白 雪,張美莉

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,內(nèi)蒙古呼和浩特 010018)

冷凍面團(tuán)是20世紀(jì)50年代以來在歐洲國(guó)家發(fā)展起來的面包生產(chǎn)新工藝,它利用冷凍技術(shù)來處理成品或半成品。自20世紀(jì)70年代以來,冷凍面團(tuán)技術(shù)在面包工業(yè)中的使用一直在增長(zhǎng),并逐漸成為主流趨勢(shì)[1]。冷凍面團(tuán)技術(shù)于20世紀(jì)90年代開始引入中國(guó)。近年來,在中國(guó)冷凍面團(tuán)技術(shù)主要應(yīng)用于包子、饅頭、中式糕點(diǎn)和西式烘焙產(chǎn)品中。冷凍面團(tuán)對(duì)于消費(fèi)者和制造商都有極大的好處。對(duì)于制造商來說,冷凍面團(tuán)不僅可以提高運(yùn)輸便利度、降低運(yùn)輸成本和擴(kuò)大零售范圍,還可以延長(zhǎng)貨架期。對(duì)于消費(fèi)者來說,可以在任何時(shí)間任何地方吃到新鮮的面包[2]。諸如冷藏餅干和布朗尼蛋糕、甜面包卷、餅干、晚餐卷和比薩餅等用冷凍面團(tuán)技術(shù)制作的烘焙產(chǎn)品可以在任何時(shí)間以“新鮮烘焙”的形式出售給消費(fèi)者。

在冷凍和冷凍儲(chǔ)藏過程中也會(huì)引起面團(tuán)品質(zhì)的下降,例如面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)破壞、酵母發(fā)酵活力降低,冰結(jié)晶和重結(jié)晶造成的面包體積減小和面包質(zhì)地硬度增加等[3],最終影響產(chǎn)品的質(zhì)量。目前在食品市場(chǎng),尤其是餐飲市場(chǎng)中,原材料漲價(jià)、人力成本提高、店面租金攀升等原因,促使冷凍面團(tuán)技術(shù)快速發(fā)展。本文對(duì)影響冷凍面團(tuán)品質(zhì)的因素進(jìn)行梳理和分析,總結(jié)了改善酵母耐凍性和面筋結(jié)構(gòu)性質(zhì)的有效方法,包括使用添加劑、基因工程技術(shù)等,以期為相關(guān)研究和工業(yè)化應(yīng)用提供借鑒。

1 影響冷凍面團(tuán)的因素

冷凍面團(tuán)的質(zhì)量取決于酵母產(chǎn)生CO2的能力和面團(tuán)對(duì)CO2的持氣能力。酵母活力降低和面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)破壞是導(dǎo)致面團(tuán)質(zhì)量劣變的兩個(gè)主要因素,同時(shí)這兩者也都是由冰晶引起的。

1.1 冰結(jié)晶及重結(jié)晶

冰晶有兩種特征,即在冷凍和冷凍儲(chǔ)藏階段分別發(fā)生的結(jié)晶和重結(jié)晶。根據(jù)水溶液熱力學(xué)原理,冷凍面團(tuán)是一種在水中混合各種成分的混合物,與純水(Tf=0 ℃)相比,其凝固點(diǎn)更低[4]。因此,研究冷凍和冷凍儲(chǔ)藏過程中冷凍面團(tuán)的冰層形成是非常重要的。面團(tuán)中的水分在接近冰點(diǎn)溫度時(shí)容易發(fā)生冰晶生長(zhǎng),但也受到質(zhì)量和熱傳遞的影響。在冷凍儲(chǔ)藏過程中由于溫度波動(dòng)會(huì)發(fā)生冰的重結(jié)晶,面團(tuán)表面小冰晶融化,在此部位形成較大的冰晶,因此,大的冰晶一般都儲(chǔ)存在面團(tuán)表面。冷凍過程中冷凍速率對(duì)冷凍面團(tuán)的冰晶特性也有不同程度的影響。在面團(tuán)冷凍和冷凍儲(chǔ)藏過程中,采用快速冷凍時(shí),面團(tuán)表面會(huì)形成均勻分布的小冰晶,對(duì)面團(tuán)的損傷較小,生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量更好,反之,采用緩慢的冷凍速率時(shí),引發(fā)冰成核從而產(chǎn)生更大的冰晶形成[5-8]。王文果[9]在研究中發(fā)現(xiàn),面團(tuán)冷凍過程中冰晶的形成會(huì)破壞面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),導(dǎo)致面團(tuán)持氣能力下降。如果溫度不穩(wěn)定,冰晶會(huì)發(fā)生重結(jié)晶。隨著冰晶體積的增大,作用于面團(tuán)組織的機(jī)械損傷力也增大,解凍后再冷凍對(duì)冷凍面團(tuán)的破壞尤為嚴(yán)重。因此,為了獲得更高產(chǎn)品質(zhì)量的冷凍面團(tuán),有效控制冰晶形成是非常有必要的。

