吴酉芝，刘宝林

(上海理工大学生物热科学研究所，上海，200093)

面包是世界上最广泛消费的食品，面包制作工艺也是一项最古老的技术。然而，新鲜面包的货架期相对较短，常温贮存时会发生许多物理或化学变化，如面包老化，所以面包工业越来越趋向于采用冷冻技术贮存面团［1－2］。

其中，面团冷冻贮存的温度会影响面团品质的恶化程度。品质降低的一个可能解释为:在冷冻贮存过程中，水从面筋迁移到冰相中去，在面团焙烤时，面筋不能再补湿，多余水分可能会迁移到淀粉中，影响淀粉糊化，面团烘焙性能降低，这个过程一般发生在面团玻璃化转变温度之上［3］。冷冻面团中存在不可冻结相，它经常与面筋、或冰相发生迁移，影响面团稳定，但是这种变化可以被不可冻结相的玻璃化转变所控制［4－6］。有报道指出，冷冻面团的玻璃化转变，以及面团的成分(淀粉，麸质，醇溶蛋白，谷蛋白)都会影响面团贮存稳定性，但是，玻璃化转变可以控制重结晶的速率，以及控制扩散反应［5，7－9］。所以，面团的玻璃化转变对面团的品质非常重要。玻璃化转变是与时间相关的物理转变。玻璃化转变发生在一个温度范围内［4］。如果冷冻面团贮存温度远低于玻璃化转变温度，它预计在超长贮存时间内，都相对稳定［10］。然而，玻璃化转变温度都会远低于商业贮存温度－18℃(Bot.2003)［11］。那么提高面团的玻璃化转变温度，使其达到商业贮存温度是一种实现面团玻璃化贮存的方法［12－13］，

不过，实现面团的玻璃化贮存，能够提高面包面团的品质，只是一个猜测，尚未得到证实，通过一定的方法，能够在商业贮存温度下－18℃实现面团玻璃化贮存。所以在研究实现面团玻璃化贮存之前，研究在玻璃态下的品质特性是非常必要的。更重要的是，通过玻璃态与非玻璃态贮存的品质比较，可以更清楚地了解两种贮存方式对品质影响的具体形式，也能为面团玻璃态贮存理论提供一定参考。

1 材料与方法

1.1 仪器与设备

超低温冰箱(三洋电机MDF－382E(N))，日本;东菱面包机，广东新宝电器股份有限公司;烤箱;质构仪(EZ test-500)，日本岛津;恒温恒湿箱(SPX－250－Ⅱ)，上海跃进医疗器械厂;BCD－189S冰箱，松下电器(中国)有限公司;DMA(Q800)，美国TA公司;液氮罐(DPL－175)，张家港中集圣达因低温装备有限公司。

1.2 材料与试剂

面包专用粉，上海福星面粉有限公司;盐、糖、油、燕子牌干酵母，均为市售。

1.3 实验方法

1.3.1 面团的配方

面包冷冻面团的基本配方为:面粉100 g、水55% 、大豆油8%、盐2.3%、糖5% 、酵母 1%(均以面粉为基准)。

1.3.2 面团制作方法

运用东菱自动面包机和面，具体步骤为:(1)加水;(2)加盐;(3)加糖;(4)加油;(5)加面粉;(6)在面粉上按一小窝，让水进入窝内，将干酵母粉加入渗水的小窝内;(7)开启面包机，执行程序依次为搅拌10 min、静置20 min、慢速搅拌10 min、快速搅拌5 min。

1.3.3 面团的发酵过程

将和面完成的面团分隔成100±5 g的面团，整型成椭圆形，置于垫有焙烤专用纸片的托盘中。然后将面团置于恒温恒湿箱中发酵70 min，箱内温度设为40℃，湿度为85%。

1.3.4 面团的冻结、贮存、解冻

将发酵好的面团，置于－88℃的超低温冰箱中冻结2 h，测得终温为(－86±2)℃。面团的冷冻贮存，分为2种形式:一种贮存于－88℃的超低温冰箱中;另一种贮存于(－18±2)℃的普通家用冰箱中。本论文中将测定面团在贮存0、7、30、90 d之后的品质。

