面包冷冻面团复配改良剂的研究

◎ 陈作毅

（宁德市食品药品审评认证中心，福建 宁德 352100）

近年来，随着食品加工精深化发展和疫后消费新趋势，预制及调理冷冻食品在现代食品体系中的重要性日益增长[1]。面包冷冻面团（面坯）是一种新兴工艺，其与传统使用新鲜面团焙烤的面包相比，富有极大便利性，不仅可随烤随吃，而且能有效延缓面包老化及风味丧失，拥有更多的优越性[2-3]。然而，长期冻藏的面团会出现二次醒发时间延长，烘焙后面包比容值小等缺陷[4]。现有研究认为品质弱化现象出现的原因主要是在冻藏过程中活酵母再发酵和产气能力下降[5]，而冻裂凋亡的酵母释放的谷胱甘肽会将面筋蛋白中二硫键还原成巯基[6]。此外，冷冻过程中产生的冰晶对面筋蛋白三维网络结构的破坏等[7]，致使面团的产气、持气能力下降，并伴随着产品失水导致的干瘪甚至表皮开裂[8]。因此，改善冷冻面团的冻融稳定性以及持水性一直是现代烘焙学科界研究的前沿热点。

科学规范的使用改良剂能有效改善面包冷冻面团的质构与烘焙特性，降低弱化度，增加冷冻面团的稳定性和改善成品面包的感官品质。常用的改良剂有乳化剂、增稠剂和一些原辅料改良剂等。本研究在参阅冷冻面团改良剂研究论文的基础上，筛选了对冷冻面团品质影响显著且生产常用的乳化剂单、双甘油脂肪酸酯，硬脂酰乳酸钙（Calcium Stearyl Lactylate，CSL），增稠剂阿拉伯胶[9-11]，原料谷朊粉等改良剂，通过对冷冻面团质构特性的研究和成品面包感官指标的分析，确定了各改良剂的最佳添加量，并采用L16(44)正交试验设计，对改良剂进行量化复配，旨在获得一种适于实际生产的面包冷冻面团的复配品质改良剂，以有效改善面包冷冻面团的各项烘焙品质。

1 材料与方法

1.1 试验材料

谷朊粉（小麦原料，益海嘉里）；单、双甘油脂肪酸酯[海棠牌，佳力士添加剂（海安）有限公司]；硬脂酰乳酸钙（河南奥尼斯特食品有限公司）；阿拉伯胶（法国Nexira ）。

1.2 主要仪器设备

TMS-PRO食品物性分析仪（美国Food Technology Corporation）；MT30轧面机（广东恒联）；PC-802型面包切片机（品川机械）；其余仪器设备同《基于Behnken-Box法优化面包冷冻面团4种生产关键控制点参数的研究》[2]。

1.3 试验方法

1.3.1 面包冷冻面团生产工艺及参数控制要点

（1）面团工艺参数优化。具体工艺参数根据文章《基于Behnken-Box法优化面包冷冻面团4种生产关键控制点参数的研究》进行优化调整，即酵母用量占混合粉质量的3.0%，和面时间为16.5 min，加水量为62.5%，预醒发时间为38.0 min。冷冻面团于-18 ℃条件下冻藏15 d后测定抗拉伸性及相对发酵力，其余冷冻、冻藏、解冻、烘烤、冷却等步骤及参数同上述文章文中所述[2]。

（2）调整后混合程序及改良剂使用量。开启和面机，用水慢速预混酵母、全蛋液、细砂糖，添加小麦粉、谷朊粉（使用谷朊粉时），中速模式拌成团状后，加入预混的乳化剂（单、双甘油脂肪酸酯，硬脂酰乳酸钙）或增稠剂（阿拉伯胶）调档快速模式打至8成筋度，最后加入调和奶油、食用盐，慢速模式拌匀至面筋完全扩展，和面时间总计16.5 min。改良剂的使用量如表1所示。根据GB 2760—2014使用标准，单、双甘油脂肪酸酯在分类07.0焙烤食品中的使用量为按生产需要适量添加，硬脂酰乳酸钙在07.01面包中的最大使用量为2.0 g·kg-1，阿拉伯胶在07.0焙烤食品中的使用量为按生产需要适量添加。

表1 4种改良剂取值水平表

根据表1所示的水平值，谷朊粉，单、双甘油脂肪酸酯，CSL，阿拉伯胶使用量分别按混合粉总质量的百分比添加，单品种改良剂不同添加量作为变量时，其余程序按照1.3.1（1）、（2）工艺流程；设置预醒发时间38 min，速冻完结包装，并贮藏冷冻库15 d后取出解冻，接后续程序，分别测定面团的拉伸面积、相对发酵力以及烘焙后成品面包的硬度、比容。

