冷冻拉面面团品质变化及其改良方法研究进展

王朝敏, 谢 强, 罗 丹, 薛文通

(中国农业大学食品科学与营养工程学院,北京 100083)

拉面,又叫甩面、扯面、抻面,是指手工将面团反复抻拉而制成的面条,通过控制拉伸次数和拉伸长度,可制成龙须面、毛细、二细、大宽、拉条等不同粗细的拉面,口感筋道柔韧,广受大众喜爱,各地的特色拉面有福山拉面、兰州牛肉面和新疆拉条子等。拉面制作高效且标准化程度很高,可媲美西式快餐,有利于品牌连锁化发展。随着社会生活节奏的加快,拉面作为一种中式快餐在更多的大中城市有着广阔的市场前景。大多数的连锁拉面企业运营方式是先在中央厨房制作好拉面面团,经冷链车统一配送至门店再进行下一步加工制作[1]。采取这种方式能够避免配方泄露。保证门店拉面品质稳定一致。减小门店规模,降低资金投入以及提高拉面出品效率[2]。

为减少拉面面团在配送至门店过程中的品质劣变,面团在中央厨房制作完成后进行冷冻,再由冷链车配送。在全程低温的环境下,微生物生命活动减慢,酶促反应速率降低,面团品质能够得到一定程度的保持[3]。然而,冷冻本身也会影响面团的品质。送至门店的冷冻面团在加工制作拉面前首先要进行解冻处理,鲜面团经冻结—解冻的过程后,其品质会发生一定程度的下降,导致制作出的拉面出现不够筋道、吸水率差等问题。因此,对冷冻拉面面团在冻融过程中的品质变化和改良方法进行了综述,以期为冷冻面团品质劣变机理研究及其改良方法的探索开发提供理论参考和研究方向。

1 拉面面团在冻融过程中的理化结构与加工特性变化

拉面面团较其他面制品面团如面包、馒头和普通面条的面团更关注其筋道、柔韧等口感品质,要求其具有更好的弹性与拉伸性能。然而拉面面团在冷冻、运输、储藏及后续解冻加工的过程中,均会发生不同程度的品质劣变。其根本原因是冷冻处理的低温条件和温度波动引起的冰晶生长、水分迁移和重结晶等,导致了面团成分的理化结构主要是面筋蛋白和淀粉的结构发生改变,功能受到影响,进而体现为加工特性包括评价拉面品质的典型指标如弹性与拉伸性能的差异与弱化[4]。

1.1 理化结构变化

面团的化学成分主要包括水分、面筋蛋白和淀粉。面筋蛋白是面团的骨架结构,可与淀粉相互作用,淀粉颗粒通过吸水膨胀支撑和强化面筋网络结构。在面团冷冻过程中,冰晶的非均匀生长与重结晶引起了面筋蛋白二硫键的断裂,淀粉颗粒也受损发生分离,面筋蛋白分子结构发生改变,网络结构被破坏;水分发生迁移并重新分布,可冻结水含量增加[5]。

1.1.1 水分变化

面团中的大部分自由水是可冷冻的,冷冻产生的冰晶会对面团品质产生负面影响。面团本质上是一种基于水的异质混合物,与纯水相比具有较低的冰点,即面团中水分的结冰动力学性质不同于纯水的结晶特性。冷冻面团中的冰晶成核方式主要是异质成核(由外来粒子的存在催化形成冰晶),该过程涉及纯水在初始冷却阶段温度降至冰点以发生相变以及水分子在成核粒子上以结晶排列的形式聚集,表明初始冷冻速率对面团中晶核形成性质产生影响。例如,在较高的初始冷冻速率下,冰晶成核作用增强,形成的冰晶较小,但晶核数增加,即缓慢冷冻和快速冷冻分别导致大冰晶和小冰晶的形成[6]。

