劉飛龍，繆冶煉，陳介余，馬厚雨，李 娜，張燕萍

(1.南京工業(yè)大學(xué) 食品與輕工學(xué)院，江蘇 南京 211800； 2.日本秋田縣立大學(xué) 生物資源學(xué)部，秋田 010-0195，日本； 3.丹陽(yáng)市同樂(lè)小麥粉有限公司，江蘇 丹陽(yáng) 212351)

冷凍面團(tuán)是一種以小麥粉和酵母為主要原料加工而成的半成品。利用冷凍面團(tuán)生產(chǎn)面包、饅頭和包子等發(fā)酵面食產(chǎn)品，不僅能夠提高生產(chǎn)效率，及時(shí)提供新鮮產(chǎn)品，加強(qiáng)品質(zhì)管理，還能節(jié)約人工和設(shè)備投資，降低生產(chǎn)成本[1-3]。然而，在冷凍過(guò)程中形成的冰晶會(huì)損傷酵母細(xì)胞，使其失去活力甚至死亡，同時(shí)也會(huì)破壞面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，降低面團(tuán)的CO2保持能力，改變面團(tuán)的流變學(xué)性質(zhì)，這嚴(yán)重影響冷凍面團(tuán)的醒發(fā)和最終產(chǎn)品的品質(zhì)[4-6]。

一般來(lái)說(shuō)，冷凍面團(tuán)酵母活力的主要影響因素包括：①酵母對(duì)冷凍的耐受能力[7-9]；②小麥粉種類及組分[3,6,10-11]；③改良劑[12-13]；④加工工藝和條件[14-15]。

小麥品種不同，其小麥粉中蛋白質(zhì)的含量和構(gòu)成也不同。Lu等[10]從高筋小麥粉和低筋小麥粉中分離出淀粉、水溶性成分、醇溶蛋白和麥谷蛋白等4個(gè)組分，考察這4個(gè)組分對(duì)冷凍面團(tuán)烘焙品質(zhì)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：當(dāng)?shù)徒钚←湻鄣哪骋唤M分被高筋小麥粉的相應(yīng)組分替代時(shí)，冷凍面團(tuán)烘焙品質(zhì)得到改善；與此相反，當(dāng)高筋小麥粉的某一組分被低筋小麥粉的相應(yīng)組分替代時(shí)，則冷凍面團(tuán)烘焙品質(zhì)有所下降。各組分對(duì)冷凍面團(tuán)烘焙品質(zhì)的影響顯著不同，麥谷蛋白的影響最大，其次是醇溶蛋白和淀粉，水溶性成分的影響不大。

Kondakci等[6]分別以蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)7.5%、9.5%和11%的小麥粉為原料制作面團(tuán)，并在不同冷凍條件(冷風(fēng)的溫度和速度)下進(jìn)行冷凍，討論蛋白質(zhì)含量和冷凍速度對(duì)面團(tuán)和饅頭品質(zhì)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：冷凍使酵母發(fā)酵力降低、面筋結(jié)構(gòu)減弱，從而導(dǎo)致饅頭的比體積減小。但是，蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高(9.5%～11%)時(shí)，面團(tuán)在各種冷凍條件下都具有較強(qiáng)的抗凍傷能力，饅頭的比體積、形狀比率和質(zhì)構(gòu)與新鮮面團(tuán)饅頭相近。Wang等[11]討論了冷凍面團(tuán)中麥谷蛋白聚合物解聚對(duì)冷凍面團(tuán)品質(zhì)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在小麥粉中添加1%的麥谷蛋白聚合物，可減輕冷凍面團(tuán)中麥谷蛋白聚合物的解聚及饅頭品質(zhì)的下降。這是由于麥谷蛋白聚合物的添加提高了麥谷蛋白與醇溶蛋白的比例，強(qiáng)化了面團(tuán)的面筋結(jié)構(gòu)、彈性和持氣力。然而，麥谷蛋白聚合物的添加沒有影響酵母的生長(zhǎng)和產(chǎn)氣力。