1.2 酵母活性

酵母通常是指廣泛分布在自然界中的各種單細(xì)胞真菌,可以在需氧和厭氧條件下存活,主要生長(zhǎng)在酸性、潮濕、含糖環(huán)境中。酵母的最佳生長(zhǎng)溫度在20～30 ℃之間,如果溫度低于0 ℃或高于40 ℃,酵母的生存能力將在很大程度上受到抑制。目前,冷凍面團(tuán)生產(chǎn)中應(yīng)用的酵母類型有三種,即鮮酵母、干酵母和散裝液態(tài)酵母,以鮮酵母最為常用[10]。一般來說,冷凍和冷凍儲(chǔ)藏處理會(huì)降低酵母活性和活力,從而影響冷凍面團(tuán)產(chǎn)品的口感和體積等感官品質(zhì)。冷凍和冷凍貯藏處理可能通過酵母細(xì)胞膜透水性、冷凍速率、冰晶大小和位置以及冰的重結(jié)晶等因素影響酵母活性。在冷凍儲(chǔ)藏期間,酵母細(xì)胞易被形成的冰晶破壞,導(dǎo)致還原劑如谷胱甘肽的釋放,谷胱甘肽會(huì)破壞面筋蛋白的二硫鍵,從而削弱面筋結(jié)構(gòu)[11]。酵母的耐凍性非常差,易受零下溫度的影響。此外,冷凍面團(tuán)系統(tǒng)中的酵母可能比直接冷凍酵母受破壞程度高,因?yàn)槔鋬雒鎴F(tuán)系統(tǒng)中的酵母會(huì)遭受各種壓力,如凍融循環(huán)、高滲透壓和氧化應(yīng)激等[12]。

近年來,混合發(fā)酵和抗凍性酵母的研究越來越受到重視,利用酵母和酵子的混合發(fā)酵制作的冷凍面團(tuán)饅頭品質(zhì)外觀、口感和風(fēng)味要比單純使用酵母制作的饅頭好很多[13]。目前普遍認(rèn)為酵母的抗凍性與細(xì)胞內(nèi)海藻糖含量有關(guān),海藻糖是一種非還原性雙糖,由兩個(gè)葡萄糖分子以α-1,1糖苷鍵結(jié)合而成,它不僅作為一種儲(chǔ)備糖原存在,還對(duì)生物體具有非特異性的保護(hù)作用。但是海藻糖在冷凍和干燥條件下對(duì)生物分子保護(hù)作用的機(jī)制尚不清楚。目前存在兩種說法:a.細(xì)胞失水時(shí)蛋白質(zhì)和雙糖間形成氫鍵,代替了蛋白質(zhì)與水之間的氫鍵,防止蛋白質(zhì)變性,即“水替代假說”。b.在干燥時(shí)海藻糖形成玻璃態(tài)結(jié)構(gòu),分子移動(dòng)性極低,蛋白質(zhì)就不能重排變形,使生物材料長(zhǎng)期保持穩(wěn)定[14]。由于二氧化碳的產(chǎn)生僅與酵母有關(guān),因此產(chǎn)生的二氧化碳的體積可用于確定酵母的生存活力。在冷凍和之后的冷凍儲(chǔ)存期間,酵母活性受到抑制,多數(shù)酵母細(xì)胞死亡。因此,應(yīng)適當(dāng)控制冷凍儲(chǔ)藏期間的溫度。

