在制作冷凍面團及其制品時，急速冷凍處理會給面團中的酵母和蛋白帶來很大影響，合理使用冷凍面團改良劑可有效緩解和改善冷凍面團品質(zhì)劣變的問題。在工業(yè)生產(chǎn)中常用到的改良劑主要有親水膠體、乳化劑、酶制劑、氧化劑和抗凍保護劑等，通過不同的作用方式強化面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，抑制冰晶生長，從而改善冷凍面團的品質(zhì)，進一步提高冷凍面制品的產(chǎn)品質(zhì)量。

親水膠體

親水膠體通常是指能溶解或分散在水中的多糖分子，因其高親水基團含量，易與水結(jié)合形成粘稠的溶液或凝膠，作為增稠劑、凝膠劑、穩(wěn)定劑等添加到食品中，改善產(chǎn)品的品質(zhì)特性。親水膠體能夠抑制面團在冷凍貯藏中的水分遷移，避免冰晶大量形成，進而減弱冰晶對酵母細胞以及面筋網(wǎng)絡(luò)的破壞。此外，親水基團還可以與面團中的蛋白質(zhì)、淀粉等分子發(fā)生相互作用，形成高分子復(fù)合體，使最終產(chǎn)品在加熱階段，形成更加穩(wěn)定的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

研究發(fā)現(xiàn)，瓜爾豆膠具有很好的水分滯留作用，能夠防止面團的脫水收縮；羥丙基甲基纖維素（HPMC）的添加能夠增加面團的吸水率，降低面團的可凍結(jié)水含量，不僅可以吸收水分還能抑制水分流失，從而增加面包體積，降低其硬度和咀嚼性。此外，一些親水膠體，如卡拉膠、阿拉伯膠、刺槐豆膠等，都能不同程度上改善冷凍面團的特性，并獲得品質(zhì)更好的面制品。

乳化劑

乳化劑也叫表面活性劑，在我國被允許添加的有以下 4 類：鹽類、磷脂及其衍生物、多元醇脂肪酸類和其他。這些乳化劑的作用方式可分為3類，一是通過與水的相互作用延緩回生；二是阻止面筋和淀粉之間的水分遷移，從而減少淀粉的吸水；三是面團中的蛋白質(zhì)與添加的脂質(zhì)相互作用以降低氣泡中的表面張力，增加面團強度。乳化劑因其兩親特性，促進了脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和淀粉之間的相互作用，這有助于減少面團水分遷移，從而保護面筋結(jié)構(gòu)和酵母細胞。

雙乙酰酒石酸單雙甘油酯（diacetyl tartaric acid ester of monoglycerides，DATEM）的親油基團既能與冷凍面團中暴露出來的疏水基團結(jié)合，又能與面團的谷氨酰胺形成氫鍵，從而來減少對面筋的破壞、提高面團持氣性和抗塌陷性，進而降低面包硬度、提升面包比容和彈性。

海藻酸丙二醇中含有大量的羥基和少量羧基，易促進面粉中的蛋白質(zhì)形成更穩(wěn)定的面筋結(jié)構(gòu)，能有效改善冷凍面團的持氣性及流變特性，從而減弱冷藏過程中對面包比容的影響。

甘露糖基赤蘚糖醇脂質(zhì)-A（mannosylerythritol lipids-A，MEL-A）的脂肪酸鏈或乙酰基能與暴露的蛋白質(zhì)疏水基團之間產(chǎn)生疏水相互作用，并與嵌入淀粉螺旋結(jié)構(gòu)中的疏水腔形成配合物，減少面團中面筋網(wǎng)絡(luò)與淀粉顆粒的分離，進而對面團網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生積極的保護作用。

研究發(fā)現(xiàn)，在面團中添加質(zhì)量分數(shù)2.0%的MEL-A 能提升結(jié)合水的比例，使面團的可凍水含量最小化，表明MEL-A 能增強冷凍面團的持水能力，進而改善產(chǎn)品的比容積、質(zhì)地特性和氣體保留能力。

酶制劑

食品工業(yè)中常用到的酶制劑有谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶（TG）、葡萄糖氧化酶（GOD）、脂肪酶、環(huán)糊精糖基轉(zhuǎn)移酶以及淀粉酶等。谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶作為一種催化?；磻?yīng)的酶，是以蛋白質(zhì)中谷氨酰胺殘基的 γ-酰胺基為供體，賴氨酸殘基的 ε-氨基為受體，在分子間或分子內(nèi)形成ε-(γ-谷氨基)lys 共價鍵使蛋白質(zhì)分子間發(fā)生交聯(lián)，以穩(wěn)定面筋結(jié)構(gòu)，增強面筋蛋白的筋力。

研究發(fā)現(xiàn)，谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶和脂肪酶均可以有效提高面團的發(fā)酵能力以及凍藏過程中的持水性，得到比容更高且硬度更低的面包產(chǎn)品。此外，當兩者同時使用時，整體的感官評價要高于單一使用的酶制劑。谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶和中華根霉脂肪酶兩者同時使用時具有很好的協(xié)同作用，可以抑制冷凍過程中 GMP 的解聚，對于在-18 ℃ 條件下保存 35 d 的面團也可以發(fā)揮很好的增效作用。

葡萄糖氧化酶（GOD）在冷凍面團中起到氧化作用，面團混揉過程中，在氧氣的參與下，葡萄糖氧化酶被氧化成葡萄糖酸和過氧化氫，過氧化氫作為一種強氧化劑可以將體系中的巰基（-SH）氧化成二硫鍵（-S-S-），從而增強面筋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。所以，當冷凍面團中加入葡萄糖氧化酶后，可以改善冷凍面團的面筋結(jié)構(gòu)，對面包的品質(zhì)和感官特性都有顯著的改善效果。

