吳酉芝，劉寶林

(上海理工大學(xué)生物熱科學(xué)研究所，上海，200093)

面包是世界上最廣泛消費(fèi)的食品，面包制作工藝也是一項(xiàng)最古老的技術(shù)。然而，新鮮面包的貨架期相對較短，常溫貯存時會發(fā)生許多物理或化學(xué)變化，如面包老化，所以面包工業(yè)越來越趨向于采用冷凍技術(shù)貯存面團(tuán)［1－2］。

其中，面團(tuán)冷凍貯存的溫度會影響面團(tuán)品質(zhì)的惡化程度。品質(zhì)降低的一個可能解釋為:在冷凍貯存過程中，水從面筋遷移到冰相中去，在面團(tuán)焙烤時，面筋不能再補(bǔ)濕，多余水分可能會遷移到淀粉中，影響淀粉糊化，面團(tuán)烘焙性能降低，這個過程一般發(fā)生在面團(tuán)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度之上［3］。冷凍面團(tuán)中存在不可凍結(jié)相，它經(jīng)常與面筋、或冰相發(fā)生遷移，影響面團(tuán)穩(wěn)定，但是這種變化可以被不可凍結(jié)相的玻璃化轉(zhuǎn)變所控制［4－6］。有報道指出，冷凍面團(tuán)的玻璃化轉(zhuǎn)變，以及面團(tuán)的成分(淀粉，麩質(zhì)，醇溶蛋白，谷蛋白)都會影響面團(tuán)貯存穩(wěn)定性，但是，玻璃化轉(zhuǎn)變可以控制重結(jié)晶的速率，以及控制擴(kuò)散反應(yīng)［5，7－9］。所以，面團(tuán)的玻璃化轉(zhuǎn)變對面團(tuán)的品質(zhì)非常重要。玻璃化轉(zhuǎn)變是與時間相關(guān)的物理轉(zhuǎn)變。玻璃化轉(zhuǎn)變發(fā)生在一個溫度范圍內(nèi)［4］。如果冷凍面團(tuán)貯存溫度遠(yuǎn)低于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，它預(yù)計在超長貯存時間內(nèi)，都相對穩(wěn)定［10］。然而，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度都會遠(yuǎn)低于商業(yè)貯存溫度－18℃(Bot.2003)［11］。那么提高面團(tuán)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，使其達(dá)到商業(yè)貯存溫度是一種實(shí)現(xiàn)面團(tuán)玻璃化貯存的方法［12－13］，

不過，實(shí)現(xiàn)面團(tuán)的玻璃化貯存，能夠提高面包面團(tuán)的品質(zhì)，只是一個猜測，尚未得到證實(shí)，通過一定的方法，能夠在商業(yè)貯存溫度下－18℃實(shí)現(xiàn)面團(tuán)玻璃化貯存。所以在研究實(shí)現(xiàn)面團(tuán)玻璃化貯存之前，研究在玻璃態(tài)下的品質(zhì)特性是非常必要的。更重要的是，通過玻璃態(tài)與非玻璃態(tài)貯存的品質(zhì)比較，可以更清楚地了解兩種貯存方式對品質(zhì)影響的具體形式，也能為面團(tuán)玻璃態(tài)貯存理論提供一定參考。

1 材料與方法

1.1 儀器與設(shè)備

超低溫冰箱(三洋電機(jī)MDF－382E(N))，日本;東菱面包機(jī)，廣東新寶電器股份有限公司;烤箱;質(zhì)構(gòu)儀(EZ test-500)，日本島津;恒溫恒濕箱(SPX－250－Ⅱ)，上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠;BCD－189S冰箱，松下電器(中國)有限公司;DMA(Q800)，美國TA公司;液氮罐(DPL－175)，張家港中集圣達(dá)因低溫裝備有限公司。

1.2 材料與試劑

面包專用粉，上海福星面粉有限公司;鹽、糖、油、燕子牌干酵母，均為市售。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 面團(tuán)的配方

