盐地碱蓬对冷冻面团冻藏稳定性及面包品质的影响

杨梦晴1,饶菁菁1,陈龙娇1,钟榕斌1,梁鹏1,2*,张敏2*

1(福建农林大学 食品科学学院,福建 福州,350002)

2(泉州师范学院 海洋与食品学院,福建 泉州,362000)

摘 要 冷冻面团在冻藏过程中易发生水分迁移与面筋网络损伤,进而引发产品品质劣变。为开发新型冷冻面团改良剂,该研究首次将耐盐植物盐地碱蓬应用于冷冻面团体系,通过低场核磁共振仪、扫描电子显微镜、质构分析仪等设备,系统研究其对冻藏期间面团水分相态演变、面筋网络结构完整性及发酵动力学参数的影响机制,并评估面包的比容、质构特性及感官品质。实验表明,添加盐地碱蓬可使面团可冻结水含量降低,水分迁移速率下降;扫描电镜结果表明,添加盐地碱蓬使面筋网络孔隙率降低,持气能力提升;所得面包的比容优于空白组,储能模量增加,硬度和咀嚼性分别降低,其中添加量为2%(质量分数)时表现最优,感官评分最高。该研究发现盐地碱蓬可以通过调控水分状态和稳定面筋网络结构防止冷冻面团在冻藏过程中品质劣化。该研究为盐地碱蓬在冷冻食品工业中的利用提供了理论依据与技术支撑。

关键词 盐地碱蓬;冷冻面团;面包;扫描电子显微镜;水分分布

随着食品工业的快速发展,消费者对便捷、安全、高品质食品的需求日益提升,冷冻面团是把制作好的面坯以成品或半成品的形式,放置于冷冻环境中贮存,用时将其解冻,之后再继续进行后续的加工工序,直至最终制成成品[1]。冷冻面团技术因其在延长货架期、实现标准化生产及扩大配送范围等方面的显著优势,逐渐成为面制品工业化生产的重要技术手段。该技术通过速冻工艺抑制微生物活动及淀粉老化,使面团可在低温下长期贮藏,并在解冻后通过简单加工即可制成成品,被广泛应用于面包、馒头、饺子等中西式面点的生产。然而,冷冻过程中冰晶的形成与重结晶现象会导致酵母活性下降、面筋网络结构破坏、水分迁移加剧等问题,进而引发产品质构劣化、发酵性能减弱及成品体积缩小等缺陷,成为制约冷冻面团技术发展的关键瓶颈[2]

早期的研究表明,在面团里加入多糖类、蛋白类、乳化剂等抗冻成分,能有效减轻冰晶对面团结构造成的伤害,进而提高产品的质量[3]。尽管已有研究探讨了多糖类、蛋白类、乳化剂等抗冻物质对冷冻面团品质的影响,但天然植物提取物在这一领域的应用还相对较少。近年来,天然植物提取物因其绿色安全、功能多样的特性,在改善冷冻面团品质领域备受关注。宋振硕等[4]将超微绿茶粉添加到面包中,采用感官评定、质构分析等方法考察绿茶粉添加量对面包品质的影响,结果表明超微绿茶粉的添加使面包的硬度和咀嚼性上升,弹性下降,同时显著增强了面包的抗氧化能力。鲍雨婷等[5]将滁菊粉应用至面包加工中,滁菊粉的加入显著增加了面团的吸水率同时降低了淀粉的峰值黏度和回生值。娄雪琪[6]以冷冻面团和天然菊粉为研究对象,研究结果表明天然菊粉可以改善冷冻面团的流变特性保护蛋白质分子结构,还可以改善冷冻面团制成的馒头质地特性抑制老化。本研究旨在探讨盐地碱蓬提取物作为一种新型天然改良剂在冷冻面团中的应用潜力。

盐地碱蓬(Suaeda salsa)作为一种耐盐性植物,富含多糖、多酚、黄酮类化合物及天然抗氧化成分,研究表明其提取物具有调节水分分布、增强面筋网络稳定性及抑制蛋白质变性的潜在功效。然而,目前关于盐地碱蓬在冷冻面团体系中的应用研究仍待进一步探明。基于此,本研究以不同添加量的盐地碱蓬冷冻面团及面包为对象,系统探究盐地碱蓬添加对其冷冻耐受性、流变学特性、微观结构及成品品质的影响,旨在揭示盐地碱蓬对冷冻损伤的调控机制,为开发天然冷冻保护剂、提升冷冻面团制品品质提供理论依据与技术支撑。研究结果对推动传统面制品产业升级、满足健康化食品消费趋势具有重要实践价值。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

金龙鱼高筋雪花麦芯小麦粉(蛋白质含量为12.5%,湿面筋含量≥30%),益海嘉里金龙鱼食品集团股份有限公司;盐地碱蓬,滨州市郊区野生盐地碱蓬;安琪高活性干酵母,安琪酵母股份有限公司;总统牌淡味份装黄油,法国兰特黎斯上海贸易有限公司;白砂糖,中粮糖业辽宁有限公司;盐,中盐福建制盐有限公司。

