CN112042710B - 一种冷冻面团改良剂及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冷冻面团改良剂及其应用，属于冷冻面团技术领域。该冷冻面团改良剂由谷氨酰胺和谷氨酰胺酶在碱性条件下反应得到，主要包括γ‑Glu‑Gln,γ‑Glu‑γ‑Glu‑Gln,γ‑Glu‑γ‑Glu‑γ‑Glu‑Gln，γ‑Glu‑γ‑Glu‑γ‑Glu‑γ‑Glu‑Gln和γ‑Glu‑γ‑Glu‑γ‑Glu‑γ‑Glu‑γ‑Glu‑Gln。本发明的冷冻面团改良剂在0.5‑5％(m/m，相对于面粉)的添加量下可以显著提高冷冻面团中酵母存活率，增加抗冻性，而且用该面团制备的面包体积大，口感好，风味好。

Description

一种冷冻面团改良剂及其应用
技术领域
本发明涉及冷冻面团技术领域，具体涉及一种冷冻面团改良剂及其应用。
背景技术
随着生活节奏的加快，越来越多人开始关注健康、便捷和快速的食品。其中冷冻面团的发明就是烘焙食品中一个典型的例子，并且面团的品质在面团的独特烘烤质量中起着关键作用。理论上，面团的品质主要取决于面团中的小麦面筋蛋白，即谷蛋白和麦醇溶蛋白。谷蛋白是链间二硫键连接的聚集蛋白，主要赋予面团弹性和强度；醇溶蛋白是单体蛋白质，具有面团的粘性。在面筋中，谷蛋白形成一个网络，而麦醇溶蛋白散布在整个网络中，填充了谷蛋白聚合物周围的空间。对于冷冻面团来说，面团中水分形成冰晶并在冻藏过程中因重结晶而越来越大，冰晶的增大对酵母及面团造成不利影响包括酵母活力的降低、进而导致面团解冻后产气不足，制作出的面包出现比容小、开裂、口感差等问题。
目前，用于改善冷冻面团品质的抗冻剂都是一些复合改良剂。例如，公开号为CN110313499A的中国发明专利申请中公开了一种冷冻面包面团用品质改良剂，该改良剂由80-96.5％海藻糖、0.5-2.5％黄原胶、0.5-2％羧甲基纤维素钠和2-8％磷酸二氢钠复配而成。公开号为CN107105680A的中国发明专利申请中公开的冷冻面包面团品质改良剂由水溶性大豆多糖、木聚糖酶及抗坏血酸以特定的比例混合制成。这些复合改良剂成分复杂，而且主要由多糖和脂质组成，营养价值低，不满足人们对健康的需求。
发明内容
针对现有技术的不足和缺点，本发明的首要目的是提供一种冷冻面团改良剂。
本发明的另一目在于提供以上一种冷冻面团改良剂的应用，将改良剂添加到面粉中并制成面团，经过冷冻处理后，酵母可以保持较高的存活率，面团的品质也得到提高，并且制得的面包具有比较好的表面形貌，完整均匀的组织结构，而且口感好。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案。
一种冷冻面团改良剂，由谷氨酰胺和谷氨酰胺酶在碱性条件下反应得到。
优选的，所述谷氨酰胺先溶于水配成浓度为10-50wt％的谷氨酰胺溶液，谷氨酰胺溶液的浓度进一步优选为50wt％。
优选的，所述谷氨酰胺酶的用量为谷氨酰胺的0.1-0.2wt％，进一步优选为0.2wt％。
优选的，所述反应的温度为37℃，pH为12。
优选的，调节pH的物质为氢氧化钠。
所述冷冻面团改良剂的制备包括以下步骤：将谷氨酰胺放入水中制成溶液，然后加入谷氨酰胺酶和氢氧化钠在37℃、pH＝12下反应12h，灭酶20min，然后进行冷冻干燥得改良剂。
优选的，所述的冷冻干燥是在新芝Scientz-N型真空冷冻机中干燥48h。
以上所述的一种冷冻面团改良剂在制备冷冻面团中的应用。
优选的，在制备冷冻面团过程中，所述冷冻面团改良剂相对于面粉的添加量为0.5wt％-5wt％。
进一步优选的，在制备冷冻面团过程中，所述冷冻面团改良剂相对于面粉的添加量为0.5wt％。
更优选的，所述冷冻面团由以下原料制成：改良剂2.5质量份，酵母5质量份，高筋面粉500质量份，糖100质量份，食用盐5质量份，鸡蛋40质量份，水300质量份，黄油40质量份。
所述冷冻面团的制作包括以下步骤：将冷冻面团改良剂、酵母、高筋面粉、糖、食用盐、鸡蛋和水进行混合，然后在自动面团制作机反复揉打成团，将制成的面团经过分割，成型，然后置于冷冻室内快速冷冻，得到冷冻面团。
优选的，所述的揉打是先慢速揉打2min，然后快速3min，加入黄油，然后慢速2min，快速1min。
优选的，所述冷冻是在-40℃下冷冻5周。
由以上所述的应用制得的一种冷冻面团。
由以上所述的一种冷冻面团制得的一种面包。
所述面包的制作包括以下步骤：将所述冷冻面团放入到恒温恒湿箱中先解冻，然后对面团进行分割，成型，放入恒温恒湿培养箱中醒发，然后放入烤箱中烤，得面包。
优选的，所述解冻是在37℃，相对湿度90％的条件下保持1h。
优选的，所述醒发是在37℃，相对湿度90％的条件下保持2h。