1.3 冷凍面團(tuán)的結(jié)構(gòu)

面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如果被損壞,會(huì)導(dǎo)致最終產(chǎn)品質(zhì)量的惡化,是影響冷凍面團(tuán)質(zhì)量的另一個(gè)重要因素。面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)會(huì)影響面團(tuán)體積和感官特性,并且在快速解凍后呈質(zhì)地緊密的狀態(tài),因?yàn)槊娼罨|(zhì)中鑲嵌有許多小的球形淀粉顆粒。如果在冷凍儲(chǔ)藏?cái)?shù)周后,淀粉顆粒有與谷蛋白分離的趨勢(shì),表明面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)已經(jīng)被破壞[15]。通常可以通過低溫掃描電子顯微鏡(SEM)觀察冷凍面團(tuán)的受損淀粉的結(jié)構(gòu)和含量。普通淀粉表面有一些脊,但看起來非常光滑,淀粉顆粒緊密連接。而受損淀粉顆粒的表面相對(duì)粗糙。在冷凍和冷凍儲(chǔ)存期間,受損淀粉的含量增加[16]。面團(tuán)的流變學(xué)特性與最終產(chǎn)品的質(zhì)量密切相關(guān),難以證明具有較大的抗拉伸特性和較小彈性的面團(tuán)會(huì)導(dǎo)致面包體積變差。面團(tuán)的流變學(xué)特性可以通過流變儀測(cè)量各種流變學(xué)參數(shù),包括儲(chǔ)能模量、損耗模量和損耗角正切。在這些參數(shù)中,儲(chǔ)能模量用于表示面團(tuán)的彈性組成,損耗模量表示粘性元素,而損耗角正切表示后者與前者的比率的增加。Adams等[17]發(fā)現(xiàn)在由冷凍面團(tuán)制成的面包的生產(chǎn)中,消費(fèi)者通常更喜歡與新鮮面包相似硬度、彈性和粘性的面包。面團(tuán)的物理性質(zhì)包括有效導(dǎo)熱率、表觀比熱、冰融化焓、可冷凍水含量和冰的含量。這些參數(shù)不僅可用于模擬傳熱過程,還可用于計(jì)算凍結(jié)過程中冰晶的大小。根據(jù)可冷凍水的含量,可以計(jì)算冷凍面團(tuán)中冰的含量。通常,增加可凍結(jié)水含量可能改變面團(tuán)中水的分布,因此水與蛋白質(zhì)和淀粉的接觸較少,可能會(huì)破壞冷凍面團(tuán)系統(tǒng)。可冷凍水百分?jǐn)?shù)可以通過如下公式計(jì)算:

式中:fw是冷凍面團(tuán)的可凍結(jié)水,%;ΔH是冷凍面團(tuán)中的冰融化焓,J;ΔHi是熔化潛熱,純水334 J/g;m是冷凍面團(tuán)中水的質(zhì)量,g。

2 提高冷凍面團(tuán)質(zhì)量的技術(shù)

2.1 添加劑

與新鮮面團(tuán)制品相比,冷凍面團(tuán)制品存在發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)、體積小、質(zhì)構(gòu)性能差、口感降低等問題[18]。食品添加劑在冷凍面團(tuán)品質(zhì)改善方面發(fā)揮著極其重要的作用。目前,常用的食品添加劑主要有酶制劑、乳化劑、變性淀粉、食品膠等。還有一些新型抗凍添加劑,如冰結(jié)構(gòu)蛋白(ISP或AFP)和冰核蛋白等。它們通過不同的作用機(jī)理,保護(hù)酵母和面團(tuán)結(jié)構(gòu),從而改善冷凍面團(tuán)的品質(zhì),提高了冷凍面制品的質(zhì)量。