1.2 仪器与设备

3-L326B黑色美的烤箱,广州美的有限公司;BSM-220.4分析天平,上海卓精电子科技有限公司;KM-3型和面机,东莞市欧贝餐饮设备有限公司;SM-40SP醒发箱,新麦机械有限公司;PQ001台式核磁共振分析仪,上海纽迈科技有限公司;Alpha1-4LDplus真空冷冻干燥机,德国Chirist公司;TM3030 Plus型扫描电子显微镜,日立科学仪器北京有限公司;IR35水分分析仪,丹佛仪器公司;TA-XTplus质构仪,英国Stable micro systems公司;Q200差示扫描量热仪(differential scanning calorimetry,DSC),美国TA仪器公司;Physica MCR301流变仪,奥地利安东帕有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 样品的制备

盐地碱蓬粉的制备:新鲜的盐地碱蓬叶经筛选,用自来水清洗3次,沥水后置于真空冷冻干燥器内干燥48 h,剪碎后加入强力粉碎机过60目筛,得到盐地碱蓬粉,将其密封避光保存备用[7]。经测定,该盐地碱蓬粉的主要成分为:水分含量5.2%、灰分8.6%、膳食纤维32.5%、粗蛋白15.3%、粗脂肪2.1%,还含有丰富的矿物质及多酚类物质。

冷冻面团的制备:取200 g小麦粉、30 g白糖、2 g耐高糖酵母和94 g水,参考同类植物粉在面制品中的应用研究,将盐地碱蓬以添加量0%、2%、4%(质量分数)替代小麦粉,将混合物一同倒入和面机搅拌15 min,直至面团的筋膜扩展。接着,加入由2 g盐与20 g起酥油组成的混合物,搅拌5 min至面团表面光滑,分割成60 g小面团并用保鲜膜密封好备用。接着将包好的面团置于-50 ℃的环境中速冻1 h,然后转移到-18 ℃进行冷冻贮藏0、1、3、5周。

面包的制备:把冷冻的面团从冻藏环境中取出,先在室温下放置30 min,接着进行揉制,直至其表面变得光滑。之后将面团放入温度设定为35 ℃、湿度调节为85%的恒温恒湿发酵箱里,发酵1 h。发酵完成后,把面团放入烤箱,烤箱的上火温度设置为170 ℃,下火温度为180 ℃,烤制15 min。烤好后,从烤箱中取出面团,在室温下冷却30 min,以便后续进行面包各项指标的测定。

1.3.2 发酵能力的测定

参照李素云等[8]的方法,并略作修改。把不同冻藏时长的冷冻面团样品取出,在室温下放30 min解冻,接着揉到表面光滑。把揉好的面团放进100 mL量筒底部,先记下初始体积。之后,把量筒放到35 ℃、湿度85%的恒温恒湿箱里发酵,每1 h测一次面团体积,发酵4 h。整个实验做3次,最后取平均值当实验结果。

1.3.3 面包芯水分测定

参考GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》中的直接干燥法,运用水分分析仪进行测定。

1.3.4 可冻结水含量的测定

参照张艳杰等[9]的方法,并略作修改。利用DSC来测定冷冻面团中的可冻结水含量。具体操作是,用剃刀从冻藏不同时间的冷冻面团中心部位取大约10 mg的样品并进行称重,随后将其密封在铝盒里,放进-30 ℃的冰箱中存放48 h。之后,快速把样品转移到已经预冷至-30 ℃的DSC样品池中,同时以一个空铝盒作为参照。设定温度程序为:先在-30 ℃保持5 min,接着以3 ℃/min的速率升温至15 ℃,并记录下整个过程的扫描曲线。最后,借助热分析软件TA Universal Analysis来获取面团的冰晶熔化焓值。按照公式(1)计算样品的可冻结水含量:

可冻结水含量

(1)

式中:Hw为样品的冰晶融化焓,J/g;Hm为水的吸热焓,333.3 J/g;Tw为样品的水分含量,%。

1.3.5 水分迁移的测定

使用低频核磁共振仪设备来评估冷冻面团中的水分迁移。核磁共振设备的测试条件如下:温度设定为25 ℃,主频为20 MHz,接收带宽为100 kHz,测试重复间隔为4 500 ms,回波时间为0.6 ms,并且进行8次重复扫描。将预处理过的样品置入线圈内,记录下面团的弛豫时间与信号峰面积。对于每组样品,进行8次平行测试,并计算平均值。

1.3.6 动态流变性能测定

参考林艺璇等[10]的测定手段,借助频率扫描来测定面团的动态流变学特性。具体操作如下:面团取出后室温下放置1 h,用保鲜膜覆盖后等待测试。在进行测试前,把面团放置于载物台上,静置3 min,以此消除应力。测试过程中,需将探头与载物台的间隙数值重新设置为2 mm,下压操作完成后,使用塑料片将多余的面团刮去,并在剩余可用面团的四周涂抹少量硅油,防止水分蒸发。面团的线性黏弹区通过动态测量模式加以确定,应力扫描范围设定在0.01%~100.00%。在后续的频率扫描中,选取0.10%这一合适的应变值,从而确定其线性应变弹性区范围。相关参数设置如下:平板直径40 mm,温度25 ℃,扫描频率范围为0.1~40.0 Hz。测定过程中,记录样品的频率函数储能模量(G′)与损耗模量(G″),并计算损耗因子。

