樊海濤，劉寶林，王 欣，吳酉芝

（上海理工大學(xué)低溫與食品冷凍研究所，上海 200093）

乳化劑對(duì)冷凍面團(tuán)流變學(xué)性質(zhì)的影響研究

樊海濤，劉寶林，王 欣，吳酉芝

（上海理工大學(xué)低溫與食品冷凍研究所，上海 200093）

面團(tuán)的流變學(xué)性能直接影響面團(tuán)的加工品質(zhì)和最終產(chǎn)品的質(zhì)量，乳化劑能顯著改善面團(tuán)的流變學(xué)性能。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)加入不同種類(lèi)和不同添加量的乳化劑來(lái)改善面團(tuán)的流變學(xué)性能，并利用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)量低溫儲(chǔ)存和添加劑對(duì)面團(tuán)流變學(xué)性能的影響情況，結(jié)果表明:低溫儲(chǔ)存會(huì)使面團(tuán)的流變學(xué)性能降低;不同添加量的DATEM、SSL、卵磷脂、單甘酯和SP60都能改善面團(tuán)的流變學(xué)性能，其中0.15%的DATEM、0.2%的SSL、0.8%的卵磷脂、0.15%的SP60和0.5%的單甘酯等對(duì)面團(tuán)的流變學(xué)性能的改善較明顯，其改善程度的大小關(guān)系為:0.15%DATEM＞0.2%SSL＞0.8%卵磷脂＞0.15%SP60＞0.5%單甘酯。研究結(jié)果為面制品生產(chǎn)中正確選擇適當(dāng)?shù)娜榛瘎┘斑m當(dāng)?shù)奶砑恿刻峁┝嘶A(chǔ)數(shù)據(jù)。

乳化劑，面團(tuán)，流變學(xué)

面團(tuán)是一種具有粘彈性的材料，它既有粘性流體的粘性性質(zhì)，也具有彈性固體的彈性特征，面團(tuán)的流變學(xué)特性非常重要，直接影響面團(tuán)的加工品質(zhì)和最終產(chǎn)品的質(zhì)量［1］。乳化劑是目前公認(rèn)的能最大程度改善面團(tuán)流變學(xué)性質(zhì)的添加劑。在面團(tuán)中，乳化劑可以促使面筋組織的形成，增強(qiáng)面筋的保氣性。它與面筋蛋白相互作用時(shí)，其親水鍵與麥醇溶蛋白分子相結(jié)合，疏水鍵與麥谷蛋白分子相結(jié)合，從而強(qiáng)化了面筋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，防止因油水分離所造成的硬化，使面團(tuán)保氣性得到改善，同時(shí)也可增加面團(tuán)的耐揉合性并提高其機(jī)械加工性能［2］，從而改善面團(tuán)的流變學(xué)性能。面團(tuán)的流變學(xué)性能能夠從流變學(xué)的角度反映面團(tuán)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和質(zhì)量狀況。質(zhì)構(gòu)儀作為精確的量化測(cè)量?jī)x器可以準(zhǔn)確地量化食品的質(zhì)構(gòu)特性指標(biāo)［3］，它可以通過(guò)對(duì)距離、時(shí)間和作用力這三者相互關(guān)系的處理和研究，獲得實(shí)驗(yàn)對(duì)象的質(zhì)構(gòu)測(cè)試結(jié)果［4］。本研究利用質(zhì)構(gòu)儀研究了乳化劑和低溫存儲(chǔ)對(duì)面團(tuán)流變學(xué)性能的影響，并與相同的條件下未添加乳化劑的面團(tuán)的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)照，為面制品生產(chǎn)過(guò)程中選擇適當(dāng)?shù)娜榛瘎┘斑m當(dāng)?shù)奶砑恿刻峁┝嘶A(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

面包專(zhuān)用粉 上海福星面粉有限公司;硬脂酰乳酸鈉（SSL）、山梨醇酐單硬脂酸酯（SP60）、雙乙酰酒石酸單（雙）甘油酯（DATEM）、單硬脂酸甘油酯（單甘酯）、卵磷脂 均為國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)，食品級(jí);水、糖、油、鹽、酵母 均為市售。

