亲水性胶体对冷冻面团质构品质的影响

杜 昆，何 洁，范 凯，严奉伟 （长江大学生命科学学院，湖北荆州434025）

冷冻面团是将普通面团经冷冻、冷藏后得到的面团，冷冻面团技术发展于20世纪50年代的美国，是利用冷冻原理与技术来处理面制品的成品和半制品的一种食品加工技术［1］。冷冻面团具有提高产品质量、降低生产成本、极大方便消费者等优点，除可以应用于面包生产外，还可应用于加工生产具有中国特色的馒头、包子和饺子等速食食品［2］。由于冷冻面团在冷冻贮藏期间，冷冻面团的质构品质受到各种因素的影响而下降，加工制成的成品具有质地粗糙、比容减小、感官品质差等缺点［3］，所以冷冻环境极大地限制了冷冻面团技术的发展。但是，冷冻面团中使用添加剂可有效地改善面团品质，常用的添加剂有氧化剂、亲水性胶体、酶制剂等。

亲水性胶体是一类能充分水化，形成粘稠、滑腻或胶冻状液的大分子物质，作为食品添加剂在食品中可以起到增稠、乳化、胶凝和稳定的作用［4］。亲水胶体应用到面制品，因其良好的增稠和凝胶特性，添加少量的亲水胶体就能提高粘度，而不会发生脱水作用，可用作冷冻产品的抗冻剂、护水剂、抗老化剂等［5-6］。在冷冻过程中，面团里的胶体分子进入冰晶区域，减少自由水的移动，使未冻结区域粘度急剧上升，提高了冷冻食品体系的微晶数量和低温稳定性，降低了面团中冰晶生长速度和冰晶的大小，抑制冰晶对面筋蛋白的网络结构和酵母细胞的破坏作用［7］。本研究以瓜尔豆胶、卡拉胶、羧甲基淀粉钠（CMS）、魔芋精粉为研究对象，在单因素试验基础上，通过正交试验研究这4种亲水性胶体的复配组合及对冷冻面团质构品质的影响，以期为控制冷冻面团质量、改善冷冻面团加工生产提供参考。

1 材料与方法

1．1 试验材料

高筋粉 （水洗法测得湿面筋含量33．1%）为襄阳丰雪食品有限公司产品；高活性干酵母粉为安琪酵母股份有限公司产品；瓜尔豆胶为湖北兴银河化工有限公司产品；κ-卡拉胶为金星副食原料实业工厂产品；羧甲基淀粉钠 （CMS）为山马生物科技有限公司产品；魔芋精粉由湖北达雅化工技术发展有限公司提供。

1．2 冷冻面团的制作

（1）和面：用电子天平 （精确到0．001g））将称量准确的高筋粉 （50．00g）、酵母 （1．00g）、食盐（0．75g）、白砂糖 （3．00g）投入搅拌缸低速搅拌2min至均匀，加水后搅拌3min至面筋网络形成，使面团调和均匀，无生粉夹杂其中，和面器具洁净；（2）揉面：正反两面交替进行，揉面次数控制在150次；（3）搓圆：搓圆后面团表面光滑，外观基本一致；（4）醒发：将搓圆的面团放入保鲜袋中，20℃条件下醒发15min；（5）冷冻：醒发好的面团放入-22℃冰箱中冷冻24h［8］。

1．3 试验方法

选取瓜尔豆胶0．3%、0．6%、0．9%、1．2%、1．5%5个水平添加量，卡拉胶0．2%、0．4%、0．6%、0．8%、1%5个水平添加量，CMS 0．2%、0．4%、0．6%、0．8%、1%5 个 水平 添 加 量， 魔 芋 精 粉 0．2%、0．4%、0．6%、0．8%、1%5个水平添加量分别进行单因素试验，测定冷冻面团的硬度和粘附性。在单因素试验基础上，进行不同亲水性胶体添加量的4因素5水平的正交试验，因素水平表见表1。

1．4 冷冻面团质构品质测定

冷冻面团在恒温培养箱38℃条件下解冻1h后，将解冻后的面团制成直径为20mm、高20mm的圆柱后采用TMS-PRO型质构仪进行挤压测试，每个样品重复测定3次［9］。面团质构测试采用TMS 10mm steel型探头，测试前速度30mm／min，测试速度60mm／min，测试后速度60mm／min，测试距离14mm。面团质构品质采用面团硬度 （N）和粘附性 （N·mm）表示，硬度为样品挤压过程中出现的绝对最大峰值，粘附性是样品解压缩过程中克服样品粘附力所作的总功。由于面团质构测试指标并没有确定数值来表明产品品质的好坏，所以冷冻面团质构测试采用与冷冻前的新鲜 （对照）面团相比较，越接近新鲜面团品质越好。

1．5 数据处理

采用SAS 9．1软件对所测数据进行统计分析［10］。

表1 正交试验因素水平表

2 结果与分析

2．1 新鲜对照组面团与冷冻空白组面团质构品质的比较

由表2可知，与新鲜面团相比，面团经过24h冷冻后硬度显著下降，粘附性显著上升。其中，硬度下降的幅度为16．9%，粘附性提高了50．7%。出现这种现象的原因是冷冻后随着冰晶的增大面筋网络受到破坏［11］，当探头接触冷冻面团后，冷冻面团阻碍探头的力度减小，使冷冻后的面团的硬度减小。同时，冷冻面团对探头的粘附作用上升，使冷冻面团的粘附性增大。可以看出，冷冻作用对面团的粘附性方面影响要远大于硬度。

