在冷冻面条的生产加工过程中， 抗冻剂可提升面条抗冻性能， 这是改善面条在冷冻贮藏期间品质的重要手段。冷冻改良剂通常能够提高面条内结构的稳定性；强化面筋网络结构；抑制可冻结水的形成；延缓冰晶的生长，从而能够使冷冻面条在冷冻贮藏期间更加稳定。目前工业生产中常用到的抗冻改良剂可分为以下几类：食用胶体、乳化剂、抗冻酶制剂及复合磷酸盐。
01乳化剂
乳化剂是食品生产中一种重要的添加剂， 作为表面活性物质， 乳化剂是由非极性的亲油性基团和极性的亲水性基团组成。这两部分分别处于分子两端，因此乳化剂具有良好的亲水、亲油性。
在冷冻面条生产中它能够降低水表面张力，减缓面条内冰晶的生长，保持面条结构强度。蓝天凤[16]研究发现β-环糊精和硬脂酰乳酸钠都会对水分迁移产生影响，它们都能够降低面条内自由水含量，增加结合水含量，有效抑制面条在冻藏时水分的迁移。
使其无法生长成较大的冰晶， 从而能够有效地抑制面条在冷冻贮藏过程中的损伤。除此之外，乳化剂还有乳化、分散、增稠、润滑等效果，在食品生产中也都有较好的体现。乳化剂与蛋白质的结合形式取决于蛋白质的结构和乳化剂的类型， 在冷冻面条生产过程中，乳化剂亲水基团与麦醇溶蛋白结合，亲油基团与麦谷蛋白结合， 面筋结构相互缠联形成大分子面筋网络。
Ribotta 等[17]发现添加DATEM 可以增加冷冻面团的面筋强度。面团内面筋结构进一步加强，制得的面条也有较好的弹性和韧性， 在冷冻贮藏时也会更稳定。乳化剂与淀粉主要是通过疏水作用结合，少部分也会以形成氢键的方式结合。
刘海燕等[18]研究发现冷冻面条烹煮时， 淀粉颗粒从面筋网络结构中析出，溶于面汤，导致浑汤，造成蒸煮损失。而乳化剂与淀粉结合形成络合物， 能增强面条内淀粉分子与面筋网络的结合度， 面条在复热时能够减少淀粉的析出，降低蒸煮时的面汤的浑浊度，提高其烹饪性能。除此之外乳化剂还能延缓淀粉的老化，提高面条的弹性、韧性、咀嚼性以及营养性。
任顺成等[19]发现SSL 与面筋蛋白发生强烈的交互作用，形成面筋-蛋白复合物，这种复合物能与直链淀粉发生交联作用，形成稳定的复合结构。虽然目前关于乳化剂在食品中的研究较多， 但是不同加工工艺中所需要的乳化剂还是有较大差异。
02食用胶体
亲水胶体是含有大量亲水基团的高分子长链聚合物，其化学成分以蛋白质和天然多糖为主,在自然界中分布较广泛。在面制品中能与蛋白质和淀粉等聚合物竞争水分，亲水胶体具有良好的凝胶性、增稠性、稳定性、持水性、附着性[20]。
亲水胶体的结构以及添加量在很大程度上决定其性能；同时，冷冻面条的配方以及生产工艺也会对其性能产生较大影响。生产冷冻面条时，利用亲水胶体的增稠性和凝胶特性，添加少量的亲水胶体便能使面团粘度提高而且不易发生脱水[21]。
胶体具有很强的持水性，在冷冻过程中，胶体可以减少自由水的移动，提高面条的冷藏稳定性，减缓冰晶对面条内面筋网络结构的破坏[22]。使冷冻面条的质量得到较大的改善。
目前关于食用胶体在面制品中的研究还是集中在添加食用胶后面团的流变性能以及面团质构改善等宏观方面。万金虎等[23]通过对照工业生产中四种常见亲水胶对面条的影响发现，黄原胶和魔芋胶对面团吸水率的提高较为显著；Lauren Tebben[24]也在研究中发现当黄原胶添加量大于等于0.4%时，面条的粘性较好但延展性较差， 添加量为0.1%~0.4%时面团的延展性和粘度提升较为均衡， 大量的黄原胶可能会影响面条强度。而Zannini 等[25]发现，随着黄原胶添加量的增加，面条强度减弱，并且提出亲水胶体会破坏面筋网络而不是增强面筋网络。
在工业生产中，确定食用胶体的最佳添加量是非常关键的。薛淑静等[26]通过正交实验发现添加混合凝胶(0.5%黑木耳多糖、1.0%南瓜多糖、1.0%魔芋粉) 时面条的综合得分最高，面条的感官品质最好；同时面条的抗冻性能和蒸煮性能也有了较大的提高。现阶段的研究主要是通过动态力学热分析（DMTA）、扫描电镜（SEM）、聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS–PAGE）等研究食用胶对面筋蛋白结构的影响。
Kontogiorgos[27]采用（Cryo-SEM） 发现随着冻藏时间延长面筋网络结构强度明显降低。万金虎[28]利用（SEM）和（DSC）观察冻藏28 d 后的添加食用胶的面团发现，面团内可冻结水含量明显降低，面条内冰晶的重结晶现象较弱，面筋网络结构相对完整。
03酶制剂
酶制剂是食品工业中非常重要的一类添加剂，它广泛应用于焙烤行业、面粉深加工、速冻食品生产行业。酶制剂是酶经过提纯或者从生物体中提取，经过一定的处理后具有催化活性的生物制品[29]。酶制剂主要的来源是生物提取，安全性更高，更能让人们接受。而且相比其他添加剂，酶制剂的作用效果更显著、作用条件温和、效率更高。
