在制作冷凍面團(tuán)及其制品時(shí)，急速冷凍處理會(huì)給面團(tuán)中的酵母和蛋白帶來(lái)很大影響，合理使用冷凍面團(tuán)改良劑可有效緩解和改善冷凍面團(tuán)品質(zhì)劣變的問(wèn)題。在工業(yè)生產(chǎn)中常用到的改良劑主要有親水膠體、乳化劑、酶制劑、氧化劑和抗凍保護(hù)劑等，通過(guò)不同的作用方式強(qiáng)化面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，抑制冰晶生長(zhǎng)，從而改善冷凍面團(tuán)的品質(zhì)，進(jìn)一步提高冷凍面制品的產(chǎn)品質(zhì)量。

親水膠體

親水膠體通常是指能溶解或分散在水中的多糖分子，因其高親水基團(tuán)含量，易與水結(jié)合形成粘稠的溶液或凝膠，作為增稠劑、凝膠劑、穩(wěn)定劑等添加到食品中，改善產(chǎn)品的品質(zhì)特性。親水膠體能夠抑制面團(tuán)在冷凍貯藏中的水分遷移，避免冰晶大量形成，進(jìn)而減弱冰晶對(duì)酵母細(xì)胞以及面筋網(wǎng)絡(luò)的破壞。此外，親水基團(tuán)還可以與面團(tuán)中的蛋白質(zhì)、淀粉等分子發(fā)生相互作用，形成高分子復(fù)合體，使最終產(chǎn)品在加熱階段，形成更加穩(wěn)定的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

研究發(fā)現(xiàn)，瓜爾豆膠具有很好的水分滯留作用，能夠防止面團(tuán)的脫水收縮；羥丙基甲基纖維素（HPMC）的添加能夠增加面團(tuán)的吸水率，降低面團(tuán)的可凍結(jié)水含量，不僅可以吸收水分還能抑制水分流失，從而增加面包體積，降低其硬度和咀嚼性。此外，一些親水膠體，如卡拉膠、阿拉伯膠、刺槐豆膠等，都能不同程度上改善冷凍面團(tuán)的特性，并獲得品質(zhì)更好的面制品。

乳化劑

乳化劑也叫表面活性劑，在我國(guó)被允許添加的有以下 4 類(lèi)：鹽類(lèi)、磷脂及其衍生物、多元醇脂肪酸類(lèi)和其他。這些乳化劑的作用方式可分為3類(lèi)，一是通過(guò)與水的相互作用延緩回生；二是阻止面筋和淀粉之間的水分遷移，從而減少淀粉的吸水；三是面團(tuán)中的蛋白質(zhì)與添加的脂質(zhì)相互作用以降低氣泡中的表面張力，增加面團(tuán)強(qiáng)度。乳化劑因其兩親特性，促進(jìn)了脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和淀粉之間的相互作用，這有助于減少面團(tuán)水分遷移，從而保護(hù)面筋結(jié)構(gòu)和酵母細(xì)胞。

雙乙酰酒石酸單雙甘油酯（diacetyl tartaric acid ester of monoglycerides，DATEM）的親油基團(tuán)既能與冷凍面團(tuán)中暴露出來(lái)的疏水基團(tuán)結(jié)合，又能與面團(tuán)的谷氨酰胺形成氫鍵，從而來(lái)減少對(duì)面筋的破壞、提高面團(tuán)持氣性和抗塌陷性，進(jìn)而降低面包硬度、提升面包比容和彈性。

海藻酸丙二醇中含有大量的羥基和少量羧基，易促進(jìn)面粉中的蛋白質(zhì)形成更穩(wěn)定的面筋結(jié)構(gòu)，能有效改善冷凍面團(tuán)的持氣性及流變特性，從而減弱冷藏過(guò)程中對(duì)面包比容的影響。

甘露糖基赤蘚糖醇脂質(zhì)-A（mannosylerythritol lipids-A，MEL-A）的脂肪酸鏈或乙?；芘c暴露的蛋白質(zhì)疏水基團(tuán)之間產(chǎn)生疏水相互作用，并與嵌入淀粉螺旋結(jié)構(gòu)中的疏水腔形成配合物，減少面團(tuán)中面筋網(wǎng)絡(luò)與淀粉顆粒的分離，進(jìn)而對(duì)面團(tuán)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生積極的保護(hù)作用。