冷冻过程中冰晶的生长同样影响面团品质。面团冰晶的生长通常在接近冰点以下的温度发生,并受到质量和热传递的控制[7]。当面团中发生冰结晶时,水分子扩散到冰晶表面并结合到生长的固相中,冰晶就实现了生长。同时,溶质分子不断地从纯冰晶占据的区域排出,并从冰面扩散开。因此,形成冰晶的数量和大小是冰成核和生长速度的结果;冰晶大小与形成的核数成反比。因此,控制冰的成核和生长是缓解冷冻面团的质量缺陷的关键。

随着冻藏时间的延长,面团中部分强结合水转化为弱结合水和自由水。面团经冻藏后,内部出现了不规则不均匀的冰晶孔洞[8]。冻藏时间25 d的冷冻生坯馒头面团低场核磁共振弛豫曲线中T2的横向弛豫时间右移,水流动性增强,可冻结水含量上升[9]。冻藏过程中,冷冻生坯面团所含总水分中深层结合水及半结合水不断损失;生坯和蒸熟的豆沙包在二次冻融后结合水均呈直线下降,自由水均迅速上升。水分迁移对其蒸煮损失率及水分活度产生了一定的影响[10]。冷冻熟面在-18 ℃冷藏,在12周冻藏期内,冷冻熟面中可冻结水含量升高10.63%;深层结合水比例A21下降,弱结合水和自由水比例A22升高[11]。冷冻玉米面条冻藏90 d过程中面条中的结合水含量不断减少,半结合水与自由水含量不断增加[12]。冷冻面团反复冻融4次以上循环后,游离水的比例相对于未经冻融处理的面团显著增加[13]。冷冻紫薯全粉面条随着冻藏时间的增加,T21峰面积减小,T22峰面积增大,即随冻藏时间的增加水分流动性增强,结合水逐渐转化为自由水[14]。随着冻藏时间增加,可冻结水含量(FW)、强结合水含量(A21)和自由水含量(A23)增加,弱结合水(T22)和自由水(T23)的弛豫时间均左移[15]。

可知在冷冻过程中,面团中的水分发生迁移并重新分布,与蛋白、淀粉结合的结合水逐渐失去,产生几乎不可逆的脱水,自由水和可冻结水含量增加。

1.1.2 蛋白质变化

面团中的麦醇溶蛋白决定面筋的延伸性,麦谷蛋白决定面筋的弹性和抗延伸性。面筋蛋白在面团中形成网络结构,网络结构越致密,面团的黏性与弹力就越强。该网络主要通过二硫键和一些非共价相互作用(氢键、离子键和疏水相互作用)来维系。冷冻处理面团会对面筋结构产生影响,进而改变冷冻面团的黏弹性及流变特性[16]。

面筋蛋白在面团冻结过程中,二硫键相对稳定的g-g-g构型向不稳定的t-g-t构型转化,g-g-g构型质量分数下降了4.33%。在面团水质量分数为45%时,代表氨基酸侧链微环境稳定性的I740/1040比值达到最大值0.13,并在冻结过程中持续下降。随着温度的下降,较有序的α-螺旋相对百分含量下降了3.63%,逐渐向无规卷曲等较无序的结构转化[17]。-18℃恒温冻藏过程中,随着冻藏时间的增加,面筋蛋白高聚物发生了解聚现象,造成了面筋蛋白分子间二硫键的断裂,使其网络结构疏松,在冻藏120 d后出现分布不均一的直径超过100 μm的孔洞;且面筋蛋白与麦谷蛋白的裂解温度均随冻藏时间增加而下降,热稳定性降低[18]。随冻藏时间延长面团中游离巯基含量上升,谷蛋白大聚体含量下降,蛋白质的二级结构由α-螺旋、β-转角结构向β-折叠结构转变[19]。冻融循环破坏了面筋蛋白网络结构。冻融淀粉颗粒与面筋蛋白产生竞争性吸水,弱化了淀粉-面筋蛋白复合体的界面稳定性,使得形成的面筋网络结构不完整,面筋网络结构的受损程度随冻融次数增加而增大,其连续性减弱,但弹性和黏性上升[20]。冻融处理导致冷冻面团蛋白的二级结构发生变化。冻融循环2次后,α-螺旋的相对百分含量增加,而β-转角和无规卷曲的相对百分含量降低[13]。

