作者：岳悦，张世凯，王敏，吴伟
关键词：冷冻面团，影响者，改良剂
摘要：冷冻面团作为半成品，通过冷冻储存可以保持面团的性能，延长面团的保质期，广泛应用于食品链加工过程中。本文总结了影响冷冻面团质量的因素，并讨论了目前我国冷冻面团研究中存在的困难，旨在为我国冷冻面团的发展提供参考。
冷冻在面团中是指产品的生产过程，为了便于储存和交货，通过冷冻技术对半成品进行加工。冷藏半成品并在需要时解冻，然后进行剩余的生产和加工过程。
传统的面条食品加工一般有两种模式：一是现场生产和销售，这种模式难以实现集约化管理，而且生产的食品质量参差不齐，难以实现标准化;二是在集中生产中，统一加工成品，配送到所有地区销售，然而，在运输、贮存过程中会影响食品的新鲜度、风味等，使产品质量下降。冷冻面团的外观，在成型、唤醒、烘烤等环节的冷链工艺中，可以使面包预加工操作和后期焙烧机g49%顺序分离，突破传统生产模式的束缚，可以使产品在实现规模化、标准化生产的同时，也保证了产品的质量。
冷冻面团在保证质量的同时降低生产成本和人工成本方面具有很强的优势。已应用于国内外烘焙行业，在全球发展迅速。
随着我国食品工业的快速发展，冷冻面团在食品加工中的应用已成为研究热点。本文总结了国内外学者对冷冻面团质量及其影响因素的研究，分析了冷冻面团理论研究和应用中存在的问题，并在此基础上展望了我国冷冻面团的研究方向，为更好地实现其产业化提供了参考。
1 影响冷冻面团质量的因素
一般来说，面团在冷冻储存过程中的质量会受到许多因素的影响，例如，温度波动大会导致面团蛋白质结构的破坏，面团的质量也会因水分流失而引起开裂，严重影响冷冻面团产品的质量， 所以冷冻面团的质量影响因素的研究非常重要。
1.1 小麦粉强度
小麦粉是冷冻面团的主要成分，其作用是使面团具有保气、粘弹性。小麦面粉强度的大小是衡量冷冻后面团质量的关键参数。通过研究，陆伟等人发现，高肋面团的发酵活力高于低肋面团。黄民生等研究发现，小麦粉的强度对面团质量的影响要比对蛋白质含量的影响大得多。4%的最佳面粉强度因产品而异。根据需要，在生产中国面食或面包时，为了获得较高的面筋强度，在生产中应选择强度好的高肋骨粉，在较低的温度下，还要通过强筋网减少强度对相反组气体的破坏。
1.2 淀粉
通过扫描电子镜观察冷冻大米淀粉的老化特性和网络结构，发现冷冻储存过程中的低温环境促进了直链淀粉的再结晶，使支链淀粉最终形成有序的晶体结构，叶晓峰等利用液氮环保冷冻面团测定解冻面团直链淀粉的含量， 第5天，直链淀粉含量急剧下降，长期冷冻使直链淀粉含量波动下降;冷冻后损坏表面的小麦淀粉颗粒会增加溶解度和粘度，降低膨胀力和糊状温度，表明冷冻后淀粉颗粒的理化性质发生了显著变化。
通过分析不同仪器和方法对不同种类淀粉实验的结果，可以发现冷冻储存对小麦淀粉的基本组成微观结构、晶体结构、糊状特性和热力学性质有一个固定的影响，进一步影响小麦粉的蒸煮和烘烤特性。在未来的研究中，我们可以利用淀粉和果胶之间的协同作用，并利用复合系统来提高淀粉结构的硬度和弹性，并在冷冻面团的性能中发挥更好的保护作用。
1.3 蛋白质