优选的，所述的烤箱条件是上火220℃，下火180℃烤30min。
本发明的改良剂是谷氨酰胺在谷氨酰酶催化作用下产生的γ-谷氨酰谷氨酸肽的混合物，主要包括γ-Glu-Gln、γ-Glu-γ-Glu-Gln、γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-Gln、γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-Gln和γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-Gln。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
(1)本发明的改良剂可以保护冷冻面团中的酵母活性，降低冷冻面团在冻藏过程中的劣变速度。
(2)本发明的面团长时间内可以保持较好的新鲜度，使生产出的面包口感松软、体积大、表皮光滑，很好的解决了烘焙行业所遇的问题。
附图说明
图1a-图1e为实施例2制得的改良剂的UPLC-MS/MS图谱分析。
图2中的A、B、C、D、E分别为实施例1-5制得的冷冻面团中水分分布图。
图3为实施例1-5制得的冷冻面团中酵母存活率曲线图。
图4为实施例1-5醒发后冷冻面团的形貌图。
图5为实施例1-5所得面包及其切片的形貌图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步说明，但本发明的实施和保护范围不限于此，凡是基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
以下实施例涉及的测量方法：
UPLC-MS/MS分析是采用XSelect HSS T3 5μm 4.6x 250mm分析柱，流动相A液为0.1％(V/V)甲酸-水溶液；流动相B液为0.1％(V/V)甲酸-乙腈溶液，柱温为40℃，流速为1mL/min，反应液的进样量10μL，采用高效液相色谱对反应液进行梯度洗脱(条件：0min时90％的A液和10％的B液梯度5min内降低到85％的A液和15％的B液，下一个5min内降低到20％A液和80％的B液)。
酵母存活率：将活性干酵母按1:10(w:w)的比例与蒸馏水混匀，在10.0℃下振荡混合20.0min，配成悬浮液，空白组无添加，对照组添加海藻糖(添加量0.5％和5％，w/w)，实验组添加γ-[Glu]n(1-5)-Gln(添加量0.5％和5％，w/w)，然后置于-18.0℃下冻藏，测定前将冷冻悬浮液在4.0℃下解冻3.0h。将解冻后的悬浮液稀释至适宜浓度，吸取100μL，倒入YPD培养基混匀，培养基凝固后倒置于28.0℃下培养48.0h，计数并计算存活率，以冻藏前的酵母存活率为100％。所有实验平行测定三次。
机械特性测量：面团的机械特性被测量通过SMS TA.XTPlus质构分析仪(Godalming,Surrey,UK)，包括面团抗性(g)和延展性(mm)。在测试之前，将样品在25℃解冻3h。将面团(5g)压成五个3cm×0.5cm×0.5cm的长条，用夹子将面团条固定，并用钩子附件以150mm/min的十字头速度拉动面团条，直至破裂。测量参数设置为：测试前速度2.0mm/s，测试速度3.3mm/s，测试后速度10.0mm/s，距离75mm。
水分分布：面团的水分布通过使用MesoMR23-040H-1核磁共振(NMR)成像分析仪(中国上海Niumag电气公司)进行横向弛豫(T2)分析来显示。将约15g的样品放入NMR管中，然后用封口膜密封，以避免实验过程中水分流失。使用Carr-Purcell-Meiboom-Gill(CPMG)序列以27.1MHz，6000回波，10μs回波时间和4次扫描测量T2。同时获得了冷冻面团中水分布的伪彩色图像。图像的颜色从蓝色到明亮的黄色到红色表示面团中的水分含量增加。
实施例1
(1)将5g酵母，100g白砂糖，高精面粉500g，盐5g，鸡蛋40g和300g水放入自动面团制作机中进行混合，然后在自动面团制作机先慢速揉打2min，然后快速3min；加入40g黄油，然后慢速揉打2min，快速1min成团，将制成的面团经过分割，成型，然后置于-40℃冷冻室内冷冻5周，得到冷冻面团1。
(2)将步骤(1)中的冷冻面团放入到恒温恒湿箱中在温度为37℃，湿度90％的条件下解冻1h，然后对面团进行分割，成型，放入温度为37℃，湿度90％的条件下醒发2h，然后放入烤箱在上火220℃，下火180℃条件下烤30min，得面包1。
实施例2