Yi等[16]采用糯小麥粉(支鏈淀粉含量占淀粉98%以上)和普通小麥粉制作冷凍面團(tuán)和面包。在糯小麥粉用量0～45%、水用量55%～65%的范圍內(nèi)，隨著糯小麥粉和水用量的增加，冷凍面團(tuán)的黏附性逐漸上升，面包的硬度逐漸下降。糯小麥粉用量為15%時(shí)，酵母發(fā)酵力較高，面包體積較大。與此相對(duì)應(yīng)，楊銘鐸等[17]的實(shí)驗(yàn)表明，在普通小麥粉中添加直鏈淀粉，則冷凍面團(tuán)的延伸性隨直鏈淀粉添加量的增加而下降，而酵母的產(chǎn)氣力與直鏈淀粉添加量無(wú)關(guān)，基本保持一定。Ortolan等[2]以普通小麥粉(CWF)為對(duì)照，分別用螺旋擠壓小麥粉(EWF)和糊化木薯淀粉(PGS)替代5%的普通小麥粉后制作冷凍面團(tuán)和面包。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：醒發(fā)開始時(shí)，EWF冷凍面團(tuán)和PGS冷凍面團(tuán)的葡萄糖含量(以100 g小麥粉質(zhì)量為基準(zhǔn))分別為12 g和11.7 g，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于CWF面團(tuán)的7.1 g。葡萄糖對(duì)酵母起到低溫保護(hù)作用，同時(shí)也為酵母生長(zhǎng)提供了可利用的糖分。與CWF冷凍面團(tuán)相比，用EWF和PGS冷凍面團(tuán)經(jīng)解凍和醒發(fā)后的體積較大，但面包體積較小。因此，EWF和PGS可用來(lái)改善法國(guó)面包冷凍面團(tuán)生產(chǎn)過(guò)程。

本文作者在前期研究中以SaccharomycescerevisiaeCGMCC 2.1423為出發(fā)菌株，采用低溫等離子體誘變結(jié)合定向馴化的手段，選育出了一株發(fā)酵能力強(qiáng)的抗凍酵母S.cerevisiaeAFY-1[18]。該抗凍酵母的細(xì)胞懸液在-20、-80 ℃條件下凍藏120 d后，細(xì)胞存活率分別保持在83.2%和82.0%。采用該抗凍酵母制作的面團(tuán)在-20 ℃條件下凍藏70 d后，發(fā)酵力和平均醒發(fā)速度分別保持在冷凍前的87.9%和60.2%[8-9]。另一方面，現(xiàn)有文獻(xiàn)多數(shù)報(bào)道了某一組分對(duì)冷凍面團(tuán)醒發(fā)以及面包或饅頭品質(zhì)的影響，而關(guān)于多組分與酵母活力的研究較少。

本研究中，為了提高冷凍面團(tuán)中的酵母活力，在低筋小麥粉中添加不同量的水、谷朊粉和支鏈淀粉制備冷凍面團(tuán)，探討水、谷朊粉和支鏈淀粉用量對(duì)發(fā)酵力和細(xì)胞生長(zhǎng)的影響，分析發(fā)酵力和細(xì)胞生長(zhǎng)的關(guān)系，并通過(guò)響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)優(yōu)化原料配方。

1 材料與方法

1.1 冷凍面團(tuán)原料

低筋小麥粉、谷朊粉和支鏈淀粉采用丹陽(yáng)市同樂(lè)小麥粉公司以小麥為原料生產(chǎn)的商業(yè)產(chǎn)品。耐高糖活性干酵母(安琪酵母股份有限公司)購(gòu)于超市。小麥粉、谷朊粉和支鏈淀粉中主要成分的含量如表1所示，其中，水、粗蛋白、粗淀粉、脂肪和灰分的含量分別根據(jù)文獻(xiàn)[19-23]測(cè)定。醇溶蛋白采用體積分?jǐn)?shù)為75%的乙醇溶液進(jìn)行提取[24]后，根據(jù)考馬斯亮藍(lán)法[25-26]進(jìn)行濃度測(cè)定，并計(jì)算試樣中的含量。支鏈淀粉含量采用雙波長(zhǎng)法[27-28]測(cè)定。所有成分的含量均以試樣濕物基準(zhǔn)的百分?jǐn)?shù)表示。