1.3.7 面团微观结构的测定

参照付建鑫等[11]的方法,并略作修改。采用电子扫描显微镜观察冷冻面团样品的微观结构。对于面团的处理是先将其切成边长为10 mm的立方体,随后放入真空冷冻干燥机中进行24 h的冷冻干燥,把样品切成2 mm×2 mm×2 mm的立方体,经过表面喷金处理后,在20 kV的加速电压条件下,分别使用300和1 500倍的放大倍率观察其横切面,并进行图像拍摄。

1.3.8 比容和质构测定

在本次试验里,测定面包质量体积参考程丽丽等[12]的方法,具体操作流程为:把不同冻藏时长的冷冻面团从冻藏环境中取出,在室温下解冻,接着将其放入温度为38 ℃、相对湿度为80%的醒发箱中醒发1 h,烤至成熟后将自然冷却至室温的面包样品去除表皮,对需要测定的面包样品进行称重,接着将其放入容积确定的容器中,随后往容器内覆盖油菜籽,并轻轻摇晃容器,使油菜籽填实面包周围的空隙。当油菜籽将容器填满后,用直尺把油菜籽表面刮平,让其和容器口齐平。随后取出面包样品,把容器里的油菜籽倒进量筒,测出其体积。面包样品的体积可以通过容器的总体积减去油菜籽体积来算出。为了确保数据准确,每个面包样品的测试要重复做3次,最后取平均值作为最终结果。面包质量体积的计算如公式(2)所示:

表面包比容

(2)

式中:V,面包体积,mL;m,面包质量,g。

质构的测定参考饶菁菁等[13]的研究方法,并作适当修改,对盐地碱蓬影响面包芯质构的情况展开探究。将面包样品去除表皮,切割成边长为20 mm×20 mm×20 mm的正方体小块,以此作为检测样本。选用P/36R圆柱形平底探头,触发模式设定为“Auto”。具体测试参数如下:触发力5 N,测试前速率1 mm/s,测试时压缩速率100 mm/min,测试后速率2 mm/s,压缩程度为40%。在上述条件下,对面包芯的质构特性进行测试。

1.3.9 感官评定

针对面包的感官评定由10名经过专业训练的食品研究生,包括5名男生和5名女生,采用9分嗜好评分法对面包进行感官评定,从外观、内部结构、风味、口感等方面对面包进行评价,并对整体可接受度进行评分。在此评分标准中,1分表示极度不喜欢,2分表示非常不喜欢,3分代表适度不喜欢,4分表示轻微不喜欢,5分意味着既不喜欢也不讨厌,6分表示轻微喜欢,7分代表适度喜欢,8分表示非常喜欢,9分则表示极度喜欢。本次实验样品选取冻藏时间为3周的面包。

1.4 数据处理

本研究所有实验均重复3次,实验结果采用“平均值±标准差”形式进行统计学表征。数据可视化处理通过Origin 2024软件实现,统计学分析借助SPSS 27.0平台完成,包括单因素方差分析及邓肯多重比较检验显著性差异(P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 盐地碱蓬对冷冻面团发酵能力的影响

通过探究添加盐地碱蓬对冷冻面团发酵性能的影响,明确盐地碱蓬的添加是否会对冷冻面团发酵力产生影响,并明确其最佳使用比例。由图1可以看出,空白对照组与添加2%、4%盐地碱蓬的面团在冻藏初始阶段发酵性能无显著差异,但随着冻藏时间延长,3组面团的发酵性能逐渐呈现明显分化趋势,未添加盐地碱蓬的空白对照组发酵体积显著下降,表明长期冻藏导致冰晶重结晶加剧,面筋网络断裂和酵母细胞损伤,严重削弱面团持气能力。这是因为随着冻藏时间的延长,冷冻过程中形成的冰晶会抑制酵母活性并破坏面筋网络,导致面团发酵能力下降。通过观察发酵体积变化可直观反映冷冻面团的发酵性能,添加盐地碱蓬的面团发酵力显著改善,其中2%添加量组表现最优:冻藏5周时,经过3 h发酵,发酵体积高于其他2组。这可能与盐地碱蓬中丰富的亲水性多糖通过氢键结合自由水,降低冻藏过程中可冻结水含量,抑制冰晶生长速率,减少对酵母细胞膜的机械损伤有关,也有可能是其酚类化合物和抗氧化成分稳定面筋蛋白的二硫键交联结构,缓解冻藏引起的面筋脆化,从而维持面团持气性和延展性的原因。这一研究结果与娄雪琪[6]将菊粉添加至小麦粉中研究冷冻面团发酵能力结果相一致,该研究发现菊粉的添加也能显著提高冷冻面团的发酵能力。盐地碱蓬中的多糖可能通过类似机制,以氢键结合自由水,降低冻藏过程中可冻结水含量,从而抑制冰晶生长速率,减少对酵母细胞膜的机械损伤。

a-冻藏0周;b-冻藏1周;c-冻藏3周;d-冻藏5周

图1 不同盐地碱蓬添加量对冷冻面团发酵能力的影响
Fig.1 Effects of different addition amounts of Suaeda salsa on the fermentation ability of frozen dough

