常見冷凍面團傷害 /
主要來自于酵母/面筋/淀粉的損傷
1970年代至1990年代冷凍面團的發展，離不開添加劑的發展以及為提高冷凍面團質量而做得大量研究的催化。即便如此，冷凍面團仍然面臨著技術挑戰。我們之前在朋友圈有做過征集，看大家在使用冷凍面團過程中都遇到過哪些問題，得到了不少反饋：
冷凍時間太久后，發酵能力明顯不足；
做出的面包表皮有梨肌，有些還有大氣泡；
沒有現打的面團柔軟；
面團持氣能力下降；
發酵和烘烤時膨發不夠；
以上出現的冷凍傷害，可以大致劃分為3類：酵母傷害、面筋受損、淀粉變性。我們來逐個剖析。
酵母活性受損
在之前講「面包酵母歷史與分類」一文時，我們就提到過面包酵母需要冷藏/冷凍保存，說明酵母菌種能抵抗零下低溫，那為什么冷凍面團中酵母又非常容易失活呢？這就要從面團冷凍時的2個變化上說起了：滲透壓、冰晶。
面團凝固溫
在通俗認知里，水在低于0℃時就會開始結冰，不過面團中因為不僅含有水，還含有油脂、鹽、糖等其他物質，因此水凝固的難度加大，凝固點會低于純水，被稱為“冰點降低”（freezing point depression）。所以一般情況下，冷凍面團的結晶溫度為-9℃。
○「NMR分析冷凍面團在低溫下的水份特性」論文數據
在冷凍過程中，面團中的水分發生了變化：半結合水在冷凍時一部分形成冰；深層結合水在面團冷凍時不發生變化或遷移。從上方的論文圖中我們可以看到，在-30℃以下，面團中幾乎沒有液態水分子存在，而在-25℃~0℃之間，是固態冰、未凍結水、深層結合水并存的狀態。
首先冷凍過程中，在-3℃至-12℃時，酵母細胞內部水分會結冰，體積變大，酵母受到損傷。同時隨著冷凍面團中的其他水相繼結冰，導致面團滲透壓升高，足以破壞酵母的細胞膜。當面團處于這種未完全凍結的狀態時，細胞外液的冰晶會隨著流出細胞液體的凝固而越長越大，最終面團會被不斷長出的冰晶體扎出許多洞，而解凍的過程又會使面團中保存的液體由這些通道流出。最終導致酵母細胞受損或死亡，面團出現裂紋，持氣能力下降，同時從受損和死亡的酵母細胞中溶出的大量谷胱甘肽會讓面團過分柔軟，對面包體積產生負面影響。
○「冷凍工藝條件對發酵面團中抗凍酵母活性的影響」論文數據，隨著冷凍終溫的降低，面團的發酵力不斷下降，溫度低于-26℃后這種趨勢更加明顯。
同時凍藏還會導致酵母細胞呼吸受損，因此冷凍面團溫度一般在-18℃，環境溫度不能波動太大，防止重結晶的發生。至于冷凍速率和解凍環節，我們則會在下期關于制程的講解上再進行展開。（注：即使快速冷凍，在冷凍過程中冰晶也會持續變大，這種現象也被稱為“冰晶重結晶”）
面筋受損
在之前Tuzi老師的那篇「面缸里的平衡，是好面包的開始」一文中，已經介紹過面粉中的醇溶蛋白和麥谷蛋白與水結合形成面筋。
○良好的面筋網絡，CIB
但是在冷凍過程中，面團中冰結晶效應會誘發谷蛋白大分子聚合體發生解聚，面筋間的結合降低，二硫鍵（蛋白質分子間的連接紐帶）斷裂，導致水合作用弱化，吸水能力下降，面團彈力下降，持氣能力不足。
淀粉的冷凍變化
冷凍過程中，淀粉在凍藏時也會發生一部分破損，淀粉晶體中的直鏈淀粉溶出，淀粉結晶度增加，面包芯硬度增加。隨著冷凍和解凍過程的發生，損傷淀粉的含量也相應增加。大家知道，一般面包用面粉中損傷淀粉的量約為全部淀粉量的7%~12%。冷凍面團中的損傷淀粉含量增加，會導致面團非常軟塌粘手；并且凍融后的受損淀粉無法與面筋形成穩定的面團結構，導致面包比容下降。
以上，就是導致冷凍面團傷害的3個主要因素了?；谏厦娴脑?，因此在冷凍面團的配方上，就可以進行相應的設計了
