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玻璃化在冷冻面团中的应用

   2022-03-31 29
核心提示:面包等烘焙食品是深受大众喜爱的方便食品,由于烘焙食品容易老化,且只宜鲜食、不易保存等,使其发展受到限制。随着制冷技术的完

面包等烘焙食品是深受大众喜爱的方便食品,由于烘焙食品容易老化,且只宜鲜食、不易保存等,使其发展受到限制。随着制冷技术的完善和发展,20世纪50年代研究人员提出了一种面团保存的新概念一冷冻面团技术,即首先将面团处理为成品或半成品,然后利用食品的冷冻原理与技术冷藏贮存面团成品,为烘焙备用。

1.影响冷冻面团质量的主要因素冷冻面团的淀粉含量较高,水分与面筋蛋白相互作用,赋予了产品不同的质构和风味。冷冻面团中的水分分布、水分与淀粉及蛋白质之间的相互作用,主要取决于面团的冻结速度和贮藏过程的温度波动。

(1)冻结速度对冷冻面闭质量的影响:冷冻面团的面筋蛋白是高分子亲水性化合物,具有疏水基和亲水基。制作面团时,蛋白质胶体遇水,水分子与蛋白质分子的亲水分子形成湿面筋,逐渐形成坚实的面筋网络。这种水化作用在胶粒表面和蛋白质分子内同时进行。胶粒表面吸水少,水分子则扩散到蛋白质分子中去,形成一定的渗透压,使其胶粒的吸水量增加,体积增大,因而具有特定的黏性与延展性。当低速冻结时,结合水结冰析出,水分形成较大冰晶,蛋白质分子被冰品挤压而发生位移,彼此之间靠近,发生凝聚而沉淀,解冻后又不能恢复原来胶体的形状,破坏了面团的结构。如果冻结速度较快,面团内部的水分形成细小冰品,冰品均匀分布在淀粉、蛋白质等大分子之间,对面团的内部结构影响甚微。

(2)温度波动对冷冻面团质量的影响:快速冻结保证了冻结过程面团的质量,但在贮藏过程中如果温度波动频繁,细小的冰品会逐渐生长为大冰品,从而破坏面团内部结构。另外,因为水蒸气压差的存在,冻结面闭表面的冰晶不断升华,致使冻结食品表面出现干燥、表皮开裂或脱落现象,严重影响面团的外观和内在品质。

可以看出,冷冻面团的质量下降主要是由结晶、再结晶等对面团微观结构破坏造成的。要提高冷冻面团的质量,必须解决这个问题。

2.提高冷冻面团玻璃化转变温度的方法而团的玻璃化保存可以避免结晶、再结品的影响,但从玻璃化的实现及实际应用的可能性等方面考虑,面团的玻璃化转变温度应以高于一20℃为宜,且越高越好。面粉的化学成分含量随小麦品种的不同而不同,且差别较大,一般的,蛋白质含量为7%一8%,碳水化合物含量为69%~76%,还包括脂肪、矿物质、维生素等。玻璃化理论主要考虑食品中基质的状态,判断基质是处于玻璃态还是橡胶态,而面团的组成成分及其平均分子质量、添加剂等的含量对面团基质的状态有较大影响。因此,适当调整面团中各成分含量及其存在的状态、添加适当的添加剂均可以提高玻璃化转变温度。下面将就各种成分对面团玻璃化转变温度的影响进行分析。

(1)水分含量:水分是影响面团玻璃化转变温度的一个重要因素,一般情况下,水分含量越高,玻璃化转变温度越低。例如,无水淀粉和蔗糖混合物的玻璃化转变温度为60℃,而当水分含量为2%时,其玻璃化转变温度降低到20℃。通常,每增加1%的水分,玻璃化转变温度降低5~10℃。

研究表明,速冻面团玻璃化保存时一般要求比正常面团少2%一4%的水分。将面团调制得硬一些,有益于实现面制品的玻璃化保存:但同时要使面团充分吸水,以保证面筋网络结构的形成。

(2)膜水化合物:碳水化合物是面团的主要成分之一。可溶性的小分子碳水化合物(如果糖、葡萄糖、蔗糖等)对于干制品的加工及品质有明显影响。

例如,在速冻面团中加人4%一5%的海藻糖可以使酵母在冻存期免受间接冻伤,保护醇母的活性;同时,加入一些多糖稳定剂还可以提高面团的玻璃化转变温度。根据面团的品质及储藏稳定性的要求,选用适当的糖类作为添加剂,可以提高其玻璃化转变温度。常见的几种糖类的玻璃化转变温度由高到低依次为乳糖、麦芽糖、蔗糖、葡萄糖。加入多糖稳定剂以后,可以降低水分的扩散速率,使面团基质的黏度上升,显著降低燕糖冰品体的生长速度,从而提高玻璃化转变温度。另外,糖类添加到面团中,还可以改变水分子的结构,使自由水的质量分数减小,从而有效限制水对玻璃态的增塑作用,提高玻璃化转变温度。

