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冷冻面团馒头的品质问题及改良剂的应用

2022-11-19刘佩诗赵晨煊

农产品加工 2022年10期
关键词:乳化剂面筋冰晶

刘佩诗,赵晨煊

(广州工商学院,广东 广州 528138)

馒头是我国历史悠久的发酵面食,占据北方的膳食结构中的重要地位,深受老百姓青睐。随着生活节奏的加快和生活水平的提高,越来越多元化的生活方式使得人们对发酵面食制品的需求随之增长。冷冻面团法运用冷冻原理与技术,处理成品或半成品,使其冷冻保留或贮藏一段时间,食用时经解冻处理,完成剩余生产流程,直到成为成品[1]。冷冻面团法的出现可以解决馒头的货架期短、淀粉容易老化的问题,为其工业化生产提供一条可行之路。

1 冷冻面团技术研究现状

冷冻面团是20 世纪50 年代在国外发展起来的工艺,国外许多国家运用此技术进行生产面包。我国起步较晚,技术较国外相比尚未成熟。国外冷冻面团技术主要有5 种方法:冷冻面包法、冷藏面团法、冷冻预烘烤面包法、冷冻面团法、冷藏预醒发法[2]。由于冷冻面团技术具有便捷、易于标准化生产、为连锁经营创造条件的特点,受到国内企业的青睐。冷冻面团技术多应用于面包,对于包子、馒头、春卷等中国传统食品研究比较少。冷冻面团技术不能直接照搬运用到中式发酵面食中,因为冷冻面团、面包是焙烤的,而馒头和包子是蒸制的,大众会更倾向于表皮光滑、无裂纹卖相良好的冷冻面团馒头。冷冻处理会对面团及其产品带来不良影响,在实际应用中存在一些问题。国内外学者从耐冻酵母选择和培育、生产工艺提高、复合添加剂的添加等方面进行研究。

2 冷冻面团馒头存在的品质问题

虽然国外应用冷冻面团技术较多,但是相关研究报道指出[3-4]在实际应用中仍存在解冻醒发时间长、馒头的比容下降、出现裂纹及容易掉渣口感不好等问题。Ribotta P D 等人[5]通过电子显微镜观察到冷冻储存对面团的超微结构造成破坏,对动态流变参数也有影响。Berglund P T 等人[6]发现,在24 周的冷冻贮藏后,冰晶会对面筋基质造成破坏,使得网络结构不连续,原本包在面筋基质中的淀粉颗粒暴露在外,面团持气能力下降。在冷冻条件下,冷冻面团中的自由水会形成冰晶和重结晶,面筋网络结构的破坏和造成酵母呼吸系统损伤由于面团中产生的冰晶,酵母的活性也随之降低,从而导致成品品质下降[7]。

2.1 酵母活力下降

酵母在面团中充当极其重要的角色,其发酵产气功能是影响冷冻面团品质的重要因素。在冷冻过程中,酵母细胞中的可冻结水形成冰晶,不断增大的冰晶会穿透细胞膜导致酵母细胞结构受损严重,甚至导致酵母细胞死亡。胞外形成的冰晶会增加胞内渗透压,胞内水分子流出胞外不仅与胞外的冰晶发生重结晶,还会造成酵母细胞的脱水和活力降低[8]。如果冷藏温度波动大,会对酵母造成二次伤害。叶鹏等人[7]通过透射电镜观察发现,酵母菌经过解冻之后,细胞结构遭到严重破坏,细胞壁和细胞膜被冰晶破坏,使得细胞损伤,流出细胞质。破损的酵母细胞会溶出谷胱甘肽,面团持气性因此降低并对面团体积产生负面影响[5]。

2.2 面团组织结构变化

赵雷等人[9]观察发现,随着冻藏时间的增加,冰晶的产生使得面筋蛋白网络结构的孔洞直径增大且分布十分不均。在此过程中面筋蛋白高聚物发生了解聚现象,从而使得其网络结构疏松,馒头的口感会变差。受损淀粉的增加会使吸水能力增加,导致水从面筋基质中流出[8]。范玲等人[10]研究表明,损伤淀粉含量与面团的抗延伸阻力呈正相关。损伤淀粉含量增加,面团中结合水流动性变差,中间状态水的流动性增强,可冻结水含量增多。损伤淀粉会使水分重新排列,引起冰晶对面团骨架结构造成破坏。