2.2 盐地碱蓬对面包芯水分含量的影响

面包水分含量是决定面包品质的核心指标之一,水分含量直接影响面包的柔软程度。适量水分可使淀粉充分糊化,形成松软湿润的质地;水分不足时,面包易干硬,口感粗糙。如图2所示,随着冷冻贮存时间的延长,各组面包的总水分含量都先上升后下降。这与面团表皮、内部以及周围环境之间的水分平衡有关。在贮存初期,表皮的水分会因为冰晶的形成而向内部移动;而在长期贮存后,内部的水分会因为重结晶和表面蒸发而流失,这使得面包的质地变差。添加盐地碱蓬的冷冻面团制成的面包,其总水分含量都比空白组高,而且随着盐地碱蓬添加量的增加,总水分含量先是增加,然后减少,其中添加量为2%时达到峰值,表明盐地碱蓬能够通过调节冰晶分布、减少重结晶对淀粉结构的破坏,从而维持芯部水分的稳定性。这可能是由于盐地碱蓬富含亲水性多糖及矿物质成分,能够显著提高面团的持水性,同时其活性物质可抑制冷冻过程中冰晶的形成与生长,减少水分流失。此外,盐地碱蓬中的天然胶体成分可能通过增强面筋网络结构,延缓水分在贮藏期间的迁移。这一研究结果与娄雪琪[6]将菊粉添加至小麦粉中研究其面包芯水分含量相一致。

图2 盐地碱蓬对面包水分含量的影响
Fig.2 Effect of Suaeda salsa on the moisture content of bread

注:图中不同字母表示差异显著(P<0.05)(下同)。

2.3 盐地碱蓬对冷冻面团可冻结水含量的影响

在面团冻结和冻藏期间,与面团成分结合不紧密的水会变成冰晶,进而破坏面筋蛋白网络以及酵母细胞,使得产品质量变差,而与面团成分结合紧密的水则不容易形成冰晶。所以,减少可冻结水的含量对于保持冷冻面团的品质非常关键。如图3所示,随着冻藏时间的延长,空白组和盐地碱蓬组的可冻结水含量都呈上升趋势,但在相同冻藏时间下,盐地碱蓬组的可冻结水含量显著低于空白组(P<0.05)。DSC分析结果表明,添加盐地碱蓬能够有效抑制冷冻面团在冻藏过程中可冻结水含量的增加。这可能是因为盐地碱蓬中的多糖和膳食纤维通过氢键捕获自由水,并形成凝胶网络限制水分迁移,从而减少结合水的释放,缓解冰晶对面筋蛋白结构的机械损伤。此外,可冻结水含量的降低减少了酵母细胞内冰晶的生成风险,同时盐地碱蓬中的相容性溶质可能协同调节渗透压,维持酵母的活性。这一研究结果与田金河等[3]将鲢鱼蛋白添加至小麦粉中研究其可冻结水含量变化规律一致。

图3 盐地碱蓬对可冻结水含量的影响
Fig.3 Effect of Suaeda salsa on freezable water content

2.4 盐地碱蓬对冷冻面团水分迁移的影响

水和面筋、淀粉等面粉成分相互作用,形成面团中的黏弹性网络。面团中水的分布对面团的硬度和面筋蛋白网络的强度有很大影响,也决定了冷冻面团在贮存期间的质量。低场核磁共振技术被用来评估冷冻面团中的水分分布和流动性,其中T2弛豫时间是低场核磁共振技术的一个重要参数,能够揭示食品体系中水的流动性。T21代表紧密结合水、T22代表弱结合水、T23代表自由水。对应的A21A22A23分别代表各形态水分的相对含量。T2值越小,说明对应形态水分的结合程度越紧密;A2值越大,说明对应形态水分的相对含量越高。由表1可知,随着冷冻贮藏时间的延长,各组中T21T22T23弛豫时间及A22A23峰面积均呈持续上升趋势,而A21峰面积则呈递减趋势。横向对比显示,相同贮藏周期下,添加盐地碱蓬的实验组相较于空白对照组,其T21T23弛豫时间和A22A23峰面积值均显著降低,而A21峰面积则保持较高水平。实验数据表明,长期冷冻贮藏会促使面团体系中水分迁移加剧,主要表现为结合水含量降低并向自由水形态转化。由此得出结论,添加盐地碱蓬能有效延缓这种水分状态劣变过程,维持面团体系的水分稳定性。这可能是因为盐地碱蓬中富含多糖类物质,这些生物大分子通过氢键与水分子结合,形成稳定的三维网络结构。这种水合作用能有效固定自由水,抑制其在冷冻过程中随冰晶生长发生的定向迁移。

表1 盐地碱蓬对冷冻面团水分迁移的影响
Table 1 Effect of different addition amounts of Suaeda salsa on water migration of frozen dough