面包冷凍面團(tuán)的基本配方為:面粉100 g、水55% 、大豆油8%、鹽2.3%、糖5% 、酵母 1%(均以面粉為基準(zhǔn))。

1.3.2 面團(tuán)制作方法

運(yùn)用東菱自動面包機(jī)和面，具體步驟為:(1)加水;(2)加鹽;(3)加糖;(4)加油;(5)加面粉;(6)在面粉上按一小窩，讓水進(jìn)入窩內(nèi)，將干酵母粉加入滲水的小窩內(nèi);(7)開啟面包機(jī)，執(zhí)行程序依次為攪拌10 min、靜置20 min、慢速攪拌10 min、快速攪拌5 min。

1.3.3 面團(tuán)的發(fā)酵過程

將和面完成的面團(tuán)分隔成100±5 g的面團(tuán)，整型成橢圓形，置于墊有焙烤專用紙片的托盤中。然后將面團(tuán)置于恒溫恒濕箱中發(fā)酵70 min，箱內(nèi)溫度設(shè)為40℃，濕度為85%。

1.3.4 面團(tuán)的凍結(jié)、貯存、解凍

將發(fā)酵好的面團(tuán)，置于－88℃的超低溫冰箱中凍結(jié)2 h，測得終溫為(－86±2)℃。面團(tuán)的冷凍貯存，分為2種形式:一種貯存于－88℃的超低溫冰箱中;另一種貯存于(－18±2)℃的普通家用冰箱中。本論文中將測定面團(tuán)在貯存0、7、30、90 d之后的品質(zhì)。

將冷凍貯存的面團(tuán)置于恒溫為40℃，相對濕度為85%的恒溫恒濕箱中解凍，對于貯存在－88℃超低溫冰箱中的面團(tuán)，解凍1 h，對于貯存于(－18±2)℃的普通家用冰箱中的面團(tuán)，解凍40 min，兩者的解凍終溫均為(3±1)℃。

1.3.5 面團(tuán)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg')測定

采用DMA儀器測定面團(tuán)的Tg'。在自制的玻璃模具上墊上薄紙片(厚度約為0.3 mm)，從發(fā)酵好的面團(tuán)中心位置取部分面團(tuán)置于薄紙片上，將面團(tuán)壓成4 mm薄片，然后，切成60 mm×12 mm×4 mm的薄片，將樣品安裝到雙重懸臂夾具上，輕輕擰緊固定螺絲，關(guān)上爐子，將爐內(nèi)溫度降到 －50℃，快速打開測試爐，擰緊固定螺絲，快速關(guān)閉爐子，立即執(zhí)行下列程序:

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

1.3.6 面團(tuán)流變性的評價

面團(tuán)質(zhì)量的好壞，主要表現(xiàn)在黏著性(即黏度)、彈性、延展性［14］。本論文中，將用質(zhì)構(gòu)儀來測定面團(tuán)的流變性能，具體的測定方法如下:

面團(tuán)的黏著性通過穿剌實(shí)驗(yàn)來測量，將面團(tuán)壓縮成5 mm厚的面皮，置于穿剌探針的中間，執(zhí)行如下測量程序:Speed 60 mm/min;Down;Disp＞=20 mm;Up;Disp＜=0 mm;STOP。實(shí)驗(yàn)完成，自動生成面團(tuán)的黏度數(shù)據(jù)。

面團(tuán)的彈性、延展性通過拉伸實(shí)驗(yàn)來測量，將面團(tuán)制成100 mm×20 mm×4 mm的面條，然后將面條安裝在質(zhì)構(gòu)儀的夾具上，此時，實(shí)際被拉伸面條長度為60 mm。執(zhí)行如下測量程序:Speed 100 mm/min;Up;Disp ＞=80 mm;Down;Disp＜=30 mm;Up，當(dāng)面條被拉斷后，停止實(shí)驗(yàn)。

1.3.7 面包品質(zhì)評價

比體積是面包最重要的評定指標(biāo)，將采用面包國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T20981－2007中油菜籽替代法來測定［15］。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 面團(tuán)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg')

運(yùn)用DMA測定面團(tuán)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，得出結(jié)果，面團(tuán)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為－42.81℃，如圖1所示?？芍?，貯存在超低溫冰箱中的面團(tuán)是在玻璃態(tài)下儲存，而貯存在普通家用冰箱(－18±2℃)中的面團(tuán)處于非玻璃態(tài)貯存。