此外，葡萄糖氧化酶還能在一定程度上增加冷凍面團的彈性以及面包的體積、質(zhì)地和面包屑的柔軟性，同時也降低面包的硬度和咀嚼性，說明葡萄糖氧化酶能有效提高冷凍面團的彈性，提高其產(chǎn)品的品質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，當酶制劑和親水膠體同時加入到冷凍面團中，可以得到觀察到更連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及更好的儲存效果。

氧化劑

氧化劑的作用機制是將面筋蛋白中的巰基氧化成二硫鍵，使蛋白分子通過二硫鍵互相連接，形成大分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。二硫鍵越多，形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越大、越牢固，面筋的筋力越強，彈性和韌性都會增加，持氣性也越好，能夠有效保持面包的體積。

常用氧化劑包括：溴酸鉀、碘酸鉀、抗壞血酸、偶氮甲酰胺（azodicarbonamide, ADA）及過氧化鈣等。然而，溴酸鉀本身具有劇毒且有致癌風險；碘酸鉀作為添加劑可能導(dǎo)致碘攝入過量，引發(fā)甲亢等不良反應(yīng)；而 ADA 不溶于水，過氧化鈣的水溶解度也有限。因此，綜合考慮使用效果和安全性，目前應(yīng)用最廣泛的氧化劑為抗壞血酸。

在有氧條件下，抗壞血酸的代謝產(chǎn)物脫氫抗壞血酸可與面團中的游離巰基反應(yīng)，將其氧化為二硫鍵，從而增強面筋蛋白穩(wěn)定性并改善面筋網(wǎng)絡(luò)。抗壞血酸不僅能促進面筋蛋白交聯(lián)、維持持水能力以降低冷凍過程中面團水分流動性，還可顯著提升面團的抗拉伸應(yīng)力并縮短拉伸時間。

研究發(fā)現(xiàn)，添加 0.01%抗壞血酸可增大面包比體積，但對硬度無改善作用；當添加量超過 0.02%時，能明顯延緩老化進程。此外，冷凍面團的黏聚性和彈性會隨抗壞血酸添加量增加而提高，但過量添加（超過閾值）反而會導(dǎo)致彈性下降、硬度增加。

抗凍蛋白

抗凍蛋白（AFPs）又被稱為冰結(jié)構(gòu)蛋白，是一種保護生物免受凍傷的蛋白質(zhì)，目前根據(jù)來源不同，可以將 AFPs 分為魚類，昆蟲類，細菌類和植物類。AFPs對生物在寒冷環(huán)境中生存具有很好的保護作用，它的保護功能源于其獨特的性質(zhì)，其中最重要的是其熱滯活性和抑制冰晶的能力。

熱滯活性是 AFPs 重要的特性之一，它是溶液熔點和冰點之間的差值。AFPs 以非依數(shù)性的形式降低了溶液的凝固點，從而使溶液冰點低于熔點，冰晶必須在更低的溫度環(huán)境下才能生長，其差值越大則抗凍活性越大。目前在很多物種中都發(fā)現(xiàn)了具有熱滯活性的 AFPs，其中，魚類和昆蟲類是含量最高的，最 先發(fā)現(xiàn)的極地地區(qū)的海洋硬骨魚其體液在遇到結(jié)冰的海水時可以避免凍結(jié)，從而可以在寒冷的季節(jié)里生存。但是，相對于魚類 AFPs 的中度熱滯活性，昆蟲類尤其是黃粉蟲的淋巴提取物中擁有更高的熱滯活性。最高能夠降低溶液冰點10 ℃左右。

抑制重結(jié)晶是 AFPs 另一個重要特性，小的冰晶自由能高，其熱力學穩(wěn)定性更低，所以隨著外界溫度的變化，冰晶之間會重新分配形成更大的冰晶，即發(fā)生重結(jié)晶。結(jié)晶的形成不僅會對細胞膜造成機械傷害，還會對周圍的組織造成結(jié)構(gòu)損傷。AFPs 的添加可以吸附在冰晶表面，起到抑制冰晶繼續(xù)生長的作用，被 AFPs 覆蓋的冰晶表面停止生長，而未被 AFPs 覆蓋的表面則繼續(xù)向上生長形成一個弧形，當冰晶的表面積與體積之比超過冰晶自發(fā)的熱力學值時，則冰晶生長完全終止。效果要高于其他類抗凍蛋白從而使其在冷凍面制品工業(yè)被廣泛應(yīng)用。

燕麥抗凍蛋白是一種最常見的植物蛋白，研究發(fā)現(xiàn)，燕麥抗凍蛋白它可以有效改善酵母活性，降低面筋基質(zhì)被破壞程度，從而增加冷凍面團的產(chǎn)氣性能，得到比容更好且質(zhì)地更細膩的面包產(chǎn)品。此外，在胡蘿卜中提取到的抗凍蛋白也具有相同的作用，它可以通過降低酵母的死亡率提高其發(fā)酵能力，并可以縮短醒發(fā)時間，提高面包的比容和質(zhì)構(gòu)特性。

參考資料：

[1]張娜,武娜,楊楊,等.影響冷凍面團因素及其品質(zhì)改良研究進展[J].現(xiàn)代食品科技,2022,38(10):320-328.

[2]趙亞歆,樊銘聰,錢海峰,等.冷凍面團品質(zhì)改良劑研究進展[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2024,50(23):393-400.

作者簡介：

小泥沙，食品科技工作者，食品科學碩士，現(xiàn)就職于國內(nèi)某大型藥物研發(fā)公司，從事營養(yǎng)食品的開發(fā)與研究。