吳酉芝，劉寶林，呂?？?，李維杰

(上海理工大學生物熱科學研究所，上海 200093)

面團的玻璃化儲存

吳酉芝，劉寶林*，呂福扣，李維杰

(上海理工大學生物熱科學研究所，上海 200093)

由于面團在冷凍儲存過程中受到結晶與再結晶的影響，產(chǎn)生結構松弛和水份遷移，品質顯著下降。實現(xiàn)面團的玻璃化儲存是解決問題的最佳方案。通過加入合適添加劑，可提高面團玻璃化轉變溫度，實現(xiàn)一般冷凍儲存溫度(－18℃)下的面團玻璃化儲存。分析了各種玻璃化轉變溫度測定方法和添加劑在提高面團玻璃化轉變方面的應用。

冷凍面團，玻璃化儲存，玻璃化轉變溫度，添加劑

面包是一種全世界都在消費的產(chǎn)品，是人們主食之一，然而，由于容易老化變質，貨架期較短，浪費率很高。有許多方法可以用來延長面包的貨架期，如改變面包配方，或改善面包儲存環(huán)境。更有效的方法是將未焙烤面包面團進行冷凍儲存，這樣不僅可以大大延長面包貨架期，而且可以實現(xiàn)面包鮮食，也方便消費者在大量購買時家用冰箱的儲存。雖然冷凍面團工藝是一種較為理想的面包生產(chǎn)工藝，然而還有許多的技術問題。面團凍結過程中結晶、再結晶對面筋網(wǎng)絡造成破壞，水份會遷移，從表觀上來講，表現(xiàn)為面包屑硬化、面包皮軟化、面包不能膨化或面包體積降低、面包松散等質量問題。有關冷凍面團的研究非常多，近些年來，這方面的論文層出不窮，主要集中在冷凍方式、流變性、玻璃化轉變、微觀結構變化、物料間的反應、水份遷移、酵母活性等方面［1－4］，所有的研究，其理論基礎是結晶理論。實現(xiàn)面團的玻璃化儲存，可以防止冰晶對面筋網(wǎng)絡造成破壞，從而防止面團的結構松弛，保持面團未凍結時的狀態(tài)。不過，從前述的文獻中總結，面團的玻璃化轉變溫度為－25～－35℃之間，與普通冰箱所能達到的制冷溫度(－18℃)有差距，正常條件下無法使面團實現(xiàn)玻璃化儲存［5－8］。那么通過合理地改變面團配方，或者添加合適的食品添加劑來提高面團的玻璃化轉變溫度，是解決這個問題的有效方法。這個解決方法涉及到玻璃化轉變溫度的確定、面團配方的改變、合適添加劑的選擇等問題，本文在總結前述研究的基礎上，深入分析各種提高玻璃化轉變方法的可行性，提出新的觀點。

1 面團玻璃化測定方法

食品材料在發(fā)生玻璃化轉變時，會發(fā)生諸如:熱的、機械的、力的、電的等多種參數(shù)的變化，所以，凡是能夠跟蹤熱特性、尺寸變化、力的松弛和介電松馳的儀器原則上都可以用來測定玻璃化轉變溫度［9］?，F(xiàn)在常用的測量方法主要有:差示掃描量熱法(DSC)、核磁共振法(NMR)、動力機械熱分析法(DMTA)、熱機械分析法(TMA)、熱介電分析法(TDEA) 等［10］。

然而，并不是所有的方法對測定面團的玻璃化轉變溫度都適合。如圖1～圖4 所示［5－8］，運用各種玻璃化轉變溫度測定方法對面團冷凍進行測定，其曲線有許多差異，表現(xiàn)在:DEA、DMA曲線的峰都很明顯，而DSC曲線的峰很模糊，很難判斷，這與儀器測定玻璃化轉變溫度的原理不同有關，DEA、DMA的分辨率要比DSC高100至1000倍;曲線顯示DEA的分辨率要比DMA高，然而，DEA所測定的玻璃化轉變溫度受掃描頻率影響較大，DMA影響很小。

