海藻酸丙二醇酯對全麥冷凍面團凍藏穩(wěn)定性和烘焙特性的影響

臧 梁，傅寶尚，姜鵬飛，宋 爽，溫成榮，祁立波，尚 珊

（大連工業(yè)大學食品學院，國家海洋食品工程技術(shù)研究中心，遼寧大連 116034）

冷凍面團技術(shù)是一種新型食品加工技術(shù)，主要是指在面制品生產(chǎn)過程中，利用冷凍技術(shù)處理成品或半成品，從而達到使食品老化速度減慢，貨架期延長的目的。冷凍面團可以在異地大規(guī)模生產(chǎn)，然后運輸?shù)缴痰戡F(xiàn)場烘焙，實現(xiàn)了面團制備和后續(xù)面包烘焙程序的分離，可向消費者提供新鮮的烘焙產(chǎn)品，更有利于產(chǎn)品的機械化、規(guī)模化生產(chǎn)。近些年來，人們對冷凍面團的需求也在不斷增長，冷凍面團也因其優(yōu)勢受到了廣泛的關注。但冷凍面團方面技術(shù)上還存在一些問題，冷凍面團在凍藏過程中其品質(zhì)不可避免發(fā)生劣變，可能會造成生產(chǎn)的饅頭或面包品質(zhì)變差、硬度增加、體積減小等問題。在冷凍儲存過程中，溫度波動會導致重結(jié)晶現(xiàn)象的發(fā)生，破壞面筋網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，從而降低了冷凍面團面筋的交聯(lián)度，冷凍面團成分的保水能力發(fā)生改變，面團強度逐漸喪失，這些面團分子的降解會導致冷凍面團品質(zhì)的加速下降和保質(zhì)期的縮短。同時，在長時間的凍藏條件下，大冰晶會刺破酵母細胞，可能會致使酵母細胞存活率降低，發(fā)酵能力下降，導致面團品質(zhì)發(fā)生劣變。

目前，許多改善冷凍面團品質(zhì)的研究主要聚焦于食品原料、生產(chǎn)工藝以及外源食品添加劑等方面。如使用具有抗凍性的酵母、控制適宜的加水量等；控制冷凍及解凍時的溫度、時間、速度等；加入改良劑如親水膠體、乳化劑、酶制劑及抗凍蛋白等。海藻酸鹽是從海洋褐藻屬中提取的，海藻酸丙二醇酯（Propylene glycol alginate，PGA）是一種改性海藻酸鹽，由于其酯化基團和葡萄糖醛酸基團的存在，使其具有兩親性的特點，PGA的親水性和親油性也使其具有特殊的表面活性和乳化性，也是一種潛在的可改善面包質(zhì)地和穩(wěn)定氣泡的添加劑。目前，已有研究表明，PGA可應用于蕎麥面包，用于改善蕎麥面團的流變特性和面團品質(zhì)，但目前PGA對于冷凍面團的影響報道較少。

本文以冷凍全麥面團的動態(tài)流變特性、發(fā)酵特性、微觀結(jié)構(gòu)分析以及蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)，烘焙面包的老化焓值分析、面包比容、全質(zhì)構(gòu)及面包紋理結(jié)構(gòu)等為指標，研究PGA對全麥冷凍面團在凍藏期間面團穩(wěn)定性及其烘焙特性的影響，為后續(xù)PGA應用于冷凍面團產(chǎn)品提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

一等小麥粉 中糧國際有限公司廣州分公司；全麥粉 內(nèi)蒙古五原縣塞鑫面業(yè)有限公司；高活性干酵母 安琪酵母股份有限公司；黃油 中糧東海糧油工業(yè)有限公司；海藻酸丙二醇酯 青島明月海藻集團有限公司；糖 廣州華糖食品有限公司；鹽 市售。

