一种兼性电荷壳聚糖降解产物的制备方法及其在冷冻面团中的应用
阅读说明：本技术 一种兼性电荷壳聚糖降解产物的制备方法及其在冷冻面团中的应用 (Preparation method of amphoteric charge chitosan degradation product and application of amphoteric charge chitosan degradation product in frozen dough ) 是由 祝祥威 院佩佩 陈曦 王智珂 蔡冬娜 丁文平 于 2020-11-30 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种兼性电荷壳聚糖降解产物的制备方法及其在冷冻面团中的应用,包括如下步骤：将O-羧甲基壳聚糖溶解于pH为5.5的磷酸缓冲液中,配置成高分子水溶液；将该溶液在30-80℃条件下水解30-180分钟,每克O-羧甲基壳聚糖中加入壳聚糖酶的量为50酶活力单位；反应完成后,用120℃油浴加热5-10分钟,灭酶,获得兼性电荷壳聚糖降解产物。将该制备方法制备得到的兼性电荷壳聚糖降解产物添加到面粉中,用于制备冷冻面团,添加量为0.2％-0.8％。利用本发明方法提供的兼性电荷多糖降解产物作为冷冻面团改良剂,可降低冰晶的尺寸大小,抑制面筋蛋白的降解,减少淀粉的回生,提高成品面包的比容。(The invention provides a preparation method of a facultative charge chitosan degradation product and application of the facultative charge chitosan degradation product in frozen dough, which comprises the following steps: dissolving O-carboxymethyl chitosan in a phosphate buffer solution with the pH value of 5.5 to prepare a high-molecular aqueous solution; hydrolyzing the solution at 30-80 deg.C for 30-180 min, wherein the amount of chitosanase added into each gram of O-carboxymethyl chitosan is 50 enzyme activity units; after the reaction is finished, heating the mixture for 5 to 10 minutes by using a 120 ℃ oil bath, and inactivating enzyme to obtain the amphoteric charge chitosan degradation product. The amphoteric charge chitosan degradation product prepared by the preparation method is added into flour for preparing frozen dough, and the addition amount is 0.2-0.8%. The degradation product of the facultative charge polysaccharide provided by the method is used as a frozen dough modifier, so that the size of ice crystals can be reduced, the degradation of mucedin is inhibited, the retrogradation of starch is reduced, and the specific volume of finished bread is improved.)
技术领域
本发明属于食品添加剂领域，具体涉及一种兼性电荷壳聚糖降解产物的制备方法及该产物作为冷冻面团改良剂的应用。
背景技术