干酵母在使用前進(jìn)行活化處理。稱取一定量的干酵母于燒杯中，按干酵母質(zhì)量(g)∶ 糖水體積(mL)=1∶ 20的比例加入2%糖水，攪拌均勻，于恒溫箱中30 ℃靜置40 min?；罨幚砗?，酵母懸液的總細(xì)胞數(shù)為1.93×109個(gè)/mL，其中活細(xì)胞數(shù)為1.73×109個(gè)/mL。

此外，冷凍面團(tuán)制作的食用鹽、色拉油和白砂糖購(gòu)于超市。所有實(shí)驗(yàn)采用去離子水。

表1 小麥粉、谷朊粉和支鏈淀粉中主要成分的含量

1.2 冷凍面團(tuán)制備

冷凍面團(tuán)配方以小麥粉質(zhì)量為基準(zhǔn)設(shè)定，其中每100 g小麥粉中的水用量分別設(shè)定為55.0、57.5、60.0、62.5和65.0 g，谷朊粉用量分別設(shè)定為0、1.0、2.0、3.0、4.0和5.0 g，支鏈淀粉用量分別設(shè)定為0、1.0、2.0、3.0、4.0和5.0 g。酵母、食用鹽、色拉油和白砂糖的用量分別為2.0×1010個(gè)、1.5 g、4.0 g和6.0 g。酵母用量以活細(xì)胞數(shù)表示，2.0×1010個(gè)細(xì)胞相當(dāng)于1 g活性干酵母中的細(xì)胞數(shù)。

在25 ℃的室內(nèi)，按照配方稱取原料，混合均勻，并用力揉捏15 min(揉捏次數(shù)大約為100次)，然后分割成每份100 g的小面團(tuán)，滾圓成型，作為新鮮面團(tuán)。新鮮面團(tuán)在-20 ℃的溫度條件下冷凍5 h后，裝入聚乙烯材質(zhì)的封口袋中，-20 ℃凍藏7 d，作為冷凍面團(tuán)。以每100 g小麥粉中水、谷朊粉和支鏈淀粉用量分別為60.0、0和0 g的新鮮面團(tuán)和冷凍面團(tuán)作為對(duì)照。

1.3 酵母發(fā)酵力測(cè)定

酵母發(fā)酵力測(cè)定前，將冷凍面團(tuán)在20 ℃、相對(duì)濕度80%的條件下解凍。當(dāng)面團(tuán)中心溫度達(dá)到5 ℃左右時(shí)，取出面團(tuán)，在25 ℃的室內(nèi)揉捏2 min，此時(shí)，面團(tuán)溫度回到室溫。

酵母發(fā)酵力根據(jù)GB/T 20886—2007的方法[29]測(cè)定。發(fā)酵溫度設(shè)定為30 ℃，面團(tuán)用量設(shè)定為300 g。面團(tuán)投入后第8分鐘開始測(cè)定2 h中的排水量(即CO2的產(chǎn)生量)，并將該排水量定義為酵母發(fā)酵力。每個(gè)面團(tuán)配方的酵母發(fā)酵力測(cè)定重復(fù)6次，取平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。

1.4 酵母細(xì)胞數(shù)測(cè)定

將解凍后的冷凍面團(tuán)在溫度30 ℃、相對(duì)濕度80%的條件下醒發(fā)2 h，使面團(tuán)狀態(tài)與酵母發(fā)酵力測(cè)定后基本相同。醒發(fā)后，分別從面團(tuán)的上部、中心和底部的3個(gè)部位各取5 g樣品于300 mL燒杯中，加入適量的去離子水，攪拌(5 min)均勻，用去離子水定容至500 mL，作為面團(tuán)懸液。