1.2 實驗方法

1.2.1 冷凍面團制備及凍藏條件 面團的制備：500 g面粉（70%小麥粉、30%全麥粉）、80 g糖、7.5 g食用鹽、6 g活性干酵母混合均勻后在廚師機中加入適量水攪拌5 min，再加入40 g黃油攪拌6 min使其充分延展，直至面團形成。室溫下靜置、松弛10 min，將面團分割成150 g后搓團、整形。PGA的添加量以面粉質(zhì)量的0.3%加入配方，以未添加PGA的面團作為對照組。冷凍面團凍藏條件為-40 ℃下快速冷凍 2 h，然后在-18 ℃ 下保存。在凍藏 0、1、2、3、4、5周后分別取出，在4 ℃冰箱內(nèi)解凍后可進行下一步測定。

1.2.2 面包制作工藝 參考GB/T 14611-2008制作全麥面包。新鮮面團或解凍后的冷凍面團在37 ℃和85%相對濕度的條件下醒發(fā)90 min。烤箱溫度設定為170 ℃，醒發(fā)好的面團烘烤20 min。烘烤后，面包于室溫冷卻放置約2 h，以進行下一步的測量。

1.2.3 冷凍面團發(fā)酵特性的測定 冷凍面團發(fā)酵力測定參考李素云等的方法并稍作修改，取面團樣品10 g放入50 mL量筒底部，記錄樣品發(fā)酵初始體積，將量筒放入35 ℃、85%相對濕度的環(huán)境中發(fā)酵，每0.5 h測定一次面團的發(fā)酵體積，記錄面團的體積增量。

1.2.4 冷凍面團動態(tài)流變特性測定 冷凍面團的流變學特性測定參照Lin等的方法并略作修改。采用頻率掃描的方法，面團解凍后從中心位置取適量大小，放置于流變儀平臺上，使流變儀夾具下降至預設間隙，刮去周圍多余樣品，并用硅油覆蓋面團邊緣防止水分蒸發(fā)，使夾具下降至測試間隙開始測試，以1 Hz的頻率對樣品進行應變掃描測試，確定面團的線性粘彈性區(qū)域0.01%～1%。實驗測定條件為：平板夾具直徑40 mm，平板間距1 mm，形變量為0.5%，測定溫度25 ℃，掃描頻率為0.1～80 Hz。

1.2.5 冷凍面團水分分布測定 冷凍面團水分分布參照He等的方法并略作修改。利用低場核磁共振掃描測定樣品的水分遷移情況。適量面團放置在NMR 管中，使用 Carr-Purcell-Meiboom-Gill（CPMG）脈沖序列進行H橫向弛豫時間（H T）測定。實驗測定條件為：等待時間（TW）為7000 ms；回波時間（TE）為 0.15 ms；重復掃描次數(shù)（NS）為 4；回聲次數(shù)（NECH）為 2800。

1.2.6 冷凍面團蛋白二級結(jié)構(gòu)測定 參考Yang等的方法，利用傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）測定冷凍面團的蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)。將冷凍干燥的面團樣品與溴化鉀以1:100的比例混合，研磨壓片，薄片置于儀器中進行分析。分辨率設為4 cm，掃描次數(shù)為32次，掃描400～4000 cm波數(shù)范圍內(nèi)的蛋白質(zhì)聚集體的光譜，選取酰胺Ⅰ帶的吸收峰（1600～1700 cm）進行分析，并計算各二級結(jié)構(gòu)的含量。酰胺I帶中波長范圍 1610～1640 cm為-折疊結(jié)構(gòu)，1640～1650 cm為無規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)，1650～1660 cm為-螺旋結(jié)構(gòu)，1660～1700 cm為-轉(zhuǎn)角。

1.2.7 冷凍面團微觀結(jié)構(gòu)分析 參考Zhu等的方法并略作修改，使用掃描電子顯微鏡（SEM）觀察、記錄冷凍面團的微觀結(jié)構(gòu)。將凍藏后樣品冷凍干燥，結(jié)束后取中心部位，置于SEM下觀察（電壓10 kV）。