研究發(fā)現(xiàn)，在面團(tuán)中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.0%的MEL-A 能提升結(jié)合水的比例，使面團(tuán)的可凍水含量最小化，表明MEL-A 能增強(qiáng)冷凍面團(tuán)的持水能力，進(jìn)而改善產(chǎn)品的比容積、質(zhì)地特性和氣體保留能力。

酶制劑

食品工業(yè)中常用到的酶制劑有谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶（TG）、葡萄糖氧化酶（GOD）、脂肪酶、環(huán)糊精糖基轉(zhuǎn)移酶以及淀粉酶等。谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶作為一種催化酰基反應(yīng)的酶，是以蛋白質(zhì)中谷氨酰胺殘基的 γ-酰胺基為供體，賴(lài)氨酸殘基的 ε-氨基為受體，在分子間或分子內(nèi)形成ε-(γ-谷氨基)lys 共價(jià)鍵使蛋白質(zhì)分子間發(fā)生交聯(lián)，以穩(wěn)定面筋結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)面筋蛋白的筋力。

研究發(fā)現(xiàn)，谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶和脂肪酶均可以有效提高面團(tuán)的發(fā)酵能力以及凍藏過(guò)程中的持水性，得到比容更高且硬度更低的面包產(chǎn)品。此外，當(dāng)兩者同時(shí)使用時(shí)，整體的感官評(píng)價(jià)要高于單一使用的酶制劑。谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶和中華根霉脂肪酶兩者同時(shí)使用時(shí)具有很好的協(xié)同作用，可以抑制冷凍過(guò)程中 GMP 的解聚，對(duì)于在-18 ℃ 條件下保存 35 d 的面團(tuán)也可以發(fā)揮很好的增效作用。

葡萄糖氧化酶（GOD）在冷凍面團(tuán)中起到氧化作用，面團(tuán)混揉過(guò)程中，在氧氣的參與下，葡萄糖氧化酶被氧化成葡萄糖酸和過(guò)氧化氫，過(guò)氧化氫作為一種強(qiáng)氧化劑可以將體系中的巰基（-SH）氧化成二硫鍵（-S-S-），從而增強(qiáng)面筋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。所以，當(dāng)冷凍面團(tuán)中加入葡萄糖氧化酶后，可以改善冷凍面團(tuán)的面筋結(jié)構(gòu)，對(duì)面包的品質(zhì)和感官特性都有顯著的改善效果。

此外，葡萄糖氧化酶還能在一定程度上增加冷凍面團(tuán)的彈性以及面包的體積、質(zhì)地和面包屑的柔軟性，同時(shí)也降低面包的硬度和咀嚼性，說(shuō)明葡萄糖氧化酶能有效提高冷凍面團(tuán)的彈性，提高其產(chǎn)品的品質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)酶制劑和親水膠體同時(shí)加入到冷凍面團(tuán)中，可以得到觀察到更連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及更好的儲(chǔ)存效果。

氧化劑

氧化劑的作用機(jī)制是將面筋蛋白中的巰基氧化成二硫鍵，使蛋白分子通過(guò)二硫鍵互相連接，形成大分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。二硫鍵越多，形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越大、越牢固，面筋的筋力越強(qiáng)，彈性和韌性都會(huì)增加，持氣性也越好，能夠有效保持面包的體積。

常用氧化劑包括：溴酸鉀、碘酸鉀、抗壞血酸、偶氮甲酰胺（azodicarbonamide, ADA）及過(guò)氧化鈣等。然而，溴酸鉀本身具有劇毒且有致癌風(fēng)險(xiǎn)；碘酸鉀作為添加劑可能導(dǎo)致碘攝入過(guò)量，引發(fā)甲亢等不良反應(yīng)；而 ADA 不溶于水，過(guò)氧化鈣的水溶解度也有限。因此，綜合考慮使用效果和安全性，目前應(yīng)用最廣泛的氧化劑為抗壞血酸。

在有氧條件下，抗壞血酸的代謝產(chǎn)物脫氫抗壞血酸可與面團(tuán)中的游離巰基反應(yīng)，將其氧化為二硫鍵，從而增強(qiáng)面筋蛋白穩(wěn)定性并改善面筋網(wǎng)絡(luò)。抗壞血酸不僅能促進(jìn)面筋蛋白交聯(lián)、維持持水能力以降低冷凍過(guò)程中面團(tuán)水分流動(dòng)性，還可顯著提升面團(tuán)的抗拉伸應(yīng)力并縮短拉伸時(shí)間。