盐地碱蓬添加量/%冻藏时间/周T21/msT22/msT23/msA21/msA22/msA23/ms0014.20±0.06d305.39±0.00d265.61±0.00d90.50±0.30a8.36±0.09d1.14±0.32d115.38±0.01c355.32±0.00c278.89±0.00c87.61±0.25b9.76±0.46c2.63±0.69c316.30±0.00b403.70±0.00b284.54±0.00b78.40±0.19c15.36±0.23b6.23±0.36b517.21±0.00a811.13±0.00a291.90±0.00a60.53±0.29d20.46±0.14a19.01±0.35a2012.00±0.00d297.60±0.00d231.91±0.00d98.66±0.24a1.03±0.00d0.32±0.23d112.68±0.00c314.57±0.00c237.12±0.00c90.41±0.56b7.32±0.12c2.28±0.61c313.10±0.00b356.72±0.00b249.91±0.00b83.58±0.12c13.71±0.23b2.71±0.31b514.69±0.00a378.90±0.00a244.19±0.00a77.55±0.31d16.74±0.20a5.71±0.26a6012.46±0.00d300.01±0.00d242.01±0.00d98.33±0.26a1.31±0.34d0.36±0.24c113.34±0.00c309.22±0.00c249.87±0.00c95.00±2.67b3.21±0.12c1.79±2.71bc313.98±0.00b337.89±0.00b256.99±0.00b90.15±0.55c6.49±0.20b3.67±0.63ab514.41±0.00a362.89±0.00a261.67±0.00a86.41±0.19d8.49±0.09a5.09±0.21a

注:表中不同字母表示差异显著(P<0.05)(下同)。

2.5 盐地碱蓬对面团微观结构的影响

借助扫描电子显微镜观察经过冻藏处理的面团的微观结构,以此探究盐地碱蓬对面团结构产生的影响,结果如图4所示。SG表示淀粉颗粒,被面筋蛋白网络包裹,形状为圆形或椭圆形;FG代表面筋膜,图中箭头所指的空洞是冰晶升华后留下的空间。冻藏0周时,所有样品的面筋网络结构均完整,淀粉颗粒紧密嵌合,孔隙小且致密。冻藏1周后,空白组(图4-d)的面筋网络出现明显断裂,孔隙变大且形状不规则;而盐地碱蓬组(图4-e~图4-f)仍保持初始的面筋连续性,未出现显著的结构损伤。冻藏3周时,空白组(图4-g)的面筋网络严重破碎,淀粉颗粒大量脱离面筋膜,形成大面积不规则孔隙;盐地碱蓬组(图4-h~图4-i)则保持较好的结构完整性,仅有少量淀粉颗粒暴露,孔隙数量和尺寸均较小[14]

图4 含0%、2%、4%盐地碱蓬的冷冻面团扫描电子显微镜照片
Fig.4 Scanning electron microscopy images of frozen dough containing 0%, 2%, and 4% of Suaeda salsa

注:a~c、d~f、g~i、j~l分别表示含0%、2%、4%盐地碱蓬的面团样品冷冻贮存0、1、3、5周的扫描电镜图。

这可能是由于盐地碱蓬中的亲水性成分与淀粉颗粒表面结合,形成物理屏障,阻止淀粉颗粒在冷冻过程中吸水膨胀和脱落。实验结果显示,在冻藏过程中,冰晶的形成和重结晶会导致大冰晶的产生,冰晶融化升华后会在面筋网络结构上留下不规则的大空洞,从而对面筋网络造成机械破坏。而盐地碱蓬中的小分子糖类或多羟基化合物能够通过氢键结合自由水,降低可冻结水的含量,从而抑制冰晶的生长和重结晶。

2.6 盐地碱蓬对面团动态流变学的影响

面团的动态流变特性可用于预测面包产品的品质,二者呈正相关。面团的动态流变特性通常通过G′和G″来表征,它们揭示了面团体系中淀粉与面筋蛋白之间的相互作用以及交联和聚集程度的动态变化。如图5和图6所示,盐地碱蓬对面团频率扫描的影响表明,所有样品的G′和G″均随着频率的增加而上升,且在整个频率扫描范围内,G′始终高于G″,这表明面团呈现出典型的固体行为,以弹性形变为主,与先前的研究结果相符[15]

a-面团冷冻0周;b-面团冷冻1周;c-面团冷冻3周;d-面团冷冻5周

图5 盐地碱蓬对冷冻面团G′的影响
Fig.5 Effect of Suaeda salsa on G′ of frozen dough

a-面团冷冻0周;b-面团冷冻1周;c-面团冷冻2周;d-面团冷冻3周

图6 盐地碱蓬对冷冻面团G″的影响
Fig.6 Effect of Suaeda salsa on G″ of frozen dough

在相同频率条件下,随着冻藏时间的延长,无论是对照组还是添加了盐地碱蓬的面团,其G′均逐渐降低。

这可能是因为冷冻过程中面团中的水分冻结,随着冻藏时间的延长,冰晶发生重结晶,导致面筋网络结构断裂增多,从而使面团的弹性减弱。然而,在相同的扫描频率和冻藏时间下,盐地碱蓬组样品的G′始终高于对照组样品,这说明盐地碱蓬的添加能够减少冻藏过程中冰晶对面筋蛋白网络结构的破坏。因此,可以推测盐地碱蓬通过抑制冰晶重结晶和增强面筋网络结构,提升了冷冻面团的抗冻性能[16]

图6展示了不同冻藏时间下盐地碱蓬对冷冻面团体系G″的影响。结果显示,在相同扫描频率条件下,盐地碱蓬组和对照组的G″均随冻藏时间的延长而降低(P<0.05)。这可能是由于在冻藏过程中,面团体系中冰晶重结晶逐渐增大,对面团造成的破坏加剧,使得面团体系更易发生形变。然而,在相同的冻藏时间和扫描频率下,盐地碱蓬组的G″显著高于对照组,表明盐地碱蓬能够有效抑制冰晶重结晶,减少冰晶对面团体系的破坏,进而增加面团发生形变时所需消耗的能量,从而增强面团体系的稳定性。这表明盐地碱蓬在冻藏过程中能够提升面团体系抵御冰晶生长和重结晶破坏的能力[17]

