孫哲浩，李巧玲

河北科技大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院（石家莊 050018）

廣義上的冷凍面團(tuán)包括冷凍西點(diǎn)和中式的冷凍面點(diǎn)，通常分為含酵母面團(tuán)和無(wú)酵母面團(tuán)。它使面點(diǎn)的制作分成面團(tuán)制作和焙烤（熟制）2個(gè)獨(dú)立環(huán)節(jié)，改變面點(diǎn)的生產(chǎn)方式，可以實(shí)現(xiàn)中央工廠到門店的生產(chǎn)銷售模式，擴(kuò)大烘焙產(chǎn)品銷售半徑，同時(shí)成本也得到降低。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化后，減少門店對(duì)于烘焙師傅的依賴度，質(zhì)量可以得到穩(wěn)定的控制，因此近些年在烘焙市場(chǎng)冷凍面團(tuán)占有率逐年上升，許多連鎖店如星巴克、麥當(dāng)勞、賽百味及一些星級(jí)酒店的早餐等都在使用冷凍面團(tuán)，在門店或后廚直接進(jìn)行解凍及后熟（烤制或蒸制），為消費(fèi)者提供新鮮烤制或蒸制的面點(diǎn)。鑒于此種消費(fèi)方式巨大消費(fèi)量，對(duì)于冷凍面團(tuán)貯藏與后續(xù)烘焙或蒸制的研究，開發(fā)具有良好營(yíng)養(yǎng)特性的冷凍面團(tuán)具有很大意義。面團(tuán)經(jīng)過(guò)冷凍后，產(chǎn)品質(zhì)量會(huì)有一定程度的劣變，如面筋斷裂、酵母活性降低、烘焙質(zhì)量下降等，需要食品研究者從工藝及配料方面進(jìn)行改良，以期最大化接近與新鮮制作產(chǎn)品相同的質(zhì)量。同時(shí)又因?yàn)閷?duì)于營(yíng)養(yǎng)及健康配料的需求，一些來(lái)自于植物的非淀粉多糖應(yīng)用于冷凍面團(tuán)，不僅改善冷凍面團(tuán)的加工性能，同時(shí)在營(yíng)養(yǎng)特性方面也有一定改善[1-3]，就這方面內(nèi)容開展探討。

1 植物來(lái)源非淀粉多糖的類型

植物來(lái)源非淀粉多糖是指植物中除淀粉外的纖維素、半纖維素及膠質(zhì)的統(tǒng)稱。纖維素是細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)性材料，是自然界存在最多的生物大分子，其分子結(jié)構(gòu)是由D-吡喃葡萄糖通過(guò)β-1, 4糖苷鍵聚合而成的線性高分子，經(jīng)過(guò)分子間和分子內(nèi)的氫鍵形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)。由于一系列物理、化學(xué)及生物的提取分離及改性技術(shù)的應(yīng)用，開發(fā)一系列具有一定功能特性的纖維素產(chǎn)品，如微晶纖維素（MCC）、羧甲基纖維素（CMC）、羥丙基甲基纖維素（HPMC）及一些特定植物來(lái)源的如柑橘纖維等應(yīng)用到冷凍面團(tuán)中，由于其水合、乳化及本身的纖維屬性等特性，改善冷凍面團(tuán)的加工性能及營(yíng)養(yǎng)特性。半纖維素是由幾種不同類型的單糖構(gòu)成的異質(zhì)多聚體，聚合度沒(méi)有纖維素高，這些糖是可以是五碳糖或六碳糖，包括木糖、阿拉伯糖和半乳糖等，它結(jié)合在纖維素微纖絲的表面，并且相互連接，構(gòu)成堅(jiān)硬的相互連接的網(wǎng)絡(luò)，典型的半纖維素如β-聚葡萄甘露糖、木聚糖、聚半乳甘露糖等。親水膠體在食品工業(yè)中利用時(shí)間較久，有的植物可以分泌一些膠質(zhì)進(jìn)行自我保護(hù)，如阿拉伯膠，有的植物果實(shí)中含有親水膠體，如瓜爾豆膠、刺槐豆膠，這些膠體顯著改善冷凍面團(tuán)的流變及質(zhì)構(gòu)特性。一些非淀粉多糖也可作為膳食纖維及脂肪替代物，改善冷凍面團(tuán)的營(yíng)養(yǎng)特性。典型的植物來(lái)源非淀粉多糖如表1所示。