超低溫保存箱（DW－86L388） 青島海爾特種電器有限公司;東菱面包機(jī)（PE8800） 廣東新寶電器股份有限公司;質(zhì)構(gòu)儀（EZ Test） 島津國(guó)際貿(mào)易（上海）有限公司:分析天平（AL204－IC） 上海精密儀器儀表有限公司;面皮制作模具 自制。

表2 DATEM對(duì)面團(tuán)流變性能的影響Table 2 The characteristics of the dough with diacetyl tartaric acid glyceride（DATEM）as the food additive

表3 SSL對(duì)面團(tuán)流變性能的影響Table 3 The characteristics of the dough with stearic acid lactic acid sodium（SSL）as the food additive

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 根據(jù)國(guó)標(biāo)對(duì)添加劑添加量的要求以及便于各乳化劑之間的比較，每種乳化劑都選擇四個(gè)水平進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)（見(jiàn)表1）。將不同水平的乳化劑及面粉 100%、水 52.27%、糖 4.95%、油8.36%、鹽2.31%、酵母1.0%混合攪拌制成面團(tuán);利用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)冷凍前后的面團(tuán)分別進(jìn)行拉伸、剪切和穿刺實(shí)驗(yàn)。

表1 乳化劑的添加量（%）Table 1 Adding amount of emulsifiers（%）

1.2.2 面團(tuán)制備 卵磷脂在加入樣品前先溶解于油脂中，其余四種乳化劑在加入樣品前先加入熱水，攪拌使其盡量分散，然后將乳化劑和其他各原料按實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的添加量加入面包機(jī)中，攪拌45min，形成面團(tuán)，取一部分面團(tuán)進(jìn)行質(zhì)構(gòu)實(shí)驗(yàn)。其余面團(tuán)放入超低溫保存箱中冷凍，7d后將面團(tuán)常溫解凍后再進(jìn)行質(zhì)構(gòu)實(shí)驗(yàn)。

1.2.3 面皮面塊的制作方法 利用自制模具將實(shí)驗(yàn)面團(tuán)制作成特定的形狀，利用質(zhì)構(gòu)儀不同的探頭進(jìn)行剪切、穿刺、拉伸實(shí)驗(yàn)。其中剪切面團(tuán)為直徑3.4cm、長(zhǎng)10cm的圓條;穿刺面團(tuán)為直徑4.6cm、高5cm的圓柱;拉伸面團(tuán)為長(zhǎng)2cm、寬1cm、高2mm的面片。為了防止面團(tuán)樣品中水分揮發(fā)對(duì)實(shí)驗(yàn)造成影響，面團(tuán)樣品做好以后應(yīng)立即進(jìn)行質(zhì)構(gòu)實(shí)驗(yàn)。

1.2.4 質(zhì)構(gòu)儀實(shí)驗(yàn)條件設(shè)置 剪切實(shí)驗(yàn)使用SBS型號(hào)剪切探頭，設(shè)置程序?yàn)?剪切速度60mm/m in，剪切方向向下，完全剪斷樣品時(shí)手動(dòng)停止。穿刺實(shí)驗(yàn)使用 TG83型號(hào)穿刺探頭，設(shè)置程序?yàn)?穿刺速度60mm/min，穿刺方向向下，完全穿透樣品時(shí)手動(dòng)停止。拉伸實(shí)驗(yàn)使用DEK型號(hào)拉伸探頭，設(shè)置程序?yàn)?拉伸速度60mm/min，拉伸方向向上，完全拉斷樣品時(shí)手動(dòng)停止。在系統(tǒng)界面上設(shè)定圖的單位等參數(shù):時(shí)間單位取s，距離單位取mm，載荷單位取gf，應(yīng)力單位取gf/mm2。然后，將前處理好的面團(tuán)固定在質(zhì)構(gòu)儀上，適當(dāng)調(diào)整高度，將拉力和距離項(xiàng)在面板上清零。按開(kāi)始鍵開(kāi)始流變性測(cè)試，每個(gè)樣品做三次平行實(shí)驗(yàn)，取平均值［5］。

