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【思與索】影響冷凍面團質量的因素。

冷凍面團的生産在許多國家和地區得到普及,特別是歐美、日本等發達國家的面包行業,他們流行連鎖店經營的方式,使得冷凍面團的生産得到了很好的發展而國內的冷凍面團面包的加工還處于摸索並快速發展階段。

     冷凍面團與普通面團相比,存在儲藏過程中的失水會降低産品持水量、産品體積小、面團發酵時間長等問題。因此,國內外從未間斷過對冷凍面團工藝的優化研究,目前研究較多集中在面粉的選擇、酵母種類及添加量、面團加水量、冷凍及解凍條件、添加劑等因素對成品品質的影響等方面。實際上,在冷凍面團發酵、冷藏、解凍、醒發過程中,面團理化特性都將發生變化,這些變化直接影響到成品質量。探討冷凍面團各加工過程理化特性的變化規律,對深入解析冷凍面團質量變化成因,控制冷凍面團質量,指導加工生産都有積極的現實意義。

 

1、冷凍面團的加工過程對面團品質的影響

1.1 工藝流程對冷凍面團品質的影響

冷凍面團的加工一般采用快速發酵法,即短時間或無預醒發發酵法,發酵時間一般爲045min,長時間發酵會使酵母被充分活化,活化後的酵母在冷凍和解凍期間容易受到損傷,故采用快速發酵法可以更好的保存酵母。

由此耐冷凍酵母的研究顯得尤爲重要,研究發現細胞的抗凍性可能與耐高滲透、代謝産物相關聯,酵母耐滲透性直接體現在凍融循環過程中酵母內外滲透壓不同影響酵母的代謝,代謝産物的耐凍性則直接影響酵母的存活。實驗表明酵母體內的海藻糖對酵母安全度過低溫和幹燥環境尤爲重要,國內外科研人員均對耐冷凍酵母投入大量研究並成功取得了相應産品,在冷凍、解凍過程中發酵能力基本保持不變。

 

1.2凍結前的處理對冷凍面團品質的影響

冷凍面團在加工過程中需要控制面團的攪拌溫度。攪拌溫度爲16的冷凍面團在凍藏14周後,持氣性方面和整體品質比攪拌溫度爲31時要好。一般來說,攪拌溫度應控制在20左右,因爲溫度太低會對面團的氧化和酶的活性有影響,而且加工過程也比較難控制。

同時面團在攪拌過程中拌入大量的空氣,發酵初期,酵母進行旺盛的有氧呼吸,面粉中的糖類物質與拌入的氧氣在酶的作用下,生成二氧化碳、水和熱量,有氧呼吸産生的熱量是爲酵母的生長繁殖提供熱能的主要來源,而水則使面團變軟。隨著發酵的進行,面團中的氧氣不斷被消耗,而産生的二氧化碳增多,酵母的發酵過程也由有氧呼吸向無氧呼吸轉化,此時,葡萄糖在無氧呼吸酶的作用下産生酒精、二氧化碳和熱量,隨著面團發酵的進行,除了有酵母的有氧呼吸和無氧呼吸外還發生其它的發酵過程,如乳酸菌發酵、醋酸菌發酵和其它發酵使面團的 pH 值下降。pH值的變化也會影響到酵母的存活能力。


1.3凍結條件對冷凍面團品質的影響

面團的凍結過程會造成酵母的死亡和面團網絡結構的損傷,而這兩個方面的影響是導致面包最終品質變差的最主要原因。冷凍面團在冷凍過程中由于面團中的水形成冰晶,又由于溫度不穩定或者在儲藏運輸過程中溫度波動冰晶再次重結晶,對面團組織及酵母菌機械損傷逐漸增大,導致冷凍面團出現裂紋,持氣能力降低,導致面團萎縮,影響面團品質。

實驗表明:冷凍速度快慢對面團品質影響較大,在溫度爲-20,風速分別爲lm/s3m/s的情況下冷凍時,面團中心的降溫速度(溫度由-3.5降到-18時的降溫速度)分別爲-0.17/min-0.43/min,結果顯示前者在酵母的存活數量和在酵母的活力上都比後者的要好,而且前者對面團的網絡結構的損害也比後者要小,從而使得由前者制得的面包的體積比後者要大。這就說明在凍結面團時有個最適宜的凍結速度,凍結速度太快和太慢都會對面團的品質造成很大的負面影響。凍結溫度對面團質量的影響也非常重要,一般建議面團的任何部分都不能處于低于-35的溫度,因爲太低的溫度會造成酵母的大量死亡。

 