選取2016年6月—2018年6月的創(chuàng)傷性顱腦損傷的患者198例作為研究對象，其中包含男性患者56例，女性患者42例，年齡最小的患者為18歲，年齡最大的患者為78歲，所有患者的年齡均值為（47.8±5.6）歲，其中包含因為車禍而導致的顱腦損傷的患者82例，因高空墜落而導致的顱腦損傷的患者56例，因重物砸傷導致的顱腦患者32例，其他原因的患者共28例。

1.2.8 冷凍面團面包烘焙特性測定

1.2.8.1 冷凍面團面包比容測定 面包比容測定根據(jù)GB/T 14611-2008采用菜籽置換法，面包在室溫下冷卻2小時后，測量其體積，并稱重。每個樣品至少3次平行，取平均值。計算公式為：

式中，v表示面包比容，mL/g；V表示面包體積，mL；m表示面包質(zhì)量，g。

1.2.8.2 冷凍面團面包質(zhì)構(gòu)測定 面包質(zhì)構(gòu)測定參考Roman等的方法并略作修改。面包冷卻2 h后使用切片機切成12 mm厚的薄片，取中心的兩片進行質(zhì)構(gòu)分析測定。實驗測試條件為：TPA探頭型號為P/50；測試前、中、后速度分別為3、1、5 mm/s；觸發(fā)力為5 g；應變?yōu)?5%。

1.2.8.3 冷凍面團面包老化焓值測定 面包老化焓值的測定參考Arp等的方法，采用差示掃描量熱儀（DSC）進行分析，將面包放置于4 ℃冰箱冷藏，取面包中心部位稱取10～15 mg于DSC專用鋁制耐高壓坩鍋中，以空坩堝為對照組，升溫范圍為30～100 ℃，升溫速率為10 ℃/min，從DSC熱流曲線圖中獲得起始溫度（T），峰值溫度（T）和焓值（ΔH）等參數(shù)。

1.2.8.4 冷凍面團面包紋理結(jié)構(gòu)分析 面包內(nèi)部紋理結(jié)構(gòu)分析參考余文杰的方法并略作修改，面包切片后采用圖像掃描儀進行掃描，并用Image J分析軟件進行紋理結(jié)構(gòu)分析。圖像分辨率設置為300 dpi，圖像截取面包中心3×3 cm的視野，計算氣孔密度（氣孔數(shù)/視野面積，個/ cm）、氣孔均面積（氣孔面積/氣孔數(shù)，mm）和氣孔表面積分率（氣孔面積/視野面積，%）。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010進行實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。數(shù)據(jù)結(jié)果為均值±標準差（Mean±SD），采用SPSS 22.0軟件（IBM公司）進行顯著性分析（＜0.05表示具有顯著性差異）。采用OriginPro 8.5軟件（OriginLab公司）進行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 PGA對冷凍面團發(fā)酵特性的影響

PGA對凍藏期間冷凍面團發(fā)酵特性的影響如圖1所示，從該圖可以看出冷凍面團發(fā)酵體積隨時間的變化趨勢，冷凍面團在發(fā)酵初期體積迅速增大，在發(fā)酵時間2 h時發(fā)酵體積達到最大值，且添加了PGA的冷凍面團組別發(fā)酵體積較高，隨著發(fā)酵時間的延長，冷凍面團的發(fā)酵體積又呈現(xiàn)下降趨勢，發(fā)生該現(xiàn)象的原因可能是后續(xù)發(fā)酵過程中有氣體溢出。在整個發(fā)酵過程中，添加了PGA的冷凍面團發(fā)酵體積均高于對照組，且低于新鮮面團的發(fā)酵體積。在凍藏了5周后，冷凍面團的發(fā)酵性能明顯下降。冷凍面團發(fā)酵體積的不同主要是因為凍藏期間冰晶生長和重結(jié)晶現(xiàn)象破壞了面團的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，致使面團的持氣性能下降。同時冰晶也可能會刺破部分酵母細胞，導致酵母的存活率和產(chǎn)氣能力下降，最終影響面團的發(fā)酵特性。而由于PGA分子結(jié)構(gòu)中丙二醇基為親脂端，可以于脂肪結(jié)合，糖醛酸為親水端，含有大量的羥基和部分羧基，可以與蛋白質(zhì)結(jié)合，從而增強了冷凍面團的面筋網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，提高了面團的持氣性。同時抑制冰晶的形成和重結(jié)晶，減少冰晶對酵母造成的機械損傷，因此，PGA的加入可改善冷凍面團的發(fā)酵特性。

