却后色泽、亮度变化不大，无互相粘边现象，表皮较透明、细腻 熟后破损率（%）>3
浑汤程度汤较混清汤
口感爽滑性较差，稍粘牙爽滑、细腻、不粘牙
咬劲有咬劲，但较改良组差有咬劲
表(３):
六、结论
１、速冻水饺品质与生产工艺, 添加剂有很大关系。在和面过程中, 面筋形成越充分, 水分分散越均匀, 冻结过程越完善, 水饺成品品质越好。
２、添加速冻水饺改良剂后, 可以明显改善面粉品质, 增加形成时间, 稳定时间, 降低弱化度, 使面团耐机械搅拌明显提高。
３、添加速冻水饺改良剂及变性淀粉后, 可使和面加水率提高２%左右, 并且可以提高玻化转变温度, 抑制冰结晶的生长速率, 有利于冻结过程中产品的低温稳定性及对品温波动的适应
性。
４、添加速冻水饺改良剂后, 可以最大程度地降低面扑用量, 降低加工破损率, 冻裂率以及储存破裂率。
５、由于改良剂的保水性较强, 可使水饺在速冻过程中产品表面水分散失更少, 有利于产品质量稳定及提高出品率。
６、添加改良剂后, 成品水饺白度、亮度、筋力、爽滑性、耐煮性等均有所提高, 有利于水饺档次提高。
７、添加改良剂后可用相对较低档次面粉制出较好成品, 从而有效降低成本。
可以看出, 添加以CSL —SSL 为主体的复配型速冻水饺改良剂, 无疑是解决速冻水饺生产中诸多问题的一条新途径。