面团冷冻过程中,冰晶的非均匀生长与重结晶导致面筋蛋白二硫键的断裂;蛋白质分子失去过多的结合水,分子受压凝集,其二级结构由α-螺旋、β-转角结构向β-折叠结构转变,有序程度下降;面筋蛋白分子结构发生改变,网络结构被破坏,稳定性降低,这也是冷冻面团品质劣变的最主要原因。然而,当采用冻融循环的方式处理面团时α-螺旋含量增加,该结构可增强蛋白的机械强度,这可能是面团硬度上升的原因。

1.1.3 淀粉变化

在面团中面筋蛋白与淀粉相互作用,淀粉颗粒通过吸水膨胀支撑和强化面筋网络结构。在面团冷冻过程中,水分结冰导致体积膨胀并产生冷冻压力,使得淀粉颗粒压缩产生变形和破坏[16]。

面团冷冻温度较高时冰晶形成速率慢,易发生重结晶形成较大冰晶,对淀粉颗粒产生表面结构及部分有序结构的机械损伤,使其结晶度下降,糊化焓降低。冷冻温度较低时,形成冰晶较小,仅对淀粉颗粒表面结构产生破坏,而对淀粉颗粒内部有序结构无显著损伤;且低温会诱导淀粉链重排,导致有序结构增加,回生趋势增大[21]。冻融循环会破坏淀粉颗粒,随着冻融次数的增加,破损淀粉质量分数由22.5%增至24.1%,淀粉分子排列从有序转变为无序状态。冷冻储藏处理破坏了淀粉颗粒结构,但增加了包括层状结构、晶体结构、短程有序分子结构和螺旋结构的半结晶片层体系的粒径和有序度,这些多尺度的结构变化随储存时间的增加而更加明显。由于冷冻储存期间淀粉分子链的重排和有序堆积,冷冻淀粉热稳定性提高,黏度参数降低[20, 22]。冻融过程中冰晶的熔融及重结晶导致了小麦淀粉颗粒出现凹陷、孔洞和聚集、半结晶片层厚度及排列规整性下降、相对结晶度降低、短程无序化增加、双螺旋结构解旋,随冻融循环次数的增加破坏更为显著。淀粉颗粒产生的孔洞与结构疏松有利于水分子向其内部渗透并结合,因此淀粉的膨胀度、溶解度、峰值黏度、回生值和最终黏度提高,淀粉凝胶网络结构减弱[23, 24]。从冷冻储藏0、4、8周面团中分离全麦淀粉及其A型和B型颗粒,A型颗粒的轮廓大致保持不变,而B型颗粒在储存8周后边缘不规则、相对结晶度增加、黏度降低,表明B型颗粒对冷冻更敏感。全麦淀粉在冷冻过程中基本保持不变。B型颗粒在冷冻储藏下显著变质,但对全麦淀粉影响较小[25]。液氮深度冷冻导致大米淀粉颗粒大小、膨胀力和酸水解特性发生变化,淀粉颗粒硬度减小,含大量水分的淀粉颗粒之间产生融合,糊化特性和糊化焓降低[26]。

冻结及冷冻储藏的低温环境诱导淀粉链的重排;淀粉颗粒结构受损并发生分离,结晶度下降,凝胶网络结构减弱,进一步弱化了面筋网络强度,导致面团品质的下降。冷冻对淀粉B型颗粒的影响更大,被破坏程度更高,而对A型颗粒的影响较小。