面團(tuán)懸液中酵母的總細(xì)胞數(shù)和活細(xì)胞數(shù)采用血小板計(jì)數(shù)法[8]測(cè)定。測(cè)定前，根據(jù)需要用去離子水將面團(tuán)懸液稀釋適當(dāng)倍數(shù)，取0.1 mL稀釋液和0.9 mL美藍(lán)液于試管中，染色10 min。測(cè)定中，呈白色的細(xì)胞為活細(xì)胞，呈藍(lán)色的細(xì)胞為死細(xì)胞[30]。測(cè)定后，根據(jù)面團(tuán)懸液的總細(xì)胞數(shù)、活細(xì)胞數(shù)和小麥粉量，計(jì)算面團(tuán)中每100 g小麥粉所含的總細(xì)胞數(shù)和活細(xì)胞數(shù)，并將活細(xì)胞數(shù)占總細(xì)胞數(shù)的百分比定義為活細(xì)胞率。每個(gè)面團(tuán)配方的酵母細(xì)胞數(shù)測(cè)定重復(fù)6次，取平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。

2 結(jié)果與討論

2.1 冷凍面團(tuán)的酵母發(fā)酵力和活細(xì)胞數(shù)

在每100 g小麥粉中，谷朊粉和支鏈淀粉用量均為0(即不使用谷朊粉和支鏈淀粉)的條件下，水對(duì)冷凍面團(tuán)酵母發(fā)酵力和醒發(fā)后活細(xì)胞數(shù)的影響如圖1所示。由圖1可知：隨著水用量從55.0 g增加到60.0 g，酵母發(fā)酵力從(638±8.6) mL上升到(680±9.2) mL。然而，在大于60.0 g的水用量范圍內(nèi)，酵母發(fā)酵力隨著水用量的增加而迅速下降。當(dāng)水用量為65.0 g時(shí)，酵母發(fā)酵力下降至(553±6.3) mL?；罴?xì)胞數(shù)隨水用量的變化趨勢(shì)基本與酵母發(fā)酵力基本相同。當(dāng)水用量為60.0 g時(shí)，活細(xì)胞數(shù)達(dá)到最大值(7.75±0.09)×1010個(gè)。

圖1 水對(duì)冷凍面團(tuán)酵母發(fā)酵力和醒發(fā)后活細(xì)胞數(shù)的影響Fig.1 Effects of water on the yeast fermentation ability of frozen dough and the living cell population after fermentation

上述冷凍面團(tuán)酵母發(fā)酵力隨水用量的變化趨勢(shì)與文獻(xiàn)[31-32]報(bào)道一致。面團(tuán)中的水分在面筋形成、淀粉膨脹、酶反應(yīng)和酵母細(xì)胞生長(zhǎng)等各方面都具有重要作用。水分過(guò)低時(shí)，酵母細(xì)胞因缺少水分而生長(zhǎng)緩慢，但水分過(guò)高時(shí)，面團(tuán)黏度增加，從而對(duì)酵母細(xì)胞生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用。

每100 g小麥粉中，在水用量60.0 g、支鏈淀粉用量0的條件下，谷朊粉對(duì)冷凍面團(tuán)酵母發(fā)酵力和醒發(fā)后活細(xì)胞數(shù)的影響如圖2所示。由圖2可知：隨著谷朊粉用量從0增加到3.0 g，酵母發(fā)酵力從(680±9.2) mL上升到(735±5.0) mL；然而，在大于3.0 g的谷朊粉用量范圍內(nèi)，酵母發(fā)酵力隨谷朊粉用量的增加而逐漸下降。當(dāng)谷朊粉用量為5.0 g時(shí)，酵母發(fā)酵力下降至(690±5.5) mL?；罴?xì)胞數(shù)隨谷朊粉用量的變化趨勢(shì)與酵母發(fā)酵力基本相同。當(dāng)谷朊粉用量為3.0 g時(shí)，活細(xì)胞數(shù)達(dá)到最大值(9.13±0.22)×1010個(gè)。

圖2 谷朊粉對(duì)冷凍面團(tuán)酵母發(fā)酵力和醒發(fā)后 活細(xì)胞數(shù)的影響Fig.2 Effects of gluten on the yeast fermentation ability of frozen dough and the living cell population after fermentation