1.3.2 面团的拉伸面积的测定

调节轧面机轧辊间距4 mm→3 mm→2 mm→1.5 mm，将调制好的面团铺展开辊轧成厚约1.5 mm的面皮，切分成8 cm×2.8 cm的规格，速冻完结后，于-18 ℃条件下冻藏15 d，取出解冻完全后，使用TMS-PRO食品物性分析仪以速度120 mm·min-1进行拉伸性试验，直至拉断为止，拉伸曲线与横坐标拉伸距离（单位：mm）及纵坐标拉伸力（单位：g）围成的面积即为拉伸面积。每组样品平行测定3次。

1.3.3 相对发酵力测定方法

相对发酵力测定方法同《基于Behnken-Box法优化面包冷冻面团4种生产关键控制点参数的研究》的1.2.3条款[2]，冷冻面团于-18 ℃条件下冻藏，时间调整为15 d。

1.3.4 面包的硬度测定

将面包用切片机及刀具切成30 mm小方块，选取切面中间位置进行面包硬度测试。采用TMS-PRO食品物性分析仪直径为20 mm的P20R探头，测前速度为3 mm·s-1，测时速度为1 mm·s-1，测后速度为5 mm·s-1，应变位移50%。每组样品平行测定3次。

1.3.5 面包的比容测定

比容测定方法同《基于Behnken-Box法优化面包冷冻面团4种生产关键控制点参数的研究》的1.2.5条款[2]。

1.3.6 感官评价指标

面包感官评价指标见表2。

表2 面包感官评价指标表

1.3.7 正交试验设计

以A谷朊粉用量、B单、双甘油脂肪酸酯用量、CCSL用量、D阿拉伯胶用量为定类，以面包的感官得分值为定量，通过L16(44)正交试验，优化面包冷冻面团的改良剂添加量。正交试验因素与水平设计见表3。

表3 正交试验因素与水平表

1.3.8 数据处理

试验数据采用MS excel 2010软件对冷冻面团的拉伸面积、相对发酵力以及成品面包的比容、硬度制作折线图；除比容指标外的感官得分值由10名糕点烘焙师盲测评分并取平均值，正交试验数据采用SPSS软件及SPSSAU进行处理及分析。

2 结果与分析

2.1 谷朊粉对面包冷冻面团质构与烘焙特性的影响

由图1可知，谷朊粉能显著地提高面包冷冻面团的拉伸面积。随着谷朊粉添加量的增加，面包冷冻面团拉伸面积呈增长趋势。究其原因是谷朊粉可影响面团中的面筋蛋白质量，增强面筋网络结构及结构稳定性。当谷朊粉用量在1.0%～3.0%时，冷冻面团可获得最佳且稳定的相对发酵力；当谷朊粉用量超过3.0%时，面包冷冻面团的相对发酵力迅速下降。当谷朊粉用量在1.0%～2.0%时，冷冻面团的面包比容存在最大值，为4.23 mL·g-1，硬度存在最小值，为3.79 N，进一步表明了谷朊粉作为一种增筋剂，适量添加可以改善面团抗拉伸性及结构稳定性，提高面团持气量，使面团获得较好的质构与烘焙特性。但添加过量，则筋力过剩，影响面团的流散性，阻碍面团的发酵膨胀。

图1 谷朊粉对冷冻面团质构及冷冻面团面包感官品质的影响图

2.2 2种乳化剂对面包冷冻面团质构与烘焙特性的影响

如图2、图3所示，添加适量的乳化剂可增强面包冷冻面团的各项质构及烘焙特性。当单、双甘油脂肪酸酯及硬脂酰乳酸钙用量分别为0.4%、0.08%时，冷冻面团的抗拉伸面积值达最大，分别为6 259.3 g.mm，6250.4 g.mm。TSEN 等[12]研究表明乳化剂可以渗入淀粉颗粒内与直链淀粉结合形成特殊结构，该结构可以保持面团原有水分，提高面团冷冻过程中的持水量；同时，因为乳化剂降低了混合体系中各组分的界面张力，让油脂充分扩散到面团中，不仅对面团到了润滑作用，还在一定程度上保护了酵母细胞，而且能使面包的组织更细密、柔软，富有弹性，进而影响酵母的产气量和面团的醒发时间。本研究中当单、双甘油脂肪酸酯的添加量依次为0.2%时，面包冷冻面团的相对发酵力达到最大值，为98.8%。单、双甘油脂肪酸酯添加量为0.4%时，成品面包的比容达到最大，为4.04 mL·g-1；当CSL用量在0.08%时，成品面包的比容达峰值，为3.98 mL·g-1；用量为0.12%时，相对发酵力达到最大，为99.6%，此时烘焙出的成品面包的硬度值最小，为3.63 N。