2.1.1 酶制劑 酶制劑是一種天然、安全的食品添加劑,它可以有效改善面團(tuán)在冷凍儲(chǔ)藏過程中的流變學(xué)特性。常用的酶制劑有纖維素酶、脂肪酶、葡萄糖氧化酶、木聚糖酶等。谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶是一種能夠催化蛋白質(zhì)分子內(nèi)或分子間發(fā)生?；D(zhuǎn)移的酶類。Bernadetta等[19]研究表明當(dāng)谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶的添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 4.5 mg/300 g面粉時(shí),冷凍面團(tuán)糕點(diǎn)的感官品質(zhì)顯著改善,質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加到 7.5 mg/300 g面粉時(shí),賴氨酸得到了很好的保護(hù),糕點(diǎn)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值提高了。陳書明[20]研究也發(fā)現(xiàn)谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶能顯著提高冷凍面團(tuán)發(fā)酵力、酵母存活率,增加面包比容和柔軟度。陳書明等[21]還得出α-淀粉酶、木聚糖酶等酶制劑能有效改善面團(tuán)品質(zhì)。

2.1.2 乳化劑 乳化劑能與面團(tuán)中的蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉結(jié)合,增強(qiáng)面團(tuán)的凍融循環(huán)穩(wěn)定性,從而有效防止淀粉老化和水分遷移。高坦等[22]發(fā)現(xiàn)蔗糖酯可與冷凍面團(tuán)中的油脂發(fā)生作用,改變了油脂的晶型,從而提升面包的感官特性。

2.1.3 親水膠體 親水膠體可以與谷蛋白和結(jié)合水結(jié)合形成親水性復(fù)合物,提高面團(tuán)的持水性,減少水分遷移,因此冷凍面團(tuán)中加入親水膠體可以最大限度地減少凍融循環(huán)對(duì)面團(tuán)結(jié)構(gòu)的破壞并保持其流變性質(zhì)。Ferrero等[23]在研究中發(fā)現(xiàn)分別使用黃原膠和果膠時(shí),觀察到較低的水分遷移率。因此,冷凍面團(tuán)產(chǎn)品的總體冷凍保存效果可取決于親水膠體的類型、溶解度、劑量、持水力、流變學(xué)性質(zhì)以及它們?cè)诶鋬龊屠鋬鰞?chǔ)存期間與其它成分的協(xié)同效應(yīng)。萬金虎[24]發(fā)現(xiàn)黃原膠、K-卡拉膠、魔芋膠和瓜爾豆膠對(duì)小麥粉品質(zhì)、冷凍面團(tuán)流變特性及其微結(jié)構(gòu)、冷凍面團(tuán)冷藏穩(wěn)定性以及其產(chǎn)品速凍水餃品質(zhì)有影響。添加親水膠體能夠改善面團(tuán)的粉質(zhì)特性,添加1%(w/w)魔芋膠的面粉吸水率提高了7.9%,而添加1%(w/w)的黃原膠對(duì)面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間的作用效果最佳,穩(wěn)定時(shí)間提高了7.4 min。食品膠體具有良好的穩(wěn)定性、持水性、增稠性,可控制水分子在食物基質(zhì)中的遷移,面團(tuán)在凍結(jié)過程中,膠體減少了可移動(dòng)水量,從而阻礙了大冰晶的形成。冷凍產(chǎn)品的最終質(zhì)量高度依賴于冰晶的形態(tài),因?yàn)槔鋬鰰?huì)對(duì)食品基質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)造成不可逆的損害。因此需要控制過冷和冰核溫度,抑制和誘導(dǎo)固化,從而改善食品工業(yè)和家庭保存中的冷凍干燥、冷凍濃縮、冷凍保存、結(jié)冰和冷藏能量等技術(shù)難題[25]。冰結(jié)構(gòu)蛋白(ISP)是從植物和微生物中分離出來的,可提高冷凍面團(tuán)的耐凍性。冰結(jié)構(gòu)蛋白能夠通過抑制冰晶生長(zhǎng)、重結(jié)晶及增強(qiáng)面團(tuán)中面筋蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面改善冷凍面團(tuán)品質(zhì)[26]。Zhang等[27]從燕麥中提取ISP加入冷凍面團(tuán)中發(fā)現(xiàn),酵母發(fā)酵能力提高,冷凍面團(tuán)中的可凍結(jié)水含量降低,面筋基質(zhì)破壞較少,最終改善了饅頭質(zhì)量。Zhang等[28]研究發(fā)現(xiàn)在冷凍面團(tuán)中加入從胡蘿卜中分離出的ISP,在凍融循環(huán)期間,酵母死亡率降低,冰結(jié)晶也被延遲,冷凍面團(tuán)的持氣能力提高。Ding等[29]從大麥中分離出ISP,發(fā)現(xiàn)冷凍后面團(tuán)的表觀比熱增加,可凍結(jié)水含量降低而熔化溫度增加。