圖1 PGA對冷凍面團發(fā)酵特性的影響Fig.1 Effect of PGA on fermentation characteristics of frozen dough

2.2 PGA對冷凍面團流變特性的影響

彈性模量G’和粘性模量G”分別表示了面團的彈性特質(zhì)和粘性特質(zhì)。如圖2所示，冷凍面團的彈性模量顯著大于粘性模量，因此，樣品整體以彈性表現(xiàn)為主。由圖2可見，在0.1～80 Hz的頻率范圍內(nèi)，冷凍面團的彈性模量G’和粘性模量G”均隨著頻率的增大而提高，而隨著凍藏時間的延長，冷凍面團的G’和G”逐漸呈下降趨勢。在凍藏過程中，溫度變化使得冰晶形成，大冰晶破壞了面團的面筋網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，這是使得面團的流變特性變差的主要原因。對比圖中PGA組與對照組的彈性模量和粘性模量發(fā)現(xiàn)，在整個凍藏過程中，加入PGA后冷凍面團的G’和G”均有所提高，其流變性能較好于對照組。在面團處理過程相同的基礎下，面團流變性能的變化主要是由于面筋網(wǎng)絡發(fā)生了變化。所以相同處理條件下，PGA組別彈性模量高于對照組這可能是由于PGA中含有大量的羥基，易與水中的氫鍵結(jié)合，同時含有部分羧基，可與面粉中的蛋白質(zhì)結(jié)合形成更穩(wěn)定的面筋結(jié)構(gòu)，改善面團的流變特性。此外，由于面筋和PGA對水的競爭以及PGA與谷蛋白之間的分子間相互作用也會影響面團的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，從而影響面團的流變學特性。

圖2 PGA對冷凍面團彈性模量和粘性模量的影響Fig.2 Effect of PGA on elastic modulus and viscous modulus of frozen dough

2.3 PGA對冷凍面團水分分布的影響

面團中的水分可根據(jù)結(jié)合的緊密程度不同分為結(jié)合水、半結(jié)合水、自由水。實驗運用低場核磁共振測定了不同凍藏時間下的冷凍面團橫向弛豫時間（T），直觀地反映了冷凍面團中三種水分狀態(tài)。由弛豫譜圖可以看出，圖中共有3個擬合峰，第一個峰在0.01～1 ms之間為T，是與淀粉、蛋白質(zhì)等大分子緊密結(jié)合的結(jié)合水；第二個峰在1～77 ms之間為T，是其流動性介于結(jié)合水與自由水之間的半結(jié)合水；第三個峰在80～440 ms之間為T，是冷凍面團中的自由水，流動性高，分布在面筋網(wǎng)絡的空隙中。如圖3所示，在凍藏5周后，T、T的峰值時間向右遷移，T值增大，表明凍藏使冷凍面團對水分的束縛作用減弱，結(jié)合程度降低，水的流動性增強。根據(jù)表1可以看出，隨著冷藏時間的延長，兩個組別的A均呈下降趨勢，而A和A逐漸上升，凍藏5周后，對照組與PGA組的結(jié)合水分別下降了2.537%、2.285%；半結(jié)合水分別升高了1.937%、1.824%；自由水分別升高了0.602%、0.461%。與對照組相比，PGA組對水分的結(jié)合能力顯著強于對照組（＜0.05）。凍藏處理后，冷凍面團的水分分布發(fā)生了變化。其他一些研究也表明，凍藏破壞了面筋網(wǎng)絡，從而導致面團中結(jié)合水的釋放。從以上結(jié)果可以看出，添加了改良劑PGA的冷凍面團具有更好的持水性，穩(wěn)定性相對于對照組也有所提高。

