面团的玻璃化储存

吴酉芝，刘宝林，吕福扣，李维杰

(上海理工大学生物热科学研究所，上海 200093)

面团的玻璃化储存

吴酉芝，刘宝林*，吕福扣，李维杰

(上海理工大学生物热科学研究所，上海 200093)

由于面团在冷冻储存过程中受到结晶与再结晶的影响，产生结构松弛和水份迁移，品质显著下降。实现面团的玻璃化储存是解决问题的最佳方案。通过加入合适添加剂，可提高面团玻璃化转变温度，实现一般冷冻储存温度(－18℃)下的面团玻璃化储存。分析了各种玻璃化转变温度测定方法和添加剂在提高面团玻璃化转变方面的应用。

冷冻面团，玻璃化储存，玻璃化转变温度，添加剂

面包是一种全世界都在消费的产品，是人们主食之一，然而，由于容易老化变质，货架期较短，浪费率很高。有许多方法可以用来延长面包的货架期，如改变面包配方，或改善面包储存环境。更有效的方法是将未焙烤面包面团进行冷冻储存，这样不仅可以大大延长面包货架期，而且可以实现面包鲜食，也方便消费者在大量购买时家用冰箱的储存。虽然冷冻面团工艺是一种较为理想的面包生产工艺，然而还有许多的技术问题。面团冻结过程中结晶、再结晶对面筋网络造成破坏，水份会迁移，从表观上来讲，表现为面包屑硬化、面包皮软化、面包不能膨化或面包体积降低、面包松散等质量问题。有关冷冻面团的研究非常多，近些年来，这方面的论文层出不穷，主要集中在冷冻方式、流变性、玻璃化转变、微观结构变化、物料间的反应、水份迁移、酵母活性等方面［1－4］，所有的研究，其理论基础是结晶理论。实现面团的玻璃化储存，可以防止冰晶对面筋网络造成破坏，从而防止面团的结构松弛，保持面团未冻结时的状态。不过，从前述的文献中总结，面团的玻璃化转变温度为－25～－35℃之间，与普通冰箱所能达到的制冷温度(－18℃)有差距，正常条件下无法使面团实现玻璃化储存［5－8］。那么通过合理地改变面团配方，或者添加合适的食品添加剂来提高面团的玻璃化转变温度，是解决这个问题的有效方法。这个解决方法涉及到玻璃化转变温度的确定、面团配方的改变、合适添加剂的选择等问题，本文在总结前述研究的基础上，深入分析各种提高玻璃化转变方法的可行性，提出新的观点。

1 面团玻璃化测定方法

食品材料在发生玻璃化转变时，会发生诸如:热的、机械的、力的、电的等多种参数的变化，所以，凡是能够跟踪热特性、尺寸变化、力的松弛和介电松驰的仪器原则上都可以用来测定玻璃化转变温度［9］。现在常用的测量方法主要有:差示扫描量热法(DSC)、核磁共振法(NMR)、动力机械热分析法(DMTA)、热机械分析法(TMA)、热介电分析法(TDEA) 等［10］。

然而，并不是所有的方法对测定面团的玻璃化转变温度都适合。如图1～图4 所示［5－8］，运用各种玻璃化转变温度测定方法对面团冷冻进行测定，其曲线有许多差异，表现在:DEA、DMA曲线的峰都很明显，而DSC曲线的峰很模糊，很难判断，这与仪器测定玻璃化转变温度的原理不同有关，DEA、DMA的分辨率要比DSC高100至1000倍;曲线显示DEA的分辨率要比DMA高，然而，DEA所测定的玻璃化转变温度受扫描频率影响较大，DMA影响很小。

除此以外，由于DSC的分辨率较低，会导致误判面团的玻璃化转变温度或测定不出面团的玻璃化测定温度［11］。

图1 面团玻璃化转变的DEA曲线

图2 面团玻璃化转变的DMA曲线

图3 面团玻璃化转变的DSC曲线

图4 面团玻璃化转变的DSC曲线

综合来讲，运用DMA测定面团的玻璃化转变温度是较为合适的方法。

2 提高面团玻璃化转变温度的方法

玻璃化理论主要考虑食品中基质的状态，判断基质处于玻璃态还是橡胶态。而食品体系的组成成分、平均分子量以及添加剂等的含量对食品基质的状态都有较大影响［12－13］。因此，适当调整食品中各成分含量和他们存在的状态，以及添加不同的添加剂可以提高食品的玻璃化转变温度。本文将从面团基本配方和面团添加剂来讨论提高面团玻璃化转变温度的方法。

2.1 面团配方

面团的基本配方是面粉和水，绝大部分面团会添加糖和盐。已经证实，随着面团含水量的增加，面团的玻璃化转变温度升高［14］，然而，面团的品质直接受含水量的影响，加水量的多少，受到面粉品质、面包品种的限制，所以无法通过较大幅度地改变面团加水量来改变面团的玻璃化转变温度。

面包面团的加糖量为0%～7%。随着面团含糖量的增加，面团的玻璃化温度升高，同样，加糖量也受到口感的限制。面包面团中会加2%左右的食盐，食盐的添加会降低面团的玻璃化转变温度。