表1 應(yīng)用到冷凍面團(tuán)的典型的植物來(lái)源非淀粉多糖類[4-10]

這些多糖類的顯著特征是分子結(jié)構(gòu)上含有許多游離的羥基，因此具有強(qiáng)的水合性質(zhì)，通過(guò)氫鍵作用結(jié)合食品體系中的水分子。同時(shí)這些羥基也具有反應(yīng)性，因此可以通過(guò)接枝共聚將一些基團(tuán)引入到多糖的分子結(jié)構(gòu)中，對(duì)其在乳化液滴表面親水-親油特性進(jìn)行校正，改善食品體系的乳化穩(wěn)定性。這些多糖類加入到冷凍面團(tuán)體系中也可與蛋白質(zhì)、淀粉等大分子通過(guò)氫鍵、靜電吸附、共價(jià)鍵等發(fā)生交聯(lián)、共聚及絡(luò)合作用，改善冷凍面團(tuán)流變、質(zhì)構(gòu)特性，并提高冷凍面團(tuán)的凍融穩(wěn)定性，同時(shí)也是脂肪替代物及膳食纖維的天然材料來(lái)源[11-16]。

2 植物來(lái)源非淀粉多糖對(duì)冷凍面團(tuán)加工性能的改善

面團(tuán)基本骨架結(jié)構(gòu)是由小麥蛋白質(zhì)與淀粉形成，麥谷蛋白質(zhì)形成面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，淀粉顆粒填充到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，而這一結(jié)構(gòu)包裹著脂肪等物質(zhì)，因此又具有乳化體系的特征，這些結(jié)構(gòu)特性賦予產(chǎn)品特定的質(zhì)構(gòu)及口感。冷凍過(guò)程由于冰晶的形成破壞面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，高分子量麥谷蛋白向低分子量轉(zhuǎn)變，吸附的淀粉顆粒溶出，導(dǎo)致后期酵母面團(tuán)持氣性下降，表面平坦，面團(tuán)芯結(jié)構(gòu)粗糙，形成大而不均勻的孔洞。貯藏過(guò)程中，由于溫度的降低，形成面筋網(wǎng)絡(luò)的疏水交互力減弱，使面筋結(jié)構(gòu)疏松，因此長(zhǎng)時(shí)間的冷凍貯存弱化面筋的強(qiáng)度。多糖類添加可與谷蛋白形成親水復(fù)合物結(jié)合水分，減少水分在面團(tuán)中的遷移，水分的固定將使凍結(jié)過(guò)程冰晶減少，有效保護(hù)冷凍面團(tuán)面筋-淀粉這一基本結(jié)構(gòu)，同時(shí)在冷凍貯藏階段，水分的固定可以防止麥谷蛋白及淀粉的溶出，改善面團(tuán)貯藏穩(wěn)定性[17-23]。另外，添加多糖后改善面團(tuán)的熱力學(xué)特性，提高面團(tuán)的凍融穩(wěn)定性，同時(shí)也改善冷凍面團(tuán)烘焙或蒸制質(zhì)量及營(yíng)養(yǎng)特性。

2.1 對(duì)面團(tuán)成型的影響

多項(xiàng)研究結(jié)果表明，小麥粉由于非淀粉多糖的加入，吸水性增強(qiáng)，并影響面團(tuán)的成型時(shí)間，改善面團(tuán)的流變特性。Vivian等[24-25]研究小麥纖維添加到冷凍面團(tuán)中，增加面團(tuán)的貯能模量和耗能模量，這與纖維加入后與面筋蛋白的交互作用有關(guān)。前期研究發(fā)現(xiàn)，添加1%（基于面粉量）柑橘纖維后，面包面團(tuán)的表面黏性在降低，減少面團(tuán)的黏缸，面團(tuán)易于成型，這種現(xiàn)象有利于面團(tuán)的工業(yè)化生產(chǎn)，同時(shí)由于吸水量增加，按添加柑橘纖維量的10倍補(bǔ)加水分，面團(tuán)仍舊保持良好特性，因此，也增加面團(tuán)產(chǎn)量。