圖3 凍藏期間冷凍面團的T2弛豫時間圖譜Fig.3 T2 relaxation time map of frozen dough during freezing storage

表1 PGA對冷凍面團三種狀態(tài)水百分含量的影響（%）Table 1 Influence of PGA on water percentage of frozen dough in three states (%)

2.4 PGA對冷凍面團蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的影響

維持蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的主要作用力是氫鍵，是由蛋白質(zhì)骨架的羥基和酰胺基團形成的。蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)主要包括-折疊、無規(guī)則卷曲、-螺旋以及-轉(zhuǎn)角。選取酰胺Ⅰ帶的蛋白質(zhì)FTIR特征條帶分析PGA對凍藏期間冷凍面團蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的影響，與酰胺I帶有關的吸收主要是來自氨基化合物中C=O鍵的伸縮振動。圖4A為對照組及PGA組冷凍面團不同凍藏時間的FTIR圖，應用OMMIC軟件對FTIR圖進行去卷積及峰值擬合處理，計算各峰的面積，確定對應的二級結(jié)構(gòu)歸屬，定量分析，得到各二級結(jié)構(gòu)的百分含量。圖4B即為兩個處理組不同凍藏周數(shù)下各個二級結(jié)構(gòu)百分含量的變化。由圖可知，-折疊的百分含量隨著凍藏時間的延長逐漸增加，而-轉(zhuǎn)角的含量隨著凍藏時間的延長而逐漸下降，-螺旋和無規(guī)則卷曲的百分含量變化相對較小，僅有小幅度波動。說明凍藏過程會影響冷凍面團蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)-折疊和-轉(zhuǎn)角的百分含量，-折疊百分含量增加，-轉(zhuǎn)角百分含量減少，這可能是因為在凍藏過程中-轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)化為了-折疊，而-螺旋由肽鏈支撐，是四種二級結(jié)構(gòu)中較為穩(wěn)定的螺旋結(jié)構(gòu)，因此其變化幅度較小。在凍藏過程中，水分的遷移及重結(jié)晶現(xiàn)象破壞了蛋白質(zhì)的二硫鍵，冰晶使面筋網(wǎng)絡變得無序，蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，分子間出現(xiàn)新的交聯(lián)，這些小分子物質(zhì)不斷聚集，也會增加-折疊的百分含量。由圖可知，PGA的加入使得蛋白質(zhì)各二級結(jié)構(gòu)的百分含量變化幅度有所減緩，凍藏5周后，對照組與PGA組-折疊含量分別提高了3.958%和3.311%；-轉(zhuǎn)角含量分別降低5.936%和5.342%。這說明PGA的加入減輕了凍藏過程中蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的破壞。PGA的存在減少了冷凍面團冰晶的形成和重結(jié)晶現(xiàn)象的發(fā)生，從而減緩了蛋白質(zhì)中二硫鍵和氫鍵的損害，更利于凍藏過程中蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)維持穩(wěn)定，保護了蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)。

圖4 PGA對冷凍面團蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的影響Fig.4 Influence of PGA on protein secondary structure of frozen dough

