肖天宇，?；蔟?，孫明琨，趙丹丹，劉學(xué)強，郝建雄，饒歡

（河北科技大學(xué)食品與生物學(xué)院，河北石家莊 050000）

冷凍生面團最早出現(xiàn)在20 世紀(jì)40 年代，隨著面制品行業(yè)的快速發(fā)展，冷凍技術(shù)被越來越多地應(yīng)用到面團生產(chǎn)中，使冷凍面團技術(shù)得到迅速發(fā)展[1]。但是不同面點所需要的面團種類不同，單一的冷凍面團技術(shù)不能滿足各種冷凍面點食品的要求。預(yù)發(fā)酵技術(shù)是一種將面團在制作前通過發(fā)酵的方式進行處理的工藝，這種技術(shù)能夠極大縮短后期成品制作時間[2]。綜上，冷凍預(yù)發(fā)酵面團在市場占有率以及近幾年的市場增速上，存在明顯的優(yōu)勢。

在冷凍食品儲存和運輸過程中出現(xiàn)的溫度波動會導(dǎo)致冷凍食品的品質(zhì)劣變，包括冰晶造成的機械破壞、水分遷移和酵母活力下降[3-4]。隨著凍融循環(huán)次數(shù)增加，面團品質(zhì)逐漸變差，尤其是在第3 次后品質(zhì)存在明顯的下降，而且還會破壞蛋白質(zhì)和酵母，導(dǎo)致酵母產(chǎn)氣能力下降，面筋蛋白的延展性變差，最終降低面團的品質(zhì)[5]。為了降低凍融循環(huán)對冷凍食品的影響，研究者們進行了大量試驗。如在馬鈴薯面團中加入抗凍多肽，結(jié)果表明添加1%抗凍多肽使馬鈴薯面團的比體積增大、發(fā)酵時間縮短、失水率降低[6]。將改性處理后的麥麩膳食纖維添加到饅頭中不僅可以提高饅頭的品質(zhì)，還能實現(xiàn)補充膳食纖維的目的[7]。

柑橘纖維（citrus fibre，CF）是一種由柑橘果皮經(jīng)過提取和加工得到的天然膳食纖維。它的主要成分是果膠和半纖維素，具有很高的持水性、保油性和黏性[8]。將柑橘加工后果渣廢棄物開發(fā)出的CF 應(yīng)用于谷物類產(chǎn)品中，既充分利用了果渣資源，又能夠增加人們對膳食纖維的攝入，提升該類食品營養(yǎng)價值，應(yīng)用前景廣闊。此外，Spina 等[9]研究發(fā)現(xiàn)，添加2%的CF 可以生產(chǎn)出類似于對照面包品質(zhì)的小麥全硬面包，不僅賦予面包柑橘風(fēng)味，而且可以有效延長面包儲藏期。

本文探究凍融循環(huán)對冷凍預(yù)發(fā)酵面團的影響，并向面團中添加柑橘纖維，研究柑橘纖維在凍融循環(huán)過程中對冷凍預(yù)發(fā)酵面團的改良效果，以期為柑橘纖維在冷凍面制品中的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

面粉：益海嘉里金龍魚糧油食品股份有限公司；高活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；白砂糖：市售；柑橘纖維：青島瓏潤食品有限公司；三羥甲基氨基甲烷[tris（hydroxymethyl）aminomethane，Tris]、十二烷基硫酸鈉（sodium dodecyl sulfate，SDS）、乙二胺四乙酸（ethylene diamine tetra acetic acid，EDTA）：北京索萊寶科技有限公司；甘氨酸：上海易恩化學(xué)技術(shù)有限公司；5，5′-二硫雙（2-硝基苯甲酸）[5，5′-dithiobis（2-nitrobenzoic acid，DTNB]：北京博奧拓達(dá)科技有限公司。所用試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