1.2.5 數(shù)據(jù)分析處理 最大抗剪切力、最大抗拉伸力以及最大抗穿刺力是衡量面團(tuán)質(zhì)量的三個(gè)重要指標(biāo)，最大抗剪切力、最大抗穿刺力以及最大抗拉伸力越大、拉伸時(shí)間越長(zhǎng)、拉伸曲線(xiàn)越穩(wěn)定，則面團(tuán)的穩(wěn)定性越好，內(nèi)部結(jié)構(gòu)也越細(xì)膩，質(zhì)量也越佳［6］。通過(guò)質(zhì)構(gòu)儀附帶的軟件對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，得到相關(guān)的數(shù)據(jù)，然后利用Excel2010進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 DATEM對(duì)面團(tuán)流變學(xué)性能的影響

由表2可知，加入DATEM的面團(tuán)其流變學(xué)性能要明顯優(yōu)于沒(méi)有添加DATEM的面團(tuán)。隨著添加量的增加，面團(tuán)的流變學(xué)性能逐漸改善，當(dāng)添加量為0.15%時(shí)，面團(tuán)的流變性能達(dá)到最佳，超過(guò)0.15%后面團(tuán)的流變學(xué)性能稍有下降。這是因?yàn)镈ATEM組分中含有大量的雙乙?；?、羥基等親水基團(tuán)，能與蛋白質(zhì)特別是谷蛋白發(fā)生強(qiáng)烈的相互作用，促進(jìn)面筋－淀粉－脂肪網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成，從而提高彈性和韌性，改善了面團(tuán)的流變性能［7］。

2.2 SSL對(duì)面團(tuán)流變學(xué)性能的影響

由表3可知，加入SSL的面團(tuán)其流變學(xué)性能要明顯優(yōu)于沒(méi)有添加SSL的面團(tuán)，當(dāng)添加量為0.2%時(shí)，面團(tuán)的流變性能達(dá)到最佳。這是因?yàn)槊鎴F(tuán)在攪拌期間，SSL通過(guò)與小麥粉中的蛋白質(zhì)及直鏈淀粉的絡(luò)合作用，將面團(tuán)中游離分散狀態(tài)的面筋蛋白充分連接起來(lái)，更有利于形成致密的面筋網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，達(dá)到增強(qiáng)面團(tuán)的筋力、彈性和韌性的作用［13］。另一方面，由于離子型乳化劑的添加，在蛋白質(zhì)、脂類(lèi)、水之間產(chǎn)生了很好的絡(luò)合及乳化分散作用，形成了較牢固的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。并且，由于SSL的添加，可能阻止蛋白質(zhì)的去凝聚作用，使面團(tuán)在攪拌時(shí)得以充分的擴(kuò)展，增進(jìn)了面團(tuán)的筋性［14］，多方面改善了面團(tuán)的流變學(xué)性能。

表4 卵磷脂對(duì)面團(tuán)流變性能的影響Table 4 The characteristics of the dough with lecithin as the food additive

表5 SP60對(duì)面團(tuán)流變性能的影響Table 5 The characteristics of the dough with sorbitol anhydride single stearic acid ester（SP60）as the food additive

表6 單甘脂對(duì)面團(tuán)流變性能的影響Table 6 The characteristics of the dough with single stearic acid glyceride（DMG）as the food additive