除此以外，由于DSC的分辨率較低，會導致誤判面團的玻璃化轉變溫度或測定不出面團的玻璃化測定溫度［11］。

圖1 面團玻璃化轉變的DEA曲線

圖2 面團玻璃化轉變的DMA曲線

圖3 面團玻璃化轉變的DSC曲線

圖4 面團玻璃化轉變的DSC曲線

綜合來講，運用DMA測定面團的玻璃化轉變溫度是較為合適的方法。

2 提高面團玻璃化轉變溫度的方法

玻璃化理論主要考慮食品中基質的狀態(tài)，判斷基質處于玻璃態(tài)還是橡膠態(tài)。而食品體系的組成成分、平均分子量以及添加劑等的含量對食品基質的狀態(tài)都有較大影響［12－13］。因此，適當調整食品中各成分含量和他們存在的狀態(tài)，以及添加不同的添加劑可以提高食品的玻璃化轉變溫度。本文將從面團基本配方和面團添加劑來討論提高面團玻璃化轉變溫度的方法。

2.1 面團配方

面團的基本配方是面粉和水，絕大部分面團會添加糖和鹽。已經(jīng)證實，隨著面團含水量的增加，面團的玻璃化轉變溫度升高［14］，然而，面團的品質直接受含水量的影響，加水量的多少，受到面粉品質、面包品種的限制，所以無法通過較大幅度地改變面團加水量來改變面團的玻璃化轉變溫度。

面包面團的加糖量為0%～7%。隨著面團含糖量的增加，面團的玻璃化溫度升高，同樣，加糖量也受到口感的限制。面包面團中會加2%左右的食鹽，食鹽的添加會降低面團的玻璃化轉變溫度。

2.2 添加劑

在實際生產(chǎn)過程中，食品成分的改變受到風味、衛(wèi)生標準及成本等多種因素的影響，因此往往通過添加部分改良劑來提高面制品的玻璃化轉變溫度。現(xiàn)在常用的提高面制品玻璃化轉變溫度的改良劑主要包括以下幾種:親水膠體、乳化劑、低分子糖、酶制劑、磷酸鹽、氧化劑。有關這些添加劑的具體作用原理，有許多文獻做過綜述［15－16］，然而，很少分析各種添加劑在提高玻璃化轉變溫度方面的作用效果，總結出真正合適的提高玻璃化轉變溫度的有效添加劑。

2.2.1 親水膠體 親水膠體是一類增稠劑，如瓜爾豆膠，刺槐豆膠，黃原膠，CMC，卡拉膠，果膠，羥丙基甲基纖維素，阿拉伯膠，海藻酸鈉等。在玻璃化轉變方面，P.D.Ribotta等在面團中添加1%的瓜爾豆膠，玻璃化轉變溫度由－42.2℃升高至－36℃［6］。Tatiana Guinoza Matuda等在1500g面粉中分別添加7.5g瓜爾豆膠、7.5g黃原膠、3.75g瓜爾豆膠和3.75g黃原膠混合物，玻璃化溫度由－28.14℃升高至－27.76、－27.79、－27.45℃［7］。蘇鵬在面團中添加 3% 的明膠和黃原膠，對面團的玻璃化轉變溫度也有提高作用，但不是特別明顯［8，14］。

2.2.2 氧化劑 氧化劑在增強面筋筋力方面效果最為顯著。玻璃化儲存方面，T.J.Laaksonen等在面團中添加50ppm的抗壞血酸，玻璃化轉變溫度沒有變化，相應的解釋為添加劑量可能過少所至［5］。P.D.Ribotta等在面團中添加300mg/kg的抗壞血酸，玻璃化轉變溫度由－42.2℃升高至－37.4℃［6］。蘇鵬論文中，對抗壞血酸也做了討論，分別添加0.5%、1.0%的抗壞血酸，玻璃化轉變溫度由－29.373℃變?yōu)椋?4.08、－12.73℃［8，14］。