DL-TM018 面包機：廣東東菱電器有限公司；BGZ-70 電熱鼓風(fēng)干燥箱：上海博迅醫(yī)療生物儀器股份有限公司；TA.XT Plus 質(zhì)構(gòu)儀：英國Stable Micro System 公司；HAAKE MARS 40 動態(tài)流變儀：美國Thermo Scientific 公司；HD-4B 型智能水分活度測量儀：無錫市華科儀器儀表有限公司；長帝-TRTF32 烤箱：廣東偉仕達(dá)電器科技有限公司；GL-20G-II 高速冷凍離心機：上海安亭科學(xué)儀器廠；S-4800-I 場發(fā)射掃描電鏡：日本HITACHI 公司；XBL-E3 速凍機：中國MDC 公司；VF-12C 醒發(fā)箱：廣州旭眾食品機械有限公司；BD/BC-118UEMA冰箱：合肥美的電冰箱有限公司。

1.3 方法

1.3.1 冷凍預(yù)發(fā)酵生面團的制備

面團配方：300 g 面粉、182 mL 去離子水、2.4 g 高活性干酵母、11.8 g 白砂糖。柑橘纖維添加量為面粉質(zhì)量的1.5%。

凍融循環(huán)參數(shù)設(shè)置：參考王秋玉[10]的方法并稍作調(diào)整，將生面團從速凍機中取出，置于醒發(fā)箱（38 ℃，相對濕度75%）內(nèi)，取解凍后的生面團，記作第0 次循環(huán)，即F0，再將解凍的面團放置冰箱（-18 ℃）中1 d，取出后重復(fù)上述動作4 次，依次記為F1、F2、F3、F4。

1.3.2 冷凍預(yù)發(fā)酵面團質(zhì)構(gòu)的測定

取凍融循環(huán)后的樣品（長5 cm、寬1.5 cm、高2 cm長方體），利用質(zhì)構(gòu)儀進行測定。取P5 探頭勻速向下運動，直至刺破樣品。參數(shù)設(shè)置：測前速度1.00 mm/s、測時速度5.00 mm/s、測后速度5.00 mm/s；測試模式：壓縮；壓縮距離7 mm；觸發(fā)力類型：自動；觸發(fā)力大?。?.0 g。每組做5 個平行。

1.3.3 冷凍預(yù)發(fā)酵面團動態(tài)流變學(xué)特性的測定

稱取凍融處理后的面團內(nèi)部（0.50±0.05）g，利用動態(tài)流變儀測定彈性模量G′與黏性模量G″。利用P35探頭，安裝完成后設(shè)定溫度為25 ℃，應(yīng)變范圍1%。頻率掃描范圍為0.1～10 Hz，間隙為1 mm。每個樣品重復(fù)測定3 次。

1.3.4 冷凍預(yù)發(fā)酵面團中水分含量的測定

根據(jù)GB 5009.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測定》中的第一法（直接干燥法）測定水分含量。

1.3.5 冷凍預(yù)發(fā)酵面團的酵母發(fā)酵力測定

將不同凍融次數(shù)的生面團置于醒發(fā)箱解凍20 min（38 ℃，相對濕度75%），取解凍后的面團，稱其質(zhì)量（m，g），隨后分別放入3 個50 mL 量筒作平行試驗，生面團壓實后放入醒發(fā)箱醒發(fā)40 min（38 ℃，相對濕度75%）。以面團的最高點為基準(zhǔn)，記錄樣品初始體積（v1，mL）和最終體積（v2，mL），計算兩次體積差值（Δv），即為樣品的醒發(fā)體積。樣品的酵母發(fā)酵力（Δh，mL/g）計算公式如下。

1.3.6 冷凍預(yù)發(fā)酵面團游離巰基（—SH）含量的測定

稱取凍干后的面團粉末樣品50 mg，加入5 mL SDS-TGE 溶液（EDTA 0.3 g，甘氨酸1.725 g，Tris 2.6 g，SDS 6.25 g，用濃鹽酸調(diào)pH 值至8.0，去離子水定容至250 mL）和100 μL 4 mg/mL 的DTNB-TGE 溶液（20 mg DTNB，加入5 mL SDS-TGE 溶液），渦旋振蕩使固體完全溶解，室溫下避光反應(yīng)20 min，10 000 r/min 離心20 min，在412 nm 處測定其上清液的吸光值。以谷胱甘肽標(biāo)準(zhǔn)品作標(biāo)準(zhǔn)曲線（y=4.340 3x+0.000 3，R2=0.999 2）。

