冷藏對面團發酵及面包品質的影響

孝英達， 吳鳳鳳， 王 沛， 王金鵬， 徐學明*，2， 金征宇，2

（1．江南大學 食品學院，江蘇 無錫214122；2.食品科學與技術國家重點實驗室，江南大學，江蘇 無錫214122）

面包的最佳食用時間是面包出爐后的1～6小時，否則面包會因為老化造成面包品質的下降。因此，大多數面包門店都采用現烤現賣的形式銷售烘焙產品。可是，面包制作過程復雜，不僅耗時長，而且占用生產面積大，所需工人多。隨著房租和人力成本的增加，傳統前店后坊的面包經營方式生存壓力越來越大，冷凍面團技術也因此而被逐漸普及。冷凍面團是一種將面團制作與面包烘烤兩工段分離的技術，形成了中央工廠制作冷凍面團，銷售門店只需儲藏、加工、烘烤冷凍面團的面包經營模式。這種技術促進了烘焙行業的變革性發展，實現了新鮮面包的工業化大規模生產。但是，冷凍面團也有一些弊端，比如：在銷售門店需要將面團解凍、醒發后才能進行烘烤。這樣仍然有較高的成本，而且生產耗時仍較長，使得門店對面包銷售情況應對遲緩；此外，由于冷凍濃縮效應、水分遷移與重結晶等將導致面團在凍藏過程中會因酵母活性降低和面筋網絡劣變而導致酵母產氣能力變弱，面團保氣性能變差，最終使冷凍面團所得的面包品質變差[1-3]。

面團的冰點約為-4℃，在冰點以上，面團仍可以緩慢的醒發。因此可以利用這一特點，在較短的周轉周期內，利用冷藏的方法儲藏面團，并在此周期內讓面團持續醒發。這不僅可有效節約冷凍所需的更多設備和相應的能耗，避免冷凍面團由于產生冰晶及水分遷移造成的品質下降，而且可以在門店縮短或消除因解凍、醒發所花費的面包銷售時間，提高經營效率。

作者探討了面團在不同冷藏條件下的發酵能力以及由此而得的不同冷藏條件下面包品質變化，以獲得面團冷藏條件與面包生產相應的關系，為冷藏面團生產面包的技術推廣提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 材料

面粉（蛋白質質量分數14%）：豐益貿易私人有限公司產品；酵母（耐高糖）：安琪酵母股份有限公司產品；白砂糖、鹽：江蘇省鹽業集團有限責任公司產品；起酥油：天津南僑食品有限公司產品。

1.2 儀器與設備

SM-32s型醒發箱、SM25型和面機、MB-622型烤箱、SM-302N型吐司切片機：新麥機械（無錫）有限公司產品；BCD-228SDPW型冰箱：青島海爾股份有限公司產品；TA.XT Plus型物性分析儀：英國SMS公司產品；Finnigan Trace MS氣相色譜-質譜聯用儀：美國Finnigan公司產品；固相微萃取裝置，75 μm CAR/PDMS萃取頭：美國Supelco公司產品。

1.3 實驗方法

1.3.1 冷藏面團的制備 將面粉、糖、鹽、酵母、水按如下比例稱重后在和面機中混合攪拌，待面團成型后加入起酥油繼續攪拌，直至面團可以拉出不輕易破的小片薄膜。

1.3.2 面團冷藏方法 面團成型后先放在醒發箱里溫度38℃、濕度80%條件下進行一定時間醒發，醒發不同時間之后放入不同溫度冰箱進行儲藏。該前處理醒發時間梯度定為 0、15、30、60 min；儲藏溫度梯度定為-3、0、2、4℃（實際儲藏溫度：設定溫度±0.5℃）。面團冷藏于10 cm×10 cm×5 cm的保鮮盒中。

1.3.3 面團冷藏過程中酵母產氣能力測定 取面團30 g，放入250 mL量筒中，壓實，放入醒發箱，醒發，醒發不同的時間后，將量筒口包好保鮮膜（預留換氣孔）后放入不同溫度的冰箱，冷藏醒發。每天對量筒進行觀察，測定面團體積并記錄。