2.3 冷冻和解冻方式对冷冻面团馒头品质的影响

面团通过-1~-5 ℃的最大冰晶形成区的时间越长,形成冰晶越大,对面团中酵母的伤害越大。根据杜浩冉等人[11]研究,冷冻面团馒头总感官评分随着速冻温度的降低呈先升高后降低,在冷冻温度在-35 ℃时,馒头内部结构较好,总体感官评分最高。随着冷藏时间的延长,馒头的总感官评分逐渐降低,在第4 周以后感官品质下降速度比前4 周较为迅速。在恒温恒湿(RH 85%,35 ℃) 条件下,随解冻时间增加,馒头的总感官评分呈先上升后下降,在60 min 时总感官评分最高。李雪琴等人[12]试验表明,将面团放置-40 ℃下速冻35 min,再将其转至到20 ℃冰箱中存放7 d 后,在湿度为75%,解冻温度为30 ℃,解冻时间为60 min 的条件下,馒头的感官品质最佳。解冻温度高,面团外部解冻快,但是内部仍是冰晶状态,内外酵母发酵率不同,整个面团胀发受影响导致成品体积小。反复冷冻- 解冻,面团中的结合水重新分布,也会使得成品体积变小,这是面团弱化的结果[13]。目前,研究比较多的解冻方式有微波解冻、低温冷藏解冻和恒温恒湿解冻。微波解冻虽然方便卫生、速度快,但是温度高、受热时间短,容易出现面团解冻不均匀导致比容下降的问题。低温冷藏解冻所费时间较长,不适合冷冻面团生产。与2 种解冻方式相比,恒温恒湿解冻适合冷冻面团馒头的生产。

3 改良剂对冷冻面团馒头品质的改善

改良剂能改善冷冻面团馒头的品质,对面团中使用的酵母、面团的结构和面团的流变性等方面起保护作用。常用的改良剂主要有乳化剂、酶制剂、冷冻保护剂和食品胶。

3.1 乳化剂

乳化剂是一种表面活性剂,能够降低两相的表面张力,形成均匀分散的稳定体系。乳化剂能够防止淀粉回生,减少淀粉与面筋蛋白之间水分的移动,延缓淀粉吸水老化[8]。应用在冷冻面点中可以减少水分散失和使得表面光洁,改善口感。常用的乳化剂包括双乙酰酒石酸单甘油酯(DATEM)、蔗糖脂肪酸酯、硬脂酰乳酸钠、单硬脂酸甘油酯等。Ribotta P D等人[5]研究结果显示,添加DATEM 可以增加面筋含量,改善成品稳定性与质地。汪海涛[14]发现,蔗糖酯与直链淀粉形成的聚集体能使淀粉溶解性变小,保水性提高,可以延缓淀粉老化,抑制成品变硬掉渣,具有抗菌保鲜、保温的作用。Vania Octaviani Selomulyo等人[15]认为,DATEM 促进面团的面筋蛋白结合疏水表面形成一个完好的网络结构,使得面团纹理良好和体积变大。复配乳化剂的改良效果比单一乳化剂要好,应该充分利用复配乳化剂协同效应,提升产品内部结构,改善口感。

3.2 酶制剂

酶制剂是从生物体内提取的有酶活力的酶制品。在冷冻面团中使用酶制剂能改善面粉的粉质特性和增大抗拉伸力[16]。没有添加酶制剂的冷冻面团成品冻裂现象较为严重,面筋蛋白网络结构较差,不细腻,弹性不好。常用的酶制剂有葡萄糖氧化酶、α -淀粉酶、木聚糖酶、脂肪酶等。葡萄糖氧化酶(GOD)能明显改善面粉粉质特性,增大抗拉伸阻力,减弱延伸性。GOD 强化了面筋蛋白的三维空间结构,面筋增强,面团的弹性得到提高。α -淀粉酶可软化面团,改善面团的持气性。杨春玲[17]认为,解决机械化生产馒头的老化问题可以在馒头专用粉中添加具有抗老化作用的麦芽糖α -淀粉酶来延长货架期。有研究表明[18],木聚糖添加量为4 000 U/kg 时能够显著提高馒头的品质,馒头比容最大,组织结构细腻,气孔均匀。脂肪酶使得脂肪中的色素与氧接触,达到氧化褪色,改善馒头的表皮颜色。张芳芳[19]研究认为,脂肪酶S(Lipopan S B G) 0、脂肪酶F(Lipopan F B G) 和葡萄糖氧化酶3 种酶制剂可以降低发酵面团的黏性,当脂肪酶S 和脂肪酶F 添加量分别为12 mg/kg 和60 mg/kg 时,面团抗拉伸阻力最高。