1.2 加工特性变化

冷冻面团理化结构的改变导致其加工特性的变化。面筋蛋白网络结构的破坏和分子结构的改变导致了面团质构和流变特性的下降,面团强度下降,加工性能变差。

非发酵面团随冻藏时间延长面团硬度不断增加,弹性、内聚性、黏附性和咀嚼性降低。冻藏30 d时其弹性、内聚性大幅下降;面团的弹性模量、黏性模量、最大蠕变柔量、瞬时蠕变柔量与迟滞蠕变柔量均不断降低,零切变黏度增加,面团结构稳定性变差,受外力后的回复能力下降[19]。冷冻面团经4次冻融循环后蒸煮损失率和吸水率增加;经5次冻融循环后硬度、黏附性和咀嚼性提高,而弹性降低。除此之外,面团的弹性模量和黏性模量降低[13]。非发酵面团制品主要是面条。-18 ℃下冻藏Biangbiang面条的面团,面团的黏弹性随冻藏时间延长而逐渐下降;面团冻藏30 d后制作的Biangbiang面条吸水率降低、蒸煮损失率增加,硬度增大[27]。发酵面团制品相关研究主要是馒头、包子类。随着冻藏时间增加,冷冻馒头面团制作的馒头比容减小,60 d后馒头比容减至1.16 mL/g;随着冻融循环次数增加,馒头比容逐渐减小,10次后降至0.9 mL/g。淀粉-面筋蛋白复合体界面稳定性的降低也弱化了馒头的持气能力,使其收缩塌陷,品质劣变严重[24]。冻藏25 d后的冷冻生坯馒头比容下降、硬度上升、亮度下降;馒头内部出现大孔隙且分布不均匀;面团发酵能力下降[9]。冻藏5周后的冷冻面团馒头的硬度、咀嚼性、胶着性分别增大了74.6%、75.7%、75.6%[28]。经3次冻融循环的预醒发豆沙包蒸熟后蒸煮损失率上升,质构、色差、比容均受到影响,品质下降[10]。

经冷冻处理后的面团,蛋白、淀粉产生几乎不可逆的脱水,失去了对于水的亲和力,这导致了其制作的面条吸水率下降;面筋网络结构松散使得淀粉颗粒更易逸出,导致蒸煮损失率上升;面条蒸煮特性变差。过多的失水也会导致冷冻面团制作的面制品硬度增大,口感及质构性质变差。另外,对于发酵面团如馒头等,淀粉-面筋蛋白复合体界面稳定性的降低还弱化了其持气能力,使其易收缩塌陷,比容减小。

2 冷冻拉面面团品质改良方法

为了解决冷冻面团解冻后制作的拉面品质下降的问题,通常从冻结方式、解冻方式和添加物质三方面采取措施。

2.1 冻结方式

常用的冻结方式主要包括静止空气冻结(如低温冰箱)、风冷冻结(如隧道式和螺旋带式冻结设备)和直接冻结(如液氮冻结)。在冷冻温度较高时,冰晶形成速率慢且易重结晶形成大冰晶;冷冻温度较低时,冰晶形成速率快且体积较小[21]。在3种冷冻温度(-38 ℃速冻再-18 ℃储藏、-38 ℃下速冻加储藏、-18 ℃下速冻加储藏)下处理面团制作馒头,温度1(-38 ℃速冻再-18 ℃)、温度2(-38 ℃下速冻加储藏)条件下制作的馒头硬度小、弹性大、感官评分好,均比温度3下(-18 ℃下速冻加储藏)制作的馒头品质高,表明冷冻温度越低,冷冻面团制作的馒头品质越好[29]。在不同冻藏温度(-20、-40、-60、-80 ℃)下以不同冷冻速率将面团中心温度降至-20 ℃,同样得到冷冻速率越小,制作的馒头比容越小,品质越差[24]。-40 ℃下冻结时冷冻面团比-30 ℃和-20 ℃时的最大蠕变柔量更高、零剪切黏度更低。随冷冻速度降低、储存时间延长,α-螺旋比例降低,β-折叠和无规卷曲的比例增加[30]。