谷朊粉主要由蛋白質(zhì)成分(麥谷蛋白、醇溶蛋白等)組成。與小麥粉顆粒內(nèi)部的蛋白質(zhì)相比，外部加入的谷朊粉較容易被酵母利用。此外，在面團(tuán)冷凍時(shí)，谷朊粉吸附在酵母或冰晶的表面，改變冰晶生長(zhǎng)狀態(tài)，從而降低冰晶對(duì)酵母細(xì)胞的機(jī)械損傷。但另一方面，谷朊粉含量過(guò)高時(shí)，面團(tuán)的吸水量和滲透壓增加，從而導(dǎo)致酵母細(xì)胞生長(zhǎng)緩慢甚至死亡[14]。葉鵬等[33]討論了脯氨酸對(duì)冷凍面團(tuán)中酵母細(xì)胞的保護(hù)作用。在凍藏7 d的面團(tuán)中，酵母的細(xì)胞存活率和發(fā)酵力隨脯氨酸用量的增加先上升后下降，當(dāng)脯氨酸用量為2%時(shí)分別達(dá)到最大值66.3%和254 mL。艾青等[12]討論了膠原蛋白對(duì)冷凍面團(tuán)中酵母細(xì)胞的保護(hù)作用。在面團(tuán)中使用0.3%的膠原蛋白，可使凍藏21 d后的細(xì)胞存活率從43.0%增加到54.5%；醒發(fā)時(shí)間為60 min，比對(duì)照縮短了33.3%。

每100 g小麥粉中，在水用量60.0 g、谷朊粉用量0的條件下，支鏈淀粉對(duì)冷凍面團(tuán)酵母發(fā)酵力和醒發(fā)后活細(xì)胞數(shù)的影響如圖3所示。由圖3可知：隨著支鏈淀粉用量從0增加到3.0 g，酵母發(fā)酵力從(680±9.2) mL上升到(725±4.2) mL；然而，在大于3.0 g的支鏈淀粉用量范圍內(nèi)，酵母發(fā)酵力隨支鏈淀粉用量的增加而逐漸下降；當(dāng)支鏈淀粉用量為5.0 g時(shí)，酵母發(fā)酵力下降至(670±6.8) mL。活細(xì)胞數(shù)隨支鏈淀粉用量的變化趨勢(shì)基本與酵母發(fā)酵力基本相同，當(dāng)支鏈淀粉用量3.0 g時(shí)，活細(xì)胞數(shù)達(dá)到最大值(8.74±0.21)×1010個(gè)。

圖3 支鏈淀粉對(duì)冷凍面團(tuán)酵母發(fā)酵力和 醒發(fā)后活細(xì)胞數(shù)的影響Fig.3 Effects of amylopectin on the yeast fermentation ability of frozen dough and the living cell population after fermentation

與小麥粉中的淀粉顆粒相比，支鏈淀粉更容易在淀粉酶的作用下水解成麥芽糖和葡萄糖。適量的糖等能夠促進(jìn)面團(tuán)的醒發(fā)，并具有對(duì)酵母細(xì)胞的冷凍保護(hù)作用。但隨著糖的增加，其滲透壓作用會(huì)抑制酵母細(xì)胞生長(zhǎng)和面團(tuán)醒發(fā)[33-35]。Ma等[3]采用行星球磨機(jī)對(duì)小麥粉進(jìn)行粉碎處理，使小麥粉中的破損淀粉含量達(dá)到12.2%～30.0%，在此條件下討論破損淀粉對(duì)冷凍面團(tuán)和饅頭品質(zhì)的影響。小麥粉的破損淀粉含量對(duì)粉質(zhì)特性(吸水性、面筋指數(shù)等)、糊化特性(糊化溫度、最高黏度等)和饅頭品質(zhì)都有影響。破損淀粉含量越高，冷凍面團(tuán)蒸制后的饅頭比體積越大、硬度越小。破損淀粉容易水解，提高面團(tuán)的還原糖含量，可促進(jìn)面團(tuán)醒發(fā)[36]。但應(yīng)注意的是，過(guò)量的破損淀粉會(huì)加速酶反應(yīng)，導(dǎo)致面團(tuán)黏度過(guò)大、烘烤后面包體積變小[37]。