2.2 提高冷凍-解凍過(guò)程的穩(wěn)定性及冷凍貯藏穩(wěn)定性

冷凍面團(tuán)中所含水分可分為3種，可凍結(jié)自由水、弱結(jié)合水及深層結(jié)合的不可凍結(jié)水。多糖類的加入減少可凍結(jié)水的比例，Luo等[26]研究菊粉添加在饅頭面團(tuán)中，可使10%～20%可凍結(jié)水轉(zhuǎn)化為不可凍結(jié)水，因此減少面團(tuán)中冰晶的形成，保護(hù)酵母及面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，添加菊粉的發(fā)酵時(shí)間也要短于不添加的對(duì)照組。趙雙利等[27]研究添加2%的竹筍纖維冷凍面包面團(tuán)，可使弱結(jié)合水的比例降低，深層結(jié)合水比例增加。這些不同類型水分含量的變化將影響面團(tuán)的熱力學(xué)特性，從而影響面團(tuán)的凍融及貯藏穩(wěn)定性。

了解面團(tuán)冷凍及貯藏過(guò)程中相變及其他成分對(duì)面團(tuán)相變的影響重要[28-32]。在冷凍貯藏過(guò)程中，由于溫度波動(dòng)產(chǎn)生的面團(tuán)表面與面團(tuán)芯溫度差引起水的重新分布，水蒸氣壓差產(chǎn)生，會(huì)導(dǎo)致冷凍面團(tuán)各相產(chǎn)生變化。冷凍過(guò)程中，冰晶的增長(zhǎng)引起水分子從面團(tuán)基質(zhì)親水成分中的分離，面團(tuán)的局部區(qū)域由于高濃度溶質(zhì)的存在，保持高的黏度，因而表現(xiàn)出低的熱傳遞性質(zhì)，凍結(jié)溫度降低，這樣在面團(tuán)中就形成濃縮溶質(zhì)的未凍結(jié)的相，未凍結(jié)相的存在對(duì)于面團(tuán)的貯藏不利，多糖的添加可以減少溶質(zhì)與水的分離，因此減少未凍結(jié)相在面團(tuán)中的比例，使面團(tuán)處于均勻冷凍狀態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)貯存溫度低于面團(tuán)溶質(zhì)最大濃縮區(qū)域的凍結(jié)溫度，面團(tuán)穩(wěn)定，反之，面團(tuán)就變得不穩(wěn)定。Sim等[33]研究發(fā)現(xiàn)多糖類添加能夠使面團(tuán)的凍結(jié)溫度接近貯存溫度，減少差值，而且添加多糖后，面團(tuán)經(jīng)凍融2次循環(huán)后，2次凍結(jié)的吸熱焓差ΔH小于不添加多糖的對(duì)照，而ΔH可以反映出可凍結(jié)水含量，差值越小，可凍結(jié)水越少，這也說(shuō)明由于多糖添加，可凍結(jié)自由水在減少，面團(tuán)更加的穩(wěn)定。

Cui等[34]通過(guò)粒度色譜研究添加魔芋膠的面團(tuán)麥谷蛋白在貯存期內(nèi)分子量的變化，添加魔芋膠后減緩麥谷蛋白解聚。凍融過(guò)程也增加面團(tuán)的液化，解凍后液體會(huì)滲出，由于多糖的添加，與蛋白及淀粉發(fā)生交互作用，減少液化的發(fā)生，改善面團(tuán)質(zhì)量。

