不同复热方式对冷冻馒头理化特性、微观结构和感官品质的影响

摘 要： 采用蒸汽、蒸汽-热空气循环、微波三种方式复热冷冻馒头，对复热后馒头的理化特性、微观结构和感官品质进行综合比较。结果表明：微波复热的馒头升温速率最快，但水分丢失严重，馒头品质低于其他方式复热的馒头，主要表现在硬度大、内聚性低、微观结构遭到破坏。蒸汽复热的馒头水分含量大，水分活度高，半结合水含量高，色泽和质构方面也优于其他方式复热的馒头，但加热所需时间长。蒸汽-热空气循环复热的馒头升温速率仅次于微波复热，复热后馒头微观结构表现最好，并且能显著提高淀粉结晶度和糊化度；另外，加热过程中产生的美拉德反应，对馒头品质的改善和提升也有积极影响。

关键词： 冷冻馒头;微波;蒸汽;蒸汽-热空气循环;复热方式;品质分析

中图分类号： TS 972.132" "文献标志码： A"" 文章编号：

2095-8730（2024）03-0064-08

馒头是亚洲人的传统主食，在中国，馒头消费量占小麦消费总量的30％。近年来冷冻技术为馒头的长期贮藏提供了可能性，在-18 ℃或更低温度条件下，馒头可以保存超过6个月［1］，从而达到商业化生产的目的。

馒头在冷冻储存过程中，品质会不断下降，因此冷冻馒头在食用前需进行复热。复热不仅能提高馒头的安全性，对馒头品质也会产生积极影响［2］。蒸汽加热是一种传统的加热方式，无论是面团的熟制还是冷冻馒头的复热，蒸汽加热独特的蒸发冷凝机制都有优异的表现，主要体现在对水分的补充［3］。微波加热作为一种新型加热方式，具有加热效率快、加热均匀的特点［4］，在食品加工中的应用越来越广泛。蒸汽-热空气循环加热主要依托于万能蒸烤箱实现，是一种全新的、利用湿蒸汽耦合热空气共同加热的方式，不仅能保持食物的水分，还能合理减少烹饪所需要的时间。近年来，蒸汽-热空气循环加热主要应用于肉类和水产品的热加工［5］，在淀粉改性方面也有一定程度的应用［6］。

传统的冷冻馒头复热一般采用蒸汽加热的方式，学界对于采用微波和蒸汽-热空气循环复热的研究较少。本研究以市场占有率颇高的安井冷冻馒头为对象，采用蒸汽、蒸汽-热空气循环和微波3种方式对冷冻馒头进行复热，考察馒头的理化特性、微观结构和感官品质，为冷冻馒头的复热方式提供多种选择，并拓展微波、蒸汽-热空气循环等新型加热方式在中式餐饮中的应用。

1 材料与方法

1.1 材料

速冻安井馒头购于扬州市大润发购物超市，规格为1 000 g／袋（约48只），无锡华顺民生食品有限公司生产;葡萄糖糖化酶：北京鸿润宝顺科技有限公司;盐酸、硫酸、碘液：广州和为医药科技有限公司;氢氧化钠：上海国药集团化学有限公司;亚硫酸钠：常德比克曼生物科技有限公司。

1.2 实验仪器

AOSHOECA2莱欣诺万能蒸烤箱：德国RATIONAL股份有限公司;MM823ESJ-PA型美的微波炉：美的集团有限公司;CR-400色彩色差仪：日本柯尼卡美能达公司;TMS-Pro型质构仪：美国FTC公司;BPA121电子计重台秤：常州亮腾称重设备有限公司;HD-3A型水分活度测定仪：无锡市华科仪器仪表有限公司;BCD-620型冰箱：青岛海尔股份有限公司;GeminiSEM 蔡司场发射扫描电镜系统：卡尔蔡司（上海）管理有限公司;D8 Advance多晶X射线衍射仪XRD：布鲁克（北京）科技有限公司;HP20L 低场核磁共振分析仪：江苏麦格瑞电子科技有限公司;BTP.8XL.0 冷冻干燥机：美国SP公司。

1.3 实验方法

1.3.1 复热处理

自然解冻：冷冻馒头从-20 ℃的冰箱中取出，放置于桌面上自然解冻，热电偶监控馒头中心温度到达室温为解冻完成。蒸汽复热：蒸笼上汽后加热10 min。蒸汽-热空气循环复热：在万能蒸烤箱的蒸汽-热空气循环模式下以120 ℃加热6 min。微波复热：在微波炉中以700 W加热70 s。