雖然酵母細(xì)胞在冷凍和凍藏過(guò)程中會(huì)有部分死亡，但是在面團(tuán)醒發(fā)過(guò)程中迅速生長(zhǎng)。本研究中，新鮮面團(tuán)含有活細(xì)胞數(shù)2.0×1010個(gè)(以每100 g小麥粉計(jì))。在水用量55.0～65.0 g、谷朊粉用量0～5.0 g、支鏈淀粉用量0～5.0 g的配方條件下，冷凍面團(tuán)醒發(fā)后的活細(xì)胞數(shù)增加到(6.35～9.13)×1010個(gè)。圖4表示冷凍面團(tuán)酵母發(fā)酵力與醒發(fā)后活細(xì)胞數(shù)的關(guān)系。冷凍面團(tuán)酵母發(fā)酵力(FY)隨醒發(fā)后活細(xì)胞數(shù)(NAC)呈線性關(guān)系，兩者的關(guān)系可用式(1)表示。

FY=51.5NAC+272.5 (R2=0.819)

(1)

圖4 冷凍面團(tuán)酵母發(fā)酵力與醒發(fā)后活細(xì)胞數(shù)的關(guān)系Fig.4 Relationship between the yeast fermentation ability of frozen dough and the living cell population after fermentation

冷凍面團(tuán)醒發(fā)后的活細(xì)胞數(shù)與總細(xì)胞數(shù)和活細(xì)胞率相關(guān)，活細(xì)胞數(shù)較大時(shí)，總細(xì)胞數(shù)和活細(xì)胞率均較大。例如，在活細(xì)胞數(shù)為(9.13±0.22)×1010個(gè)(所對(duì)應(yīng)的面團(tuán)配方：水用量60.0 g、谷朊粉用量3.0 g、支鏈淀粉用量0)時(shí)，總細(xì)胞數(shù)和活細(xì)胞率分別為(11.38±0.28)×1010個(gè)、(80.3±0.48)%，而當(dāng)活細(xì)胞數(shù)為(7.75±0.09)×1010個(gè)(所對(duì)應(yīng)的面團(tuán)配方：水用量60.0 g、谷朊粉用量0、支鏈淀粉用量0)時(shí)，總細(xì)胞數(shù)和活細(xì)胞率分別僅為(10.23±0.09)×1010個(gè)、(75.8±0.70)%。這表明，較大活細(xì)胞數(shù)所對(duì)應(yīng)的面團(tuán)配方有利于提高酵母對(duì)冷凍和凍藏的耐受性，同時(shí)促進(jìn)酵母的生長(zhǎng)。本研究首次揭示了冷凍面團(tuán)中酵母的生長(zhǎng)規(guī)律，并以此說(shuō)明了酵母發(fā)酵力的本質(zhì)。

2.2 優(yōu)化的冷凍面團(tuán)配方

以水、谷朊粉和支鏈淀粉用量為影響因素，并以冷凍面團(tuán)酵母發(fā)酵力為響應(yīng)值，利用Box-Behnken Design (BBD) 法設(shè)計(jì)響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)，各因素的水平見表2。根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，水、谷朊粉、支鏈淀粉用量在0水平分別設(shè)定為58.0、4.0、4.0 g(以100 g小麥粉計(jì))。酵母、食用鹽、色拉油和白砂糖的用量與單因素實(shí)驗(yàn)相同。每組面團(tuán)配方的酵母發(fā)酵力測(cè)定重復(fù)3次，取平均值。

表2 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)的因素和水平

表3表示響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)的條件和結(jié)果。利用軟件Design Expert 8.0.6.1進(jìn)行酵母發(fā)酵力(FY)與水用量(X1)、谷朊粉用量(X2)、支鏈淀粉用量(X3)之間的二次多項(xiàng)式回歸，得到式(2)。

(2)

