應(yīng)選擇面筋蛋白含量較高的小麥粉， 提高面筋的強(qiáng)度， 減弱冰晶和谷胱甘肽對面筋網(wǎng)絡(luò)造成的傷害。有研究發(fā)現(xiàn)高筋粉制得的冷凍面團(tuán)的綜合品質(zhì)最好， 低筋粉最差。當(dāng)小麥粉的沉降值為44.8mL、降落數(shù)值為637 s、濕面筋的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.0%時(shí)，這種小麥粉適合制作冷凍面團(tuán)包子。

 

向面粉中添加馬鈴薯粉、豆渣粉、魔芋粉能夠改善冷凍面團(tuán)的品質(zhì)， 豆渣粉可以減弱冷凍過程中面筋的弱化，魔芋粉可以抑制冰晶的生長，這三者的使用還能夠減少面團(tuán)中水分的轉(zhuǎn)移，增強(qiáng)面筋網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)度，在提高抗凍性的同時(shí)還增加了包子的營養(yǎng)。

 

 

與新鮮面團(tuán)制品相比，冷凍面團(tuán)制品存在發(fā)酵時(shí)間長、體積小、質(zhì)構(gòu)性能差、口感降低等問題。食品添加劑在冷凍面團(tuán)品質(zhì)改善方面發(fā)揮著極其重要的作用。目前，常用的食品添加劑主要有酶制劑、乳化劑、變性淀粉、食品膠等。還有一些新型抗凍添加劑，如冰結(jié)構(gòu)蛋白( ISP 或AFP) 和冰核蛋白等。它們通過不同的作用機(jī)理，保護(hù)酵母和面團(tuán)結(jié)構(gòu)，從而改善冷凍面團(tuán)的品質(zhì)，提高了冷凍面制品的質(zhì)量。

 

 

酶制劑是一種天然、安全的食品添加劑，它可以有效改善面團(tuán)在冷凍儲(chǔ)藏過程中的流變學(xué)特性。常用的酶制劑有纖維素酶、脂肪酶、葡萄糖氧化酶、木聚糖酶等。谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶是一種能夠催化蛋白質(zhì)分子內(nèi)或分子間發(fā)生酰基轉(zhuǎn)移的酶類。

 

Bernadetta 等研究表明當(dāng)谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶的添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.5 mg /300 g 面粉時(shí)，冷凍面團(tuán)糕點(diǎn)的感官品質(zhì)顯著改善，質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加到7.5 mg /300 g 面粉時(shí)，賴氨酸得到了很好的保護(hù)，糕點(diǎn)的營養(yǎng)價(jià)值提高了。

 

陳書明研究也發(fā)現(xiàn)谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶能顯著提高冷凍面團(tuán)發(fā)酵力、酵母存活率，增加面包比容和柔軟度。陳書明等還得出α－淀粉酶、木聚糖酶等酶制劑能有效改善面團(tuán)品質(zhì)。

 

 

常用到的乳化劑有硬脂酰乳酸鈉、卵磷脂、單甘酯及蔗糖酯等，乳化劑的添加能提高面團(tuán)的韌性與延伸性，其中硬脂酰乳酸鈉雖然對面團(tuán)力學(xué)性質(zhì)影響較小，但它可以明顯提高產(chǎn)品的感官品質(zhì)。

 

乳化劑的親油基和親水基可以分別與麥谷蛋白和麥醇溶蛋白結(jié)合，提高面團(tuán)的發(fā)酵能力、持氣性，還可以與脂肪、淀粉結(jié)合，提高面團(tuán)的凍融穩(wěn)定性，減少水分的遷移，乳化劑也能夠抑制淀粉的老化，從而減少因淀粉老化導(dǎo)致包子面皮發(fā)硬的現(xiàn)象；乳化劑與淀粉結(jié)合形成不溶性復(fù)合物，阻礙淀粉的重結(jié)晶，使面團(tuán)中水的表面張力減少，冰晶形成更小的結(jié)構(gòu)，最終減少面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的損傷。

 

 

親水膠體可以與谷蛋白和結(jié)合水結(jié)合形成親水性復(fù)合物，提高面團(tuán)的持水性，減少水分遷移，因此冷凍面團(tuán)中加入親水膠體可以最大限度地減少凍融循環(huán)對面團(tuán)結(jié)構(gòu)的破壞并保持其流變性質(zhì)。

 