(3)蛋白质和脂防:蛋白质和脂肪的分子质量比较大,玻璃化转变温度较高,对面包等纯面制品的玻璃化转变温度影响不大。而对于带馅类而制品的玻璃化保存,蛋白质侧起到很重要的作用。这是因为在带馅类面制品的玻璃化保存时,面皮首先变硬,面皮的弹性急剧下降,而馅由于含水量比较多,可能形成大的冰晶,从而使馅的体积增大,造成面皮的龟裂。如果面粉中湿面筋含量高,在速冻过程中可承受较大的膨账应力,从而威少面皮的开裂率。

(4)改良剂:可以通过添加改良剂来提高面制品的玻璃化转变温度,但添加的种类和数量取决于食品的风味、卫生标准及生产成本等多种因素。常用的提高面团玻璃化转变温度的改良剂主要有以下几种。

①增稠剂:彻精、果胶、脱脂牛奶、明胶、预糊化淀粉等可以明显改善食品的物理性质,在速冻过程中,这些增稠剂能吸附水分,使未冻相黏度增大,减小了溶质分子自由体积,降低了冰品的线生长率,从而提高玻璃化转变温度,更容易实现食品的玻璃化保存。

②乳化剂:对于冷冻面团,乳化剂也可以提高其玻璃化转变温度。这是因为:乳化剂的加人可以使水的表面张力降低30%以上,得到粒径小而均匀的分散的液滴,有助于玻璃化转变,乳化剂可以控制面团中淀粉的老化,保持柔软的水合状态,更安全地度过玻璃化转变期;乳化剂与面筋蛋白发生络合作用,强化面筋结构,增强面筋的韧性和抗拉力。

常用的冷冻面制品乳化剂有硬脂酰乳酸钠(SSL)、羧甲基纤维素

(CMC)、双乙酰酒石酸(DATA)、卵磷脂、双乙酰酒石酸单(双)甘油酯

(DATEM)等。

③磷酸盐:在而制品中加入磷酸盐可以改善冷冻面制品的色泽,增加弹性和爽滑感。磷酸盐还可以调节面制品的pH,有益于面制品酸碱度的改变,保持酵母菌活性。将淀粉与磷酸盐反应获得的淀粉磷酸酯,可以用做食品乳化剂,提高面团的保水率,具有良好的冻结融化稳定性。淀粉脚酸酯可以提高食品的玻璃化转变温度。

3,添加剂对面团玻璃化转变温度的影响根据上述的食品添加剂,上海理工大学苏鹏等选用了五种具有代表性的添加剂:单甘酯、食用明胶、维生素C、卵磷脂及海藻糖,研究了添加剂对面团玻璃化转变温度的影响。

把3% 的五种添加剂分别加人含水量为40%的面团中,测量了面团的玻璃化转变温度,结果如图8-9所示。可以看出,面闭中分别加入3%的添加剂后,玻璃化转变温度都发生了变化。海藻糖、单干酯、维生素C、明胶的添加把面团的玻璃化转变温度从一29.7℃分别提高到一14.8℃、一14.2℃、一24.7℃、一22.6℃:而卵磷脂的加入却降低了面团的玻璃化转变温度

(-38.5℃)。

4.面团的玻璃化保存测量了添加各种添加剂的面团的玻璃化转变温度后,苏鹃实验研究了玻璃化保存对面团品质的影响,利用感官评定、蒸煮实验和扫描电镜(SEM)对面团质量进行了评定。结果表明:①添加剂可以提高面团的玻璃化转变温度,玻璃化保存方法是提高冷冻面团保存质量的有效方法。②加入海藻糖和单甘酯对减少面团的干物质损失率作用最明显。③扫描电镜显示的面团微观结构表明,加入单甘酯和明胶时,面团的水分集聚现象不明显,有利于面团的冻结保存,加入海藻糖和维生素C后有利于面团在冻结过程中水分均匀分布,碱缓结品、再结晶的发生。

玻璃化理论还在草莓、水产品及肉类等方面进行了研究,这些研究尚处于起步阶段。随着人们对玻璃化的认识及研究的深人,相信将在冷冻食品品质和安全方面得到越来越广泛的应用。


 
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