2.3 卵磷脂對(duì)面團(tuán)流變學(xué)性能的影響

由表4可知，加入卵磷脂的面團(tuán)其流變學(xué)性能要明顯優(yōu)于沒(méi)有添加卵磷脂的面團(tuán)，當(dāng)添加量為0.8%時(shí)，面團(tuán)的流變性能達(dá)到最佳。這是因?yàn)樘砑哟蠖孤蚜字軐?duì)面筋及其面團(tuán)產(chǎn)生了作用，賦予面團(tuán)較好的流變學(xué)性能。其作用原理是卵磷脂的三維空間結(jié)構(gòu)容易被包進(jìn)直鏈淀粉的螺旋結(jié)構(gòu)中，從而阻止直鏈淀粉發(fā)生重結(jié)晶，使面團(tuán)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠更穩(wěn)定［8］。同時(shí)，卵磷脂對(duì)谷蛋白纖維能起到潤(rùn)滑作用［9］并促進(jìn)面團(tuán)中起酥油均勻分布，顯著延緩油脂的結(jié)晶過(guò)程［10］，從而提高面團(tuán)的流變學(xué)性能。

2.4 SP60對(duì)面團(tuán)流變學(xué)性能的影響

由表5可知，加入SP60的面團(tuán)其流變學(xué)性能要明顯優(yōu)于沒(méi)有添加SP60的面團(tuán)。隨著添加量的增加，面團(tuán)的流變學(xué)性能逐漸改善，當(dāng)添加量為0.15%時(shí)，面團(tuán)的流變性能達(dá)到最佳，而后隨著添加量的增加，面團(tuán)的流變學(xué)性能稍有下降。由于SP60能在油珠的表面形成一個(gè)結(jié)晶保護(hù)膜，提高了油在面團(tuán)中的分散度，同時(shí)也防止油和面團(tuán)中的溶解蛋白質(zhì)接觸，促進(jìn)了面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成，從而改善了面團(tuán)的流變學(xué)性能［11］。

2.5 單甘酯對(duì)面團(tuán)流變學(xué)性能的影響

由表6可知，單甘酯能明顯改善面團(tuán)的流變學(xué)性能。隨著添加量的增加，面團(tuán)的流變學(xué)性能逐漸改善，當(dāng)添加量為0.5%時(shí)，面團(tuán)的流變性能達(dá)到最佳，而后面團(tuán)的流變學(xué)性能稍有下降。這是因?yàn)閱胃术ツ芘c面團(tuán)中的脂類(lèi)、各種蛋白質(zhì)形成氫鍵或絡(luò)合物，大大強(qiáng)化了面團(tuán)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。面團(tuán)加工過(guò)程中，小分子麥膠蛋白分散到大分子麥谷蛋白中，形成一種既有彈性，又有粘性的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。而加入單甘酯后，單甘酯能與面筋蛋白質(zhì)相互作用，形成復(fù)合物，即單甘酯的親水基與麥膠蛋白結(jié)合，親油基與麥谷蛋白結(jié)合，使加工過(guò)程中因機(jī)械攪拌散落的面筋蛋白質(zhì)分子相互連接起來(lái)，小分子變成大分子，進(jìn)而形成牢固、緊密的面筋網(wǎng)絡(luò)［12］，從而改善面團(tuán)的流變學(xué)性能。

2.6 冷藏對(duì)面團(tuán)流變學(xué)性能的影響

從表2～表6中可以看出，冷凍后的面團(tuán)其流變學(xué)性能明顯要比沒(méi)有冷凍的面團(tuán)的流變學(xué)性能差，這是因?yàn)槊鎴F(tuán)在凍結(jié)過(guò)程中由于凍結(jié)速率和環(huán)境因素的影響，難免會(huì)形成大的冰晶破壞面團(tuán)的內(nèi)部機(jī)構(gòu)，同時(shí)面團(tuán)在低溫儲(chǔ)存和解凍的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生溫度的波動(dòng)，在溫度波動(dòng)的過(guò)程中，面團(tuán)中的水會(huì)發(fā)生結(jié)晶與重結(jié)晶過(guò)程，從而對(duì)面筋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)造成損害，使面團(tuán)的流變學(xué)性能變差［15］。