随着“中央厨房”、“冷链配送”等加工运输模式在食品领域的推广，冷冻面团技术已被面制品的生产和零售企业所广泛运用。冷冻面团技术是指将揉制好的面团速冻成型、分装保存，并按需运送至零售终端，用于后续加工。它可以降低生产过程中的劳动成本、减少原料损耗，提高面团品质的稳定性。然而，面团中的水分在冷冻过程中易发生重结晶，破坏面筋蛋白的结构，使面筋蛋白自由巯基含量上升，最终引起面团开裂、硬化等品质劣变问题。
目前，商业使用的抗冻剂配方主要包含焦磷酸盐、海藻糖或糖盐混合物等，添加量为1％左右，然而这类抗冻剂在使用过程中会影响食品的本味道，提高食品的热值，不利于高血糖、高血压人群的大量食用。
公开号为CN 108835159 A的专利申请公开了一种利用海蚕抗冻多肤，并与树胶、蔗糖、单棕搁酸酯、转谷酰胺酶、木聚糖酶、全蛋液、卵磷脂、短链菊粉形成复合物，改善冷冻面团的冻裂及表面硬化等情况。但该方法所涉及的抗冻多肽成本较高，配方种类较多、配比复杂。
近年来，将食品亲水胶体用作冷冻面团保护剂的报到逐渐增多。多糖的电荷效应和亲水特性是提高面团冷冻品质的关键。黄原胶、卡拉胶、羧甲基纤维素钠，等负电型多糖被广泛使用。例如，公开号为CN 107041399 A的专利申请公开了羧甲基纤维素钠在冷冻面团蒸制品中的应用。该方法可改善面团在冷冻过程的持水能力，抑制淀粉的回生，提高蒸制馒头的食用品质。
相较于带负电的羧基化糖醛酸，如羧甲基淀粉、羧甲基纤维素等，兼性电荷多糖的结构中同时带有正负两种电荷，可与水分子形成更强的氢键作用，提高体系中的结合水含量。兼性电荷结构的亲水性与其电荷密度、分子量等因素密切相关。然而，以兼性电荷多糖为原料的冷冻面团改良剂迄今尚未见报到。
羧甲基壳聚糖是一种同时具备氨基和羧基的多糖衍生物。在工业生产上，壳聚糖的羧甲基化相对于其他改性方式更为成熟安全、成本易于控制。因此，对羧甲基壳聚糖的电荷特性与分子量进行筛选，制备出高性能、低添加量的兼性电荷多糖用于冷冻面团改良剂具有重要价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种兼性电荷多糖降解产物作为冷冻面团改良剂，在较低添加量时，稳定冷冻面团的分子结构，提高其加工性能，改善成品面包的比容和口感，制备出高品质的烘焙食品。
本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：
一种兼性电荷壳聚糖降解产物的制备方法：将O-羧甲基壳聚糖溶解于pH为5.5的磷酸缓冲液中，配置成高分子水溶液；将该溶液在30-80℃条件下水解30-180分钟，每克O-羧甲基壳聚糖中加入壳聚糖酶的量为50酶活力单位；反应完成后，用120℃油浴加热5-10分钟，灭酶，获得兼性电荷壳聚糖降解产物。
将由上述方法制备的兼性电荷壳聚糖降解产物添加到面粉中，用于制备冷冻面团，添加量为0.2％-0.8％。
优选的，添加量为面粉质量的0.4％。
商业的羧甲基壳聚糖具有不同的羧基化取代度，还可通过控制酶解时间对羧甲基壳聚糖的分子量和粘度进行调节。所述用于酶解的O-羧甲基壳聚糖取代度在0.5-0.9之间，溶解于磷酸缓冲液后配置成固含量浓度为1％，粘度为200-500m.Pa的高分子水溶液，酶解后所得产物的粘度在20-80mPa.S之间。
将加入改良剂的面团进行压面后，调制、分割、成型、冷冻，获得冷冻面团。冷冻面团的后期使用加工方法为将上述冷冻面团进行解冻、醒发、焙烤。解冻温度为20-30℃，30分钟。醒发时间为30-40℃，70分钟，焙烤条件为170-190℃，10-15分钟。
本发明具有如下优点：
利用本发明方法提供的兼性电荷多糖降解产物作为冷冻面团改良剂，可降低冰晶的尺寸大小，抑制面筋蛋白的降解，减少淀粉的回生，提高成品面包的比容。
本发明提供的兼性电荷多糖降解产物作为冷冻面团改良剂用于制作冷冻面团,所制得的口感松软、细腻，易于下咽，体积大，表面光滑，色泽均一。同时还具有配方简便、价格低廉等优点。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明：以下实施例原料配方为小麦粉100g,水50g,泡打粉1g,黄油5g，白砂糖8g,食盐1g为基本配方，并在和面前加入利用本发明方法制得的兼性电荷多糖降解产物作为冷冻面团改良剂，浓度为0.4％。制备工艺流程为：配料——和面——分块成型——装盘——速冻——冷藏——解冻——醒发——烘烤——冷却——包装。
空白对照组的制备方法如下：