杨勇[31]研究报道,3种冻结方式(低温冰箱、螺旋隧道和液氮喷淋)的冷冻速率为低温冰箱<螺旋隧道<液氮喷淋。随着冷冻速率降低,非发酵面团面团的冻结失水率增大,结合水与半结合水含量减少;面团硬度变大,黏弹性变差;形成冰晶变大,对面筋网络结构的破坏加剧。经液氮喷淋处理的面团品质与新鲜面团更接近,低温冰箱处理的面团品质最差。采用同样的方法处理凉皮,液氮喷淋的凉皮淀粉凝胶结构更连续,质构特性尤其是硬度更接近新鲜凉皮,其次是螺旋隧道和低温冰箱[32]。此外,多种辅助冷冻技术也有相关研究。静电场辅助冷冻能够提高面筋蛋白的黏弹性、变性温度和变性焓,通过施加低电压(300、600 V)静电场辅助冷冻,面筋蛋白的二级结构单元分布更均匀,α-螺旋含量增加,二硫键构型中g-g-g构型含量增加,面筋蛋白网络结构孔隙更小且分布均匀[33]。超声波的空化效应、机械效应和均质作用等可诱导冰晶晶核形成、加快传质传热,从而提高面团的冻结速率[34]。超声辅助冷冻处理的预调理红糖馒头面团冻结速率显著提高;水分流动性下降,结合水比例上升;在功率为60 W/L时,全过程超声辅助冷冻和最大冰晶生成阶段超声辅助冷冻处理的非冻结水分别提高了1.96%和3.06%,面团持水力增强。面团在此过程中弹性模量和黏性模量增加,硬度和咀嚼性降低,黏性加强,质构品质得到改善,超声功率为50 W/L时效果最佳。相变阶段超声辅助冷冻处理的面筋蛋白游离巯基含量下降幅度大于全过程超声辅助冷冻处理;与传统浸渍冷冻相比,超声辅助冷冻处理降低了麦谷蛋白和麦醇溶蛋白的巯基含量和表面疏水性,其α-螺旋相对百分含量分别提高了20.59%和6.89%,蛋白无规卷曲的二级结构先下降后上升,蛋白二级结构趋向有序[34, 35]。

这些不同的冻结方式作用在冷冻面团上体现为冻结速率的差异,一般冻结速率越大,即通过-1～ -5 ℃温度区域(最大冰晶生成区)的时间越短,水分迁移受到抑制,形成的冰晶就越细小均匀且致密呈针状,对面筋蛋白网络结构的破坏越小,面团品质得到保持。采用静电场或超声波辅助冷冻通过改善水分迁移和蛋白结构实现对冷冻面团品质的改良。

2.2 解冻方式

常用的解冻方式主要包括空气解冻/自然解冻(如恒温恒湿解冻、冷藏解冻)和电解冻(如微波解冻)等。

采用4 ℃冷藏解冻、超声辅助解冻、恒温恒湿解冻、气浴振荡解冻和微波解冻5种不同解冻方式处理冷冻豆沙包面团,在4 ℃冷藏解冻的生坯面团强结合水的变化最小;微波解冻的面团具有最高的黏弹值;气浴振荡解冻的面团可冻结水含量最高。蒸制加热后,超声辅助解冻强结合水含量最少;4 ℃冷藏解冻硬度最低、咀嚼性最优;恒温恒湿解冻呈现最稳定的色泽和蒸煮品质。4 ℃冷藏解冻能减少冷冻面团水分的流失,较好保持蒸制后的综合品质;恒温恒湿解冻能降低产品的蒸煮损失,且与4 ℃冷藏解冻相比缩短了解冻时间,提高了解冻效率[10]。采用4 ℃过夜缓慢解冻12 h、温度25 ℃,相对湿度80%条件下解冻60 min、温度38 ℃,相对湿度80%条件下解冻60 min和230 W微波条件下解冻6 min 4种不同解冻方式处理冷冻面团,4 ℃缓慢解冻面团制得的馒头或面包比容最大,硬度最小;微波解冻制得的比容最小,硬度最大。缓慢解冻的面团膨胀体积更好且面团中水分流失更少[36]。采用4 ℃冷藏解冻、25 ℃室温解冻和微波解冻3种不同解冻方式处理非发酵面团,微波解冻面团游离巯基含量最高;4 ℃冷藏解冻与25 ℃室温解冻面团蛋白二级结构中β-转角降低,无规卷曲增加;微波解冻面团α-螺旋、β-转角结构降低,β-折叠结构增加,面团蛋白有序结构含量降低。微波解冻面团硬度最大,弹性、内聚性最小,质构性质较差。可知4 ℃冷藏解冻和25 ℃室温解冻对面团蛋白结构及面团特性的影响较小且无显著差异。但25 ℃室温解冻耗时短、效率高,更适用于实际生产[37]。