2.7 五種添加劑最優(yōu)添加量對(duì)面團(tuán)流變學(xué)性能的影響

由圖1可以看出，五種添加劑最優(yōu)添加量對(duì)面團(tuán)的流變學(xué)性能的影響程度各不相同，綜合看來(lái)乳化劑對(duì)面團(tuán)流變學(xué)性能的改善作用的大小依次為: 0.15%DATEM＞0.2%SSL＞0.8%卵磷脂 ＞0.15% SP60＞0.5%單甘酯，其中0.8%卵磷脂、0.15%SP60和0.5%單甘脂這三者之間的差距較小。這是因?yàn)槿榛瘎?duì)面筋形成的作用與乳化劑的類(lèi)型有一定的關(guān)系。SSL和DATEM屬于陰離子型乳化劑，它們能吸附、交聯(lián)在蛋白質(zhì)分子上，作為交聯(lián)劑對(duì)游離蛋白質(zhì)起吸附、交聯(lián)作用，因此加入這兩種乳化劑的面筋更富有彈韌性，流變學(xué)性能也越好。而卵磷脂、SP60和單甘酯不屬于陰離子型乳化劑，這種交聯(lián)作用很小，不易同面團(tuán)中的蛋白質(zhì)電荷發(fā)生作用，而只能依靠氫鍵和范德華力與蛋白質(zhì)相結(jié)合［13］，所以面筋的彈韌性稍差一些，流變學(xué)性能也差一些。

圖1 五種添加劑最優(yōu)添加量對(duì)面團(tuán)流變學(xué)性能的影響Fig.1 Effect of each emulsifier’s optimal adding amount on the rheological properties of dough

3 結(jié)論

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析可以得出以下結(jié)論:面團(tuán)中分別加入不同水平的五種乳化劑后，面團(tuán)的流變學(xué)性能都有一定程度的改善，各乳化劑的最優(yōu)添加量均是0.15%DATEM、0.2%SSL、0.8%卵磷脂、0.15%SP60、0.5%單甘酯;面團(tuán)經(jīng)過(guò)低溫冷藏后，由于面團(tuán)中的水分發(fā)生結(jié)晶與重結(jié)晶過(guò)程，會(huì)致使面團(tuán)的流變學(xué)性能有不同程度的變差;比較各乳化劑的最優(yōu)添加量，發(fā)現(xiàn)不同乳化劑對(duì)面團(tuán)流變學(xué)性能的改善程度不一樣，其改善程度的大小順序?yàn)? 0.15%DATEM＞0.2%SSL＞0.8%卵磷脂 ＞0.15% SP60＞0.5%單甘酯。

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Study on effect of emulsifier on the rheological poperties of dough

FAN Hai－tao，LIU Bao－lin，WANG Xin，WU You－zhi
（Institute of Cryomedicine and Food Freezing，University of Shanghai for Science and Technology，Shanghai200093，China）

The quality of dough p roduc ts was significantly influenced by the dough’s rheological p roperties which could be significantly im p roved by emulsifiers.The influences of the follow ing five emulsifiers，d iacetyl tartaric acid g lyceride（DATEM，0.05%～0.2%，w/w），stearic acid lactic acid sodium（SSL，0.05%～0.2%，w/w），lecithin（0.6%～0.9%，w/w），sing le stearic acid g lyceride（DMG0.3%～0.6%，w/w）and sorb itol anhyd ride sing le stearic acid ester （SP60，0.05%～0.2%，w/w），on the rheologicalp roperties of dough were stud ied by EZ－TESTTexture Analyzer.The results ind icated that low tem perature storage reduced the dough’s rheolog ical p roperties，each kind of emulsifier could im p rove the dough’s rheolog ical p roperties and the ability to im p rove the dough’s rheolog ical p roperties was:0.15%DATEM＞0.2%SSL＞0.8%lecithin＞0.15%SP60＞0.5%DMG.These results were useful to choose the right food add itives in the p roduction ofwheat dough food.

emulsifier;dough;rheological p roperty

TS201.7

A

1002－0306（2012）06－0149－04

2011－06－14

樊海濤（1982－），男，碩士研究生，研究方向:乳化劑在面團(tuán)低溫儲(chǔ)存中的應(yīng)用。

國(guó)家自然科學(xué)基金（50776060）;教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才計(jì)劃（07－0559）;上海市重點(diǎn)學(xué)科（S30503）。