在面团加工过程中，冷冻储存会影响面筋蛋白、小麦面筋和小麦醇溶性蛋白的二级结构，改变其分子量，最终影响冷冻面团的质量特性和产品质量。Panjili等人研究了饺子皮中小麦面筋冻融循环的结构和功能特征，发现小麦面筋二级结构的不规则卷曲和a-螺旋含量降低，而蛋白质的功能特征呈下降趋势。赵伟：在观察了4种贮藏微酶中小麦蛋白二级结构的变化后，发现贮藏时间的延长会降低蛋白质二级结构的a-螺旋和β角角，增加β折叠，三者可以相互转化。李学红等人的研究，将面团储存在-18°C的冷冻储存环境中，研究了小麦蛋白中醇溶性蛋白和小麦面筋的变化及其二级结构，对相对团块的螺旋和β角的减少、β倍的增加、对应团块的弹性和粘度有影响。此外，研究人员利用与高效液相分子嵌段色谱（SE-HPLC）相对的核糖的分子质量进行定量分析，发现冷冻后可溶性蛋白含量显著增加，并进一步证实了小麦籽粒大分子蛋白（GMP）在冷冻过程中的去调控作用。
1.4 水分
冷冻过程中的温度波动导致水分再结晶，破坏麸质蛋白质结构，降低冷冻面团的质量。冷冻面团在冷冻过程中，随着冷冻储存时间的延长，冷冻面团表面的水分消耗，内部水分慢慢移动到表面，导致面团中水分的流失，随着时间的延长，水分减少使表面开裂，影响冷冻面团的质量和外观。当温度波动时，冷冻面团中的冰晶继续熔化和重组，发生重结晶，重结晶产生通常较大的冰晶并破坏面筋网状结构，从而影响冷冻面团和成品的质量。研究发现，细胞外多糖增加了冷冻面团面筋的水分含量，延缓了面筋脱水，减缓了结合水在面筋基质中的迁移速率。此外，在冷冻面团中添加不同取代度的甲基纤维素钠可以增加面团中的水量，甲基纤维素钠的高替代度抑制了冰晶的形成。
在面团制作过程中，小麦蛋白需要水的作用才能形成谷蛋白，冷冻过程中的温度波动会使水分形成冰晶，影响水与蛋白质的相互作用，发酵特性与相反的基团，面筋网结构造成破坏，导致成品质量下降。今后的研究应创新冷冻技术，适当控制冷冻储存过程中的温度，加强冷冻室的温度效应，减少温度波动，减弱面团中水分的迁移，提高冷冻质量。
1.5 酵母
酵母发酵过程中产生的CO2扩大了面团，由此产生的其他产品使面包具有浓郁的香气和良好的颜色。在冷藏中，酵母细胞中的水分会形成冰晶，如果温度波动会导致重结晶现象，使冰晶堆积增加，谷蛋白网络严重受损，损害酵母，降低其产气能力，最终降低产品质量。
目前，市场上的酵母种类很多，因为产品需要不同的选择也不同。Wolt等人发现，在制作即食面团时，干酵母的初始唤醒时间比新鲜酵母的唤醒时间短，如果是在储存时间更长的面团中，干酵母的唤醒时间更长。散装液体酵母可以更好地与小麦粉混合，减少预发酵所需的时间，降低代谢活性并提高其抗冻性。另一方面，通过增加酵母的加入量，冷冻造成的损害通常比常规量大0.5倍。用于制作冷冻面团的酵母不同，特性不同，所得蒸锅在质地，颜色，耐受性和感官上具有明显的差异。总体而言，由馒头制成的低糖和耐糖活性干酵母在各个方面都具有更好，更稳定的质量。
在冷冻面团加工过程中，酵母的冷冻损伤是导致成品质量下降的主要因素。在储存和运输过程中，温度的急剧波动会导致冰晶的大小增加，从而增加冷冻对酵母的损害，降低其冷冻耐受性，破坏面团结构，并导致面团的质量下降。因此，减少酵母在冷冻过程中的损伤，提高其防冻液是提高冷冻面团质量的关键研究内容。
1.6 处理过程