1.3.4 冷藏發酵面團面包的制作 將不同前處理醒發面團經不同溫度冷藏一定時間后從保鮮盒中取出后直接放入烤箱烘烤，烘烤條件上火190℃，下火210℃，烘烤16 min。面包烤好后，在室溫條件下冷卻一小時后進行之后的測定。

1.3.5 面包比容的測定 采用排菜籽法測定面包的比容[4]。

1.3.6 面包質構的測定 采用馮俊敏等[5]的方法，利用質構儀測定面包質構并略作修改：用面包切片機將面包切成10 mm的薄片，取中間兩片疊放在一起進行測定。質構儀探頭選用P25型號，測前探頭移動速度3 mm/s，測中探頭移動速度1 mm/s，測后探頭移動速度5 mm/s，應變位移40%。

1.3.7 面包揮發性風味化合物的測定 揮發性風味成分的頂空固相微萃取：將冷卻1小時后的面包均勻切割為5 mm×5 mm×3 mm的小塊，放入15 mL樣品瓶中，放至瓶高的1/2，置于60℃水浴鍋中，將萃取頭插入樣品瓶并使纖維頭伸至瓶中樣品的正上方。萃取時間為40 min，退回纖維頭并拔出萃取頭，開始進樣[6]。

揮發性風味成分化合物GC-MS的分析：色譜柱采用DB-5MS毛細管柱；升溫程序：保持40℃條件1 min，中段以6℃/min的速度升至160℃，最后以10℃/min的速度升至250℃，并持續10 min；載氣（N2）前 2 min恒流流量為 1.2 mL/min，之后，分流流量為10 mL/min，分流比12∶1。質譜條件：進樣溫度為250℃，電離方式為EI；離子源溫度為200℃，發射電流為200 μA，電子能量70 eV，全掃描采集，以m/z33～495進行質量掃描[7]。

揮發性風味成分化合物的定性及定量分析：GC-MS結果經計算機與人工檢索與Wiley Library和NIST Library相匹配，定性檢索圖譜峰，設定匹配度和純度均大于800即為鑒定結果[8]。

2 結果與討論

2.1 冷藏條件對面團酵母產氣能力的影響

酵母在低溫條件下仍具有一定的產氣能力，使得面團體積繼續增大，而當產氣能力減弱或消失時，面筋的拉力會使得面團體積停止增大或者產生回縮現象。不同醒發溫度下酵母產氣能力由圖1至圖4所示。面團前處理時不同醒發（以下稱前處理）時間、不同冷藏醒發溫度條件下酵母產氣能力不同：前處理時間越短，冷藏醒發溫度越低，酵母持續產氣時間越長；前處理時間增加，提高冷藏醒發溫度，可使面團更快達到醒發終點。4℃冷藏醒發條件下，60 min前處理時間的面團，其體積隨著冷藏時間不斷減小，說明其酵母產氣能力逐漸降低。前處理30 min時間的面團，第二天達到體積最大值，此后面團體積下降。說明酵母在前處理時間30 min，冷藏發酵溫度4℃的條件下，前2天酵母產氣能力較強，2天之后酵母產氣能力減弱或停止產氣。前處理15 min和0 min，面團達到體積最大值時間分別為第3天和第4天，說明不同條件下酵母可持續產氣能力較強的天數分別為3、4 d。同樣，2℃冷藏醒發條件下，前處理0、15、30 min，酵母可持續產氣能力較強的天數分別為4、4、5 d。0℃、-3℃冷藏醒發條件下，前處理0、15、30 min，酵母可持續產氣能力較強的天數都在6 d以上。綜合上述結果可以看出，冷藏發酵溫度降低，面團醒發速度變慢，可延長酵母持續醒發的時間，不過發酵能力會隨著溫度降低而降低。面團在普通面包制作的溫度與濕度下醒發60 min基本接近醒發的終點，因此面團60 min前處理后，繼續冷藏發酵，其保持時間較短。