Ferrero 等在研究中發(fā)現(xiàn)分別使用黃原膠和果膠時(shí)，觀察到較低的水分遷移率。因此，冷凍面團(tuán)產(chǎn)品的總體冷凍保存效果可取決于親水膠體的類型、溶解度、劑量、持水力、流變學(xué)性質(zhì)以及它們在冷凍和冷凍儲(chǔ)存期間與其它成分的協(xié)同效應(yīng)。

 

萬金虎發(fā)現(xiàn)黃原膠、K－卡拉膠、魔芋膠和瓜爾豆膠對小麥粉品質(zhì)、冷凍面團(tuán)流變特性及其微結(jié)構(gòu)、冷凍面團(tuán)冷藏穩(wěn)定性以及其產(chǎn)品速凍水餃品質(zhì)有影響。添加親水膠體能夠改善面團(tuán)的粉質(zhì)特性，添加1% ( w/w) 魔芋膠的面粉吸水率提高了7.9%，而添加1%( w/w) 的黃原膠對面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間的作用效果最佳，穩(wěn)定時(shí)間提高了7.4 min。

 

食品膠體具有良好的穩(wěn)定性、持水性、增稠性，可控制水分子在食物基質(zhì)中的遷移，面團(tuán)在凍結(jié)過程中，膠體減少了可移動(dòng)水量，從而阻礙了大冰晶的形成。冷凍產(chǎn)品的最終質(zhì)量高度依賴于冰晶的形態(tài)，因?yàn)槔鋬鰰?huì)對食品基質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)造成不可逆的損害。因此需要控制過冷和冰核溫度，抑制和誘導(dǎo)固化，從而改善食品工業(yè)和家庭保存中的冷凍干燥、冷凍濃縮、冷凍保存、結(jié)冰和冷藏能量等技術(shù)難題。

 

冰結(jié)構(gòu)蛋白( ISP) 是從植物和微生物中分離出來的，可提高冷凍面團(tuán)的耐凍性。冰結(jié)構(gòu)蛋白能夠通過抑制冰晶生長、重結(jié)晶及增強(qiáng)面團(tuán)中面筋蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面改善冷凍面團(tuán)品質(zhì)。

 

Zhang 等從燕麥中提取ISP 加入冷凍面團(tuán)中發(fā)現(xiàn)，酵母發(fā)酵能力提高，冷凍面團(tuán)中的可凍結(jié)水含量降低，面筋基質(zhì)破壞較少，最終改善了饅頭質(zhì)量。

 

Zhang 等研究發(fā)現(xiàn)在冷凍面團(tuán)中加入從胡蘿卜中分離出的ISP，在凍融循環(huán)期間，酵母死亡率降低，冰結(jié)晶也被延遲，冷凍面團(tuán)的持氣能力提高。Ding 等從大麥中分離出ISP，發(fā)現(xiàn)冷凍后面團(tuán)的表觀比熱增加，可凍結(jié)水含量降低而熔化溫度增加。

 

面團(tuán)在冷凍和冷凍貯藏過程中，冰成核是形成冰的主要途徑，且發(fā)生在較溫暖的溫度下。冰成核劑( INA) 主要降低冷凍面團(tuán)過冷度，抑制大冰晶形成對面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)造成的破壞。Li 等發(fā)現(xiàn)用玉米蛋白為基礎(chǔ)的冰成核薄膜( INFs) 包裝冷凍面團(tuán)時(shí)，水的成冰溫度由－15 ℃升高到－6.7 ℃，經(jīng)過5 次凍融循環(huán)后，對面團(tuán)中水分損失減小。

 

 

抗凍蛋白可以降低水的冰點(diǎn)和抑制冰晶形成，并防止冷凍儲(chǔ)藏期間的重結(jié)晶。近年來由于它們的有利特性，研究人員對AFP 在改善冷凍食品性質(zhì)中的應(yīng)用進(jìn)行了大量研究。

 

劉玫通過畢赤酵母異源表達(dá)了三種不同特性的重組抗凍蛋白( rAFPs) ，研究發(fā)現(xiàn)rAFPs 通過修飾冰晶形態(tài)和抑制冰晶重結(jié)晶減少了冰晶形成和重結(jié)晶對酵母細(xì)胞和面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的破壞，保護(hù)了面團(tuán)的發(fā)酵性能，縮短了其醒發(fā)時(shí)間，并抑制了可凍結(jié)水含量的增加，進(jìn)而改善了面包的比容和質(zhì)構(gòu)性質(zhì)。