2.2.3 乳化劑 面包面團常用的乳化劑有DATEM(二乙酸酒石酸單甘酯)、Sucrose esters、卵磷脂、硬脂酢酰乳酸鈉(SSL)、硬脂酸乳酸鈣(CSL)等，它們都已證明對提高冷凍面團品質有作用。這些添加劑在提高玻璃化轉變溫度方面很少研究。蘇鵬在面團中添加3%的單甘酯，玻璃化轉變溫度從－29℃升高至－15℃左右［8，14］。

2.2.4 低分子糖 糖在面團調制的過程中起反水化的作用，可調節(jié)面團的脹潤度。由于糖的吸濕性，它不僅吸收蛋白質膠粒之間的游離水，同時會使膠粒外部濃度增加，對膠粒內部的水分子產(chǎn)生反滲透作用，從而降低蛋白質膠粒的脹潤度，造成面筋形成程度降低，彈性減弱。常有的糖類添加劑有蔗糖、海藻糖等。

蘇鵬在面團中添加3%的海藻糖，面團玻璃化轉變溫度由－29℃升高至－18℃左右［14］。T.J.Laaksonen在面團中添加6%蔗糖，玻璃化轉變溫度由－33℃升高至－31℃。

3 結論與展望

3.1 由于DSC的分辨率問題，不適于測定面團的玻璃化轉變溫度，建議使用DEA和DMA測定，DMA可能會更好，因為它受掃描頻率影響較小。

3.2 面包面團基本配方的改變受到面團形成條件，面包口感等的限制，通過改變配方來較大幅度提高面團玻璃化轉變溫度是不可行的。

3.3 研究分析，尋找合適的添加劑來提高面團的玻璃化轉變溫度較為可行，而且該研究方向剛起步，有很大的發(fā)展?jié)摿?。通過本文的總結研究，其研究方向主要在以下幾方面:a.抗壞血酸已證明能提高面團的玻璃化轉變溫度，然而，加量過少時，對玻璃化轉變溫度影響不大，抗壞血酸量過大時，面團即發(fā)稀發(fā)軟，幾乎無彈性，面筋網(wǎng)絡被破壞［17］，所以尋找最佳的抗壞血酸添加量是值得研究的;b.已研究的親水膠體中，瓜爾豆膠、黃原膠對面團的玻璃化轉變溫度影響不大，而理論上來講，膠體能夠起到束縛水分子移動的作用，應該會提高玻璃化轉變溫度，抑制冰晶的生成與生長，所以有待于研究其他親水膠體對玻璃化轉變溫度的影響;c.乳化劑對玻璃化轉變溫度的影響很少研究，可以對該類添加劑對玻璃化轉變溫度的影響進行更多的研究;d.多種添加劑的配合使用，它們對玻璃化轉變溫度的綜合作用。

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Storage of frozen dough by vitrification

WU You－zhi，LIU Bao－lin*，LV Fu－kou，LI Wei－jie
(University of Shanghai for Science and Technology，Institute of Biothermal Technology，Shanghai200093，China)

Due to the crystallization and re－crystallization during freezing and frozen storage，dough produce structural relaxation and migration of water.Achieving dough glassy storage is the best solution to solve the problem.By adding suitable additives，dough glass transition temperature can be imp roved，and glassy storage at general frozen storage temperature(－18℃)was achieved.This article analyzed the determination of the glass transition temperature using different methods，and the additives to improve dough glass transition temperature.

frozen dough;glassy storage;g lass transition temperature;additives

TS210.1

A

1002－0306(2011)08－0437－03

2010－08－24 *通訊聯(lián)系人

吳酉芝(1985－)，男，博士研究生，研究方向:食品藥品的冷凍保存。

國家自然科學基金(50776060);教育部新世紀優(yōu)秀人才計劃(07－0559);上海市重點學科(S30503)。