面團(tuán)在冷凍和冷凍貯藏過程中,冰成核是形成冰的主要途徑,且發(fā)生在較溫暖的溫度下[30]。冰成核劑(INA)主要降低冷凍面團(tuán)過冷度,抑制大冰晶形成對(duì)面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)造成的破壞。Li等[31]發(fā)現(xiàn)用玉米蛋白為基礎(chǔ)的冰成核薄膜(INFs)包裝冷凍面團(tuán)時(shí),水的成冰溫度由-15 ℃升高到-6.7 ℃,經(jīng)過5次凍融循環(huán)后,對(duì)面團(tuán)中水分損失減小。

2.1.4 抗凍劑(AFP) 抗凍蛋白可以降低水的冰點(diǎn)和抑制冰晶形成,并防止冷凍儲(chǔ)藏期間的重結(jié)晶。近年來由于它們的有利特性,研究人員對(duì)AFP在改善冷凍食品性質(zhì)中的應(yīng)用進(jìn)行了大量研究。劉玫[32]通過畢赤酵母異源表達(dá)了三種不同特性的重組抗凍蛋白(rAFPs),研究發(fā)現(xiàn)rAFPs通過修飾冰晶形態(tài)和抑制冰晶重結(jié)晶減少了冰晶形成和重結(jié)晶對(duì)酵母細(xì)胞和面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的破壞,保護(hù)了面團(tuán)的發(fā)酵性能,縮短了其醒發(fā)時(shí)間,并抑制了可凍結(jié)水含量的增加,進(jìn)而改善了面包的比容和質(zhì)構(gòu)性質(zhì)。姬成宇等[33]發(fā)現(xiàn)添加抗凍蛋白對(duì)冷凍面團(tuán)亞基無影響。隨著凍藏時(shí)間的延長(zhǎng),二級(jí)結(jié)構(gòu)中分子間β-折疊含量增大,β-轉(zhuǎn)角含量減小,抗凍蛋白能夠抑制二硫鍵的斷裂和二級(jí)結(jié)構(gòu)的變化,減少冰晶的重結(jié)晶,防止面團(tuán)的水分散失,維持面團(tuán)的持水能力。

2.1.5 其他添加劑 葉鵬等[34]發(fā)現(xiàn),海藻糖、甘油和脯氨酸添加量分別為2.23%、3.43%和1.55%,酵母存活率及發(fā)酵力能夠大幅提升。尹曉潔等[35]研究藻酸丙二醇酯對(duì)冷凍面團(tuán)的影響,結(jié)果表明當(dāng)添加量為0.2%時(shí),冷凍面團(tuán)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,拉伸特性最好,冷凍面團(tuán)流變特性得到改善。胞外多糖(EPS)是微生物在生長(zhǎng)代謝過程中分泌到細(xì)胞外的粘液或黏附在細(xì)胞表面的莢膜。乳酸菌是食品級(jí)微生物,因此高產(chǎn)胞外多糖的乳酸菌在食品行業(yè)中具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。湯曉娟[36]利用激光聚焦顯微鏡(CLSM)和掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)新鮮和冷凍面團(tuán)的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察,結(jié)果表明低溫產(chǎn)EPS 酸面團(tuán)促進(jìn)了面團(tuán)中面筋交聯(lián),延緩了冷凍造成的面筋網(wǎng)絡(luò)破壞和淀粉顆粒的溶出,保護(hù)了冷凍面團(tuán)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),提高了冷凍面團(tuán)的穩(wěn)定性,有效延緩了冰晶造成的面團(tuán)水分遷移。添加劑能夠改善酵母活力、面團(tuán)結(jié)構(gòu)、面團(tuán)流變特性和面團(tuán)水分特性,最終提高冷凍面團(tuán)品質(zhì)。