2.5 PGA對冷凍面團微觀結(jié)構(gòu)的影響

冷凍面團的微觀結(jié)構(gòu)由鑲嵌淀粉顆粒的連續(xù)面筋網(wǎng)狀基質(zhì)組成，其中包含不同大小和形狀的淀粉顆粒，實驗通過掃描電鏡對冷凍面團微觀結(jié)構(gòu)進行表征分析。冷凍面團微觀結(jié)構(gòu)如圖5所示，對照組與PGA組在凍藏后存在顯著差異，PGA組冷凍面團在凍藏初期具有較致密的連續(xù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，淀粉顆粒緊密的包裹在面筋網(wǎng)絡中，這主要是由于冷凍面團中的谷蛋白可形成分子間和分子內(nèi)的二硫鍵，進而形成高度連續(xù)的面筋網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，并充當面筋網(wǎng)絡的主干。而對照組冷凍面團已經(jīng)開始出現(xiàn)淀粉顆粒外露現(xiàn)象。在凍藏了5周后，冷凍面團面筋網(wǎng)絡被破壞，淀粉顆粒大部分暴露在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)之外。在凍藏過程中還觀察到了淀粉顆粒間隙的孔洞，這主要是由于冰晶重結(jié)晶及酵母產(chǎn)生的氣體造成的。對照組冷凍面團的微觀結(jié)構(gòu)表出更多的淀粉顆粒，出現(xiàn)的孔洞大而多，且孔洞不均勻，面筋網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)不連續(xù)；與對照組相比，PGA組冷凍面團暴露較少，孔洞數(shù)目減小，面筋網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的完整性和連續(xù)性有所改善。這些結(jié)果說明，在凍藏階段冰晶破壞了面團的面筋網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，使面筋出現(xiàn)斷裂的現(xiàn)象，導致淀粉顆粒外露，而PGA的加入可以抑制冰晶的生成，修飾冰晶形態(tài)，使得冷凍面團孔洞更為均勻，面筋結(jié)構(gòu)得到改善。

圖5 PGA對冷凍面團凍藏期間微觀結(jié)構(gòu)的影響Fig.5 Effect of PGA on microstructure of frozen dough during freezing storage

2.6 PGA對冷凍面團面包品質(zhì)的影響

2.6.1 PGA對冷凍面團面包比容的影響 面包的比容反映的是面團體積膨脹程度及保持能力。酵母發(fā)酵過程中在面團中產(chǎn)生CO氣體，由面筋網(wǎng)絡包裹使得體積增大，在烘焙過程中，氣體受熱膨脹，體積二次增加。PGA對冷凍面團冷藏過程中烘烤面包比容影響如圖6所示，隨著面團冷藏時間的延長，烘烤面包的比容呈下降趨勢。這是由于在凍藏及解凍過程中，發(fā)生水分遷移、重結(jié)晶等現(xiàn)象導致面筋網(wǎng)絡強度降低以及酵母細胞存活率降低，面團的持氣性能下降，結(jié)構(gòu)松弛，進而導致面包品質(zhì)劣變，比容減小。由圖6可以看出，在相同的凍藏條件下，添加PGA組別的烘烤面包比容明顯高于對照組，面團在未凍藏時，對照組、PGA組的比容分別為3.073、3.654 mL/g；說明PGA的加入明顯能夠提高面包的比容。在凍藏5周后，面團比容下降明顯，對照組與PGA組比容分別為2.462和3.137 mL/g，分別下降了19.872%和14.153%。由此可以看出在凍藏5周后，雖然面包的比容均有所降低，但加入PGA的面包比容仍然大于對照組，說明PGA的加入能夠有效減緩凍藏對冷凍面團面包比容的降低。以上結(jié)果與2.1的研究結(jié)果一致，PGA能夠延緩凍藏期間冷凍面團發(fā)酵特性的損害，維持面團的持氣性，從而減弱了凍藏對冷凍面團面包比容的影響。

圖6 PGA對冷凍面團面包比容的影響Fig.6 Influence of PGA on specific volume of frozen dough bread