研究發(fā)現(xiàn)，添加 0.01%抗壞血酸可增大面包比體積，但對(duì)硬度無(wú)改善作用；當(dāng)添加量超過(guò) 0.02%時(shí)，能明顯延緩老化進(jìn)程。此外，冷凍面團(tuán)的黏聚性和彈性會(huì)隨抗壞血酸添加量增加而提高，但過(guò)量添加（超過(guò)閾值）反而會(huì)導(dǎo)致彈性下降、硬度增加。

抗凍蛋白

抗凍蛋白（AFPs）又被稱(chēng)為冰結(jié)構(gòu)蛋白，是一種保護(hù)生物免受凍傷的蛋白質(zhì)，目前根據(jù)來(lái)源不同，可以將 AFPs 分為魚(yú)類(lèi)，昆蟲(chóng)類(lèi)，細(xì)菌類(lèi)和植物類(lèi)。AFPs對(duì)生物在寒冷環(huán)境中生存具有很好的保護(hù)作用，它的保護(hù)功能源于其獨(dú)特的性質(zhì)，其中最重要的是其熱滯活性和抑制冰晶的能力。

熱滯活性是 AFPs 重要的特性之一，它是溶液熔點(diǎn)和冰點(diǎn)之間的差值。AFPs 以非依數(shù)性的形式降低了溶液的凝固點(diǎn)，從而使溶液冰點(diǎn)低于熔點(diǎn)，冰晶必須在更低的溫度環(huán)境下才能生長(zhǎng)，其差值越大則抗凍活性越大。目前在很多物種中都發(fā)現(xiàn)了具有熱滯活性的 AFPs，其中，魚(yú)類(lèi)和昆蟲(chóng)類(lèi)是含量最高的，最 先發(fā)現(xiàn)的極地地區(qū)的海洋硬骨魚(yú)其體液在遇到結(jié)冰的海水時(shí)可以避免凍結(jié)，從而可以在寒冷的季節(jié)里生存。但是，相對(duì)于魚(yú)類(lèi) AFPs 的中度熱滯活性，昆蟲(chóng)類(lèi)尤其是黃粉蟲(chóng)的淋巴提取物中擁有更高的熱滯活性。最高能夠降低溶液冰點(diǎn)10 ℃左右。

抑制重結(jié)晶是 AFPs 另一個(gè)重要特性，小的冰晶自由能高，其熱力學(xué)穩(wěn)定性更低，所以隨著外界溫度的變化，冰晶之間會(huì)重新分配形成更大的冰晶，即發(fā)生重結(jié)晶。結(jié)晶的形成不僅會(huì)對(duì)細(xì)胞膜造成機(jī)械傷害，還會(huì)對(duì)周?chē)慕M織造成結(jié)構(gòu)損傷。AFPs 的添加可以吸附在冰晶表面，起到抑制冰晶繼續(xù)生長(zhǎng)的作用，被 AFPs 覆蓋的冰晶表面停止生長(zhǎng)，而未被 AFPs 覆蓋的表面則繼續(xù)向上生長(zhǎng)形成一個(gè)弧形，當(dāng)冰晶的表面積與體積之比超過(guò)冰晶自發(fā)的熱力學(xué)值時(shí)，則冰晶生長(zhǎng)完全終止。效果要高于其他類(lèi)抗凍蛋白從而使其在冷凍面制品工業(yè)被廣泛應(yīng)用。

燕麥抗凍蛋白是一種最常見(jiàn)的植物蛋白，研究發(fā)現(xiàn)，燕麥抗凍蛋白它可以有效改善酵母活性，降低面筋基質(zhì)被破壞程度，從而增加冷凍面團(tuán)的產(chǎn)氣性能，得到比容更好且質(zhì)地更細(xì)膩的面包產(chǎn)品。此外，在胡蘿卜中提取到的抗凍蛋白也具有相同的作用，它可以通過(guò)降低酵母的死亡率提高其發(fā)酵能力，并可以縮短醒發(fā)時(shí)間，提高面包的比容和質(zhì)構(gòu)特性。

參考資料：

[1]張娜,武娜,楊楊,等.影響冷凍面團(tuán)因素及其品質(zhì)改良研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代食品科技,2022,38(10):320-328.

[2]趙亞歆,樊銘聰,錢(qián)海峰,等.冷凍面團(tuán)品質(zhì)改良劑研究進(jìn)展[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2024,50(23):393-400.

作者簡(jiǎn)介：

小泥沙，食品科技工作者，食品科學(xué)碩士，現(xiàn)就職于國(guó)內(nèi)某大型藥物研發(fā)公司，從事?tīng)I(yíng)養(yǎng)食品的開(kāi)發(fā)與研究。