冷冻面团技术应用研究进展

郭武汉，王 凯，连惠章，张 印，李秀秀

0 引言

冷冻面团技术是指在面包、蛋糕等西点、馒头、月饼、中式蛋挞等中式点心的生产流通过程中运用冷冻技术，制成成品或半成品面坯，并贮藏于冷藏环境中若干时间，使用时经解冻、后续加工等流程，最终制成成品的一种技术[1]。冷冻面团技术是由20世纪50年代在西班牙等欧洲国家兴起，主要用于制作面包，20世纪80年代进入成熟期，20世纪90年代开始进入中国。近年来，中国市场上的冷冻面团主要应用于冷冻蛋挞皮、中式糕点、月饼，其次是西式烘焙品。此外，冷冻面团也在包子、馒头等中式面制品中开始应用。如三全食品2017年推出包子冷冻面团。江苏尚香食品公司采用冷冻生坯包子技术，使用冷链物流车配送到旗下餐饮店。目前在食品市场，尤其是餐饮市场中，原材料涨价、人力成本提高、店面租金攀升等原因，促使冷冻面团快速发展[2]。国内外学者和企业研发人员就冷冻面团技术进行了广泛的研究，就影响冷冻面团品质的因素进行梳理和分析，总结现阶段的研究特征及存在问题，指出需要重点拓展的方向，以期为相关研究和工业化应用提供借鉴。

1 影响冷冻面团品质的因素

1.1 原辅料

影响冷冻面团品质的原辅料主要包括小麦粉、酵母、外源膳食纤维[3]等因素，以下着重介绍小麦粉和酵母对冷冻面团的影响。

1.1.1 小麦粉

面团冷冻处理过程和冻藏过程均会对面团面筋网络结构和淀粉产生影响[4]，小麦粉面筋蛋白和淀粉的品质反过来也影响冷冻面团品质[5]。有研究表明，小麦粉中直链淀粉含量的增加将导致冷冻面团延伸性变差、筋力增强[6]。王晓曦等人[7]认为小麦粉的筋力差异会对冷冻面团馒头品质产生显著影响，高筋粉所制冷冻面团综合品质较好，低筋粉最差。冻藏处理过程中面筋蛋白的弱化对面团品质产生显著影响[8]，因此要选择合适筋力的小麦粉十分重要，既可以减小冻藏对面筋的弱化程度，又能够得到适当筋力的面团。

1.1.2 酵母

酵母的失活和死亡是引起冷冻面团质量恶化的主要原因，而最初基本是通过增加酵母用量来改善冷冻面团发酵力，但有研究认为过多的酵母会产生酵母臭味，同时酵母在冷藏中产生的谷胱甘肽能够破坏面筋蛋白的二硫键，从而弱化面筋[9]。近年来，混合发酵和抗冻性酵母的研究越来越得到重视，利用酵母和酵子的混合发酵制作的冷冻面团馒头品质外观、口感和风味要比单纯使用酵母制作的馒头要好很多[10]。抗冻性酵母主要通过选育抗冻酵母菌株来改善。如王怡斯[11]选育的抗冻酵母在面团冷冻前后存活率和产气能力差异不大，而随着冻藏时间的增加，抗冻酵母的产气量和持气量呈下降趋势，这可能是由于冻藏过程中酵母胞内的自由水形成冰晶，冰晶的重结晶会损伤酵母细胞，从而降低酵母活力[12]。目前对于许多速冻食品企业来说，抗冻酵母的选育仍是冷冻面团工业化的关键影响因素，这就要求酵母生产企业研发出更为优良的抗冻酵母。