圖1 DMA測定面團(tuán)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg')的曲線圖Fig.1 The curve of DMA which was used to measure the glass transition temperature(Tg')of dough

2.2 面團(tuán)拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

對面團(tuán)進(jìn)行重復(fù)拉伸實(shí)驗(yàn)，得出的拉伸結(jié)果如圖2所示。制成的面條首先拉長80 mm，然后又回復(fù)到30 mm處，再次拉長，直至面條拉斷。彈性(Elastic)取第1次拉長過程中30～80 mm的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，值越大，說明彈性越好。面團(tuán)彈性恢復(fù)比定義為前后兩次在80 mm處的載荷比(Second Load at 80 mm/First Load at 80 mm，即S/F值)，S/F值越大，說明面團(tuán)彈性恢復(fù)性好，具有很好的伸縮性能。面條拉斷時的長度(pull break point)能夠很好說明面團(tuán)的延展性，相同橫截面的面條，拉得越長，延展性越好。

2.3 面團(tuán)的質(zhì)構(gòu)性質(zhì)比較

面團(tuán)的質(zhì)構(gòu)特性如圖3所示。

根據(jù)面團(tuán)黏度變化曲線，面團(tuán)在凍結(jié)后，其黏度有較大幅度的降低，可能是因?yàn)槊鎴F(tuán)在凍結(jié)復(fù)溫過程中，大量的水分從面筋網(wǎng)絡(luò)和淀粉中遷移出來，形成了大量的自由水，由于水的潤滑作用，面團(tuán)的黏度降低。當(dāng)面團(tuán)貯存在家用冰箱中時，面團(tuán)中的水分較為活躍，一部分自由水會不斷地遷移到淀粉中去，從而導(dǎo)致面團(tuán)的黏度升高，而在長期貯存后，結(jié)合水不斷地從面筋和淀粉中脫離出來，形成自由水，面團(tuán)的黏度會不斷降低。當(dāng)面團(tuán)貯存在超低溫冰箱中時，面團(tuán)處于玻璃態(tài)，水分遷移很慢，隨著水分緩慢從面筋中遷移到淀粉中去，面團(tuán)黏度會有較小幅度的升高。

圖2 面團(tuán)重復(fù)拉伸實(shí)驗(yàn)圖Fig.2 The test diagram of repeat tensile of bread dough

根據(jù)面團(tuán)彈性的變化曲線可知，冷凍貯存都會使面團(tuán)彈性逐漸降低，這是冰晶破壞面筋網(wǎng)絡(luò)的結(jié)果，但從變化曲線可以看出，貯存在家用冰箱中的彈性喪失很快，而超低溫冰箱中的彈性喪失慢，說明，玻璃態(tài)貯存可以減少面團(tuán)中冰晶的重復(fù)結(jié)晶反應(yīng)速率，減少大冰晶的生成，保護(hù)面筋網(wǎng)絡(luò)。

根據(jù)面團(tuán)彈性恢復(fù)比曲線，凍結(jié)后，彈性恢復(fù)比增加，可能是原因是:和面完成，面筋網(wǎng)絡(luò)形成后，面筋網(wǎng)絡(luò)中的水分結(jié)合程度有差異，凍結(jié)過程會使一部分與面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)合不牢固的水分子形成自由水，面筋網(wǎng)絡(luò)受到一定破壞，所以面團(tuán)彈性在凍結(jié)復(fù)溫后會降低，但由于留存下來的面筋網(wǎng)絡(luò)中的水分子都與蛋白質(zhì)結(jié)合緊密，有較好的結(jié)合力，彈性恢復(fù)比會較好。在冷凍貯存過程中，貯存在超低溫冰箱中的面團(tuán)的彈性恢復(fù)比參數(shù)變化不大，說明面團(tuán)的面筋網(wǎng)絡(luò)被破壞小。而貯存在家用冰箱中的面團(tuán)的彈性恢復(fù)比參數(shù)大幅降低，面團(tuán)網(wǎng)絡(luò)因大冰晶的不斷生成而破壞，同時，水分從面筋向淀粉遷移，大量淀粉水化，黏度增加，影響了面團(tuán)彈性的恢復(fù)。