圖1 前處理時間在4℃對面團發酵力的影響Fig.1 Effect of different pre-fermentation time on dough fermentation at 4℃refrigerated conditions

圖2 前處理時間在2℃對面團發酵力的影響Fig.2 Effect of different pre-fermentation time on dough fermentation at 2℃refrigerated conditions

圖3 前處理時間在0℃對面團發酵力的影響Fig.3 Effect of different pre-fermentation time on dough fermentation at 0℃refrigerated conditions

圖4 前處理時間在-3℃對面團發酵力的影響Fig.4 Effect of different pre-fermentation time on dough fermentation at-3℃refrigerated conditions

2.2 面團冷藏對面包品質的影響

2.2.1 冷藏發酵對面包比容的影響 面包比容大小代表著面包的醒發程度，通常比容越大代表著面包醒發程度越好，面筋強度越大。圖5至圖8中結果可以看出：面團在相同冷藏溫度及冷藏時間的條件下，前處理時間增加，面包比容增大。以0℃冷藏條件下不同前處理時間的面包為例：冷藏1天時，前處理 0、15、30 min的面包，比容為別為 3.62、3.80及3.91 mL/g，此后隨著冷藏天數增加，面包比容緩慢增大，前4天面包比容增長較快，第4天比容分別為4.28、4.31及4.61 mL/g；冷藏4～6 d時面包比容增加相對較為緩慢，6天時比容分別為4.45、4.5及4.78 mL/g，前處理30 min的面包比容表現一直好于前處理時間較短的面包，而在不考慮面團達到醒發終點后回縮的情況，其他溫度冷藏的面包比容變化規律同0℃條件下面包比容變化一致。說明面團前處理醒發和冷藏過程中的醒發可以互相疊加，共同作用來幫助面團醒發。此外，前處理時間及冷藏時間相同的條件下，冷藏溫度高時，達到最佳比容需要的冷藏時間較短。在前處理30 min條件下，面團冷藏 1 d時，冷藏溫度為 4、2、0、-3℃，面包比容分別為 5.52、5.04、3.91、3.81 mL/g， 而冷藏 2 d 及3 d后，4、2℃冷藏條件下的面包達到最佳比容，分別為5.71 mL/g和5.52 mL/g，面團繼續冷藏后面包比容降低，而0、-3℃冷藏條件下面包比容6 d內持續增大，比最大容分別達到4.78、4.32 mL/g。可見，冷藏醒發的溫度越低，面包比容越小。盡管在貯藏的6 d內，0、-3℃冷藏條件下面包比容會隨貯藏時間延長而增加，但總體低于較高冷藏溫度面團所得的面包比容。過小的比容會降低面包品質并且增加面包生產成本。此外，不同冷藏醒發條件下面包比容變化規律和酵母產氣能力變化規律基本一致：酵母產氣能力強時，面包比容增加；酵母產氣能力減弱或消失時，面包比容減小。

2.2.2 不同冷藏發酵條件對面包質構的影響 面包質構檢測結果中，硬度值與面包品質呈負相關，這個指標數值越大，面包吃起來就越硬，缺乏彈性、綿軟、爽口的感覺；彈性值與面包品質呈正相關，數值越大，面包吃起來越柔軟不筋道，爽口不粘牙[9-10]。

圖5 前處理時間在4℃對面包比容的影響Fig.5 Effect of different pre-fermentation time on specific volume at 4℃refrigerated conditions

圖6 前處理時間在2℃對面包比容的影響Fig.6 Effect of different pre-fermentation time on specific volume at 2℃refrigerated conditions

圖7 前處理時間在0℃對面包比容的影響Fig.7 Effect of different pre-fermentation time on specific volume at 0℃refrigerated conditions

圖8 前處理時間在-3℃對面包比容的影響Fig.8 Effect of different pre-fermentation time on specific volume at-3℃refrigerated conditions

