面包冷凍面團復(fù)配改良劑的研究

◎ 陳作毅

（寧德市食品藥品審評認證中心，福建 寧德 352100）

近年來，隨著食品加工精深化發(fā)展和疫后消費新趨勢，預(yù)制及調(diào)理冷凍食品在現(xiàn)代食品體系中的重要性日益增長[1]。面包冷凍面團（面坯）是一種新興工藝，其與傳統(tǒng)使用新鮮面團焙烤的面包相比，富有極大便利性，不僅可隨烤隨吃，而且能有效延緩面包老化及風(fēng)味喪失，擁有更多的優(yōu)越性[2-3]。然而，長期凍藏的面團會出現(xiàn)二次醒發(fā)時間延長，烘焙后面包比容值小等缺陷[4]。現(xiàn)有研究認為品質(zhì)弱化現(xiàn)象出現(xiàn)的原因主要是在凍藏過程中活酵母再發(fā)酵和產(chǎn)氣能力下降[5]，而凍裂凋亡的酵母釋放的谷胱甘肽會將面筋蛋白中二硫鍵還原成巰基[6]。此外，冷凍過程中產(chǎn)生的冰晶對面筋蛋白三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的破壞等[7]，致使面團的產(chǎn)氣、持氣能力下降，并伴隨著產(chǎn)品失水導(dǎo)致的干癟甚至表皮開裂[8]。因此，改善冷凍面團的凍融穩(wěn)定性以及持水性一直是現(xiàn)代烘焙學(xué)科界研究的前沿?zé)狳c。

科學(xué)規(guī)范的使用改良劑能有效改善面包冷凍面團的質(zhì)構(gòu)與烘焙特性，降低弱化度，增加冷凍面團的穩(wěn)定性和改善成品面包的感官品質(zhì)。常用的改良劑有乳化劑、增稠劑和一些原輔料改良劑等。本研究在參閱冷凍面團改良劑研究論文的基礎(chǔ)上，篩選了對冷凍面團品質(zhì)影響顯著且生產(chǎn)常用的乳化劑單、雙甘油脂肪酸酯，硬脂酰乳酸鈣（Calcium Stearyl Lactylate，CSL），增稠劑阿拉伯膠[9-11]，原料谷朊粉等改良劑，通過對冷凍面團質(zhì)構(gòu)特性的研究和成品面包感官指標的分析，確定了各改良劑的最佳添加量，并采用L16(44)正交試驗設(shè)計，對改良劑進行量化復(fù)配，旨在獲得一種適于實際生產(chǎn)的面包冷凍面團的復(fù)配品質(zhì)改良劑，以有效改善面包冷凍面團的各項烘焙品質(zhì)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

谷朊粉（小麥原料，益海嘉里）；單、雙甘油脂肪酸酯[海棠牌，佳力士添加劑（海安）有限公司]；硬脂酰乳酸鈣（河南奧尼斯特食品有限公司）；阿拉伯膠（法國Nexira ）。

1.2 主要儀器設(shè)備

TMS-PRO食品物性分析儀（美國Food Technology Corporation）；MT30軋面機（廣東恒聯(lián)）；PC-802型面包切片機（品川機械）；其余儀器設(shè)備同《基于Behnken-Box法優(yōu)化面包冷凍面團4種生產(chǎn)關(guān)鍵控制點參數(shù)的研究》[2]。

1.3 試驗方法

1.3.1 面包冷凍面團生產(chǎn)工藝及參數(shù)控制要點

（1）面團工藝參數(shù)優(yōu)化。具體工藝參數(shù)根據(jù)文章《基于Behnken-Box法優(yōu)化面包冷凍面團4種生產(chǎn)關(guān)鍵控制點參數(shù)的研究》進行優(yōu)化調(diào)整，即酵母用量占混合粉質(zhì)量的3.0%，和面時間為16.5 min，加水量為62.5%，預(yù)醒發(fā)時間為38.0 min。冷凍面團于-18 ℃條件下凍藏15 d后測定抗拉伸性及相對發(fā)酵力，其余冷凍、凍藏、解凍、烘烤、冷卻等步驟及參數(shù)同上述文章文中所述[2]。