1.3.7 冷凍預(yù)發(fā)酵面團微觀結(jié)構(gòu)觀察

利用場發(fā)射掃描電鏡對凍融循環(huán)不同次數(shù)的面團進行觀察。取凍干后的面團樣品，將小塊樣品輕放在雙面膠上，噴金，測量時電子槍的加速度為5 kV，放大倍數(shù)為1 000 倍。

1.3.8 預(yù)發(fā)酵油酥燒餅制備

烤箱提前預(yù)熱，烤盤上涂薄油。將解凍好的面團放置于烤盤上，表面刷油，烤箱設(shè)置為上下火180 ℃，18 min。烤好的燒餅取出，待其冷卻至室溫后進行后續(xù)操作。

1.3.9 預(yù)發(fā)酵油酥燒餅比體積的測定

使用小米體積置換法測定預(yù)發(fā)酵油酥燒餅的體積（V，mL）。將燒餅的表皮脆片剝離，防止在試驗過程中掉落而造成過大誤差，稱量預(yù)發(fā)酵油酥燒餅質(zhì)量（M，g），預(yù)發(fā)酵油酥燒餅比體積（A，mL/g）的計算公式如下。

1.3.10 預(yù)發(fā)酵油酥燒餅感官評價

預(yù)發(fā)酵油酥燒餅感官評價標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 預(yù)發(fā)酵油酥燒餅的感官評價標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation criteria for pre-fermented pastry shaobing

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和整理，采用IBM SPSS Statistics 26 和Origin 2018 進行數(shù)據(jù)分析和繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 凍融循環(huán)對冷凍預(yù)發(fā)酵面團質(zhì)構(gòu)特性和動態(tài)流變學(xué)特性的影響

凍融循環(huán)對冷凍預(yù)發(fā)酵面團質(zhì)構(gòu)特性及動態(tài)流變學(xué)特性的影響如圖1 所示。

圖1 凍融循環(huán)對冷凍預(yù)發(fā)酵面團質(zhì)構(gòu)特性及動態(tài)流變特性的影響Fig.1 Effect of freeze-thaw cycle on texture and dynamic rheological properties of frozen pre-fermented dough

由圖1 可知，空白組和CF 組的硬度和膠著性均呈上升趨勢。其中，第3 次凍融循環(huán)后，空白組和CF組硬度均顯著上升。與空白組相比，CF 組硬度更大，硬度的增加是由于纖維對面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)的影響[11]。柑橘纖維中有水溶性膳食纖維，會與蛋白質(zhì)、淀粉競爭水分，通過靜電引力、氫鍵、范德華力等次級鍵的作用，加熱后形成凝膠，導(dǎo)致了硬度變化[12]。

冷凍預(yù)發(fā)酵面團動態(tài)流變學(xué)特性與產(chǎn)品加工過程及最終產(chǎn)品品質(zhì)密切相關(guān)，由圖1 可知，空白組隨著凍融次數(shù)的增加，冷凍預(yù)發(fā)酵面團的G′和G″呈降低趨勢，說明凍融循環(huán)對面團的黏彈性有不利影響。Wang等[13]研究發(fā)現(xiàn)，凍融循環(huán)后的黏彈性減弱可能與面團內(nèi)部谷蛋白大聚體的含量有關(guān)。此外，CF 組的黏性和彈性均增大，這是因為柑橘纖維通過面筋蛋白的鍵合關(guān)系，提高了面團結(jié)合水的能力，使得食品內(nèi)部形成穩(wěn)定的三維結(jié)構(gòu)[14]。因此，向食品中添加適量的纖維可以減緩淀粉的老化速度。

2.2 凍融循環(huán)對冷凍預(yù)發(fā)酵面團含水量的影響

凍融循環(huán)對冷凍預(yù)發(fā)酵面團含水量的影響見圖2。

圖2 凍融循環(huán)對冷凍預(yù)發(fā)酵面團含水量的影響Fig.2 Effect of freeze-thaw cycle on moisture content of frozen pre-fermented dough