2.2 基因工程

研究表明,細(xì)胞內(nèi)的幾種化合物含量影響細(xì)胞對(duì)凍融壓力的耐受性,這些化合物包括海藻糖、甘油、脯氨酸及精氨酸、天冬氨酸、谷氨酸等帶電荷氨基酸。Sun等[37]通過表達(dá)Mal62基因增加胞內(nèi)海藻糖含量,進(jìn)而提高細(xì)胞的抗凍能力。Dong等[38]通過敲除基因NTH1增加細(xì)胞內(nèi)海藻糖含量,進(jìn)而提高細(xì)胞的抗凍能力。甘油脫氫酶(GDH)主要參與甘油的代謝過程,Izawa等[39]將GDH基因敲除,從而增加胞內(nèi)甘油含量,使細(xì)胞存活率增大。Tsolmonbaatar等[40]將PRO1基因突變,從而使菌株胞內(nèi)脯氨酸含量增加,進(jìn)而增加細(xì)胞的抗凍作用。精氨酸酶由CAR1基因編碼,Shima等[41]通過敲除CAR1基因,證實(shí)了胞內(nèi)精氨酸含量的積累會(huì)增加細(xì)胞的抗凍性。Sasano等[42]在酵母細(xì)胞中過量表達(dá)POG1基因,在高蔗糖條件下顯著改善酵母發(fā)酵性能,而去除POG1基因顯著增強(qiáng)酵母的凍融脅迫耐受性。Liu等[43]發(fā)現(xiàn)過量表達(dá)SNR84基因,高蔗糖的面團(tuán)中的酵母表現(xiàn)出更高的抗凍性和較強(qiáng)的發(fā)酵能力。Nakagawa等[44]研究發(fā)現(xiàn)PDE2基因具有更好的遺傳特性,用克隆技術(shù)過量表達(dá)能使酵母具有更好的冷凍脅迫耐受性。上述研究有助于改善冷凍面團(tuán)的質(zhì)量,但消費(fèi)者更容易接受沒有外源基因的產(chǎn)品。所以基因突變有更廣闊的發(fā)展空間。

2.3 酵母選育

菌種選育目標(biāo)是,既能保持面團(tuán)中酵母發(fā)酵力,又要保證經(jīng)長(zhǎng)期冷凍保藏,解凍后發(fā)酵力不降低。普通商業(yè)酵母在低溫條件下易受冷凍破壞且解凍后不能保留應(yīng)有的發(fā)酵力,從而影響發(fā)酵面制食品的風(fēng)味和口感,因此需要采用耐凍性能好的酵母制作冷凍面團(tuán)。陳君等[45]對(duì)釀酒酵母進(jìn)行誘變處理,篩選出一株抗凍酵母菌種AFY-1,面團(tuán)在-20 ℃條件下凍藏70 d后,抗凍酵母AFY-1的平均醒發(fā)速度和發(fā)酵力分別保持在冷凍前的60.2%和87.9%,遠(yuǎn)高于原始酵母的9.2%和15.1%?？箖鼋湍窤FY-1具有較強(qiáng)的冷凍溫度適應(yīng)性、凍藏穩(wěn)定性和發(fā)酵能力,可用于冷凍生胚的加工。薛美翠等[46]發(fā)現(xiàn),菌株Y-3漢遜德巴利酵母(Debaryomyceshansenii)和菌株 H-1釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae)進(jìn)行混合發(fā)酵,面團(tuán)抗冷凍性能、發(fā)酵力和食用安全性都有提高。湯曉娟[36]從中國(guó)傳統(tǒng)酸面團(tuán)中篩選出的一株高產(chǎn)EPS的WeissellaconfusaQS813可以成功制備出產(chǎn)糖量高、產(chǎn)酸低的純種發(fā)酵酸面團(tuán)，高產(chǎn)EPS酸面團(tuán)可以有效改善冷凍饅頭面團(tuán)品質(zhì)。張玲等[47]選育出了F型面包酵母S.cerevisiaeX-003并對(duì)其耐冷凍性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明,X-003經(jīng)3周的冷凍保藏后,存活率仍保持在80%以上。