现阶段的研究主要集中在常用酶制剂(葡萄糖氧化酶、谷氨酰胺转氨酶、木聚糖酶、α-淀粉酶等)对面团品质的影响和工艺的优化。袁永利等[30]研究发现，在面粉中添加GOD 和TG 能有效改善面团的稳定性，改善相关制品的冻藏稳定性。
Eugenia 等[31]研究发现经过GOD 处理的面团比容大，抗冻性强。在工业应用中谷氨酰胺转氨酶和葡萄糖氧化酶对面团的改良效果更显著，这也印证了学者们的研究。但是目前大量的研究都集中在面团及其制品品质改良层面， 而酶制剂对麦谷蛋白和醇溶蛋白作用机理的研究， 蛋白质二级结构变化以及蛋白质的组成等方面的研究仍然不够深入。
孔晓雪等[32]通过研究酶制剂对面团蛋白组分的影响发现在面团中加入这两种酶制剂，随着添加量的增加，面筋中的醇溶蛋白下降显著，谷蛋白大聚合体的含量上升，这说明这两类酶制剂都能在面筋蛋白内形成谷蛋白大聚合体， 促进蛋白质交联，达到了增筋的效果。而Gupta[33]研究认为，GOD 和TG 对低分子量蛋白的交联没有显著作用。
Steffolani 等[34]研究显示，GOD 主要通过氧化面筋蛋白中的-SH，促进-SS 的生产，从而使蛋白质之间发生交联，使面筋结构更稳定。但是TG 酶对面筋蛋白中-SH 的减少机制目前还没有明确解释。
随着食品工业的发展， 越来越多的复合酶制剂应用在工业生产中，相比单一酶制剂，复合酶制剂的协同作用对面团改良效果往往要强于单一酶制剂。严晓鹏等[35]研究发现真菌木聚糖酶、纤维素酶、真菌α-淀粉酶、葡萄糖氧化酶对面筋结构改良具有显著效果。
目前应用于冷冻面条中酶制剂的种类较多，但是对于酶制剂的作用机理还有待深入研究。单一酶制剂的作用效果往往不及复合酶制剂， 因此研发复合酶制剂也有着较大的意义。酶制剂不仅可以与不同种类酶制剂复合使用， 还可以将其与其它改良剂复合使用，利用协同作用提高改良效果。改良剂的协同性作用研究也是添加剂研究的热点问题。
04复合磷酸盐
复合磷酸盐作为改良剂和食品配料广泛的应用于食品行业，在面制品中磷酸盐可以改善面条弹性，降低冷冻面条表面裂痕， 所以近年来磷酸盐在面条生产中的应用越来越广泛。
中国食品添加剂使用卫生标准中对食品中磷酸盐种类和标准用量做出了明确规定，面制品中常用的磷酸盐为焦磷酸钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、磷酸二氢钠。工业中常把这四种磷酸盐按照一定比例复配后添加到面制品中， 其分子量及在食品工业中主要用途和用量表见表1。
表1 面制品中常用的磷酸盐 单位：g/kg
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复合磷酸盐可以改善冷冻生面条的冻藏稳定性、解决面条在复热过程中存在的糊汤、不耐住、弹性差及断条等一系列问题。
吴雪辉等[39]研究发现，将焦磷酸钠、磷酸二氢钠、三聚磷酸钠和偏磷酸钠按照一定比例复配后能增强面条的弹性和韧性， 改善面条等蒸煮品质，有效降低面条糊汤率。这主要是因为磷酸盐使面筋蛋白充分吸水溶胀， 强化了面筋网络结构，使面条稳定性提高，在冷冻贮藏过程中有较好的表现。
王佳玮等[40]发现将0.3%的磷酸二氢钠添加到冷冻面团中能够极大程度地增强冷冻面团的弹性和韧性， 这说明磷酸二氢钠的加入能改善面团的内部结构。Li 等[41]经过研究认为磷酸盐在面条中主要是通过螯合金属离子、强化面筋网络结构、增强面条保水性来改善面条品质， 同时磷酸盐的加入可以促进面筋蛋白与淀粉的交联作用， 在面条复热时淀粉不易溶出，极大地改善了面条的烹饪性能。
虽然复合磷酸盐对面制品有极其显著的改良效果，但是现阶段磷酸盐的使用仍然存在一系列问题。磷酸盐的适量添加可以提高食品品质， 但是过量添加又会造成食品品质劣变。
刘瑞莉等[42]将常用的三种磷酸盐按照不同量加入到面条中发现， 随着磷酸盐添加量增加，面条的蒸煮损失也在增加。人体对磷酸盐正常摄入量为2.7～4.5 mg/dL，正常摄入磷酸盐有益人体健康，但过量摄入又会诱发一系列疾病。
目前食品行业中对磷酸盐应用日益广泛， 人们日常摄入磷酸盐的量也会有所增多， 因此现阶段在保持食品质量的同时应该尽量减少磷酸盐的使用。今后的研究重心可能会放在寻找磷酸盐与其它添加剂的最佳复配组合、寻找和开发磷酸盐替代品等问题。
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节选自：曹佳兴，张国治. 冷冻改良剂在速冻面条中的应用现状及其研究进展. 粮食加 工. 2021 年第46 卷第4 期。
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