不同的解冻方式解冻速率不同,与冻结时相反,解冻速率越小,冰晶融化后产生的水分能够充分被蛋白重新吸附,减少水分的损失,有利于面团品质的回复。较为温和的解冻方式也能一定程度保持蛋白的二级结构不受破坏,尽可能减小对面筋蛋白网络结构的影响。但过慢的解冻速率耗时较长,效率较低,且在解冻过程中微生物活动、酶促反应与氧化作用也逐渐恢复,不利于冷冻面团品质的保持。

2.3 添加物质

应用于冷冻面团品质改良的添加物质种类丰富,主要包括大分子多糖、乳化剂、抗冻蛋白及其他蛋白衍生类物质等。

在冷冻面团中随着玉米微孔淀粉添加量增加,面团的色度、硬度、胶着性增加,储能模量和损耗模量上升;质量分数为3%时,冷冻面团的失水率最低、弹性最大、损耗角正切达到最大[38]。秋葵多糖可增大冷冻面团黏弹性,减缓黏弹性减小程度;降低可冻结水含量;增大面团持气率和馒头比容,延缓冷冻面团馒头硬度和弹性的劣变,其质量分数在0.5%～1.5%时改良效果较好[39]。长链菊粉能减小冷冻熟面硬度和拉断力的降低程度,抑制可冻结水含量的增加和结合水的迁移,降低巯基含量和淀粉结晶度,面筋网络结构连续性好,复煮后仍保持较好口感。储藏4周后,添加质量分数2.5%长链菊粉的α-螺旋和β-折叠变化较添加质量分数5.0%短链菊粉和空白均更小[40, 41]。添加质量分数0.5%可得然胶后,其通过疏水相互作用和空间位阻延缓面筋蛋白聚集,经10次冻融循环后冷冻熟面的最大拉伸强度、最大断裂距离、咀嚼度增强到最大值;表面黏度、内部黏度下降到最小值;其硬度和坚实度在添加质量分数0.9%的可得然胶时达到最大值[42, 43]。添加果胶增加了冷冻面团的拉伸阻力、拉伸比例和拉伸曲线面积;提高储能模量和损耗模量,降低损耗角正切。果胶酯化度越低,改变幅度越大[29]。添加质量分数为0.1%～0.7%的羧甲基纤维素钠时,冷冻面团的弹性模量和黏性模量、馒头的比容和弹性均增加;可冻结水含量与馒头硬度降低。添加复配比例为0.7∶0.3的羧甲基纤维素钠和羟丙基甲基纤维素钠的改良效果优于单独添加[44]。以质量分数0.04%羧甲基纤维素钠、0.04%瓜尔胶和0.04%单双甘油脂肪酸酯等比复配改良冷藏发酵糙米面包,面团和面包硬度降低,弹性提高,面团结合水含量增加[45]。羧甲基壳聚糖能够限制冷冻面团中的水分迁移,稳定蛋白质的二硫键和二级结构;羧甲基取代度越高,低温保护效果越好[46]。添加质量分数2.5%魔芋葡甘聚糖时冷冻面团结合水能力最高,水分迁移减缓。它增加了冷冻面筋蛋白中麦醇溶蛋白的α-螺旋,减少了麦谷蛋白的α-螺旋;面筋蛋白和麦醇溶蛋白的β-转角随其添加量增加而下降,面筋蛋白的变性温度和变性焓降低,面团中孔隙减少[47, 48]。

添加海藻酸丙二醇酯(PGA)的冷冻面团保水性、发酵特性及流变特性均较好。PGA能减小冷冻面团烘焙面包比容下降和硬度上升;延缓面团冻藏期间β-折叠含量上升和β-转角含量下降;减少冷冻面团的孔洞数目,面筋网络结构的完整性和连续性提高[49]。随硬脂酰乳酸钠添加量的增加,冻融循环发酵面团拉伸性能和弹性模量先升高后降低,损耗角正切和可冻结水质量分数先降低后升高,其最优质量分数为0.2%,能够使可冻结水质量分数降低8.16%[50]。