1.3.2 升温曲线

复热过程中，用温度传感器测量馒头皮和馒头芯的温度，探头分别与馒头皮和馒头芯接触。馒头皮和馒头芯分别取距表皮0.1 cm的部分和馒头中心部位。

1.3.3 水分含量和水分活度

从馒头中心部位称取2 g样品于称量瓶中，放入60～80 ℃的干燥箱中干燥2 h，馒头的水分含量按照《食品安全国家标准 食品中水分的测定》（GB 5009.3—2016）规定的方法测定。用同样方式在馒头中心部位取样，通过水分活度计进行水分活度测定。

1.3.4 低场核磁共振（LF-NMR）测量

使用HP20L 低场核磁共振分析仪进行横向弛豫时间分析。从馒头中心部位称取（15±1）g样品，用保鲜膜均匀包裹后放置在核磁共振管中，封口膜封口并转移到射频管道中，通过脉冲序列测量样品的自旋-自旋弛豫时间T2。具体参数设置：接受增益=70，采样点数=10 000，NS=8，DL=0.1 ms［7］。

1.3.5 微观结构分析

通过横向切片得到15 mm厚的馒头片，用冷冻干燥机脱水。用锤子轻敲冻干馒头片的侧面，得到5 mm×5 mm×5 mm尺寸的馒头块。将样品的自然断面朝上，用双面胶黏在观察台上，并在真空条件下喷涂溅射金。通过扫描电镜观察微观结构，加速电压为5 kV［8］。样本图像是在500×的放大倍数下观察到的微观结构。

1.3.6 比容

馒头冷却至室温后准确称重，再利用菜籽置换法计算馒头的体积［9］，馒头比容的计算公式为体积除以质量。

1.3.7 颜色测定

取3 cm×3 cm大小馒头皮，用色差仪测定馒头皮的L*、a*、b*。

1.3.8 质构分析

通过横向切片得到15 mm厚的馒头片，使用配备了P／36R柱形探头的TMS-Pro型质构仪对馒头片的质构特性进行测定。参数设置：测试前后速度为120 mm／min、起始力为0.5 N、测试速度为60 mm／min、压缩程度为80％。每个样品重复测试3次［10］。

1.3.9 X射线衍射分析

将馒头的中心部位进行冷冻干燥，研磨成粉末后，经0.074 mm筛网过筛，利用D8 Advance X射线衍射仪测量馒头冻干粉的结晶度［11］。在40 mA和40 kV下用衍射仪对冻干粉样品进行分析，衍射角（2θ）范围为5°至40°，扫描速度为4°／min，扫描步长为0.02°（2θ）。利用MDI Jade 9对衍射图谱进行分析［12］。

1.3.10 糊化度的测定

采用葡萄糖糖化酶法进行淀粉糊化度的测定。在两个锥形瓶中称取1 g馒头冻干粉，再取空锥形瓶V0为对照组。分别往3个锥形瓶中加入50 mL蒸馏水，摇匀。第1个锥形瓶沸水浴20 min后冷却至室温。往3个锥形瓶中加入5 mL现配2％葡萄糖糖化酶，50 ℃条件下水浴震荡1 h后，加入2 mL 1mol／L盐酸终止反应，过滤并定容至100 mL作为待测液。分别取10 mL待测液与10 mL 0.1 mol／L碘液、18 mL 0.1 mol／L NaOH溶液混合均匀，静置15 min。往混合液中加入2 mL 10％ H2SO4，用0.1 mol／L Na2S2O3滴定至无色，记录消耗的Na2S2O3的体积。

糊化度（%）=V0-V2V0-V1×100（1）

式中：V0、V1、V2分别表示空白对照、完全糊化样品和样品消耗Na2S2O3的溶液体积。

1.3.11 感官评价

复热后的馒头通过九分制评分法进行感官评定（1=极度不喜欢，9=极度喜欢），包括颜色、内部组织、光滑度、气味、口感、外形和整体得分。随机邀请20名师生（男性12人，女性8人）参与测试。复热后的馒头整齐摆放在白色餐盘上，分别用三位数的数字进行编码［13］，然后呈递给测试者。

1.4 数据分析

采用Origin 2022进行绘图，所有实验均重复3次，实验数据均以平均值±标准差表示，数据分析通过SPSS 27.0软件进行，组件数值的差异显著性水平为Plt;0.05。