由圖2 可知，冷凍預(yù)發(fā)酵面團的水分含量在凍融循環(huán)過程中整體呈先增加后減小的現(xiàn)象，且于F2 達(dá)到峰值，原因可能是在凍融處理前期，樣品中的自由水和結(jié)合水發(fā)生部分遷移，導(dǎo)致冷凍預(yù)發(fā)酵面團含水量增加。F3、F4 時，水分含量有所下降。CF 組水分含量明顯高于空白組（除F4），驗證了柑橘纖維具有較好的持水性。在冷凍預(yù)發(fā)酵面團中添加的CF 可以參與到淀粉與蛋白質(zhì)對于水分的競爭中，使得冷凍預(yù)發(fā)酵面團中的水分重新分布，并且有助于提高水分的遷移速率，從而改善冷凍預(yù)發(fā)酵面團的產(chǎn)品品質(zhì)。

2.3 凍融循環(huán)對冷凍預(yù)發(fā)酵面團面筋結(jié)構(gòu)的影響

二硫鍵是維持蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的主要作用力之一，溫度波動會使二硫鍵斷裂，生成游離巰基[15]，游離巰基的含量變化在一定程度上可以反映蛋白質(zhì)分子的氧化、聚集情況和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化。凍融循環(huán)對冷凍預(yù)發(fā)酵面團中游離巰基的含量及微觀結(jié)構(gòu)的影響見圖3。

圖3 凍融循環(huán)對冷凍預(yù)發(fā)酵面團中游離巰基的含量及微觀結(jié)構(gòu)的影響Fig.3 Effect of freeze-thaw cycle on content of free sulfhydryl and microstructure in frozen pre-fermented dough

由圖3A 可知，隨著凍融次數(shù)的增加，兩組中游離巰基含量均呈遞增趨勢。CF 組冷凍預(yù)發(fā)酵面團中的游離巰基含量均低于空白組，說明添加柑橘纖維可以有效阻礙游離巰基的增加，維持蛋白面筋結(jié)構(gòu)。

由圖3B 可知，F(xiàn)0 淀粉顆粒圓滑，且具有較平滑的壁面結(jié)構(gòu)，隨著凍融次數(shù)的增加，F(xiàn)4 淀粉顆粒表面呈現(xiàn)出凹凸不平的特征，且碎屑開始增多，孔隙增大。這是因為樣品經(jīng)過反復(fù)冷凍解凍，冰晶生長破壞了面筋內(nèi)部結(jié)構(gòu)，內(nèi)部連續(xù)結(jié)構(gòu)受到嚴(yán)重機械損傷，使得面團網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)破裂，無法籠絡(luò)淀粉顆粒。

2.4 凍融循環(huán)對冷凍預(yù)發(fā)酵面團酵母發(fā)酵力的影響

凍融循環(huán)對冷凍預(yù)發(fā)酵面團酵母發(fā)酵力的影響見圖4。

圖4 凍融循環(huán)對冷凍預(yù)發(fā)酵面團酵母發(fā)酵力的影響Fig.4 Effect of freeze-thaw cycle on yeast fermentability of frozen pre-fermented dough

由圖4 可知，隨著凍融次數(shù)的增加，酵母的發(fā)酵力逐漸減弱，這也驗證了凍藏降低酵母活性的理論[16]。凍融循環(huán)對空白組的影響較小，F(xiàn)0～F2 時，酵母產(chǎn)氣能力幾乎沒有變化，當(dāng)進行到第3、4 次凍融時酵母產(chǎn)氣能力顯著降低，這可能因為凍融次數(shù)越多，面團中面筋性蛋白的支撐力越差，而且酵母的成活率也呈現(xiàn)降低趨勢。CF 組的酵母產(chǎn)氣能力弱于空白組，這是因為添加CF 后等同于稀釋了面團中淀粉含量，酵母可利用分解的營養(yǎng)物質(zhì)減少，導(dǎo)致面團發(fā)酵高度降低，氣體產(chǎn)生量降低[17]。