2.4 新型冷凍面團(tuán)技術(shù)

在控制面團(tuán)冷凍過程中冰晶的形成和分布時(shí),可以使用新的冷凍技術(shù)。其中超聲輔助冷凍(UAF)已被研究用于促進(jìn)冰成核和晶體生長(zhǎng)。目前,改善面團(tuán)質(zhì)量有三種方法:改善冷凍過程中的傳熱速率,如加氫或流動(dòng)冷凍;改變食物材料的特性,如加入冰核蛋白和抗凍蛋白;輔助凍結(jié)方法,可改變冷凍過程中食物材料的成核、晶體生長(zhǎng)和成核速率，如高壓冷凍、微波輔助冷凍、射頻輔助冷凍、磁冷凍和電解凍等[48]。Huang等[49]研究顯示,在288和360 W下使用UAF技術(shù),面團(tuán)的總冷凍時(shí)間減少了11%以上,同時(shí),由于細(xì)小的冰晶的形成,面團(tuán)的彈性和感官特性也顯著增加。Comandini[50]、Kiani[51]、Cheng等[52]得出超聲波降低了冷凍食品成核過程中的過冷度。Kiani等[53]發(fā)現(xiàn)UAF可以在-20～4 ℃的溫度范圍內(nèi)增加乳酸菌細(xì)胞的活力,改善冷凍質(zhì)量。超聲輔助冷凍雖然是新型冷凍技術(shù),但在冷凍面團(tuán)中的應(yīng)用非常有限,可以加深這方面的研究。許多創(chuàng)新技術(shù)如壓力輔助冷凍、磁共振輔助冷凍、靜電輔助冷凍等仍處于開發(fā)階段,而對(duì)于其他技術(shù),在食品行業(yè)推廣的最大障礙是成本高。

3 結(jié)論與展望

本文討論了影響冷凍面團(tuán)質(zhì)量的主要因素,如冰結(jié)晶和重結(jié)晶、酵母活性及面筋結(jié)構(gòu)，并總結(jié)了有效降低冷凍面團(tuán)質(zhì)量損失的方法。使用酶制劑、乳化劑、變性淀粉、食品膠體等添加劑是提高酵母耐凍性和改善面筋結(jié)構(gòu)的方法,可以制作出質(zhì)量更好的冷凍面團(tuán)產(chǎn)品。使用冰結(jié)構(gòu)蛋白和冰成核劑可以抑制冷凍面團(tuán)中冰晶形成、提高冷凍面團(tuán)耐凍能力。基因工程通過移入或刪除某個(gè)基因,可以提高酵母的抗凍能力和抗凍貯藏能力。選用優(yōu)質(zhì)酵母可提高酵母在冷凍期間的發(fā)酵力,改善冷凍面制品的風(fēng)味和口感。超聲輔助冷凍技術(shù),能夠更好地控制冷凍儲(chǔ)存期間的溫度波動(dòng)對(duì)面團(tuán)的損害程度。到目前為止,上述方法主要單獨(dú)使用。這些方法可以組合優(yōu)化以進(jìn)一步改善酵母活力,保護(hù)面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),并生產(chǎn)出具有新鮮味道的最終產(chǎn)品。然而,組合可行性和有效性還處于未知狀態(tài),因此需要進(jìn)一步的研究。冷凍面團(tuán)可以克服傳統(tǒng)面團(tuán)淀粉回生和保質(zhì)期短等問題,然而,在冷凍面團(tuán)的生產(chǎn)中,酵母活性的降低和面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的破壞是不可避免的,這也導(dǎo)致了最終產(chǎn)品質(zhì)量的降低。