圖9至圖12中可以看到，在冷藏溫度相同的條件下，隨著面團前處理時間的增加，冷藏發酵相同天數的面包硬度減小。如2℃冷藏條件下，面團冷藏一天，前處理 0、15、30、60 min的面包芯硬度分別為 289、255、239、207 g。 面包芯硬度和面包的比容有關：面包比容越小，面包內部氣泡結構減小，面筋更加致密，使得面包芯硬度減小。同時，面筋蛋白在低溫儲藏時面筋抗拉強度增加，使得面包的硬度增加[11]。此外，在相同面團前處理時間的條件下，相同冷藏時間的面包其面包芯硬度隨著冷藏發酵溫度降低而增加：面團前醒發時間15 min，冷藏1 d時，冷藏溫度分別為4、2、0、-3℃的面包其面包芯硬度分別為 201、261、356、400 g，-3 ℃冷藏溫度下面包芯硬度最大，這是因為面包比容隨著冷藏溫度降低而減小，進而造成了面包硬度上升。而相同的前處理時間和冷藏溫度，面包芯硬度隨著冷藏時間增加而增加。如前處理30 min，2℃冷藏的面包心硬度 1～6 天硬度分別為 240、248、281、361、401、473 g。面包芯硬度隨著時間增加而增加，會降低面包品質，尤其對面包口感影響較大。

圖9 前處理時間在4℃對面包芯硬度的影響Fig.9 Effect of different pre-fermentation time on hardness at 4℃refrigerated conditions

圖10 前處理時間在2℃對面包芯硬度的影響Fig.10 Effect of different pre-fermentation time on hardness at 2℃refrigerated conditions

圖11 前處理時間在0℃對面包芯硬度的影響Fig.11 Effect of different pre-fermentation time on hardness at 0℃refrigerated conditions

圖12 前處理時間在-3℃對面包芯硬度的影響Fig.12 Effect of different pre-fermentation time on hardness at-3℃refrigerated conditions

圖13至圖16中可以看到，經60 min前處理的面包芯彈性隨著冷藏時間增加而降低，如4℃冷藏條件下，面團前處理60 min后，面包芯彈性從0.84下降到0.73。前處理0、15、30 min，不同冷藏溫度的面包隨著冷藏時間增加，其面包芯彈性先增加再降低。以4℃冷藏條件下，面團前處理30 min面包為例，面包芯彈性從0.79增加到0.82再減小到0.74。面包芯彈性的強弱和面包中面筋蛋白的數量、強度及形態有關：面筋蛋白質含量高、強度大、蛋白質分子間化學鍵多，空間網絡更穩固，面包芯彈性增大；隨著冷藏時間增加，面包緩慢醒發，蛋白質分子逐漸變得松散伸展，分子間接觸面積增大，化學鍵含量增大，使得蛋白質空間網絡結構更加穩固，宏觀表現為彈性增大[12-13]。而隨著面團冷藏時間繼續增加，面包水分減少，微生物代謝產物增加及酶的不斷作用，造成面筋品質下降，使得面包芯彈性降低。此外，在相同冷藏溫度下，面團前處理時間增大，其醒發程度增加，面包心彈性表現越好。由圖13至圖16中可對比發現，隨著冷藏溫度的降低，相同前醒發時間條件下冷藏相同天數的面包心彈性降低。如冷藏2 d，前醒發時間15 min條件下，冷藏溫度分別為 4、2、0、-3 ℃的面包芯彈性分別，0.82、0.79、0.78、0.76。為這也和面筋在低溫條件下卷曲程度增加、面團醒發程度較低有關。

圖13 前處理時間在4℃對面包芯彈性的影響Fig.13 Effect of different pre-fermentation time on springiness at 4℃refrigerated conditions

圖14 前處理時間在2℃對面包芯彈性的影響Fig.14 Effect of different pre-fermentation time on springiness at 2℃refrigerated conditions