2.7 盐地碱蓬对面包的比容及质构特性的影响

面包的比容反映面包的蓬松度与气体保持能力。比容越大,表明面包内部气孔结构越均匀、面团发酵过程中产生的气体保留效果越好。这通常与面筋网络的强度、酵母活性及原料配比密切相关。比容高的面包质地松软,口感轻盈,而比容低则可能意味着发酵不足、面筋结构弱化或气体逸出过多[18]。质构特性是评价面包感官品质与结构稳定性的核心指标,可以反映面包的物理力学特性及其在加工、贮存过程中的变化规律。如图7所示,冷冻面团制备的面包在冻藏过程中呈现显著品质变化,随着冻藏时间延长,不同添加量面包的比容和弹性都呈现下降趋势,冻藏时间为1周以上时,盐地碱蓬组的比容和弹性高于空白组,硬度和咀嚼性低于空白对照组,且添加了2%盐地碱蓬的面包比容和弹性显著高于其他2组(P<0.05),硬度和咀嚼性相比其他2组则更小。这一结果说明适量添加盐地碱蓬可以提高冻藏后面团制备出面包的比容和弹性,抑制面团冻藏过程中的品质劣变[19]。这与2.1节中不同盐地碱蓬添加量的冷冻面团发酵能力特性变化相一致,可能是因为盐地碱蓬强化了面筋蛋白网络结构,并提升了酵母活力,从而有效改善了冻藏后面团制作出面包的品质特性[20]。这一研究结果与刘科文等[21]将秋葵多糖添加至小麦粉中研究其比容变化结果一致。

图7 盐地碱蓬添加量对面包比容和质构的影响
Fig.7 Effects of the addition amount of Suaeda salsa on the specific volume and texture of bread

2.8 盐地碱蓬对面包感官的影响

如表2所示,当盐地碱蓬添加量为2.0%时,面包总体评分达到最高值,显著优于空白组和4.0%添加组。具体表现为空白组面包表面光滑圆整,呈现均匀乳白色泽,孔隙结构细密均匀,并散发典型的小麦烘焙香气,但风味层次单一[22]。添加2.0%盐地碱蓬后,面包表面微有收缩,浅黄绿色泽分布均匀,孔隙结构完整,质地柔软且弹性优异,同时引入了独特的草本植物清香,咀嚼时湿润度显著提升,这可能与盐地碱蓬中亲水胶体对水分的固定作用有关[23]。然而,当添加量增至4.0%时,深绿色泽覆盖率超过80%,且风味中植物特征过于突出,导致回弹性下降,评分显著降低。这和前文盐地碱蓬对面团微观结构和面包内部纹理结构的影响结果相一致。

表2 不同盐地碱蓬添加量的面包感官品质的变化
Table 2 Changes in the sensory quality of bread with different addition amounts of Suaeda salsa

盐地碱蓬添加量/%总体评分/分评价0.08.14±0.09c表面光滑圆整,呈现均匀乳白色泽,孔隙结构细密均匀,散发小麦烘焙香气,质地柔软且弹性显著2.09.14±0.05a表面微有收缩,浅黄绿色泽分布均匀,孔隙结构完整,带有草本植物清香,咀嚼时湿润度适中4.08.68±0.09b表面光滑完整,深绿色泽显著,风味中草本类特征突出,质地略松散,回弹性下降

3 结论与讨论

面团冷冻时,面筋蛋白结构受损、酵母活性降低,导致发酵能力变差。同时,孔隙结构大小不一,使得持气性变差,进而使冷冻面团制品的感官和质构特性变差[24]。本研究通过添加盐地碱蓬,研究其对冷冻面团发酵力及其制品的比容、质构特性和水分迁移的影响,得出以下结论:添加盐地碱蓬后,冷冻面团的G′和G″有所上升;盐地碱蓬能抑制冰晶形成,维持面筋网络完整性,改善微观结构,降低面包硬度;其添加还增强了水分结合能力,对面团微观结构起到保护作用,提升面包品质。此外,与空白样相比,添加盐地碱蓬的冷冻面团制作出的面包比容更大、质地更软弹、感官评分更高。综上,盐地碱蓬可通过修饰冰晶改善冷冻面团及面包品质[25]。研究结果表明,盐地碱蓬提取物能有效提高冷冻面团稳定性和面包品质,为冷冻食品工业提供新天然改良剂。未来研究可进一步探索其在其他冷冻食品中的应用,并优化提取和应用工艺。

参考文献

[1] 冷冻烘焙行业迎来高速发展期[N].中国食品报, 2025-02-06(5).Freezing baking industry ushers in a period of rapid development[N].China Food News, 2025-02-06(5).

[2] 李灵, 陈旭, 汪少芸.冻融循环下抗冻多肽对冷冻马铃薯面团的品质保护及作用机理[J].食品科学,2018,39(10):7-13.LI L, CHEN X, WANG S Y.Quality protection and action mechanism of antifreeze peptide on frozen potato dough subjected to freeze-thaw cycles[J].Food Science, 2018, 39(10):7-13.