表2 不同面团类型质构品质的对比

2．2 瓜尔豆胶添加量对冷冻面团质构品质的影响

由图1可知，面团加入瓜尔豆胶后，硬度增加，粘附性显著降低。当瓜尔豆胶添加量为1．2%时，面团的硬度达到最大，粘附性最小。面团中瓜尔豆胶添加量为1．2%时，面团冷冻后的质构特性和新鲜面团相差最小。

2．3 卡拉豆胶添加量对冷冻面团质构品质的影响

图1 不同瓜尔豆胶添加量下的冷冻面团质构品质

由图2可知，面团加入卡拉胶后，硬度随着添加量的增加逐渐增加然后下降，粘附性显著降低。当卡拉胶添加量为0．8%时，面团的硬度达到最大值，粘附性最小。面团中卡拉胶添加量为0．8%时，面团冷冻后的质构特性和新鲜面团相差最小。

2．4 羧甲基淀粉钠 （CMS）添加量对冷冻面团质构品质的影响

由图3可见，面团加入CMS后，硬度随着添加量的增加逐渐增加然后下降，粘附性显著降低。当CMS添加量为0．6%时，面团的硬度达到最大值，此时粘附性较大，添加量为0．4%时粘附性最小，而硬度和0．6%添加量时相差不大。综合考虑后，得出面团中CMS添加量为0．4%，面团冷冻后的质构特性和新鲜面团相差最小。

2．5 魔芋精粉添加量对冷冻面团质构品质的影响

由图4可见，面团加入魔芋精粉后，硬度对添加量的增加逐渐增加然后下降，粘附性显著降低。当魔芋精粉添加量为0．8%时，面团的硬度达到最大值，粘附性最小。面团中魔芋精粉添加量为0．8%时，面团冷冻后的质构特性和新鲜面团相差最小。

2．6 正交试验

从正交试验结果及分析表（表3）可以看出，当以硬度指标作为考察对象时，各种胶体的影响力顺序为：瓜尔豆胶＞卡拉胶＞羧甲基淀粉钠＞魔芋精粉，对冷冻面团硬度影响最大的亲水性胶体组合为：瓜尔豆胶1．2%、卡拉胶0．8%、CMS 0．4%、魔芋精粉0．4%。当以粘附性指标作为考察对象时，各种胶体的影响力顺序为：魔芋精粉＞羧甲基淀粉钠＞瓜尔豆胶＞卡拉胶，对冷冻面团硬度影响最大的亲水性胶体组合为：魔芋精粉0．4%、CMS 0．4%、瓜尔豆胶1．2%、卡拉胶0．8%。综合考虑胶体添加量对冷冻面团质构品质的影响后，得出胶体最优组合为：瓜尔豆胶1．2%、卡拉胶0．8%、羧甲基淀粉钠0．4%、魔芋精粉0．4%。在此条件下进行冷冻面团的质构验证试验，最终测得的冷冻面团的硬度为14．63N，比冷冻空白面团提高了18．9%；粘附性为24．91N·mm，与冷冻空白面团相比下降了29．7%。

图2 不同卡拉胶添加量下的冷冻面团质构品质

图3 不同CMS添加量下的冷冻面团质构品质

图4 不同魔芋精粉添加量下的冷冻面团质构品质

3 小结

面团经过冷冻后，硬度降低，粘附性增大，质构品质显著降低。添加亲水性胶体后，硬度上升，粘附性减小，显著改善面团质构特性。不同胶体与面团作用效果不同，因此对面团的质构影响也不尽相同，瓜尔豆胶对硬度指标的影响更显著，魔芋精粉对面团的粘附性指标影响更大。由单因素试验可知，瓜尔豆胶最优添加量为1．2%、卡拉胶最优添加量为0．8%、羧甲基淀粉最优添加量为0．4%、魔芋精粉最优添加量为0．4%。通过正交试验得出的最优的组合为瓜尔豆胶1．2%、卡拉胶0．8%、CMS 0．4%、魔芋精粉0．4%。

表3 正交试验结果及分析

［1］邹奇波，袁永利，黄卫宁．食品添加剂对面团动态流变学及冷冻面团烘焙特性的影响研究 ［J］．食品科学，2006，27（11）：35-39．

［2］任 彬，包清彬，张亚东，等．不同加工条件对冷冻面团理化特性的影响研究 ［J］．农业机械，2012，（12）：59-62．

［3］宁娜静，李雪琴，王显伦．增稠剂对冷冻面团馒头品质改良的研究 ［J］．粮食加工，2010，（12）：77-80．

［4］鲍宇茹，王显伦．食品胶对冷冻面团馒头品质的影响研究 ［J］．粮食与饲料工业，2011，（1）：12-13．

［5］Fabio M，Daniela P，Raffaella D G，et al．Scouting the application of sourdough to frozen dough bread technology ［J］．Journal of Cereal Science，2011，54：296-304．

［6］Ribotta P D，Ausar S F，Belbramo D M，et al．Interactions of hydrocolloids and sonicated-gluten proteins［J］．Food Hydrocolloids，2005，19：93-99．

［7］潘振兴．冷冻保护剂影响冷冻面团发酵与烘焙特性的研究 ［D］．无锡：江南大学，2008：6-7．

［8］李绍虹．冷冻面团品质技术研究 ［D］．郑州：河南工业大学，2010．

［9］赵 龙，李保国．不同工艺条件对热烫面团质构特性的影响 ［J］．食品工业科技，2012，（11）：14-20．

［10］邓祖新．数据分析方法和SAS系统 ［M］．上海：上海财经大学出版社，2006．

［11］高 博，黄卫宁，邹奇波．沙蒿胶提高冷冻面团抗冻性及其抗冻机理的探讨 ［J］．食品科学，2006，27（12）：94-99．