圖15 前處理時間在0℃對面包芯彈性的影響Fig.15 Effect of different pre-fermentation time on springiness at 0℃refrigerated conditions

圖16 前處理時間在-3℃對面包芯彈性的影響Fig.16 Effect of different pre-fermentation time on springiness at-3℃refrigerated conditions

2.2.3 冷藏對面包風味的影響 面包天然的香味主要來自于面包烘烤時產生的焦香味和面團發酵過程中產生的酵香味：面團發酵過程中，蛋白質的水解，脂肪、肽等的代謝，氧化還原反應等，都可以產生風味物質[14]；面團的發酵時間增加，酵母發酵得更加充分，釋放出更多的風味物質，面包的酵香味就越濃郁[15]。選取2℃冷藏條件下前處理30 min，冷藏1 d及4 d的面包與正常處理的面包對比，不同冷藏發酵時間面包中揮發性風味化合物分析結果如表1所示。普通面包及不同天數的冷藏發酵面包風味物質共79種，其中主要包括8大類：醇、酯、醛、酮、酸、脂肪烴類、芳香族化合物、雜環類及含氮化合物。統計結果如表2所示。

表1 不同冷藏發酵時間面包中揮發性風味化合物分析結果Table 1 Result of volatiles from different storage period bread

續表1

續表1

表2 揮發性風味化合物分類統計結果Table 2 Category statistics result of bread volatiles

面團經冷藏后，風味物質的數量及種類都發生了變化。隨著冷藏時間增加，風味物質總含量增加。冷藏1 d及4 d的面包風味物質總量相比普通面包分別增加了27.51%和115.38%，說明面包冷藏發酵后風味更加濃郁。隨著冷藏時間增加，醇類種類降低，總量增大。醇類風味物質中，主要成分是乙醇，乙醇主要由酵母發酵產生[7]，冷藏時間增加，面包發酵更加充分，因此產生更多的乙醇。酯類化合物是由無機酸或有機酸與醇進行酯化反應縮去水而成，賦予面包果香和奶香，辛酸乙酯具有白蘭地酒香味，丁位壬內酯具有甜奶香，對面包風味均尤為重要[16]，此兩種化合物在冷藏發酵的面包中含量較高，提升了冷藏發酵面包氣味。醛類在面包中也有較高的含量，而且其氣味分辨閾值較低，因此是面包香氣中比較重要的風味化合物，冷藏過程中，冷藏1 d及4 d的醛類總含量分別增加80.22%及89.30%，其中對面包風味較為重要的苯甲醛、呋喃甲醛（糠醛）含量均有增加。面包風味物質中，辨別閾值低的物質有醇類、酯類、醛類及雜環類[17]。面包的焙烤過程會發生美拉德反應，又稱非酶褐變，是面包產生表面金黃顏色及獨特焙烤香味的主要原因；而美拉德反應會產生一系列雜環類物質，主要有呋喃、吲哚、吡啶等。冷藏1 d及4 d的面包風味物質中該類化合物含量比普通面包含量高126.76%及116.86%，說明冷藏發酵面團有更濃郁的焙烤香氣。冷藏后面包酸類物質總量增加，主要有乙酸、丁酸和甲基丁酸，有一定的奶香和果香味[18]。綜上可知，面團冷藏發酵，可使面包產生更為濃郁的香氣，受到消費者歡迎。

3 結 語

面團冷藏發酵方法可以生產面包，并且會產生更加濃郁的面包香氣。冷藏發酵面包的品質同面團冷藏前的醒發時間、冷藏溫度及冷藏時間相關。醒發時間增加、冷藏溫度升高，在相同的冷藏天數內，面包比容增大、面包芯硬度降低，不過面包品質易下降。冷藏后，酵母發酵更加充分，面團經烘烤后產生了更多的風味物質，使得面包香味更加濃郁，會更加受到消費者歡迎。總體來說，經過醒發15～30 min的面團在2～4℃溫度下冷藏1～4 d，能夠獲得較好品質的面包。