2.6.2 PGA對冷凍面團面包質(zhì)構(gòu)的影響 面包質(zhì)構(gòu)特性采用質(zhì)構(gòu)儀應用TPA模式模擬人體口腔，得到面包的硬度、彈性等質(zhì)構(gòu)指標，直觀地反映面包的品質(zhì)。由圖7可以看出，隨著凍藏時間的延長，面包的品質(zhì)逐漸發(fā)生劣變，主要表現(xiàn)為面包的硬度隨凍藏時間的延長而增加，而面包的彈性則呈下降趨勢。這是由于在凍藏過程中水分發(fā)生遷移，面包芯的水分含量降低，導致面包的硬度上升彈性減弱。此外，凍藏之后淀粉老化速度加快，直鏈淀粉發(fā)生重排，也會導致面包硬度增加。在相同凍藏時間內(nèi)，加入了PGA組別的面包其硬度小于對照組，而彈性高于對照組。凍藏5周后，制得的對照組面包和PGA組面包硬度分別為 684.336、553.277 g，分別升高了 64.186%和36.386%；對照組面包和PGA組面包彈性分別為0.926和0.944，分別下降了5.703%和5.316%。綜合結(jié)果表明，凍藏使面包的品質(zhì)發(fā)生了劣變，這是不可逆的過程，而添加了PGA后可延緩面包品質(zhì)惡化，PGA的親水基團可以與冰晶結(jié)合，抑制冰晶的生成與重結(jié)晶現(xiàn)象，減少冰晶對面團的破壞，從而減緩面包品質(zhì)的劣變。PGA降低了冷凍面團中水的流動性，維持冷凍面團水分的穩(wěn)定，從而也影響冷凍面團面包的質(zhì)構(gòu)特性。

圖7 PGA對冷凍面團面包硬度及彈性的影響Fig.7 Effect of PGA on hardness and elasticity of frozen dough bread

2.6.3 PGA對冷凍面團面包老化的影響 表2為不同凍藏時間的冷凍面團在4 ℃下放置7 d的老化參數(shù)。從表中可以看出，隨著凍藏時間的延長，面包的老化焓值逐漸增大，在凍藏3周后，對照組的老化焓值上升明顯；對比之下，添加PGA組別的冷凍面團其老化焓值的上升速率明顯有所減緩。在凍藏5周后，對照組的老化焓值增加至0.758 J/g，而PGA組的老化焓值僅為對照組的66.887%，為0.507 J/g，二者分別上升了65.142%，42.416%。面包的老化過程較為復雜，伴隨著許多參數(shù)的改變。面包老化主要是由淀粉重結(jié)晶現(xiàn)象及水分遷移的共同作用所導致的。PGA可延緩面包的老化程度，一方面，PGA的親水基團可以使面包具有較好的持水性，延緩面包的老化；另一方面，直鏈淀粉糊化后以氫鍵結(jié)合，形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，雙螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)部為疏水腔，PGA的疏水部分進入內(nèi)部與直鏈淀粉以疏水相互作用結(jié)合形成穩(wěn)定的復合物，從而減緩了直鏈淀粉的重結(jié)晶現(xiàn)象，進而延緩面包的老化。面包的硬度和彈性不僅是面包質(zhì)構(gòu)的參數(shù)，也可作為老化的表征指標。如前文結(jié)果所示，隨著凍藏時間的延長，冷凍面團水分重新分布，面包的硬度增加，彈性下降，這也從側(cè)面反映的面包的老化速率在加快，老化程度加劇。

表2 PGA對冷凍面團面包在凍藏期間老化特性的影響Table 2 Effects of PGA on aging characteristics of frozen dough bread during freezing storage