在面团加工过程中，许多工序对产品的质量有很大的影响，例如，而面条和冷冻是冷冻面团生产过程中的重要组成部分，其成功将能直接影响面团的质量。而表面应注意水的比例，过多或过少都会影响成品的质量。冷藏技术允许面条头储存时间，有利于运输储存，但低温会降低成品面包的质量。在加工冷冻面团时，必须有效控制冷冻速度和时间，以获得更高质量的产品。冷冻储存，快慢冷冻会形成冰晶，缓慢冷冻使水有足够的时间流出细胞，形成细胞外冰，导致酵母细胞脱水，影响酵母的活力和面团结构。随着冷冻速度的加快，面团基本成分的损失减少，使用速冻产生的冰晶小，对组织损伤小，对冷冻面团的成品质量影响不大。目前，预冻预发酵和冷冻系统是冷冻过程中研究最多的。冷冻前不发酵或使用快速发酵可以使后续冷冻过程中酵母的灵敏度降低，防冻剂可以更好。王显伦记录了冷冻面团裂纹和皱纹与发酵时间发展的关系，发现面团的最佳发酵时间为10min。
1.7 改进程序
与新鲜面团产品相比，冷冻面团产品存在发酵时间长，体积小，质地差，味道降低等问题。改良剂的使用对于提高冷冻面团的质量极其重要，并且可以在使用酵母，冷冻面团和冷冻面团的水分中起到非常好的保护作用，从而提高冷冻面团的成品质量。目前常用的改良剂主要是食品胶、乳化剂、酶制剂、变性淀粉、防冻液等。
1.7.1 食品胶
食用胶是一种食品改良剂，可溶于水形成凝胶，具有增稠、粘结、凝胶和稳定等功能，且含有亲水基团能使面团形成聚合物络合物，使面团具有良好的风湿性能。在冷冻过程中，食用胶的存在减少了活性水的量，避免了大量大冰晶的形成，从而减少了冰晶对酵母细胞和麸质网络的损害。
黄胶是食品加工中常用的食品胶水，具有较强的吸水性，对肋蛋白具有良好的保护作用。木霉素的网络结构在面筋蛋白体系中具有一定的支撑作用，可以补偿面团冷冻过程中谷蛋白造成的损伤。此外，木糖醇不仅可以与小麦面筋形成复合网状结构，而且通过吸水作用在谷蛋白的网状结构中扩散水分，阻碍冰晶在冷冻过程中的生长和迁移，从而提高谷蛋白的冷冻稳定性。
研究发现，木原可以改变面团的保水性和风湿性，从而可以修复冷冻过程中相反团块引起的质地恶化，导致最终产品的硬度降低。另一方面，氙胶可以降低冷冻煮熟面条的糊状温度，降低成熟过程中所需的能耗，并且可以改善质量结构。但是，在某些加工过程中使用木原胶的效果并不明显，不适合间歇性烘烤。在后来的研究中，通过添加魔术芋头胶、果胶、瓜尔豆胶等，它们的协同作用可以最大限度地发挥面团的保水能力，减少游离水重结晶的次数，减少冻融循环对冷冻面团的负面影响，使成品具有更好的质地。
1.7.2 乳化剂
乳化剂是一种表面活性剂，能形成不溶性化合物，能有效降低淀粉老化程度，使面团的柔韧性增加，使加工食品松软。乳化剂可减少大冰晶的形成，保护酵母细胞，并减少对麸质网络结构的损害。Selomulyo等研究发现，复合乳化剂比单乳化剂更好地改善冷冻面团的质量。要充分利用复合乳化剂的协同作用，加强冷冻面团蛋白质网络结构的形成，增强面筋的弹性和拉伸性，减少水分流失和冷冻开裂，提高产品质量。
1.7.3 酶
酶制剂是从生物体中提取的一种酶样蛋白质，是一种天然、安全的食品添加剂，能催化冷冻面团加工中的一些反应，使面团的风湿性能提高成品质量。通过使用酶，在提高冷冻面团和烘焙食品的质量方面取得了特别好的结果。在没有酶制剂的冷冻面团中，组织结构不均匀，冷冻现象较严重，蛋白质之间的网络结构较差，面筋的弹性和延展性不好，拉伸性能也降低。成品开裂，内部组织不良，不细腻，弹性差，没有咀嚼能量。