02
冷凍面團配方優化
酵母的選擇上
根據上面解釋的，我們可以知道在冷凍過程中酵母會一部分失活，所以在制作冷凍面團時，通常酵母用量會是普通配方用量的2~3倍。
另外還可選擇專門用于冷凍面團的耐凍酵母，比如KANEKA冷凍面團高活性干酵母KIDYG。如果是烘焙門店自制冷凍面團，手頭沒有耐凍酵母，冷凍時間不超2周的，可選用鮮酵母，效果也不錯，不過冷凍后的面團需要盡快取用。
適量添加谷朊粉
在上面我們了解到冷凍過程中面筋會受到一定程度的損傷，因此冷凍面團的配方設計上，一般會添加一定含量的谷朊粉（又稱面筋蛋白，用量在1%~2%），提高面筋含量，彌補面筋的損傷。
上圖是對凍藏1、4周的冷凍面團進行800倍放大，掃描電鏡分析，由圖可以看出，凍藏1周時2%面筋蛋白添加組能明顯觀察到連續清晰的束狀面筋網絡，淀粉顆粒鑲嵌于其中；而空白組的面筋網絡和淀粉小顆?；旌显谝黄?，不能明顯觀察出。凍藏4周時，面筋蛋白組還能觀察到破碎的面筋網絡，而空白組幾乎觀察不到面筋膜，淀粉顆粒大都裸露在外。說明2%面筋蛋白能明顯增加面筋網絡的抗凍能力，改善冷凍面團品質，延長冷凍面團保質期。
抗凍蛋白
抗凍蛋白
抗凍蛋白，也被稱為“冰結構蛋白”（ice-restructuring proteins ，簡稱ISPs），其蛋白能夠附著在微小冰晶體的表面，阻止晶體繼續生長擴大。
○「冰結構蛋白對長期凍藏冷凍面團抗凍發酵特性與超微結構的影響」
大家已經知道冰晶的形成對酵母和面筋組織都有很大的傷害，抗凍蛋白的加入，阻止了冰晶重結晶，同時抗凍蛋白還可以在一定程度上保護面筋結構免于被打散、被降解。
上圖是空白對照組（未添加抗凍蛋白）和添加了0.5%的抗凍蛋白的面團在冷凍0、35、70、107天后的狀態對比，左側圖可以看到添加了抗凍蛋白的在相同凍藏天數下，比容積更大；右側圖可以看出右列添加了抗凍蛋白組，與左列空白組的面包超微結構對比，同樣明顯添加了抗凍蛋白的面筋膜結構保存較好，雖然也有斷裂和空洞，但面筋留存情況較好。
增稠劑/膠體
膠體中一般含有親水基團，可以提高持水率，控制水分的遷移，使游離水分子失去運動的自由度。瓜爾豆膠、槐豆膠、刺愧豆膠等基本都可以減少可凍結水含量，從而抑制冰晶的產生。
○「刺槐豆膠對冷凍面團水分分布及面包品質的影響」論文數據圖，LBG指的是添加了刺愧豆膠的冷凍面團
上圖就是添加了刺槐豆膠（LBG）的冷凍面團，與空白組相比，明顯提高了彈性（面筋持氣性）和柔軟度。因為添加LBG后，減小了自由水的占比，減弱了冷凍面團的流動性；同時LBG在一定程度上保護了面筋蛋白的網絡結構，維持了淀粉顆粒的排布狀態以及面團發酵速度的穩定。
不過膠體的添加需要適量，過量不僅增加面團粘稠度，也會減少成品面包的比容。
乳化劑
乳化劑是一類具有親水基團和疏水基團的表面活性劑，能夠在分散相表面形成保護膜、降低界面張力。同時乳化劑具有將麥谷蛋白與醇溶蛋白，以及麥谷蛋白與淀粉相結合的作用。因此加入乳化劑，可使面團形成更致密的網狀結構，在冷凍時起到保護面筋的作用，增強面團持氣能力。
另外涉及的一點則是乳化劑，比如單甘酯可以與直鏈淀粉結合形成聚集體，防止淀粉重結晶，保持面包柔軟度，從而延緩了面包老化。
這里不妨再提一下，雞蛋中的蛋黃富含卵磷脂，卵磷脂作為一種乳化劑，也經常被添加到冷凍面團中，起到保護面筋作用，增加冷凍面團的持氣能力，維持膨發力。
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