[3] 田金河, 王艳婕, 吴悦, 等.鲢鱼蛋白酶解物对冷冻面团及面包品质特性的影响[J].粮油食品科技, 2024, 32(6):125-133.TIAN J H, WANG Y J, WU Y, et al.Effect of silver carp protein hydrolysate on quality properties of frozen dough and bread[J].Science and Technology of Cereals, Oils and Foods, 2024, 32(6):125-133.

[4] 宋振硕, 杨军国, 张磊, 等.超微绿茶粉对面包品质与抗氧化特性的影响[J].茶叶学报, 2018, 59(4):229-232.SONG Z S, YANG J G, ZHANG L, et al.Effect of superfine green tea powder addition on quality and antioxidant property of bread[J].Acta Tea Sinica, 2018, 59(4):229-232.

[5] 鲍雨婷, 孙玥, 李雪玲, 等.滁菊粉对面团特性和面包风味及其抗氧化活性的影响[J].食品科学, 2023, 44(4):107-114.BAO Y T, SUN Y, LI X L, et al.Effect of Chuzhou Chrysanthemum powder on dough properties and flavor and antioxidant activity of bread[J].Food Science, 2023, 44(4):107-114.

[6] 娄雪琪. 天然菊粉对冷冻面团及馒头品质的影响[D].洛阳:河南科技大学, 2022.LOU X Q.Effect of natural inulin on frozen dough and the quality of steamed bread[D].Luoyang:Henan University of Science and Technology, 2022.

[7] 宫庆娥, 李焕勇, 张国顺.盐生野菜(黄须菜)干制工艺研究[J].食品工业科技, 2004,25(10):93-95.GONG Q E, LI H Y, ZHANG G S.Study on drying technology of salted wild vegetables (yellow beard vegetables)[J].Science and Technology of Food Industry, 2004,25(10):93-95.

[8] 李素云, 覃颖泉, 谢冬梅, 等.超声辅助酶解大米多肽的制备及其对酵母细胞增殖性影响[J].食品工业, 2020, 41(3):126-129.LI S Y, QIN Y Q, XIE D M, et al.Research of preparation of rice peptides by ultrasonic-assisted enzymatic hydrolysis and effect on yeast cells’ proliferation[J].The Food Industry, 2020, 41(3):126-129.

[9] 张艳杰, 冯艺璇, 金晴晴, 等.燕麦抗冻蛋白对不同冻藏条件下的面筋蛋白性质的影响[J].中国粮油学报, 2024, 39(12):73-80.ZHANG Y J, FENG Y X, JIN Q Q, et al.Effects of oat antifreeze protein on properties of gluten protein under different frozen storage conditions[J].Journal of the Chinese Cereals and Oils Association, 2024, 39(12):73-80.

[10] 林艺璇, 曾巧玲, 张玲云, 等.大黄鱼鱼卵磷脂对面团流变学和面包感官品质的影响[J].食品安全质量检测学报, 2022, 13(13):4174-4179.LIN Y X, ZENG Q L, ZHANG L Y, et al.Effects of Larimichthys crocea roe phospholipids on the rheological properties of dough and sensory quality of bread[J].Journal of Food Safety and Quality, 2022, 13(13):4174-4179.

[11] 付建鑫, 张桂香, 张炳文,等.碱蓬的营养价值及开发利用[J].中国食物与营养, 2019, 25(4):59-63.FU J X, ZHANG G X, ZHANG B W, et al.Nutritional function, development and utilization of Suaeda[J].Food and Nutrition in China, 2019, 25(4):59-63.

[12] 程丽丽, 唐雪燕, 王景炀, 等.响应面法优化黑麦挂面微波热风联合干燥工艺[J].粮食与油脂, 2025, 38(5):44-49;60.CHENG L L, TANG X Y, WANG J Y, et al.Optimization of microwave and hot air combined drying process of rye noodles by response surface methodology[J].Cereals &Oils, 2025, 38(5):44-49;60.

[13] 饶菁菁, 皮俊飞, 吴晨昕, 等.大黄鱼鱼卵油对面包品质特性及挥发性风味物质的影响[J].食品工业科技, 2025, 46(7):95-102.RAO J J, PI J F, WU C X, et al.Effect of large yellow croaker roe oil on the quality characteristics and volatile flavor compounds of bread[J].Science and Technology of Food Industry, 2025, 46(7):95-102.

[14] 肖天宇, 桑惠龙, 孙明琨, 等.冻融循环下柑橘纤维对冷冻预发酵面团的改良[J].食品研究与开发, 2024, 45(9):36-41.XIAO T Y, SANG H L, SUN M K, et al.Improvement of Citrus fibre on frozen pre-fermented dough under freeze-thaw cycle[J].Food Research and Development, 2024, 45(9):36-41.

[15] 李洁. 三赞胶对冷冻面团馒头品质的干预机制[D].郑州:河南工业大学, 2024.LI J.Intervention mechanism of sanxan on the quality of steamed bread prepared from frozen dough[D].Zhengzhou:Henan University of Technology, 2024.

[16] 裘茜. 全麦粉及其阿拉伯木聚糖对冷冻生坯馒头品质的影响与机制研究[D].无锡:江南大学, 2024.QIU Q.Effect and mechanism of whole wheat flour and arabinoxylan on the quality of frozen steamed bread[D].Wuxi:Jiangnan University, 2024.