表3 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)的條件和結(jié)果

式(2)的決定系數(shù)R2=0.989，表明該模型與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)之間相關(guān)性較好。此外，方差分析結(jié)果(表4)顯示，回歸模型的F=98.57，P<0.000 1，且失擬項(xiàng)的P>0.05，表明回歸模型具有顯著性。X1、X2、X3、X1X2和X2X3的P<0.05，表明水、谷朊粉和支鏈淀粉對(duì)冷凍面團(tuán)酵母發(fā)酵力有顯著影響，且水和谷朊粉以及谷朊粉和支鏈淀粉之間存在交互作用；X1X3的P>0.05，說(shuō)明水和支鏈淀粉之間不存在交互作用。圖5～7分別表示冷凍面團(tuán)酵母發(fā)酵力隨水和谷朊粉用量、水和支鏈淀粉用量、谷朊粉和支鏈淀粉用量的變化。由圖5～7可以看出，冷凍面團(tuán)酵母發(fā)酵力的最大值(極值)存在于實(shí)驗(yàn)條件范圍內(nèi)。

表4 回歸模擬方差分析

圖5 冷凍面團(tuán)酵母發(fā)酵力隨水和谷朊粉用量的變化 Fig.5 Changes of yeast fermentation ability with water and gluten doses in frozen dough

圖6 冷凍面團(tuán)酵母發(fā)酵力隨水和支鏈淀粉用量的變化Fig.6 Changes of yeast fermentation ability with water and amylopectin doses in frozen dough

圖7 冷凍面團(tuán)酵母發(fā)酵力隨谷朊粉和支鏈淀粉用量的變化Fig.7 Changes of yeast fermentation ability with gluten and amylopectin doses in frozen dough

通過(guò)對(duì)回歸方程式(2)的極值分析可以預(yù)測(cè)，冷凍面團(tuán)酵母發(fā)酵力在水用量58.7 g、谷朊粉用量3.9 g和支鏈淀粉用量3.6 g的條件下取得最大值756 mL。在該條件下重復(fù)3次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，得到冷凍面團(tuán)酵母發(fā)酵力的測(cè)定值(758±5.8) mL。預(yù)測(cè)值與測(cè)定值基本一致，表明回歸方程式(1)可信。

此外，采用水用量60.0 g、谷朊粉用量0和支鏈淀粉用量0的配方制備新鮮面團(tuán)和冷凍面團(tuán)作為對(duì)照，測(cè)得其酵母發(fā)酵力分別為(710±8.4) mL、(680±9.2) mL。通過(guò)比較可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)組分優(yōu)化后的冷凍面團(tuán)酵母發(fā)酵力明顯大于新鮮面團(tuán)和冷凍面團(tuán)的酵母發(fā)酵力。

3 結(jié)論

在低筋小麥粉中添加不同量的水、谷朊粉和支鏈淀粉，制備冷凍面團(tuán)，討論水、谷朊粉、支鏈淀粉對(duì)酵母發(fā)酵力和細(xì)胞生長(zhǎng)的影響，并通過(guò)響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)優(yōu)化原料配方，得到以下結(jié)論。

1)水、谷朊粉和支鏈淀粉對(duì)冷凍面團(tuán)酵母發(fā)酵力有顯著影響。適量的水、谷朊粉和支鏈淀粉用量對(duì)酵母發(fā)酵力有改善作用，但水、谷朊粉和支鏈淀粉用量過(guò)大時(shí)，酵母發(fā)酵力降低。

2) 當(dāng)新鮮面團(tuán)的活細(xì)胞數(shù)為2.0×1010個(gè)時(shí)，冷凍面團(tuán)醒發(fā)后活細(xì)胞數(shù)增加到(6.35～9.13)×1010個(gè)。冷凍面團(tuán)酵母發(fā)酵力(FY)隨面團(tuán)醒發(fā)后活細(xì)胞數(shù)(NAC)呈線性關(guān)系，兩者的關(guān)系可用式FY=51.5NAC+272.5表示。

3)冷凍面團(tuán)酵母發(fā)酵力在水用量58.7 g、谷朊粉用量3.9 g和支鏈淀粉用量3.6 g的配方條件下達(dá)到最大值(758±5.8) mL，遠(yuǎn)大于新鮮面團(tuán)對(duì)照的(710±8.4) mL和冷凍面團(tuán)對(duì)照的(680±9.2) mL。水和谷朊粉、以及谷朊粉和支鏈淀粉之間存在交互作用。