1.4凍藏條件對冷凍面團品質的影響

凍結後的面團要進行凍藏,凍藏過程中,酵母産氣能力會降低,總的酵母數量會減少,而且隨著凍藏時間的延長,酵母的內容物開始從酵母中滲出,這些滲出物會增加面團中麥筋蛋白的溶解度,凍藏過程中從酵母中滲出的谷胱甘肽等蛋白質的總量會隨著凍藏時間增加而增加,這些滲出物會對面包的體積産生負面影響。凍藏過程中的重結晶現象也會使得酵母失活加劇,因爲在重結晶的過程中,酵母細胞中會形成大顆粒的冰晶體,從而刺破酵母細胞的細胞膜,導致細胞的死亡。酵母在凍藏過程中的變化,除了由于冰晶體的形成所造成的傷害之外,還因爲凍藏會導致酵母的呼吸系統受損,使琥珀酸-細胞色素C還原酶和NADH-細胞色素C還原酶的活性喪失,從而導致酵母細胞的失活和死亡。因而要求凍藏溫度在-18以下,環境溫度的波動不能太大,以防止重結晶的發生,環境濕度也應該控制好,太低的話會使得面團中的水分向環境中散發,造成面團表面出現凍燒現象。凍藏時間通常考慮最長爲512周,12周以後,面團的變質相當快。

 

1.5解凍方法對冷凍面團質量的影響
    實驗表明:微波解凍、醒發箱解凍和未冷凍面包之間的硬度差異顯著,微波解凍比在醒發箱中解凍面團硬度要大,解凍可以先在低溫下解凍完全,一般爲41624h,然後置于醒發箱中醒發,也可以直接放入溫度爲2729的醒發箱中醒發,兩種方法都需要控制濕度到7075%,如果濕度太大會引起面團收縮。

2冷凍面團的原輔料對面團質量的影響
2.1 基本原料的選擇
    冷凍面團的加工對面粉的選擇主要取決于面粉的筋力,它比面粉中的蛋白質含量更重要。在冷凍面團的生産中要使用面筋強度高的面粉,因爲筋力高的面粉抗凍性好,它可以降低冷凍冷藏對面團持氣性的破壞,減少冷凍時酵母滲出液谷胱甘肽對面團的負面影響。用冷凍面團制作面包時,制作面團時的面粉筋力會影響生産出來的面包的面包屑的質地,高筋力面粉生産出來的面包的面包屑柔軟,低筋力面粉生産出來的面包的面包屑堅硬。但面粉的筋力也不能太高,否則面團中會包裹特別多的自由水,反而會對冷凍面團的質量産生負面的影響。除了面粉的筋力對冷凍面團的質量産生影響外,面粉中的澱粉也會對面團的質量産生影響。具有吸水膨脹度高的澱粉的面粉更適宜于冷凍面團的生産,這可能是由于在烘烤中吸水膨脹度高的澱粉會具有高的持水性,從而使得生産出來的面包的面包屑柔軟。因此,在生産冷凍面團時,應該選擇筋力適中和澱粉吸水膨脹度高的面粉。在生産冷凍面團的時候,酵母的失活和死亡是導致面團品質惡化的一個主要原因,因此如果能夠使用耐凍的酵母的話,就比較容易生産出高品質的面團。水分用量主要取決于所用的面粉的吸水能力,一般來說制作冷凍面團時的水分用量低一點的話,冷凍冷藏中形成冰晶的速度就會慢一點,冰晶的數量也會少一點,從而對面團的損傷作用就會小一點,最後制作出來的面包的質量也就會相應好一點。在冷凍面團的生産中選用分子量較小的油脂效果比較好,因爲小分子量的油脂在醒發時更容易被吸收到氣泡的界面上,從而使得氣泡在膨脹時不會破裂。

 

2.2冷凍面團生産中使用的添加劑

冷凍面團中使用的添加劑可有效的改善面團的品質,常用的添加劑有:保護酵母類、酶制劑、氧化劑、乳化劑、膠體等。
2.2.1 保護酵母類

海藻糖是冷凍面團中使用的一種抗凍劑,當它加到甜面包中時,可以提高酵母的産氣能力,對酵母的抗凍性沒有什麽影響,而當它加入白面包中時,提高的是酵母的抗凍性,而對産氣能力卻沒有什麽影響,海藻糖的使用量爲5%~6%時會産生很好的效果。甘油加入到酵母中後,會滲入酵母細胞中,提高冷凍面團中酵母的存活率和酵母的産氣能力。這種滲入了甘油的酵母用于含有10%白砂糖的面團生産中時會縮短面團的醒發時間,減少面團在-2l下凍藏時質量的惡化,不過對于無糖面包加入這種滲入了甘油後的酵母不會産生什麽效果。
2.2.2 膠體類