谷氨酸转氨酶是一种催化谷氨酸在蛋白质分子内或蛋白质分子之间转移的酶。蛋白质或肽之间的共价交联改变了蛋白质的凝胶容量、水力保持和热稳定性，改善了蛋白质的结构和功能性质。在表面添加谷氨酰胺转氨酶可增强谷蛋白和凝胶容量，减少冰晶对面肋骨网络的损伤，增加冷冻面团的发酵活力。杨等研究表明，谷氨酰胺转氨酶冷冻面团中醇溶性蛋白和面筋含量显著降低，冻融循环后非发酵面团深结合水的相对含量增加。
淀粉酶可以将小麦粉中破碎的淀粉分解成糊精、麦芽糖或葡萄糖等更简单的化合物，为酵母提供更多的营养，满足酵母发酵的需要，从而改善酵母在冷冻面团中的发酵特性，使酵母能够更好地繁殖和生长，使成品更加松散柔软。添加a-淀粉酶可以改变蛋白质的空间结构，使冷冻面团产品的感官质量显着提高，添加0.01%淀粉酶可以显着增强冷冻面团的强度，增加面包的体积。此外，Yan Tao等人的实验发现，在冷冻面团中加入一些液体可以有效提高其延展性和面筋弹性。
随着人们对食品安全的关注，食品添加剂的安全性越来越受到重视，但酶在烘烤过程中会失活，被认为对人体健康是安全的。在今后的研究中，可以加强其他生物酶制剂对冷冻面团质量的影响，并进一步研究酶制剂与其他食品添加剂的作用，以有效防止食品添加剂超标的现象。
1.7.4 防冻液
防冻液能对冷冻面团中的酵母起到很好的保护作用，增强酵母的发酵活力，在抑制冷冻面团中水分迁移的流失方面有显著作用，能阻碍冰晶的形成和再结晶，保护面筋网状结构，提高冷冻面团的质量。常见的防冻剂有防冻蛋白海藻糖、F-99等。
1.7.4.1 防冻蛋白
防冻蛋白又称冰结构蛋白，是某些生物体为抵抗外部环境变化而产生的一类肽，能有效抑制冰晶的生长。研究发现，在冷冻食品中添加不同来源的防冻蛋白可以延长冷冻食品的储存时间，提高解冻质量。张等研究发现，面团中含有燕麦防冻蛋白，发酵能力强，面筋基质不受温度波动和冷冻的破坏，面团的结构特性得到增强，但随着贮藏时间的延长，改善效果逐渐降低。诸如纪成宇的研究表明，防冻蛋白可以抑制二硫键的断裂和二级结构的变化，减少冰晶的直结晶，防止面团的分散，保持面团的持水能力。防冻蛋白对冷冻面团具有良好的保护作用，不与其他添加剂或食品本身发生反应。虽然防冻蛋白可以提高面团的发酵能力，在冷冻食品中有着广阔的发展空间，但现阶段实现防冻蛋白的工业化生产仍然非常困难，而防冻蛋白的生产成本也是亟待解决的重要问题。
1.7.4.2 海藻糖
海藻糖的化学性质非常稳定，具有很强的抗脱水作用，能有效防止生物膜、蛋白质等在寒冷环境中的损伤。海藻糖具有内源性和外源性，酵母的抗冻性主要与内源性海藻糖有关。内源性海藻糖含量越高，酵母细胞的抗冻性越强。外源海藻糖为酵母提供能量，同时与人体的冷冻应激反应相结合，以修复受损细胞。内源海藻糖和外源海藻糖都可以降低冷冻对细胞的损害程度，但内源性海藻糖比外源海藻糖具有更好的防冻作用。海藻糖的防冻机理尚未确定，更被接受的是"水替代"、"玻璃状态"或"优先排除"三种假设。但是，海藻糖作为一种非还原性双糖，无毒无害，具有耐寒耐旱性能，能起到很好的保护酵母细胞活性的作用，从而提高面团的发酵能力，提高冷冻面团产品的质量，是一种很好的面团改良添加剂。