2 结果与讨论

2.1 不同加热方式馒头皮和馒头芯的升温曲线

冷冻馒头在蒸汽复热过程中皮和芯的温度如图1.A所示，多孔淀粉类食品的蒸汽加热是一个复杂的蒸发-冷凝过程［14］，馒头皮在加热初期迅速升温，3 min时馒头皮温度达到77 ℃；馒头芯在加热初期升温缓慢，2 min左右，蒸气冷凝峰到达馒头芯，蒸汽遇冷迅速凝结，馒头芯开始快速升温。蒸汽-热空气循环复热馒头的升温特性与蒸汽复热类似，如图1.B所示，但是馒头皮和馒头芯的升温速率明显高于蒸汽复热，其原因可能在于循环热空气加速了蒸汽的气化和蒸汽向馒头低温区域的扩散速率［14］。微波复热冷冻馒头的升温特性如图1.C所示，加热初期，馒头皮水分吸收微波能量迅速升温，馒头芯少量吸收穿透到内部的微波以及馒头外层传导的热量而缓慢升温。20 s后，馒头芯冻结水完全融化，馒头内外升温速率几乎一致。加热后期，馒头皮水分蒸发加速，吸收微波的能力减弱，升温速率减缓，而馒头芯水分吸收大量热量，且能量不易散失，在50 s左右，馒头芯温度超过馒头皮，与UZZAN等［15］报道的微波加热面包的过程相似。

2.2 不同加热方式对冷冻馒头水分含量和水分活度的影响

如图2所示，冷冻馒头在蒸汽和蒸汽-热空气循环复热后，水分含量都显著提高（Plt;0.05），而微波复热的馒头含水量显著降低（Plt;0.05）。蒸汽和蒸汽-热空气加热过程中，蒸汽不断在馒头内部冷凝，提高了馒头整体的含水量，其中，蒸汽和蒸汽-热空气循环加热的馒头水分含量也有显著性差异（Plt;0.05），其原因在于热空气在对流过程中，可能会带走馒头表面部分水分。微波加热是失水的过程，加热后期馒头表面水分蒸发，馒头内部的水分沿蒸汽压梯度向外迁移，馒头芯大量失水［16］。蒸汽和蒸汽-热空气循环加热都能增加馒头内部的水蒸气压，水分活度显著提高（Plt;0.05）。微波加热能使馒头基质中结合水解离成自由水，然而长时间的微波加热，导致自由水大量蒸发，水分活度再次下降［17］。

2.3 不同加热方式对冷冻馒头水分分布的影响

质子的横向弛豫时间（T2）描述了水分和馒头之间的作用关系，能帮助了解馒头复热后的水分分布情况［18］。如图3所示，从左往右三个峰分别为T21、T22和T23，第一个峰T21（0.01～1.20 ms）代表与生物大分子紧密结合的结合水，第二个峰T22（2～30 ms）代表与生物大分子结合的弱结合水，第三个峰T23（100～240 ms）代表馒头中的自由水［19］。由表1可知，蒸汽和蒸汽-热空气循环复热后的馒头横向弛豫时间与自然解冻的馒头相比T22分别显著增加到23.71 ms和15.48 ms，T23分别增加到82.62 ms和73.63 ms（Plt;0.05）。蒸汽复热过程中，冷凝的蒸汽从馒头外部向内部迁移［20］，馒头淀粉基质吸水，老化淀粉重新糊化，弱结合水流动性增强。然而蒸汽-热空气循环复热过程中，高温热空气会对水分的迁移起到抑制作用，弱结合水流动性增强幅度较小。微波加热的馒头T22降低到10.58 ms，其原因在于微波加热过程中，馒头芯的水分沿水分梯度迁移到馒头表面，再蒸发到空气中，馒头内部水蒸气压降低，弱结合水流动性降低［21］。A21、A22、A23分别代表馒头结合水、弱结合水和自由水的信号质子强度之和。蒸汽和蒸汽-热空气循环加热后，馒头的A21、A22和A23都有显著提高，说明两种加热方式都能对馒头起到补水作用。然而微波加热后馒头的A21、A22和A23与自然解冻的馒头相比显著降低（Plt;0.05），原因在于微波加热过程中，馒头表面的水分吸收微波能量，分子运动加快，蒸发逸散到空气中，而馒头内部的水分也随水分梯度向馒头表面迁移，造成水分流失。