(1)将50g谷氨酰胺溶于50g水中，用氢氧化钠调节pH至12，添加0.1g谷氨酰胺酶，在37℃下反应12h后在沸水中灭酶20min，然后在真空冷冻干燥剂中干燥48h得到改良剂，并对改良剂进行UPLC-MS/MS分析。由图1可知，本实施例制备的改良剂主要包括γ-Glu-Gln,γ-Glu-γ-Glu-Gln,γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-Gln，γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-Gln和γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-Gln。其中，图1a，图1b，图1c，图1d和图1e分别代表γ-Glu-Gln，γ-Glu-γ-Glu-Gln，γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-Gln，γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-Gln和γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-Gln。
(2)将2.5g(0.5％，相对于面粉)改良剂、5g酵母，100g白砂糖，高精面粉500g，盐5g，鸡蛋40g和300g水放入自动面团制作机中进行混合，然后在自动面团制作机先慢速揉打2min，然后快速3min；加入40g黄油，然后慢速揉打2min，快速1min成团，将制成的面团经过分割，成型，然后置于-40℃冷冻室内冷冻5周，得到冷冻面团2。
(3)将步骤(2)中的冷冻面团放入到恒温恒湿箱中在温度为37℃，湿度90％的条件下解冻1h，然后对面团进行分割，成型，放入温度为37℃，湿度90％的条件下醒发2h，然后放入烤箱在上火220℃，下火180℃条件下烤30min，得面包2。
实施例3
(1)将50g谷氨酰胺溶于50g水中，用氢氧化钠调节pH至12，添加0.1g谷氨酰胺酶，在37℃下反应12小时后在沸水中灭酶20min，然后在真空冷冻干燥剂中干燥48h得到改良剂，并对改良剂进行UPLC-MS/MS分析。由UPLC-MS/MS图可知，本实施例制备的改良剂主要包括γ-Glu-Gln,γ-Glu-γ-Glu-Gln,γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-Gln，γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-Gln和γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-Gln。
(2)将25g(5％，相对于面粉)改良剂、5g酵母，100g白砂糖，高精面粉500g，盐5g，鸡蛋40g和300g水放入自动面团制作机中进行混合，然后在自动面团制作机先慢速揉打2min，然后快速3min；加入40g黄油，然后慢速揉打2min，快速1min成团，将制成的面团经过分割，成型，然后置于-40℃冷冻室内冷冻5周，得到冷冻面团3。
(3)将步骤(2)中的冷冻面团放入到恒温恒湿箱中在温度为37℃，湿度90％的条件下解冻1h，然后对面团进行分割，成型，放入温度为37℃，湿度90％的条件下醒发2h，然后放入烤箱在上火220℃，下火180℃条件下烤30min，得面包3。
实施例4
(1)将2.5g(0.5％，相对于面粉)海藻糖、5g酵母，100g白砂糖，高精面粉500g，盐5g和300g水放入自动面团制作机中进行混合，然后在自动面团制作机先慢速揉打2min，然后快速3min；加入40g黄油，然后慢速揉打2min，快速1min成团，将制成的面团经过分割，成型，然后置于-40℃冷冻室内冷冻5周，得到冷冻面团4。
(2)将步骤(1)中的冷冻面团放入到恒温恒湿箱中在温度为37℃，湿度90％的条件下解冻1h，然后对面团进行分割，成型，放入温度为37℃，湿度90％的条件下醒发2h，然后放入烤箱在上火220℃，下火180℃条件下烤30min，得面包4。
实施例5
(1)将25g(5％，相对于面粉)海藻糖、5g酵母，100g白砂糖，高精面粉500g，盐5g，鸡蛋40g和300g水放入自动面团制作机中进行混合，然后在自动面团制作机先慢速揉打2min，然后快速3min；加入40g黄油，然后慢速揉打2min，快速1min成团，将制成的面团经过分割，成型，然后置于-40℃冷冻室内冷冻5周，得到冷冻面团5。
(2)将步骤(1)中的冷冻面团放入到恒温恒湿箱中在温度为37℃，湿度90％的条件下解冻1h，然后对面团进行分割，成型，放入温度为37℃，湿度90％的条件下醒发2h，然后放入烤箱在上火220℃，下火180℃条件下烤30min，得面包1。