3.3 冷冻保护剂

冷藏的时间越长,冷冻面团的发酵力会逐渐降低,因为冷藏的过程中产生的冰晶和重结晶会对酵母的细胞造成伤害,冷冻面团馒头的硬度会随之升高,品质有所降低。加入冷冻保护剂,可以使冷冻面团馒头的品质有显著提升。程毛等人[20]通过不同添加量的胡萝卜抗冻蛋白(CaAFPs) 到冷冻面团并蒸制成馒头,发现CaAFPs 可以减轻冻藏对冷冻面团发酵能力的伤害,抑制冰的再结晶,减少可冻水在冷冻面团中的含量并且降低馒头的硬度,改善了馒头的质地和感官品质。海藻糖与磷脂结合使用,可以抵抗不利条件。Salas-Mellado 等人[21]研究表明,含有高含量的面筋和海藻糖的面团与其他配方制成的面团相比具有最高的比容。海藻糖对酵母细胞的冷应激有保护作用,在冷冻面团馒头制作中加入可以提高酵母细胞的存活率。李素云等人[22]研究发现,添加大米多肽的面团发酵能力高于未添加的,添加4%的大米多肽对冷冻面团馒头的质构特性产生正面影响。石媛媛等人[23]研究发现,与空白组对比,海藻糖添加量为1.8 g/kg,转谷氨酰胺酶2.0 g/kg,甘油4.0 g/kg时,酵母活力最优,馒头的比容和结构组织表现最好。Yanjie Zhang 等人[24]通过电子显微镜分析表明,添加燕麦抗冻蛋白可以降低面筋蛋白冻结水含量,避免面筋结构受到温度波动和冷冻的破坏,提高冷冻面团馒头成品品质。

3.4 食品胶

食品胶是一类可以提高食品黏度或形成凝胶的食品添加剂,化学本质上是多糖。利用亲水性,使其与水的结合控制水分子在食品基质中的移动,能起到保水、稳定和保鲜等作用。黄原胶具有的强吸水性,能够让水分分散在面筋蛋白网络结构中,阻碍在冷冻中冰晶的移动,对面筋蛋白结构有良好的保护作用。鲍宇茹等人[25]研究表明,将0.5%的黄原胶、0.04%的卡拉胶和0.08%羧甲基纤维素钠(CMC-Na)复配加入到冷冻面团并制成馒头,得出可以较好地改善冷冻面团的塌陷、裂纹等结果,提高馒头的比容、内部结构等综合品质。同时,何义萍等人[26]的研究得到了相同的结论。张守花[27]研究表明,当CMCNa 添加量为0.16%时,馒头的综合评分最优。齐学文等人[28]研究表明,黄原胶、谷朊粉和CMC-Na 复合添加对馒头的网络结构具有一定的保护作用并且能改善品质。宁静娜等人[29]研究得出,复配适量的黄原胶、卡拉胶和瓜尔豆胶对冷冻面团馒头的体积、挺立度、弹性等有改善作用。

4 结语

冷冻面团技术与传统技术相比具有便捷、有利于标准化生产的优点,但该技术在我国传统面点馒头的应用上仍存在瓶颈。酵母耐冻性弱、面团面筋蛋白受到冰晶及受损酵母释放的还原性物质的破坏,对冷冻面团馒头成品造成不良影响,而乳化剂、酶制剂、冷冻保护剂、食品胶等改良剂的应用即从各个方面改善冷冻面团馒头的品质,成品拥有光洁的外观,比容大,内部组织结构细腻,柔软度提高,口感提高。

随着人们生活水平的不断提高,随吃随蒸品尝新鲜出炉的冷冻面团馒头更是成为一种趋势。我国对传统面食,如馒头、包子、饺子等的冷冻面团技术研究还不够系统,且未完全达到工业生产标准化。因此,需要继续深入研究影响冷冻面团品质的因素,并从耐冻酵母菌种的选育、使用新型食品添加剂、优化生产工艺等方面展开优化,进一步加快冷冻面团的标准化工业化生产,促进我国传统面点的发扬和传承。

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