（2）調(diào)整后混合程序及改良劑使用量。開啟和面機，用水慢速預(yù)混酵母、全蛋液、細砂糖，添加小麥粉、谷朊粉（使用谷朊粉時），中速模式拌成團狀后，加入預(yù)混的乳化劑（單、雙甘油脂肪酸酯，硬脂酰乳酸鈣）或增稠劑（阿拉伯膠）調(diào)檔快速模式打至8成筋度，最后加入調(diào)和奶油、食用鹽，慢速模式拌勻至面筋完全擴展，和面時間總計16.5 min。改良劑的使用量如表1所示。根據(jù)GB 2760—2014使用標準，單、雙甘油脂肪酸酯在分類07.0焙烤食品中的使用量為按生產(chǎn)需要適量添加，硬脂酰乳酸鈣在07.01面包中的最大使用量為2.0 g·kg-1，阿拉伯膠在07.0焙烤食品中的使用量為按生產(chǎn)需要適量添加。

表1 4種改良劑取值水平表

根據(jù)表1所示的水平值，谷朊粉，單、雙甘油脂肪酸酯，CSL，阿拉伯膠使用量分別按混合粉總質(zhì)量的百分比添加，單品種改良劑不同添加量作為變量時，其余程序按照1.3.1（1）、（2）工藝流程；設(shè)置預(yù)醒發(fā)時間38 min，速凍完結(jié)包裝，并貯藏冷凍庫15 d后取出解凍，接后續(xù)程序，分別測定面團的拉伸面積、相對發(fā)酵力以及烘焙后成品面包的硬度、比容。

1.3.2 面團的拉伸面積的測定

調(diào)節(jié)軋面機軋輥間距4 mm→3 mm→2 mm→1.5 mm，將調(diào)制好的面團鋪展開輥軋成厚約1.5 mm的面皮，切分成8 cm×2.8 cm的規(guī)格，速凍完結(jié)后，于-18 ℃條件下凍藏15 d，取出解凍完全后，使用TMS-PRO食品物性分析儀以速度120 mm·min-1進行拉伸性試驗，直至拉斷為止，拉伸曲線與橫坐標拉伸距離（單位：mm）及縱坐標拉伸力（單位：g）圍成的面積即為拉伸面積。每組樣品平行測定3次。

1.3.3 相對發(fā)酵力測定方法

相對發(fā)酵力測定方法同《基于Behnken-Box法優(yōu)化面包冷凍面團4種生產(chǎn)關(guān)鍵控制點參數(shù)的研究》的1.2.3條款[2]，冷凍面團于-18 ℃條件下凍藏，時間調(diào)整為15 d。

1.3.4 面包的硬度測定

將面包用切片機及刀具切成30 mm小方塊，選取切面中間位置進行面包硬度測試。采用TMS-PRO食品物性分析儀直徑為20 mm的P20R探頭，測前速度為3 mm·s-1，測時速度為1 mm·s-1，測后速度為5 mm·s-1，應(yīng)變位移50%。每組樣品平行測定3次。

1.3.5 面包的比容測定

比容測定方法同《基于Behnken-Box法優(yōu)化面包冷凍面團4種生產(chǎn)關(guān)鍵控制點參數(shù)的研究》的1.2.5條款[2]。

1.3.6 感官評價指標

面包感官評價指標見表2。

表2 面包感官評價指標表

1.3.7 正交試驗設(shè)計

以A谷朊粉用量、B單、雙甘油脂肪酸酯用量、CCSL用量、D阿拉伯膠用量為定類，以面包的感官得分值為定量，通過L16(44)正交試驗，優(yōu)化面包冷凍面團的改良劑添加量。正交試驗因素與水平設(shè)計見表3。

