纳米纤维素与菊粉对不同冷冻方式下面团品质的保护作用：基于新型天然冷冻保护剂的机制研究

本综述系统探讨了纳米纤维素（NC）与菊粉作为新型天然冷冻保护剂在静态、气爆及个体快速冷冻（IQF）三种模式下对冷冻面包面团技术特性与结构完整性的影响。研究证实二者通过抑制冰晶重结晶、减少水分迁移（drip loss）及离子渗漏（ion leakage），显著维持α-淀粉酶（α-amylase）活性与面团流变学性能，为冷冻烘焙产业提供绿色高效的品质提升策略。

　　

Highlight

Materials

小麦粉（蛋白质含量11.1%，灰分0.65%）、食盐、起酥油、蔗糖及即发干酵母购自土耳其本地市场。所有化学试剂为分析级，源自德国Merck公司。冷冻保护剂原料：开心果（Pistacia veraL.）壳取自土耳其Gaziantep的Mete Sezer食品机械公司，菊芋（Jerusalem artichoke）由当地农场提供。

The effects of cryoprotectant type, freezing technique and storage time on the total dry matter content, water activity and color difference value of dough

不同冷冻技术（静态、气爆、个体快速冷冻IQF）与冷冻保护剂（纳米纤维素NC、菊粉）对六个月储存期间面团总干物质含量（total dry matter）和水活性（water activity）的影响如图1所示。结果表明，除冷冻保护剂类型与冷冻技术的双重交互作用外（表1），所有参数均显著影响长期储存中面团的干物质含量。此外，水活性变化与冷冻速率和保护剂添加显著相关（p<0.05），IQF结合菊粉使用时水活性稳定性最高。色差分析显示，纳米纤维素组能有效抑制冷冻引起的面团褐变（ΔE值降低12.3%），可能与NC的高水分束缚能力及表面屏障效应有关。

Conclusions

本研究证实，纳米纤维素与菊粉作为天然冷冻保护剂，在不同冷冻条件下能有效维持冷冻面包面团的技术品质。二者均能显著减少水分流失（drip loss）、离子渗漏（ion leakage），并抑制储存期间的色泽变化与α-淀粉酶（α-amylase）活性下降。菊粉的添加显著提升面包比容（specific volume）与弹性（springiness），而纳米纤维素在抑制汁液流失和维持微观结构方面表现更优。个体快速冷冻（IQF）技术相较于静态或气爆冷冻，能更好地保持面团完整性，表明快速冷冻与天然保护剂的协同应用具有显著工业潜力。