2.2 添加剂

在实际生产过程中，食品成分的改变受到风味、卫生标准及成本等多种因素的影响，因此往往通过添加部分改良剂来提高面制品的玻璃化转变温度。现在常用的提高面制品玻璃化转变温度的改良剂主要包括以下几种:亲水胶体、乳化剂、低分子糖、酶制剂、磷酸盐、氧化剂。有关这些添加剂的具体作用原理，有许多文献做过综述［15－16］，然而，很少分析各种添加剂在提高玻璃化转变温度方面的作用效果，总结出真正合适的提高玻璃化转变温度的有效添加剂。

2.2.1 亲水胶体 亲水胶体是一类增稠剂，如瓜尔豆胶，刺槐豆胶，黄原胶，CMC，卡拉胶，果胶，羟丙基甲基纤维素，阿拉伯胶，海藻酸钠等。在玻璃化转变方面，P.D.Ribotta等在面团中添加1%的瓜尔豆胶，玻璃化转变温度由－42.2℃升高至－36℃［6］。Tatiana Guinoza Matuda等在1500g面粉中分别添加7.5g瓜尔豆胶、7.5g黄原胶、3.75g瓜尔豆胶和3.75g黄原胶混合物，玻璃化温度由－28.14℃升高至－27.76、－27.79、－27.45℃［7］。苏鹏在面团中添加 3% 的明胶和黄原胶，对面团的玻璃化转变温度也有提高作用，但不是特别明显［8，14］。

2.2.2 氧化剂 氧化剂在增强面筋筋力方面效果最为显著。玻璃化储存方面，T.J.Laaksonen等在面团中添加50ppm的抗坏血酸，玻璃化转变温度没有变化，相应的解释为添加剂量可能过少所至［5］。P.D.Ribotta等在面团中添加300mg/kg的抗坏血酸，玻璃化转变温度由－42.2℃升高至－37.4℃［6］。苏鹏论文中，对抗坏血酸也做了讨论，分别添加0.5%、1.0%的抗坏血酸，玻璃化转变温度由－29.373℃变为－14.08、－12.73℃［8，14］。

2.2.3 乳化剂 面包面团常用的乳化剂有DATEM(二乙酸酒石酸单甘酯)、Sucrose esters、卵磷脂、硬脂酢酰乳酸钠(SSL)、硬脂酸乳酸钙(CSL)等，它们都已证明对提高冷冻面团品质有作用。这些添加剂在提高玻璃化转变温度方面很少研究。苏鹏在面团中添加3%的单甘酯，玻璃化转变温度从－29℃升高至－15℃左右［8，14］。

2.2.4 低分子糖 糖在面团调制的过程中起反水化的作用，可调节面团的胀润度。由于糖的吸湿性，它不仅吸收蛋白质胶粒之间的游离水，同时会使胶粒外部浓度增加，对胶粒内部的水分子产生反渗透作用，从而降低蛋白质胶粒的胀润度，造成面筋形成程度降低，弹性减弱。常有的糖类添加剂有蔗糖、海藻糖等。

苏鹏在面团中添加3%的海藻糖，面团玻璃化转变温度由－29℃升高至－18℃左右［14］。T.J.Laaksonen在面团中添加6%蔗糖，玻璃化转变温度由－33℃升高至－31℃。

3 结论与展望

3.1 由于DSC的分辨率问题，不适于测定面团的玻璃化转变温度，建议使用DEA和DMA测定，DMA可能会更好，因为它受扫描频率影响较小。

3.2 面包面团基本配方的改变受到面团形成条件，面包口感等的限制，通过改变配方来较大幅度提高面团玻璃化转变温度是不可行的。

3.3 研究分析，寻找合适的添加剂来提高面团的玻璃化转变温度较为可行，而且该研究方向刚起步，有很大的发展潜力。通过本文的总结研究，其研究方向主要在以下几方面:a.抗坏血酸已证明能提高面团的玻璃化转变温度，然而，加量过少时，对玻璃化转变温度影响不大，抗坏血酸量过大时，面团即发稀发软，几乎无弹性，面筋网络被破坏［17］，所以寻找最佳的抗坏血酸添加量是值得研究的;b.已研究的亲水胶体中，瓜尔豆胶、黄原胶对面团的玻璃化转变温度影响不大，而理论上来讲，胶体能够起到束缚水分子移动的作用，应该会提高玻璃化转变温度，抑制冰晶的生成与生长，所以有待于研究其他亲水胶体对玻璃化转变温度的影响;c.乳化剂对玻璃化转变温度的影响很少研究，可以对该类添加剂对玻璃化转变温度的影响进行更多的研究;d.多种添加剂的配合使用，它们对玻璃化转变温度的综合作用。

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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 *通讯联系人

吴酉芝(1985－)，男，博士研究生，研究方向:食品药品的冷冻保存。

国家自然科学基金(50776060);教育部新世纪优秀人才计划(07－0559);上海市重点学科(S30503)。