 

姬成宇等發(fā)現(xiàn)添加抗凍蛋白對冷凍面團(tuán)亞基無影響。隨著凍藏時(shí)間的延長，二級結(jié)構(gòu)中分子間β－ 折疊含量增大，β－轉(zhuǎn)角含量減小，抗凍蛋白能夠抑制二硫鍵的斷裂和二級結(jié)構(gòu)的變化，減少冰晶的重結(jié)晶，防止面團(tuán)的水分散失，維持面團(tuán)的持水能力。

 

 

變性淀粉可以減少面團(tuán)中水分的移動(dòng)， 增加結(jié)合水的含量，減輕冷凍對面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)造成的損傷，王亞楠等測定了添加不同量醋酸酯馬鈴薯淀粉的面團(tuán)持水力，證明醋酸酯馬鈴薯淀粉能夠增加面團(tuán)的持水力，且持水力隨添加量增大而增大。包子在儲(chǔ)存時(shí)存在湯汁外滲現(xiàn)象，可以在與餡料接觸的面皮表面用磷酸酯雙淀粉變性淀粉做隔離膜，達(dá)到阻礙湯汁外滲的目的，而且保證了包子良好口感[14]。

 

 

葉鵬等發(fā)現(xiàn)，海藻糖、甘油和脯氨酸添加量分別為2.23%、3.43% 和1.55%，酵母存活率及發(fā)酵力能夠大幅提升。

 

尹曉潔等研究藻酸丙二醇酯對冷凍面團(tuán)的影響，結(jié)果表明當(dāng)添加量為0.2%時(shí)，冷凍面團(tuán)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，拉伸特性最好，冷凍面團(tuán)流變特性得到改善。

 

胞外多糖( EPS) 是微生物在生長代謝過程中分泌到細(xì)胞外的粘液或黏附在細(xì)胞表面的莢膜。乳酸菌是食品級微生物，因此高產(chǎn)胞外多糖的乳酸菌在食品行業(yè)中具有較強(qiáng)的競爭力。

 

湯曉娟利用激光聚焦顯微鏡( CLSM) 和掃描電子顯微鏡( SEM) 對新鮮和冷凍面團(tuán)的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察，結(jié)果表明低溫產(chǎn)EPS 酸面團(tuán)促進(jìn)了面團(tuán)中面筋交聯(lián)，延緩了冷凍造成的面筋網(wǎng)絡(luò)破壞和淀粉顆粒的溶出，保護(hù)了冷凍面團(tuán)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高了冷凍面團(tuán)的穩(wěn)定性，有效延緩了冰晶造成的面團(tuán)水分遷移。

 

添加劑能夠改善酵母活力、面團(tuán)結(jié)構(gòu)、面團(tuán)流變特性和面團(tuán)水分特性，最終提高冷凍面團(tuán)品質(zhì)。

 

 

研究表明，細(xì)胞內(nèi)的幾種化合物含量影響細(xì)胞對凍融壓力的耐受性，這些化合物包括海藻糖、甘油、脯氨酸及精氨酸、天冬氨酸、谷氨酸等帶電荷氨基酸。

 

Sun 等通過表達(dá)Mal62 基因增加胞內(nèi)海藻糖含量，進(jìn)而提高細(xì)胞的抗凍能力。Dong 等通過敲除基因NTH1 增加細(xì)胞內(nèi)海藻糖含量，進(jìn)而提高細(xì)胞的抗凍能力。

 

甘油脫氫酶( GDH) 主要參與甘油的代謝過程，Izawa 等將GDH 基因敲除，從而增加胞內(nèi)甘油含量，使細(xì)胞存活率增大。

 

Tsolmonbaatar等將PＲO1 基因突變，從而使菌株胞內(nèi)脯氨酸含量增加，進(jìn)而增加細(xì)胞的抗凍作用。精氨酸酶由CAＲ1 基因編碼，Shima 等通過敲除CAＲ1 基因，證實(shí)了胞內(nèi)精氨酸含量的積累會(huì)增加細(xì)胞的抗凍性。

 

Sasano 等在酵母細(xì)胞中過量表達(dá)POG1 基因，在高蔗糖條件下顯著改善酵母發(fā)酵性能，而去除POG1 基因顯著增強(qiáng)酵母的凍融脅迫耐受性。

 