根據(jù)面團(tuán)的延展長度曲線，凍結(jié)后，面團(tuán)延展性降低，這是因?yàn)閮鼋Y(jié)過程中，冰晶破壞了一部分面筋網(wǎng)絡(luò)。之后在冷凍貯存過程中，家用冰箱中的面團(tuán)延展長度先升高，后降低，在貯存7 d時達(dá)到最長，開始時，水分不斷地從面筋遷移至淀粉中，淀粉不斷地水化，引起淀粉黏著性增強(qiáng)，會使面團(tuán)延展性增強(qiáng)，但在貯存后期，隨著面團(tuán)網(wǎng)絡(luò)的不斷破壞，延展性變差。超低溫冰箱中面團(tuán)處于玻璃態(tài)，面團(tuán)網(wǎng)絡(luò)受破壞較小，水分從面筋遷移到淀粉中較慢，所以會使延展長度緩慢增加。

圖3 面團(tuán)的質(zhì)構(gòu)特性比較Fig.3 Texture characteristics of bread dough during storage

綜合來講，將面團(tuán)貯存在超低溫冰箱中(即玻璃態(tài)貯存)，可以降低重結(jié)晶的反應(yīng)速率，減少大冰晶的生成，降低面團(tuán)在貯存過程中的面筋網(wǎng)絡(luò)破壞;可以降低面團(tuán)中水分活性，減小水分遷移速率，防止淀粉過度水化。

2.4 面包品質(zhì)的分析

面包的評價指標(biāo)有很多，但相對于冷凍面團(tuán)來講，面團(tuán)比體積是最重要的，因?yàn)?，凍結(jié)及冷凍貯存過程主要破壞面筋網(wǎng)絡(luò)，影響面團(tuán)膨化，以及在焙烤過程中的面包體積增加，從而使面包比體積降低。本文分析了面團(tuán)在2種不同貯存方法下的面包比體積情況，如圖4所示。從圖4中可以看出，比較新鮮面團(tuán)與貯存0 d面團(tuán)的面包比體積，凍結(jié)復(fù)溫過程會使面包比體積迅速降低。在冷凍貯存過程中，超低溫冰箱中的面包比體積變化不大，而家用冰箱中的面包比體積降低幅度較大，在長期貯存后(30、90 d)，焙烤過程可能會使面團(tuán)破裂，說明面筋網(wǎng)絡(luò)被破壞得很嚴(yán)重。

面包比體積變化曲線與面團(tuán)彈性變化曲線很相似，而與其他幾項(xiàng)指標(biāo)差別較大，說明面團(tuán)的彈性能較好地反映面包的比體積。

圖4 面包比體積變化曲線Fig.4 The changes of bread specific volume as storage time

3 結(jié)論

(1)運(yùn)用DMA測定面團(tuán)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，得出結(jié)果，面團(tuán)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為－42.81℃，那么貯存在超低溫冰箱中的面團(tuán)為玻璃化貯存，而家用冰箱中的面團(tuán)為非玻璃化貯存。

(2)運(yùn)用質(zhì)構(gòu)儀分析面團(tuán)的質(zhì)構(gòu)特性，根據(jù)面團(tuán)黏度、彈性、彈性恢復(fù)比、延展長度的變化曲線，可知:將面團(tuán)貯存在超低溫冰箱中(即玻璃態(tài)貯存)，可以降低重結(jié)晶的反應(yīng)速率，減少大冰晶的生成，降低面團(tuán)在貯存過程中的面筋網(wǎng)絡(luò)破壞;可以降低面團(tuán)中水分活性，減小水分遷移速率，防止淀粉過度水化。

(3)測量面包的比體積，可知:玻璃化貯存可使面包的比體積降幅較小，而非玻璃化貯存會較大幅度地降低面包比體積;面包比體積變化曲線與面團(tuán)彈性變化曲線很相似，而與其他幾項(xiàng)指標(biāo)差別較大，說明面團(tuán)的彈性能較好地反應(yīng)面包的比體積。

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