1.7.4.3 F-99
F-99是专门为低温冷冻面团生产面包而开发的食品改良剂，适用于非完全发酵和完全发酵的冷冻面团，可以稳定面筋网状结构，增强酵母的防冻性能，提高面团的持气能力，延长冷冻面团的储存时间。
2 冷冻面团研究中的问题和措施
我国冷冻面团技术尚处于探索和改进的过程中。在生产过程中，冷冻面团生产的食品和储存产品相比，前者更容易出现收缩、硬化、开裂、变色等现象。目前，冷冻面团的主要问题是酵母阻力弱，面团的保气能力降低。
2.1 酵母对冷冻的抵抗力较弱
酵母适合在20~30°C的环境中生长，而冷冻面团需要在-18~-40°C的环境中加工，温度不适合生长。此外，酵母细胞中的水形成晶体，制冷结晶的时间越长，面团遭受的机械损伤就越严重，这很容易导致面团开裂。如果制冷温度波动较大，会对酵母造成二次损害，对酵母细胞造成更多损害，而酵母细胞的存活率会下降，酵母活性、发酵和产气能力的存活率也会降低。如果面团反复冻结和解冻，指标将下降。冷冻面团在解冻时会释放谷胱甘肽，这种成分会破坏麸质网络结构并削弱其空气动力学和骨骼支撑。因此，在冷冻面团生产过程中应选择合适的防冻液，以减少其在冷冻过程中的损害，同时也通过使用添加剂来提高酵母的抗性，而添加剂还可以保持面团的风湿性和热物理性，提高酵母的抗性和发酵能力。优化冷藏条件还可以保护酵母活性和面团网络的结构，减少冰晶造成的冷冻损害。此外，超声波辅助冷冻等新型冷冻技术可以同时加快冷冻过程，产生精细、均匀的冰晶，以保护面团网络结构。
2.2 冷冻制冷会降低面团的保气能力
在冷冻储存过程中，水产生的冰晶会破坏面筋结构并减少面团的空气保持力。为了提高冷冻面团的持气能力，可以提高诸如改善冷冻过程，添加面团质量改进剂和酵母防冻保护等措施。在制冷工艺方面，采用先进的制冷设备，减少温度波动和对冰晶对面团块的破坏。对于面团改良剂，可以分析使用多种比例的改进情况，以获得最佳选择。您还可以添加面筋来修复受损的面筋网络，以加强骨骼支撑并改善面团保持力。二乙酰酒石酸单磷脂是一种常用的面包品质改良剂，它可以与面筋中的亲水性和疏水性基团连接，构建新的面团网络结构，使面团搅拌空气保持力增加，增加面包体积，防止塌陷。
3 展望
我国冷冻面团技术已得到广泛认可，得到了快速发展。目前，国外冷冻面团的研究较为深刻，虽然在中国的发展也非常迅速，但对其体系的研究还不够全面，最终冷冻产品的质量仍不如生鲜产品，推动我国食品加工向产业化、标准化方向发展，满足人们对食品新鲜度和安全性的不断追求， 将是未来冷冻面团发展方向的重点。
在今后的研究中，应注意提高酵母的冷冻耐受性，优化冷冻速度，避免温度波动，使酵母活性得到很好的保持，防止冷冻面团中水分的再结晶。此外，新颖的制冷技术可以加快冷冻过程，改善传热和传质，如超声波辅助冷冻对相反团块的性能和细胞活力显示出积极作用，但目前研究很少，其作用规律和影响机制需要更深层次的研究，以提高冷冻面团的质量，促进工业化和标准化生产。现有方法主要单独使用，可结合，进一步增强酵母的活力，保护面团网状结构，为最终产品提供更清新的口感。