表3 正交試驗因素與水平表

1.3.8 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用MS excel 2010軟件對冷凍面團的拉伸面積、相對發(fā)酵力以及成品面包的比容、硬度制作折線圖；除比容指標外的感官得分值由10名糕點烘焙師盲測評分并取平均值，正交試驗數(shù)據(jù)采用SPSS軟件及SPSSAU進行處理及分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 谷朊粉對面包冷凍面團質(zhì)構(gòu)與烘焙特性的影響

由圖1可知，谷朊粉能顯著地提高面包冷凍面團的拉伸面積。隨著谷朊粉添加量的增加，面包冷凍面團拉伸面積呈增長趨勢。究其原因是谷朊粉可影響面團中的面筋蛋白質(zhì)量，增強面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。當谷朊粉用量在1.0%～3.0%時，冷凍面團可獲得最佳且穩(wěn)定的相對發(fā)酵力；當谷朊粉用量超過3.0%時，面包冷凍面團的相對發(fā)酵力迅速下降。當谷朊粉用量在1.0%～2.0%時，冷凍面團的面包比容存在最大值，為4.23 mL·g-1，硬度存在最小值，為3.79 N，進一步表明了谷朊粉作為一種增筋劑，適量添加可以改善面團抗拉伸性及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，提高面團持氣量，使面團獲得較好的質(zhì)構(gòu)與烘焙特性。但添加過量，則筋力過剩，影響面團的流散性，阻礙面團的發(fā)酵膨脹。

圖1 谷朊粉對冷凍面團質(zhì)構(gòu)及冷凍面團面包感官品質(zhì)的影響圖

2.2 2種乳化劑對面包冷凍面團質(zhì)構(gòu)與烘焙特性的影響

如圖2、圖3所示，添加適量的乳化劑可增強面包冷凍面團的各項質(zhì)構(gòu)及烘焙特性。當單、雙甘油脂肪酸酯及硬脂酰乳酸鈣用量分別為0.4%、0.08%時，冷凍面團的抗拉伸面積值達最大，分別為6 259.3 g.mm，6250.4 g.mm。TSEN 等[12]研究表明乳化劑可以滲入淀粉顆粒內(nèi)與直鏈淀粉結(jié)合形成特殊結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可以保持面團原有水分，提高面團冷凍過程中的持水量；同時，因為乳化劑降低了混合體系中各組分的界面張力，讓油脂充分擴散到面團中，不僅對面團到了潤滑作用，還在一定程度上保護了酵母細胞，而且能使面包的組織更細密、柔軟，富有彈性，進而影響酵母的產(chǎn)氣量和面團的醒發(fā)時間。本研究中當單、雙甘油脂肪酸酯的添加量依次為0.2%時，面包冷凍面團的相對發(fā)酵力達到最大值，為98.8%。單、雙甘油脂肪酸酯添加量為0.4%時，成品面包的比容達到最大，為4.04 mL·g-1；當CSL用量在0.08%時，成品面包的比容達峰值，為3.98 mL·g-1；用量為0.12%時，相對發(fā)酵力達到最大，為99.6%，此時烘焙出的成品面包的硬度值最小，為3.63 N。

圖2 單、雙甘油脂肪酸酯對冷凍面團質(zhì)構(gòu)及冷凍面團面包感官品質(zhì)的影響圖

圖3 CSL用量對冷凍面團質(zhì)構(gòu)及冷凍面團面包感官品質(zhì)的影響圖

2.3 阿拉伯膠對面包冷凍面團質(zhì)構(gòu)與烘焙特性的影響

KOBBS[13]、RIBOTTA等[14]認為增稠劑作用于面包冷凍面團質(zhì)構(gòu)與烘焙特性的影響主要是因為面團的持水力的增加引起的。在凍結(jié)的過程中，增稠劑的親水基可有效結(jié)合并阻礙面團中的游離水分子的自由遷移，起到低溫穩(wěn)定劑的作用，進而控制面團中冰晶的形成速率和冰晶大小，減緩冰晶對面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及酵母活體的破壞，能明顯縮短二次醒發(fā)時間，烘焙后可獲得高比容的面包，改善烘焙品質(zhì)。