将冷冻贮存的面团置于恒温为40℃，相对湿度为85%的恒温恒湿箱中解冻，对于贮存在－88℃超低温冰箱中的面团，解冻1 h，对于贮存于(－18±2)℃的普通家用冰箱中的面团，解冻40 min，两者的解冻终温均为(3±1)℃。

1.3.5 面团玻璃化转变温度(Tg')测定

采用DMA仪器测定面团的Tg'。在自制的玻璃模具上垫上薄纸片(厚度约为0.3 mm)，从发酵好的面团中心位置取部分面团置于薄纸片上，将面团压成4 mm薄片，然后，切成60 mm×12 mm×4 mm的薄片，将样品安装到双重悬臂夹具上，轻轻拧紧固定螺丝，关上炉子，将炉内温度降到 －50℃，快速打开测试炉，拧紧固定螺丝，快速关闭炉子，立即执行下列程序:

Equilibrate at －70℃;Isothermal for 3.00min;Ramp 1.00℃/min to 5℃。

1.3.6 面团流变性的评价

面团质量的好坏，主要表现在黏着性(即黏度)、弹性、延展性［14］。本论文中，将用质构仪来测定面团的流变性能，具体的测定方法如下:

面团的黏着性通过穿剌实验来测量，将面团压缩成5 mm厚的面皮，置于穿剌探针的中间，执行如下测量程序:Speed 60 mm/min;Down;Disp＞=20 mm;Up;Disp＜=0 mm;STOP。实验完成，自动生成面团的黏度数据。

面团的弹性、延展性通过拉伸实验来测量，将面团制成100 mm×20 mm×4 mm的面条，然后将面条安装在质构仪的夹具上，此时，实际被拉伸面条长度为60 mm。执行如下测量程序:Speed 100 mm/min;Up;Disp ＞=80 mm;Down;Disp＜=30 mm;Up，当面条被拉断后，停止实验。

1.3.7 面包品质评价

比体积是面包最重要的评定指标，将采用面包国家标准GB/T20981－2007中油菜籽替代法来测定［15］。

2 实验结果与分析

2.1 面团的玻璃化转变温度(Tg')

运用DMA测定面团玻璃化转变温度，得出结果，面团的玻璃化转变温度为－42.81℃，如图1所示。可知，贮存在超低温冰箱中的面团是在玻璃态下储存，而贮存在普通家用冰箱(－18±2℃)中的面团处于非玻璃态贮存。

图1 DMA测定面团玻璃化转变温度(Tg')的曲线图Fig.1 The curve of DMA which was used to measure the glass transition temperature(Tg')of dough

2.2 面团拉伸实验结果分析

对面团进行重复拉伸实验，得出的拉伸结果如图2所示。制成的面条首先拉长80 mm，然后又回复到30 mm处，再次拉长，直至面条拉断。弹性(Elastic)取第1次拉长过程中30～80 mm的实验数据，值越大，说明弹性越好。面团弹性恢复比定义为前后两次在80 mm处的载荷比(Second Load at 80 mm/First Load at 80 mm，即S/F值)，S/F值越大，说明面团弹性恢复性好，具有很好的伸缩性能。面条拉断时的长度(pull break point)能够很好说明面团的延展性，相同横截面的面条，拉得越长，延展性越好。

2.3 面团的质构性质比较

面团的质构特性如图3所示。

根据面团黏度变化曲线，面团在冻结后，其黏度有较大幅度的降低，可能是因为面团在冻结复温过程中，大量的水分从面筋网络和淀粉中迁移出来，形成了大量的自由水，由于水的润滑作用，面团的黏度降低。当面团贮存在家用冰箱中时，面团中的水分较为活跃，一部分自由水会不断地迁移到淀粉中去，从而导致面团的黏度升高，而在长期贮存后，结合水不断地从面筋和淀粉中脱离出来，形成自由水，面团的黏度会不断降低。当面团贮存在超低温冰箱中时，面团处于玻璃态，水分迁移很慢，随着水分缓慢从面筋中迁移到淀粉中去，面团黏度会有较小幅度的升高。