将小麦粉100g,水50g,泡打粉1g,黄油5g，白砂糖8g,食盐1g为混合均匀后，进行合面，至表面光滑。经调制、分块、成型，置于-30℃下冷冻5小时，再转移至-20℃下冷藏。烘焙前，将冷冻面团在室温下解冻30分钟，醒发70分钟。195℃焙烤15分钟制得面包。
实施例1
冷冻面团改良剂的制备方法如下：将取代度为0.5的O-羧甲基壳聚糖加入pH为5.5的磷酸缓冲液中，配置成固含量浓度为1％，粘度为200m.Pa的水溶液。将该溶液在50℃条件下水解60分钟，每克O-羧甲基壳聚糖中加入壳聚糖酶的量为50酶活力单位。反应完成后，用120℃油浴加热10分钟，灭酶，获得粘度为40mPa.S的兼性电荷壳聚糖降解产物。该产物与面粉配料混合，添加量为面粉质量的0.4％。经调制、分块、成型，置于-30℃下冷冻5小时，再转移至-20℃下冷藏。烘焙前，将冷冻面团在室温下解冻30分钟，醒发70分钟。195℃焙烤15分钟制得面包。
实施例2
冷冻面团改良剂的制备方法如下：将取代度为0.7的O-羧甲基壳聚糖加入pH为5.5的磷酸缓冲液中，配置成固含量浓度为1％，粘度为300m.Pa的水溶液。将该溶液在50℃条件下水解60分钟，每克O-羧甲基壳聚糖中加入壳聚糖酶的量为50酶活力单位。反应完成后，用120℃油浴加热10分钟，灭酶，获得粘度为50mPa.S的兼性电荷壳聚糖降解产物。该产物与面粉配料混合，添加量为面粉质量的0.4％。经调制、分块、成型，置于-30℃下冷冻5小时，再转移至-20℃下冷藏。烘焙前，将冷冻面团在室温下解冻30分钟，醒发70分钟。195℃焙烤15分钟制得面包。
实施例3
冷冻面团改良剂的制备方法如下：将取代度为0.9的O-羧甲基壳聚糖加入pH为5.5的磷酸缓冲液中，配置成固含量浓度为1％，粘度为500m.Pa的水溶液。将该溶液在50℃条件下水解60分钟，每克O-羧甲基壳聚糖中加入壳聚糖酶的量为50酶活力单位。反应完成后，用120℃油浴加热10分钟，灭酶，获得粘度为80mPa.S的兼性电荷壳聚糖降解产物。该产物与面粉配料混合，添加量为面粉质量的0.4％。经调制、分块、成型，置于-30℃下冷冻5小时，再转移至-20℃下冷藏。烘焙前，将冷冻面团在室温下解冻30分钟，醒发70分钟。195℃焙烤15分钟制得面包。
实施例4
冷冻面团改良剂的制备方法如下：将取代度为0.9的O-羧甲基壳聚糖加入pH为5.5的磷酸缓冲液中，配置成固含量浓度为1％，粘度为500m.Pa的水溶液。将该溶液在50℃条件下水解120分钟，每克O-羧甲基壳聚糖中加入壳聚糖酶的量为50酶活力单位。反应完成后，用120℃油浴加热10分钟，灭酶，获得粘度为20mPa.S的兼性电荷壳聚糖降解产物。该产物与面粉配料混合，添加量为面粉质量的0.4％。经调制、分块、成型，置于-30℃下冷冻5小时，再转移至-20℃下冷藏。烘焙前，将冷冻面团在室温下解冻30分钟，醒发70分钟。195℃焙烤15分钟制得面包。
感官品质以打分的形式进行评定,总分为100分,评分标准见表1，分数越高表示感官品质越好。面包硬度降低表明冷冻过程中淀粉回生现象得到改善。成品面包的品质受面团中可冻结水的含量和面筋蛋白自由巯基含量的影响。可冻结水含量少则冷冻面团中形成的冰晶颗粒较小,这有利于保护面团的高分子网络结构，减少冷冻储藏对面筋蛋白中二硫键的破坏，提高面包的比容、弹性等食用品质。空白是未加入冷冻改良剂制得的面包。
表1面包感官评分标准
表2冷冻30天的面团和成品面包指标参数
比较实施例1-3(表2)，在相同酶解条件下，壳聚糖的羧甲基化程度越高,冷冻面团可冻结水含量越低，冰晶对面筋蛋白二硫键结构的破坏减小，表现为面筋蛋白中自由巯基含量下降。所制得的面包感官评分升高，面包比容提高36.7％。
比较空白和实施例3-4(表2),在取代度相同条件下,羧甲基壳聚糖的酶解程度越高，粘度越低，冷冻面团的可冻结水越少，同时面筋蛋白的自由巯基含量下降，面包的品质得到提升。
通过本发明的方法，经冷冻面团改良剂处理后的面包具有良好的弹性，表面色泽均匀无裂痕，面包芯结构松软。同时，面包比容增加、可冻结水含量下降，因此该冷冻面团改良剂可抑制冷冻过程中的面团品质的劣变，延长其货架期。
本发明的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明的意图也包含这些改动和变形在内。
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