如圖4所示，阿拉伯膠用量為0.4%時，面包冷凍面團的拉伸面積值為6 607.0 g.mm，面包冷凍面團的相對發(fā)酵力也在此添加量后趨于平穩(wěn)狀態(tài)，基本不再增加；阿拉伯膠對冷凍面團面包比容的影響曲線總體呈平穩(wěn)趨勢，介于3.86 mL·g-1至3.98 mL·g-1，總體漲幅波動不大，說明阿拉伯膠對冷凍面團面包比容的影響較不顯著。當阿拉伯膠用量為0.3%左右時，面包冷凍面團成品面包的硬度達到最小4.25 N。

圖4 阿拉伯膠用量對冷凍面團質(zhì)構(gòu)及冷凍面團面包感官品質(zhì)的影響圖

2.4 面包冷凍面團改良劑的量化

設(shè)定表2的感官評分值為定量指標，通過正交試驗對谷朊粉用量（A）、單、雙甘油脂肪酸酯用量（B）、CSL用量（C）和阿拉伯膠用量（D）進行優(yōu)化，結(jié)果如表4所示。由表4可知，4種改良劑影響感官評分值的主次順序為谷朊粉用量＞CSL用量＞單、雙甘油脂肪酸酯用量＞阿拉伯膠用量，優(yōu)化后的組合為A4B2C2D1，即谷朊粉使用量為2.5%，CSL為0.12%，單、雙甘油脂肪酸酯為0.35%，阿拉伯膠為0.20%時，烘焙后的成品面包的感官總得分最高。

表4 L16(44)正交試驗結(jié)果和分析表

續(xù)表4

由表5可知，模型R2為0.998，意味著A谷朊粉，單、雙甘油脂肪酸酯，CCSL，D阿拉伯膠的用量可以解釋感官總得分99.8%的變化原因。此外，4種改良劑均會對感官得分產(chǎn)生顯著性影響。

表5 正交試驗方案結(jié)果多因素方差分析表

2.5 驗證試驗

在谷朊粉用量2.5%，單、雙甘油脂肪酸酯0.35%，CSL用量0.12%，阿拉伯膠用量0.20%條件下進行驗證試驗，按文章所述配方及工藝流程重復(fù)3次制備面包冷凍面團，烘焙后成品面包具有最大的平均比容值，為4.29 mL·g-1，感官得值為100分，該方案CSL用量更少，從耗材節(jié)約角度來看，本方案為最優(yōu)方案。

3 結(jié)論與展望

本研究篩選了4種（谷朊粉，單、雙甘油脂肪酸酯，CSL，阿拉伯膠）對面包冷凍面團質(zhì)構(gòu)及烘焙特性影響顯著的改良劑，分別探討了其對面包冷凍面團的相對發(fā)酵力、抗拉伸性等質(zhì)構(gòu)特性，以及烘焙后成品面包的硬度、比容的影響。基于單物料（因素）影響試驗結(jié)果確定了適宜添加量的范圍，接著采用L16(44)正交試驗設(shè)計對4種改良劑進行優(yōu)化。結(jié)果表明，當添加混合粉總質(zhì)量2.5%的谷朊粉，0.35%的單、雙甘油脂肪酸酯，0.12%的CSL以及0.20%的阿拉伯膠時，執(zhí)行本研究的優(yōu)化工藝與既定配料表制備的面包冷凍面團烘焙出的成品面包的比容為4.29 mL·g-1，面包感官品質(zhì)理想。在本研究基礎(chǔ)上，仍可以拓展天然改良劑（如能起乳化作用的雞蛋黃、卵磷脂等）進行復(fù)配，增加多次凍融循環(huán)過程等程序，以考察其對面包冷凍面團質(zhì)構(gòu)及成品面包感官品質(zhì)的影響。