2.6.4 PGA對冷凍面團面包氣孔分布的影響 面包氣孔的分布是反映面包紋理結(jié)構(gòu)的指標，可以在一定程度上說明面包的品質(zhì)，根據(jù)GB/T 14611-2008對于面包品質(zhì)評價中面包芯紋理結(jié)構(gòu)規(guī)定，面包芯氣孔細密均勻，孔壁薄，呈海綿狀則表明面包的品質(zhì)良好，得分較高。圖8為不同凍藏時間下面包切片掃描圖以及對應的用Image J軟件處理后的圖像，可直觀地分析氣孔分布，表3則是面包氣孔分布的具體參數(shù)，包括面包氣孔表面積分率、氣孔均面積、氣孔密度。從圖8可以看出，未凍藏的面團烘焙的面包氣孔數(shù)目較多且大小均一，分布均勻；隨著凍藏時間的延長，面包開始出現(xiàn)大氣孔，氣孔的大小變得不均勻。表3中的氣孔具體參數(shù)也表明凍藏5周后，面包的表面積分率和氣孔密度降低，氣孔的均面積升高。而在相同處理條件下，添加PGA后，面包中形成的氣孔與對照組相比分布較為均勻；其氣孔表面積分率及氣孔密度明顯高于對照組，氣孔均面積明顯小于對照組。凍藏5周后，對照組與PGA組氣孔表面積分率分別下降了3.497%和2.300%，氣孔密度分別下降了47.021%和38.093%，氣孔均面積分別升高了58.436%和45.000%。這說明凍藏對冷凍面團造成了一定的損害，進而導致烘焙出的面包氣孔分布不均一。而PGA的加入可以減緩凍藏對冷凍面團烘焙面包氣孔紋理結(jié)構(gòu)的破壞。凍藏破壞了冷凍面團的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，面團的持氣性能下降，在面團醒發(fā)及烤制過程中氣孔壁破裂使氣孔合并，增大了氣孔的表面積，影響了面包的紋理結(jié)構(gòu)。而PGA可有效抑制冰晶的生成，延緩了冷凍面團網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的劣變，因此使得冷凍面團面包的氣孔紋理結(jié)構(gòu)變化緩慢，延緩了面包品質(zhì)劣變。主要是因為PGA分子結(jié)構(gòu)中丙二醇基為親脂端，可以于脂肪結(jié)合，糖醛酸為親水端，含有大量的羥基和部分羧基，可以與蛋白質(zhì)結(jié)合，從而增強了冷凍面團的面筋網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

表3 PGA對冷凍面團面包氣孔紋理結(jié)構(gòu)的影響Table 3 Effect of PGA on pore texture structure of frozen dough bread

圖8 PGA對冷凍面團面包氣孔紋理結(jié)構(gòu)的影響Fig.8 Influence of PGA on stomatal texture structure of frozen dough bread

3 結(jié)論

面團在凍藏過程中，由于冰晶生長和水分重結(jié)晶等現(xiàn)象導致面團面筋網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)遭到破壞，蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使得冷凍面團及其烘焙產(chǎn)品品質(zhì)均發(fā)生了劣變，面團穩(wěn)定性下降。本文通過添加PGA探究冷凍面團在凍藏期間品質(zhì)的變化及PGA對冷凍面團的影響。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，添加PGA可有效改善冷凍面團的持氣性及流變特性，延緩蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)中-折疊結(jié)構(gòu)相對含量的上升和-轉(zhuǎn)角的下降，減緩凍藏對冷凍面團面筋結(jié)構(gòu)的傷害，改善面包的烘焙特性，提高了冷凍面團的穩(wěn)定性，對冷凍面團有較好的抗凍保護作用。雖然PGA提高了全麥冷凍面團的穩(wěn)定性，但是面團的品質(zhì)在凍藏5周后仍然出現(xiàn)了劣化，PGA同時具有親水性和親油性，后續(xù)可探索PGA與其他膠體和乳化劑聯(lián)用，以期在更長的凍藏期內(nèi)提高冷凍面團的穩(wěn)定性。本文也為后續(xù)PGA應用于全谷物冷凍面團產(chǎn)品提供了理論參考。