Liu 等發(fā)現(xiàn)過量表達(dá)SNＲ84 基因，高蔗糖的面團(tuán)中的酵母表現(xiàn)出更高的抗凍性和較強(qiáng)的發(fā)酵能力。Nakagawa 等研究發(fā)現(xiàn)PDE2 基因具有更好的遺傳特性，用克隆技術(shù)過量表達(dá)能使酵母具有更好的冷凍脅迫耐受性。

 

上述研究有助于改善冷凍面團(tuán)的質(zhì)量，但消費(fèi)者更容易接受沒有外源基因的產(chǎn)品。所以基因突變有更廣闊的發(fā)展空間。

 

 

菌種選育目標(biāo)是，既能保持面團(tuán)中酵母發(fā)酵力，又要保證經(jīng)長期冷凍保藏，解凍后發(fā)酵力不降低。普通商業(yè)酵母在低溫條件下易受冷凍破壞且解凍后不能保留應(yīng)有的發(fā)酵力，從而影響發(fā)酵面制食品的風(fēng)味和口感，因此需要采用耐凍性能好的酵母制作冷凍面團(tuán)。

 

陳君等對釀酒酵母進(jìn)行誘變處理，篩選出一株抗凍酵母菌種AFY－1，面團(tuán)在－20 ℃條件下凍藏70 d 后，抗凍酵母AFY－1 的平均醒發(fā)速度和發(fā)酵力分別保持在冷凍前的60.2%和87.9%，遠(yuǎn)高于原始酵母的9.2% 和15.1%。抗凍酵母AFY－1 具有較強(qiáng)的冷凍溫度適應(yīng)性、凍藏穩(wěn)定性和發(fā)酵能力，可用于冷凍生胚的加工。

 

薛美翠等發(fā)現(xiàn)，菌株Y－3漢遜德巴利酵母( Debaryomyces hansenii) 和菌株H－1釀酒酵母( Saccharomyces cerevisiae) 進(jìn)行混合發(fā)酵，面團(tuán)抗冷凍性能、發(fā)酵力和食用安全性都有提高。

 

湯曉娟從中國傳統(tǒng)酸面團(tuán)中篩選出的一株高產(chǎn)EPS的Weissella confusa QS813 可以成功制備出產(chǎn)糖量高、產(chǎn)酸低的純種發(fā)酵酸面團(tuán)，高產(chǎn)EPS 酸面團(tuán)可以有效改善冷凍饅頭面團(tuán)品質(zhì)。

 

張玲等選育出了F型面包酵母S.cerevisiae X－003 并對其耐冷凍性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明，X－003 經(jīng)3 周的冷凍保藏后，存活率仍保持在80%以上。

 

 

在控制面團(tuán)冷凍過程中冰晶的形成和分布時(shí)，可以使用新的冷凍技術(shù)。其中超聲輔助冷凍( UAF)已被研究用于促進(jìn)冰成核和晶體生長。

 

目前，改善面團(tuán)質(zhì)量有三種方法： 

 

改善冷凍過程中的傳熱速率，如加氫或流動(dòng)冷凍； 

 

改變食物材料的特性，如加入冰核蛋白和抗凍蛋白； 

 

輔助凍結(jié)方法，可改變冷凍過程中食物材料的成核、晶體生長和成核速率，如高壓冷凍、微波輔助冷凍、射頻輔助冷凍、磁冷凍和電解凍等。

 

Huang 等研究顯示，在288 和360 W 下使用UAF 技術(shù)，面團(tuán)的總冷凍時(shí)間減少了11% 以上，同時(shí)，由于細(xì)小的冰晶的形成，面團(tuán)的彈性和感官特性也顯著增加。

 

Comandini、Kiani、Cheng 等得出超聲波降低了冷凍食品成核過程中的過冷度。Kiani 等發(fā)現(xiàn)UAF 可以在－20～4 ℃的溫度范圍內(nèi)增加乳酸菌細(xì)胞的活力，改善冷凍質(zhì)量。

 

超聲輔助冷凍雖然是新型冷凍技術(shù)，但在冷凍面團(tuán)中的應(yīng)用非常有限，可以加深這方面的研究。許多創(chuàng)新技術(shù)如壓力輔助冷凍、磁共振輔助冷凍、靜電輔助冷凍等仍處于開發(fā)階段，而對于其他技術(shù)，在食品行業(yè)推廣的最大障礙是成本高。

 

來源：食品伙伴網(wǎng)食品研發(fā)創(chuàng)新服務(wù)中心