2.4 不同加热方式对冷冻馒头微观结构的影响

如图4所示，馒头淀粉回生后不能被面筋网络包裹，淀粉颗粒大部分暴露在面筋网络表面，面筋网络不再平整，出现大量裂隙和断层。馒头经过蒸汽复热，淀粉重新糊化，淀粉和面筋网络的边界变得模糊，淀粉颗粒重新嵌入网络面筋中（图中的圆圈），但是仍能看见许多大的孔洞［22］。蒸汽-热空气循环复热的馒头，淀粉颗粒被包裹得更加完全，说明淀粉糊化程度更高。微波复热图中，面筋网络的表面附着许多结构致密的微小球晶（图中的箭头），这些微小的球晶是微波加热过程中产生的直链淀粉-脂质复合物，这种复合物结构稳定，能降低淀粉颗粒对酶消化的敏感性。

2.5 不同加热方式对冷冻馒头比容和颜色的影响

比容是馒头重要的定性参数之一，也是消费者评价馒头品质的标准之一。由表2可以看出，微波复热的馒头比容显著高于其他馒头，这是由于微波加热会导致馒头大量失水，但对馒头的体积却没有太大影响。蒸汽-热空气循环复热的馒头比容最小，原因可能在于加热后期，馒头皮层因为失水和外界高温导致结构变得致密，整体体积相对减小。颜色也是馒头重要的品质之一［23］，不同加热方式对馒头颜色的影响区别很大。由表2可知，蒸汽复热后的馒头表皮L*值最高，这是由于蒸汽进入馒头空隙后，馒头体积增大，表皮更加光滑，色泽更加均匀。而蒸汽-热空气热循环复热的馒头表皮L*显著降低（Plt;0.05），这是由于热空气产生的高温使得馒头表面水分流失，形成浅黄色的硬壳。蒸汽-热空气加热馒头表皮的a*和b*也显著高于其他组（Plt;0.05），这也是美拉德反应作用的结果。

2.6 不同加热方式对冷冻馒头质构特性的影响

质构分析表明，复热方式对馒头硬度、弹性、咀嚼性和内聚性都会产生显著影响。淀粉老化是馒头变硬的主要原因，冷冻馒头能通过再加热来减缓淀粉老化，从而降低馒头硬度。然而冷冻馒头经过微波加热后，硬度并没有显著性变化（Pgt;0.05），原因是微波加热导致水分大量流失［24］，在后续冷却处理中馒头吸潮，硬度变大。弹性是指第一次形变与第二次形变之间食物可以恢复的高度，由表3可知，复热之后馒头的弹性都有所增大。咀嚼性可以理解为咀嚼食物所需能量，蒸汽和蒸汽-热空气循环加热后的馒头，咀嚼性下降，而微波加热的馒头咀嚼性大幅增强。内聚性可以用来表示馒头结构的内部阻力［23］，由表3可知，蒸汽和蒸汽-热空气循环复热后馒头的内聚性没有显著变化（Pgt;0.05），而微波复热的馒头，内聚性显著降低（Plt;0.05），说明微波加热的馒头咀嚼后更容易崩解。

2.7 不同加热方式对冷冻馒头结晶度的影响

馒头中淀粉的结晶度可以利用X射线衍射进行表征，衍射峰越高，表明结晶越多，结晶度越高，馒头老化越严重［25］。由图5可知，馒头淀粉在2θ为17°和22°处出现衍射峰。2θ=17°的反射是B型淀粉的典型特征，2较少=20°处出现的强衍射峰，是直链淀粉-脂质复合物的形成导致的，呈现出V型淀粉的典型特征。馒头冷冻期间，淀粉分子从无序向有序状态转化，支链淀粉重结晶，在2θ=17°处形成强衍射峰，淀粉相对结晶度为17.73％。复热过程中，蒸汽-热空气循环和微波产生的高热量都能破坏结晶结构，图5中表现为在2θ=17°处衍射峰强度减弱，老化淀粉重新吸水膨胀。图中，我们还发现微波加热的淀粉在2θ=20°处的衍射峰强度变强，其原因在于微波复热过程中，水分大量流失，且微波具有更高的能量密度，促进了V型结晶的生成［26］，这导致复热后淀粉结晶度略微降低到17.13％。另外，蒸汽加热和蒸汽-热空气循环加热的淀粉相对结晶度由于直链淀粉重结晶的熔融，分别降低到16.88％和16.56％，其中蒸汽-热空气循环复热淀粉结晶度下降的最多，其原因可能在于高温的热空气在短时间内产生了更多的热能，对支链淀粉重结晶的熔融更加彻底［27］。