图2 面团重复拉伸实验图Fig.2 The test diagram of repeat tensile of bread dough

根据面团弹性的变化曲线可知，冷冻贮存都会使面团弹性逐渐降低，这是冰晶破坏面筋网络的结果，但从变化曲线可以看出，贮存在家用冰箱中的弹性丧失很快，而超低温冰箱中的弹性丧失慢，说明，玻璃态贮存可以减少面团中冰晶的重复结晶反应速率，减少大冰晶的生成，保护面筋网络。

根据面团弹性恢复比曲线，冻结后，弹性恢复比增加，可能是原因是:和面完成，面筋网络形成后，面筋网络中的水分结合程度有差异，冻结过程会使一部分与面筋网络结合不牢固的水分子形成自由水，面筋网络受到一定破坏，所以面团弹性在冻结复温后会降低，但由于留存下来的面筋网络中的水分子都与蛋白质结合紧密，有较好的结合力，弹性恢复比会较好。在冷冻贮存过程中，贮存在超低温冰箱中的面团的弹性恢复比参数变化不大，说明面团的面筋网络被破坏小。而贮存在家用冰箱中的面团的弹性恢复比参数大幅降低，面团网络因大冰晶的不断生成而破坏，同时，水分从面筋向淀粉迁移，大量淀粉水化，黏度增加，影响了面团弹性的恢复。

根据面团的延展长度曲线，冻结后，面团延展性降低，这是因为冻结过程中，冰晶破坏了一部分面筋网络。之后在冷冻贮存过程中，家用冰箱中的面团延展长度先升高，后降低，在贮存7 d时达到最长，开始时，水分不断地从面筋迁移至淀粉中，淀粉不断地水化，引起淀粉黏着性增强，会使面团延展性增强，但在贮存后期，随着面团网络的不断破坏，延展性变差。超低温冰箱中面团处于玻璃态，面团网络受破坏较小，水分从面筋迁移到淀粉中较慢，所以会使延展长度缓慢增加。

图3 面团的质构特性比较Fig.3 Texture characteristics of bread dough during storage

综合来讲，将面团贮存在超低温冰箱中(即玻璃态贮存)，可以降低重结晶的反应速率，减少大冰晶的生成，降低面团在贮存过程中的面筋网络破坏;可以降低面团中水分活性，减小水分迁移速率，防止淀粉过度水化。

2.4 面包品质的分析

面包的评价指标有很多，但相对于冷冻面团来讲，面团比体积是最重要的，因为，冻结及冷冻贮存过程主要破坏面筋网络，影响面团膨化，以及在焙烤过程中的面包体积增加，从而使面包比体积降低。本文分析了面团在2种不同贮存方法下的面包比体积情况，如图4所示。从图4中可以看出，比较新鲜面团与贮存0 d面团的面包比体积，冻结复温过程会使面包比体积迅速降低。在冷冻贮存过程中，超低温冰箱中的面包比体积变化不大，而家用冰箱中的面包比体积降低幅度较大，在长期贮存后(30、90 d)，焙烤过程可能会使面团破裂，说明面筋网络被破坏得很严重。

面包比体积变化曲线与面团弹性变化曲线很相似，而与其他几项指标差别较大，说明面团的弹性能较好地反映面包的比体积。

图4 面包比体积变化曲线Fig.4 The changes of bread specific volume as storage time

3 结论

(1)运用DMA测定面团玻璃化转变温度，得出结果，面团的玻璃化转变温度为－42.81℃，那么贮存在超低温冰箱中的面团为玻璃化贮存，而家用冰箱中的面团为非玻璃化贮存。

(2)运用质构仪分析面团的质构特性，根据面团黏度、弹性、弹性恢复比、延展长度的变化曲线，可知:将面团贮存在超低温冰箱中(即玻璃态贮存)，可以降低重结晶的反应速率，减少大冰晶的生成，降低面团在贮存过程中的面筋网络破坏;可以降低面团中水分活性，减小水分迁移速率，防止淀粉过度水化。

(3)测量面包的比体积，可知:玻璃化贮存可使面包的比体积降幅较小，而非玻璃化贮存会较大幅度地降低面包比体积;面包比体积变化曲线与面团弹性变化曲线很相似，而与其他几项指标差别较大，说明面团的弹性能较好地反应面包的比体积。

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