2.3 植物來(lái)源非淀粉多糖類對(duì)烘焙質(zhì)量的改善

非淀粉多糖對(duì)淀粉糊化特性會(huì)產(chǎn)生影響，兩者的混合比例和各自的分子量是決定性影響程度的因素。Krzysztof[35]研究阿拉伯木聚糖高黏度的特點(diǎn)是黑麥面團(tuán)黏性的主要來(lái)源，并能夠與面筋蛋白及糊化的淀粉產(chǎn)生交互作用，通過(guò)氫鍵和酯化形成絡(luò)合體，改善黑麥面包的持氣能力及面團(tuán)的延展性，增大面包體積。Sanaa等[36]研究富含β-葡聚糖的大麥粉添加到面包和餅干冷凍面團(tuán)中，其烘焙后的質(zhì)構(gòu)特性與新鮮面包差別不大，水分增加，但水活變化不大，這要?dú)w于纖維的持水性。Ali等[37]研究CMC和阿拉伯膠的混合添加改善冷凍面團(tuán)8周內(nèi)各階段烘焙后的面包體積與對(duì)照差別不大。有研究也表明，一些改性的纖維素如HPMC、CMC的添加可改善面包芯柔軟度[38]。

非淀粉多糖對(duì)于熟制后面團(tuán)淀粉老化也會(huì)產(chǎn)生影響。以往許多研究表明一些小分子乳化劑可以抑制淀粉的老化，而最近由于小分子乳化劑的安全性問(wèn)題，因此尋找一些天然乳化劑作為替代。一些多糖類具有一定乳化特性，并能改善淀粉的老化問(wèn)題。Takahiro等[39]研究發(fā)現(xiàn)，一些非離子半乳甘露聚糖如瓜爾膠、刺云實(shí)膠、刺槐豆膠及魔芋可與小麥淀粉發(fā)生交互作用，抑制淀粉的直鏈淀粉間及或直鏈淀粉與支鏈的間再結(jié)晶，有效防止淀粉的老化。Hamid等[40]研究發(fā)現(xiàn)添加3%阿拉伯膠在非酵母面團(tuán)中能夠顯著抑制淀粉的老化。

2.4 植物來(lái)源非淀粉多糖對(duì)于面團(tuán)營(yíng)養(yǎng)的改善

現(xiàn)代生活帶來(lái)的一些慢性病如糖尿病、高血脂人群增加，人們對(duì)于烘焙產(chǎn)品的選擇也在向健康方向發(fā)展。植物來(lái)源多糖在面團(tuán)的營(yíng)養(yǎng)特性方面表現(xiàn)在2個(gè)方面，一方面是可以進(jìn)行脂肪的替代，另一方面是增加膳食纖維含量。

多糖類生物大分子作為脂肪替代物的研究是研究熱點(diǎn)之一。Papalia等[41]研究利用瓜爾豆膠和黃原膠替代對(duì)照芝士面包的55%脂肪，生產(chǎn)的面包具有良好的持水性和口感。徐永鑫等[42]研究柑橘纖維替代脂肪并應(yīng)用于面團(tuán)中，烘焙的面包與對(duì)照組差別不大。非淀粉多糖是構(gòu)成膳食纖維的主體，而冷凍面團(tuán)可作為強(qiáng)化膳食纖維的載體，強(qiáng)化膳食纖維的面點(diǎn)，如眾多廠家開發(fā)的高纖餅干面團(tuán)受到廣大消費(fèi)者喜愛(ài)。

3 結(jié)語(yǔ)

植物來(lái)源非淀粉多糖可以影響冷凍面團(tuán)從面團(tuán)成型到成品全過(guò)程。植物來(lái)源非淀粉多糖可以控制面團(tuán)流變特性，改善面團(tuán)質(zhì)構(gòu)。通過(guò)增加持水能力提升冷凍面團(tuán)的凍融穩(wěn)定性及貯藏穩(wěn)定性，同時(shí)對(duì)于改善面團(tuán)的營(yíng)養(yǎng)特性也具有積極意義。植物來(lái)源非淀粉多糖的利用也依賴于多糖的來(lái)源、種類、分子量及分子結(jié)構(gòu)特征，對(duì)于其深入的研究，以及開發(fā)一些獨(dú)特功能特性的多糖大分子產(chǎn)品，會(huì)對(duì)冷凍面團(tuán)健康配料的開發(fā)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。