2.8 不同加热方式对冷冻馒头糊化度的影响

淀粉糊化是水进入淀粉，使淀粉分子从有序转化为无序的过程，糊化度则是衡量淀粉熟化程度的指标。馒头贮藏期间，淀粉发生老化，糊化后的直链淀粉和支链淀粉重结晶，阻碍了酶与淀粉的结合，糊化度降低。复热过程中，淀粉重结晶不断熔融，暴露出更多与酶接触的位点，糊化度再次升高。蒸汽加热和蒸汽-热空气循环加热后，冷冻馒头淀粉的糊化度分别提高到94.1％和95.3％（图6），表明蒸汽能产生足够的能量来熔融重结晶。其中蒸汽-热空气循环加热对于糊化度的提高更加显著（Plt;0.05）。而微波加热虽然也能产生热能来熔融重结晶，但是糊化度提高不明显，可能是由于微波加热是一个失水的过程，且加热时间短，支链淀粉重结晶淀粉熔融不彻底，又或是微波再加热时，产生了更多不易与酶结合的结晶体，这与之前结晶度的分析结果一致。

2.9 不同加热方式对冷冻馒头感官品质的影响

感官评价图可以清楚地展现消费者对产品的偏好程度，并且具有可靠性［28］。由图7可知，复热后馒头的感官评价提高，说明复热对馒头感官评价的提高具有正面意义。但是也可以观察到，不同复热方式处理后的馒头在不同偏好得分方面表现有差异。

颜色方面，蒸汽-热空气循环复热后的馒头在表面形成暗黄色的外壳，相比于传统馒头偏白色的整体外观，更受消费者的关注和喜爱。蒸汽复热的馒头在外形方面得分最高，原因在于充足的蒸汽进入馒头内部后，增大了馒头的体积，让馒头更加圆润。气味方面，蒸汽和微波复热得分几乎一致，蒸汽-热空气循环复热的馒头，因为馒头表皮发生美拉德反应和焦糖化反应，气味更丰富，得分更高。蒸汽复热的馒头，由于馒头表面蒸汽的凝结，光滑度略微降低，得分偏低。内部组织结构来看，蒸汽和蒸汽-热空气循环复热的馒头内部气孔分布均匀，得分较高。口感方面，微波复热的馒头得分最低，这是由于馒头大量失水，咀嚼性增强，馒头在咀嚼时更易于崩解而不是成团，这是消费者难以接受的。

3 结论

研究表明，三种加热方式都能对冷冻馒头品质起到改善作用。微波复热所需时间最短，复热后的馒头水分流失量大，导致硬度大、内聚性低，馒头品质较差。蒸汽-热空气循环和蒸汽两种方式复热的馒头，在水分状态、质构特性、感官评定方面较接近，但蒸汽-热空气循环耗费时间短，且复热过程中产生的美拉德反应对馒头的L*、a*、b*、结晶度和糊化度都起着正面作用。因此，三种加热方式对馒头复热品质的影响各有利弊，应根据具体需求，选取合适的加热方式，才能体现各种加热方式的优点。

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Effects of different reheating methods on the physicochemical properties， microstructure and sensory quality of frozen buns

YANG Cheng1， XIE Chengcheng2， CHEN Gaozhen2， CAO Zhongwen2，3

（1.School of Food Science and Engineering， Yangzhou University， Yangzhou， Jiangsu 225127， China; 2.School of Tourism and Cuisine， Yangzhou University， Yangzhou， Jiangsu 225127， China; 3.Key Laboratory of Chinese Cuisine Intangible Cultural Heritage Technology Inheritance， Ministry of Culture and Tourism， Yangzhou， Jiangsu 225127， China）

Abstract： A comprehensive comparison was conducted on the physicochemical properties， microstructure， and sensory quality of" the frozen buns after reheating by steam， steam-hot air circulation and microwave， respectively. The results showed that the microwave reheating had the fastest heating rate but resulted in serious moisture loss. The quality of microwave-reheated buns was lower compared to those reheated by other methods， characterized by higher hardness， lower cohesiveness， and damaged microstructure. Steam reheating resulted in buns with high moisture content， high water activity， and high semi-bound water content， with better color and texture than other methods， although it required a longer heating time. The steam-hot air circulationnbsp; reheating had the second-fastest heating rate， and the reheated buns exhibited the best microstructure， significantly improving the crystallinity and gelatinization degree of starch， and positively impacting the quality of the buns through the Maillard reaction occurring during the heating process. The appropriate reheating method should be selected based on actual needs.

Key words：

frozen buns; microwave; steam; steam-hot air circulation; reheating methods; quality analysis

（责任编辑：赵 勇）