结果：
分别考察实施例1-5中冷冻面团的机械特性、水分分布，酵母存活率如表1，醒发后的冷冻面团如图3所示。
表1面团机械特性评价
Figure BDA0002637191570000091
由表1可知，随着改良剂的添加，面团的抗性降低，延展性增加，尤其是实施例2的面团展示了最好的柔韧性，并且该效果明显优于海藻糖组(实施例4和5)。
实施例1-5的冷冻面团的水分分布如图2中的A、B、C、D、E所示，由图可知，实施例2和4面团的水分含量明显低于实施例3和5，这可能是因为在低添加量时，改良剂和海藻糖可以和水形成氢键限制水的移动，当添加量增加时，改良剂和海藻糖可能吸收面筋蛋白中的水分，从而破坏面筋网络结构，从而导致面团的强度和柔韧性降低。从图3可知添加改良剂和海藻糖对酵母存活率的影响，发现添加改良剂的冷冻面团中的酵母存活率明显高于传统的抗冻剂海藻糖，因此，添加改良剂的面团醒发的效果更好，体积更大，尤其是在添加量为0.5％的时候(如图4)，这可能因为在高添加量的时候面团的网络结构被破坏，无法支撑过多酵母的产气量，因此造成面团塌陷，导致面团体积更小。这些结果说明谷氨酰胺酶解产物(γ-Glu-Gln,γ-Glu-γ-Glu-Gln,γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-Gln，γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-Gln和γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-Gln的混合物)可以作为一种新型的冷冻面团抗冻剂，尤其在添加量为0.5％的时候最好。
组织10个经过专业培训的品评人员分别对实施例1-5制得的面包进行感官评价，评价结果取10个人的平均值，感官评价的标准见表2，制得的面包如图5。
表2面包感官评价指标
Figure BDA0002637191570000101
由表2可知，实施例2中所制得的面包感官评价总分最高，并且远远超出了实施例4和5，这说明了改良剂γ-谷氨酰谷氨酸是比海藻糖更好的抗冻剂，尤其是实施例2，改良剂添加量在0.5％的时候，并且制作的面包口感松软、体积大、品质更高。

Claims (8)

1.一种冷冻面团改良剂，其特征在于，由谷氨酰胺和谷氨酰胺酶在碱性条件下反应得到；主要包括γ-Glu-Gln、γ-Glu-γ-Glu-Gln、γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-Gln、γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-Gln和γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-γ-Glu-Gln；
所述谷氨酰胺先溶于水配成浓度为10-50wt%的谷氨酰胺溶液；所述谷氨酰胺酶的用量为谷氨酰胺的0.1-0.2 wt%；
所述反应的温度为37℃，pH为12。
2.根据权利要求1所述的一种冷冻面团改良剂，其特征在于，调节pH的物质为氢氧化钠。
3.权利要求1-2 任一项所述的一种冷冻面团改良剂在制备冷冻面团中的应用。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，在制备冷冻面团过程中，所述冷冻面团改良剂相对于面粉的添加量为0.5wt%-5wt%。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，在制备冷冻面团过程中，所述冷冻面团改良剂相对于面粉的添加量为0.5wt%。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述冷冻面团由以下原料制成：改良剂2.5质量份，酵母5质量份，高筋面粉500质量份，糖100质量份，食用盐5质量份，鸡蛋40质量份，水300质量份，黄油40质量份。
7.由权利要求3-6任一项所述的应用制得的一种冷冻面团。
8.由权利要求7所述的一种冷冻面团制得的一种面包。
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γ-聚谷氨酸钠对面包酵母的抗冻作用及其机理;时晓剑等;《食品科技》;20121031;第37卷(第10期);第2-6页 *
两种谷氨酰胺酶的酶学特性研究;卢慧茵等;《中国调味品》;20181010;第43卷(第10期);第1-4、10页 *

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