[17] 李婧炜. 燕麦β-葡聚糖对中筋小麦粉冷冻面团和馒头加工品质的影响和机制研究[D].沈阳:辽宁大学, 2024.LI J W.Effect and mechanism of oat β-glucan on the processing quality of medium-gluten wheat flour frozen dough and steamed buns[D].Shenyang:Liaoning University, 2024.

[18] 于佳佳, 曹娅, 张金龙, 等.青稞麸皮膳食纤维对面团的冷冻保护作用[J].中国食物与营养, 2024, 30(9):40-44;66.YU J J, CAO Y, ZHANG J L, et al.Cryoprotect of barley bran dietary fiber against the dough function[J].Food and Nutrition in China, 2024, 30(9):40-44;66.

[19] 赵亚歆, 樊铭聪, 钱海峰, 等.冷冻面团品质改良剂研究进展[J].食品与发酵工业, 2024, 50(23):393-400.ZHAO Y X, FAN M C, QIAN H F, et al.Research progress of quality improvers for frozen dough[J].Food and Fermentation Industries, 2024, 50(23):393-400.

[20] 王宏伟, 国思琪, 苏会雨, 等.亚麻籽胶和沙蒿胶对冷冻面团及馒头品质的影响[J].轻工学报, 2023, 38(6):1-10.WANG H W, GUO S Q, SU H Y, et al.Effects of flaxseed gum and Artemisia sphaerocephala Krasch.gum on the quality of frozen dough and steamed bread[J].Journal of Light Industry, 2023, 38(6):1-10.

[21] 刘科文, 关二旗, 李萌萌, 等.秋葵多糖对冷冻面团贮藏稳定性的影响[J].食品与发酵工业, 2023, 49(6):92-97.LIU K W, GUAN E Q, LI M M, et al.Effects of okra polysaccharide on storage stability of frozen dough[J].Food and Fermentation Industries, 2023, 49(6):92-97.

[22] 尹明松. 菊粉对不同晶型淀粉结构和理化特性的影响及在馒头中的应用研究[D].郑州:郑州轻工业大学, 2022.YIN M S.Effects of inulin on the structure and physicochemical properties of different starch crystal types and its application in steamed bread[D].Zhengzhou:Zhengzhou University of Light Industry, 2022.

[23] JIANG Z J, SUN X H, GUO X N, et al.Components and physicochemical properties of mill streams:Effects on freeze-thaw stability and quality of frozen steamed bread dough[J].Food Chemistry, 2025, 478:143738.

[24] YANG Q, CHEN N, CHEN H Q.Effect of basil seed gum with low or high molecular weight on the rheological, physicochemical and structural properties of frozen dough[J].Food Chemistry, 2025, 479:143808.

[25] LU W, ZHOU X L, YANG T, et al.Alleviative effects of phosphates on quality deterioration of frozen dough during freeze-thaw cycles:A focus on gluten aggregation and dough fermentation[J].International Journal of Biological Macromolecules, 2025, 306:141729.

Effects of Suaeda salsa on the frozen storage stability of frozen dough and bread quality

YANG Mengqing1, RAO Jingjing1, CHEN Longjiao1, ZHONG Rongbin1,LIANG Peng1,2*, ZHANG Min2*

1(College of Food Science, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China)
2(College of Oceanography and Food Science, Quanzhou Normal University, Quanzhou 362000, China)

ABSTRACT Frozen dough often suffers from quality deterioration during storage due to ice crystal growth and moisture migration, which damage the gluten network and compromise product quality.To develop novel frozen dough improvers, this study introduced the halophyte Suaeda salsa into frozen dough systems for the first time.The mechanisms underlying its effects were systematically investigated using low-field nuclear magnetic resonance, scanning electron microscopy, and texture analyzers to monitor water phase transitions, gluten network integrity, and fermentation kinetic parameters during frozen storage.The specific volume, textural properties, and sensory quality of bread were also evaluated.Results showed that S.salsa addition reduced the freezable water content and slowed moisture migration in dough.SEM analysis revealed decreased gluten network porosity and enhanced gas retention capacity with S.salsa incorporation.Bread containing 2% S.salsa exhibited optimal performance, showing improved specific volume, increased elastic modulus, reduced hardness and chewiness, along with the highest sensory scores compared to the control group.The findings demonstrate that S.salsa effectively prevents quality deterioration in frozen dough during storage.This study provides theoretical and technical support for utilizing S.salsa in frozen food industries.

Key words Suaeda salsa; frozen dough; bread; scanning electron microscopy; moisture distribution

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.043656

引用格式:杨梦晴,饶菁菁,陈龙娇,等.盐地碱蓬对冷冻面团冻藏稳定性及面包品质的影响[J].食品与发酵工业,2026,52(8):217-226.YANG Mengqing,RAO Jingjing,CHEN Longjiao, et al.Effects of Suaeda salsa on the frozen storage stability of frozen dough and bread quality[J].Food and Fermentation Industries,2026,52(8):217-226.

第一作者:硕士研究生(梁鹏教授和张敏讲师为共同通信作者,E-mail:liangpeng137@sina.com;iszhangmin94@163.com)

基金项目:福建省财政专项补助项目(KJG19009A);福建农林大学创新基金(KFB23135A)

收稿日期:2025-06-23,改回日期:2025-09-10