2.5 凍融循環(huán)對預(yù)發(fā)酵油酥燒餅品質(zhì)的影響

2.5.1 凍融循環(huán)中柑橘纖維對預(yù)發(fā)酵油酥燒餅比體積的影響

凍融循環(huán)對預(yù)發(fā)酵油酥燒餅比體積的影響如圖5所示。

圖5 凍融循環(huán)對預(yù)發(fā)酵油酥燒餅比體積的影響Fig.5 Effect of freeze-thaw cycle on specific volume of prefermented pastry shaobing

由圖5 可知，兩組的比體積隨著凍融次數(shù)的增加均表現(xiàn)出下降趨勢。對于空白組來說，F(xiàn)0、F1、F2之間具有顯著性差異，這是因為反復(fù)凍融過程中冰晶的再生長和重結(jié)晶程度加深，使面筋蛋白結(jié)構(gòu)發(fā)生不可逆破壞[18]。油酥燒餅的比體積隨著柑橘纖維的加入而降低，一方面是因為纖維添加到面團中會降低面筋濃度，導(dǎo)致面筋網(wǎng)絡(luò)形成不充分最終導(dǎo)致成品比體積降低[19]。另一方面可能是因為發(fā)酵過程中，纖維刺破氣泡會引發(fā)氣體逸散，從而造成燒餅比體積降低[20]。

2.5.2 凍融循環(huán)對預(yù)發(fā)酵油酥燒餅感官評分的影響

凍融循環(huán)對預(yù)發(fā)酵油酥燒餅的感官評分的影響如圖6 所示。

圖6 凍融循環(huán)對預(yù)發(fā)酵油酥燒餅的感官評分的影響Fig.6 Effect of freeze-thaw cycle on sensory scores of prefermented pastry shaobing

由圖6 可知，隨著凍融次數(shù)的增加，兩組感官評分均呈下降趨勢，證明凍融循環(huán)對預(yù)發(fā)酵油酥燒餅的感官評分存在不利影響，但是添加CF 后，感官評分高于空白組，說明柑橘纖維有減緩凍融循環(huán)影響的作用。在F0 時，兩組的感官評分差異不明顯。然而，從F1 開始，兩組之間感官評分差距變大，表明添加柑橘纖維可以減緩凍融循環(huán)對成品的不良影響。然而，隨著凍融次數(shù)的增加，這種保護作用逐漸減弱，說明柑橘纖維在凍融循環(huán)發(fā)生較少次數(shù)時可以減緩凍融循環(huán)的危害。

3 結(jié)論

隨著凍融次數(shù)的增加，冷凍預(yù)發(fā)酵面團水分不斷遷移散失使得面團硬度和膠著性上升，G′和G″下降，破壞了面筋蛋白強度，淀粉顆粒表面也由圓滑轉(zhuǎn)變?yōu)榘纪共黄健ｎA(yù)發(fā)酵油酥燒餅烘烤成熟后，隨著凍融次數(shù)的增加，其比體積和感官評分呈現(xiàn)逐步降低趨勢。

與空白組冷凍預(yù)發(fā)酵面團相比，CF 組的樣品硬度和膠著性有所上升，且G′和G″變化更平穩(wěn)，這是因為柑橘纖維通過面筋蛋白的鍵合關(guān)系，提高了面團結(jié)合水的能力，使得食品內(nèi)部形成穩(wěn)定的三維結(jié)構(gòu)。在一定程度上可以阻止凍融循環(huán)對面筋蛋白的破壞，維持蛋白面筋結(jié)構(gòu)。CF 組預(yù)發(fā)酵油酥燒餅感官評分要優(yōu)于空白組，且具有較好的顏色和香味，可能與柑橘纖維結(jié)構(gòu)有關(guān)，但仍需進一步探索。

綜上所述，凍融循環(huán)會導(dǎo)致冷凍預(yù)發(fā)酵面團和預(yù)發(fā)酵油酥燒餅的品質(zhì)降低，且溫度起伏越大或起伏次數(shù)越多，品質(zhì)降低越顯著，因此建議在冷凍食品儲存和運輸?shù)倪^程中盡可能減少溫度變化。本試驗為冷凍發(fā)酵型面食提供了一定的理論基礎(chǔ)，對工業(yè)化生產(chǎn)、儲藏冷凍生坯面團提供指導(dǎo)。