图2 单、双甘油脂肪酸酯对冷冻面团质构及冷冻面团面包感官品质的影响图

图3 CSL用量对冷冻面团质构及冷冻面团面包感官品质的影响图

2.3 阿拉伯胶对面包冷冻面团质构与烘焙特性的影响

KOBBS[13]、RIBOTTA等[14]认为增稠剂作用于面包冷冻面团质构与烘焙特性的影响主要是因为面团的持水力的增加引起的。在冻结的过程中，增稠剂的亲水基可有效结合并阻碍面团中的游离水分子的自由迁移，起到低温稳定剂的作用，进而控制面团中冰晶的形成速率和冰晶大小，减缓冰晶对面筋网络结构以及酵母活体的破坏，能明显缩短二次醒发时间，烘焙后可获得高比容的面包，改善烘焙品质。

如图4所示，阿拉伯胶用量为0.4%时，面包冷冻面团的拉伸面积值为6 607.0 g.mm，面包冷冻面团的相对发酵力也在此添加量后趋于平稳状态，基本不再增加；阿拉伯胶对冷冻面团面包比容的影响曲线总体呈平稳趋势，介于3.86 mL·g-1至3.98 mL·g-1，总体涨幅波动不大，说明阿拉伯胶对冷冻面团面包比容的影响较不显著。当阿拉伯胶用量为0.3%左右时，面包冷冻面团成品面包的硬度达到最小4.25 N。

图4 阿拉伯胶用量对冷冻面团质构及冷冻面团面包感官品质的影响图

2.4 面包冷冻面团改良剂的量化

设定表2的感官评分值为定量指标，通过正交试验对谷朊粉用量（A）、单、双甘油脂肪酸酯用量（B）、CSL用量（C）和阿拉伯胶用量（D）进行优化，结果如表4所示。由表4可知，4种改良剂影响感官评分值的主次顺序为谷朊粉用量＞CSL用量＞单、双甘油脂肪酸酯用量＞阿拉伯胶用量，优化后的组合为A4B2C2D1，即谷朊粉使用量为2.5%，CSL为0.12%，单、双甘油脂肪酸酯为0.35%，阿拉伯胶为0.20%时，烘焙后的成品面包的感官总得分最高。

表4 L16(44)正交试验结果和分析表

续表4

由表5可知，模型R2为0.998，意味着A谷朊粉，单、双甘油脂肪酸酯，CCSL，D阿拉伯胶的用量可以解释感官总得分99.8%的变化原因。此外，4种改良剂均会对感官得分产生显著性影响。

表5 正交试验方案结果多因素方差分析表

2.5 验证试验

在谷朊粉用量2.5%，单、双甘油脂肪酸酯0.35%，CSL用量0.12%，阿拉伯胶用量0.20%条件下进行验证试验，按文章所述配方及工艺流程重复3次制备面包冷冻面团，烘焙后成品面包具有最大的平均比容值，为4.29 mL·g-1，感官得值为100分，该方案CSL用量更少，从耗材节约角度来看，本方案为最优方案。

3 结论与展望

本研究筛选了4种（谷朊粉，单、双甘油脂肪酸酯，CSL，阿拉伯胶）对面包冷冻面团质构及烘焙特性影响显著的改良剂，分别探讨了其对面包冷冻面团的相对发酵力、抗拉伸性等质构特性，以及烘焙后成品面包的硬度、比容的影响。基于单物料（因素）影响试验结果确定了适宜添加量的范围，接着采用L16(44)正交试验设计对4种改良剂进行优化。结果表明，当添加混合粉总质量2.5%的谷朊粉，0.35%的单、双甘油脂肪酸酯，0.12%的CSL以及0.20%的阿拉伯胶时，执行本研究的优化工艺与既定配料表制备的面包冷冻面团烘焙出的成品面包的比容为4.29 mL·g-1，面包感官品质理想。在本研究基础上，仍可以拓展天然改良剂（如能起乳化作用的鸡蛋黄、卵磷脂等）进行复配，增加多次冻融循环过程等程序，以考察其对面包冷冻面团质构及成品面包感官品质的影响。