膠體類物质被广泛的用于食品工业中,它可以改变质构,提高持水率,控制水分的迁移以及保持产品的总体质量。在冷冻面团中添加瓜尔豆胶可以提高面包的体积。由于在烘烤后的持水力,以及对淀粉老化的延迟作用,瓜尔豆胶还可以增加面包屑的柔软度。羧甲基纤维素(CMC)、阿拉伯樹膠、刺愧豆膠都可以減少凍結凍藏過程中的凍結水的生成量,改善面包的品質,其中刺愧豆膠的效果最好,CMC次之,阿拉伯樹膠排在最後。在冷凍面團中加入K~卡拉膠時,面團的質量不但沒有得到改進,反而惡化了。
2.2.3 乳化劑類

雙乙酰酒石酸單雙甘油酯(DATEM)是一種陰離子表面活性劑,它是一種常用的面包質量改良劑,它通過與面筋中親水和疏水基團連接,使面團能夠形成好的網絡結構,從而提高面團的攪拌忍受力,持氣性,面包體積,以及防止面包的塌陷,因此最後生産出來的面包具有良好的彈性,微細的顆粒,以及好的切片性質。DATEM還可吸附在面團澱粉顆粒的表面形成不溶性物質,特別是吸附在直鏈澱粉顆粒上。這種不溶物可以抑制水分的遷移,防止面包中澱粉的老化,從而阻止面包的變質,賦予面包柔軟的質地。在添加DATEM時一定要注意用量,因爲DATEM的添加量過少,改善面團品質的效果不明顯;DATEM的添加量過多,形成的面筋網絡太強,烘烤時面包內氣體不易膨脹,導致面包的比容有所減小,紋理結構變差,品質下降。硬酯酰乳酸鈉(SSL)也是一種常用的冷凍面團制作中的改良劑,它可以增加面包的體積,並使得面包質地柔軟。在冷凍面團中硬酯酰乳酸鈉(SSL)的最適添加量爲 0.3%,DATEM的最適添加量爲0.2%。其它一些在面包制作中常用的乳化劑有卵磷脂、聚氧乙烯硬脂酸酯、甘油單硬脂酸酯等。
2.2.4 氧化劑類

氧化劑可以氧化面筋蛋白質中-SH鍵,使其轉化成-S-S-鍵,從而增強面團的筋力,提高面團的彈性、韌性和持氣性,增大面包産品的體積。在冷凍面團中氧化劑除了能夠增加面團的筋力等之外,還可以氧化由死亡酵母滲出的具有還原性的蛋白質物質,從而阻止其對面團結構的破壞,常用的氧化劑有抗壞血酸等。在冷凍面團中加入抗壞血酸後,面團的持氣性及面團充分醒發後的最高高度增加,面包的質量得到明顯的改善。抗壞血酸本來是一種還原劑,但當它暴露在空氣中時,由于氧氣氧化及抗壞血酸氧化酶和金屬離子的催化,轉化成脫氫抗壞血酸,脫氫抗壞血酸才能起氧化的作用。
2.2.5酶類

α-澱粉酶能分解澱粉産生額外的糖,以彌補面團貯存過程中可發酵糖的不足,提高了解凍後酵母的發酵時間,同時能極大地改善面包內部品質,面包心更白,更細膩,蜂壁更細小均勻。脂肪酶可以氧化面粉中的色素使之褪色,使面包組織潔白,還可以氧化不飽和脂肪酸使之形成過氧化物,促進面筋的形成,提高冷凍面團的筋力。其它的一些酶,如葡萄糖氧化酶、木聚糖酶、轉糖苷酶、蛋白酶、纖維素酶等也被用于冷凍面團的加工中。冷凍面團加工中使用的酶一般都是複合酶,比如α-澱粉酶、脂肪酶、木聚糖酶以一定的比例混和後加入冷凍面團可以明顯地改善面包的體積和柔軟度,葡萄糖氧化酶與脂肪酶能夠改善冷凍面團的穩定時間和拉伸特性,從而很好地改善面包的質量。

 

3冷凍面團的應用前景

隨著人們生活水平的提高以及生活節奏的加快,人們需要安全衛生、營養價值高的方便食品,便于質量控制高營養的冷凍面團食品正迎合了人們的需求,隨著我國冷藏鏈的日趨完善,餐飲業的連鎖發展以及面粉生産線生産冷凍面團專用粉的能力提高,冷凍面團在我國有著廣闊的發展前景。