添加质量分数0.5%的龙柏叶抗冻蛋白可有效降低冷冻温度较高时冰晶对淀粉有序结构的损伤,延缓冷冻温度较低时淀粉的回生趋势[21]。胡萝卜抗冻蛋白可降低冷冻面团的游离水含量及可冻结水含量,抑制重结晶;减缓面团弹性模量和黏滞模量的下降速度,增加面筋蛋白的交联度,提高馒头的咀嚼性和弹性,降低馒头的硬度和黏聚性,改善馒头品质[51]。大麦抗冻蛋白影响冻结过程中冰的形成及其形状,抑制冻融过程中冰的再结晶;保持面筋网络保气能力;降低冷冻面团储能模量和损耗模量的下降速度[52]。麦麸抗冻多糖能抑制冰晶重结晶,使冷冻馒头面团中的冰晶由立方变为层状,保持了酵母活力和面团结构;阻止了麦谷蛋白大分子聚合物的解聚,减少了面筋网络结构的扭曲[53]。

添加甘薯蛋白水解物减缓了冷冻面团自由水含量的增加,抑制冰晶生成与水分迁移,延缓面团tanδ降低和冷冻面团烘焙面包比容的减小及硬度的增加。其中分子质量为1 000、2 000、3 000 u的甘薯蛋白水解物对面团品质的改善效果更为显著[54]。随着γ-聚谷氨酸添加量增大面团孔洞变小且均匀,面筋网络连续性较好;添加质量分数0.7%的γ-聚谷氨酸减少了馒头中弱结合水向自由水的转化;馒头硬度和孔隙率均降低[55]。随着添加谷朊粉∶淀粉比值的减小,重组面团的氢键强度不断增大。谷朊粉∶淀粉为4∶1时,冻藏20 d的重组面团的弹性模量比对照组高49.95%,延缓了冷冻面团在冻藏过程中的品质劣变[56]。

除此之外,NaHCO3也有应用于面筋蛋白网络强化的尝试。NaHCO3能够增强面团中水的结合能力,降低可冻结水含量和水的流动性,其添加质量分数为0.4%的面团经4次冻融循环后制得馒头硬度显著降低。添加NaHCO3的面团经冻融循环后,SDS可萃取蛋白比例和游离巯基含量降低。NaHCO3的添加增强了碱/蛋白质-蛋白质相互作用,提高了面筋蛋白网络面积和总网络长度,使得形成的面筋蛋白网络结构更为致密[9]。

这些添加物质的作用机制主要有:通过其自身大量的亲水基团提高面团的持水能力,减少可冻结水含量;其大分子结构参与维持面筋蛋白网络强度;乳化剂中所含大量的亲水基和亲油基连接面筋蛋白中的小分子,降低与水作用时形成的表面张力[4];以及吸附在冰晶表面抑制其生长等。

3 总结与展望

冷冻拉面面团发生品质劣变的根本原因是冷冻处理的低温条件和温度波动引起的冰晶生长、水分迁移和重结晶等,导致了面筋蛋白二硫键断裂和二级结构的有序程度下降,网络结构被破坏;淀粉颗粒结构受损分离和凝胶网络结构减弱,进一步降低面筋网络强度,进而体现为加工特性的差异与弱化,包括评价拉面品质的典型指标如弹性与拉伸性能等。通常从冻结方式、解冻方式和添加物质3个方面采取措施对劣变的冷冻拉面面团进行改良。不同的冻结方式和解冻方式作用在冷冻面团上体现为冻结和解冻速率的差异。一般冻结速率越大,解冻速率越小,面团品质保持越好。不同添加物质通过增加持水、维持面筋网络或抑制冰晶生长等多种机理改良冷冻拉面面团品质。

目前,冷冻面团相关研究多以发酵面制品如馒头、面包等为主,更为关注面团的发酵相关性能,针对非发酵面制品,尤其是拉面等面条的蒸煮特性、拉伸特性的研究相对较少。此外,添加改良物质与冷冻面团的互作机制还有待于进一步研究。