1.2 添加剂

冻藏处理会造成酵母和面团面筋结构的显著变化，从而极大地限制了冷冻面团的工业化应用，各种冷冻面团保护剂的研究在一定程度上能够改善面团品质。研究证明，乳化剂应用到冷冻面制品中，可降低水的表面张力，冻结时形成更小的冰晶体，以免破坏面筋结构，能使成品表面光洁，并有效保水保鲜，提升产品的体积和内部结构，改善口感[13]。常用的乳化剂主要有双乙酰酒石酸单（双）甘油酯、蔗糖酯、卵磷脂、甘油单酸酯、硬脂酰乳酸钠、硬脂酰乳酸钙等。如樊海涛等人[14]认为，添加0.50%单甘酯或0.15%DATEM后，面团实现玻璃化贮藏，改善了冷冻面团的微观结构。滕月斐等人[15]研究发现，添加0.30%的硬酯酰乳酸钠可显著提高冷冻面团面包感官品质。添加复合乳化剂SSL-CSL 0.2%，三单酯0.25%，单甘酯0.25%，蔗糖酯0.5%，可明显提高馒头的弹韧性，各项指标比较理想[16]。变性淀粉的添加可以降低冷冻面团淀粉的老化，改善贮藏稳定性[17]。王亚楠等人[18]在添加12.5%的醋酸酯马铃薯淀粉于冷冻面团中后，增大了面包比容，降低冻藏过程中面包比容的下降。王晓艳等人[19]研究认为，添加5%的羟丙基二淀粉磷酸酯能够有效减少冻藏对面筋网络结构的破坏，从而改善冷冻面团面包比容和组织结构。酶制剂因其催化效率高、专一，使用条件温和，可有效改善面制品品质。陈书明[20]认为谷氨酰胺转氨酶对面团的发酵特性和面包品质较对照组有明显改善作用。李珍妮[21]通过响应面法得到RCL和TG的最佳组合488.67 U/kg和98.12 U/kg（以面粉干基计算），制作的面包在比容和面包芯气孔结构均有显著改善，相比于谷氨酰胺转氨酶，木聚糖酶在缓解冷冻面团质构劣变上效果更为显著[22]。木聚糖酶的添加使得可冻结水（冰）含量降低，使更多的水保留在面筋网络中，添加木聚糖酶后，面团冰晶颗粒更加细小均匀，从而抑制低温面筋网络结构和酵母细胞的破坏作用[23]。酶制剂不同对面团的作用机理也不同，因此达到的效果也存在显著差异。近年来，冷冻面团酶制剂的相关研究很多，而关于酶制剂的作用机理有待深入的研究。亲水性胶体在冷冻面团中也得到广泛研究，如羟丙基甲基纤维素、藻酸丙二醇酯、阿拉伯胶、瓜尔胶等在改善冷冻面团品质上均有显著影响[24-25]。冷冻面团新型添加剂冰结构蛋白也能够保护冷冻面团的超微结构，降低酵母死亡率，改善冷冻面团的冻藏稳定性，提高产品品质[26]。

1.3 工艺条件

冷冻工艺主要包括冷冻、冻藏、解冻3个环节，加工过程中确定最优工艺可以降低低温对冷冻面团酵母和面筋网络结构的破坏。冷冻速率越快，形成冰晶颗粒越小，对酵母细胞和面筋结构的损害越小。有研究认为，冻结速率为19～41℃/h时酵母的存活率较高，面团的体积也较大。吕莹果等人认为，-32℃快速冷冻至-18℃，并在-18℃冻藏，较适合冷冻面团的生产。在解冻环节，Berglund P T等人认为最佳条件为38℃，90%～95%（相对湿度）解冻1 h，并在32℃，90%～95%（相对湿度） 醒发至一定高度。

2 结论和展望

近年来，冷冻面团技术在中国处于快速发展期，诸如广州奥昆、和泉食品、洲际食品等食品企业涉足冷冻面团领域，并得到快速发展扩张。由于冷冻面团技术进入中国市场较晚，还存在许多的问题需要解决。许多学者和企业研发人员就冷冻面团原料性质、冷冻工艺、冷冻保护剂等方面进行了深入广泛的研究，并取得一定的成果。今后应对添加剂对面团品质改良的机理深入研究，以此复配出天然、安全的保护剂，为冷冻面团产业化提供理论基础。关于冷冻面团的研究大多集中在实验室环境中，向工业化的转换也是今后努力的方向。冷冻面团冻藏过程中温度的浮动会造成冰晶的重结晶，这对酵母细胞和面筋网络结构均有不利的影响，因此对冷链的要求较普通速冻食品更高。