面包的老化及其影响因素

2019-10-21 14:57   249次浏览

面包的老化及其影响因素

摘要:论述了面包的水分含量、贮藏温度、面筋蛋白质、脂类物质、乳化剂、α-淀粉酶、制作工艺及负装等因素,对面包老化的影响。

关键词:面包、老化、影响、因素

面包在贮藏过程中发生的最显著的变化是“老化”,也称“陈化”、“硬化”或“固化”。面包老化是指面包在贮藏过程中质量降低的现象,表现为表皮失去光泽、芳香消失、可溶性淀粉减少等。面包老化缩短了其货架期,从而造成了较大的经济损失。

面包老化是一个十分复杂的现象,以前有些学者认为面包的老化现象是由于其脱水而引起的,但后来这种设想被实验否定了。距今100多年前就有人做过实验,将面包装在缺罐里密闭贮藏,但还是发现了老化现象,此后才有人提出面包老化与淀粉的老化有着密切的关系。

关于面包的老化机理,到目前为止,学术界仍有不同的见解,并且各有支持理论。但比较统一的观点是认为面包的老化主要是由淀粉引起的,其它因素为次要因素。在面包中,直链淀粉和支链淀粉均能引起老化,这两种淀粉均是面包老化的主要因素,只不过是速度不同而已。直链淀粉结晶速度快,而支链淀粉结晶速度慢,因此,面包出炉后,贮存初期的老化主要是由直链淀粉引起的,但由于直链淀粉和支链淀粉在小麦粉中所占的比例约为24%和76%,所以,贮存后期的老化则主要是由支链淀粉而引起的。

目前,人们发现许多因素都是影响着面包的老化过程。可以说,面包的老化问题吸引着众多的学者在这人领域进行研究。下面就从有关影响面包老化的因素这个角度综述近年来的研究成果。

1.水分含量对面包老化速率的影响

面包的老化速率与其水分含量密切相关。烘烤后的面包在贮藏过程中,由于水分含量的降低,老化速率呈线性增加。实验表明,水分少时(22%-26%),老化速率快;水分多时(35%—37%),老化速率慢。因而,为了使面包延缓老化,长时间保持柔软状态,水分含量应保持在35%—37%这样较高的水平,而这一水分含量对面包的感官指标及理化指标均无影响。

2.贮藏温度对面包老化速率的影响

面包老化与温度有直接关系,见表1。贮藏环境温度在30%以上时,老化进行得缓慢;-7~20℃是面包老化速度最快的温度区间,其中,1℃时面包老化速率最快。因此,面包出炉后应尽量避免通过此温度区间。

表1 贮藏温度对面包老化速率的影响

贮藏时间d 硬度g

2℃ 30℃

53 53

1 234 102

4 314 234

注:上表中硬度的测定仪器为流变仪,下同。

普通冰箱冷藏室的温度为4~8℃,在此温度区间内面包老化速率较快,由此可见,若要使面包长时间保持新鲜状态,需进行冷冻。在 -18---20℃时,面包中80%的水分已经冻结,面包长时间贮藏不发生老化。但该方法耗能大,贮藏的面包食用前还要加热解冻,操作繁琐,故到目前为止此方法也仅仅停留在实验阶段,没有大规模的应用于生产。

实际上为延缓面包老化,延长贮藏时间,也可对面包进行加热处理,使其贮藏在较高的温度环境中,如40-60℃或稍低。在冬天气温较低的情况下,此法尤为实用。但此方法同样也有弊端,温度高时面包容易发霉腐烂,部分水分和香味也会散失。

3.面筋蛋白质对面包老化速率的影响

人们在研究面包的老化过程中发现,面筋蛋白质所形成的网状结构与淀粉颗粒的交互作用也是一个不容忽视的问题。一般来说,面粉中蛋白质含量高,面包体积大,贮藏期间的老化速率较慢。因为蛋白质含量高,会减弱淀粉颗粒的重结晶作用,延缓面包内部组织的老化,面包老化还与面粉中面筋蛋白的质量有关,面筋质量差的面粉比面粉质量好的面粉有更强的亲水性能。质量差的面筋在面团中与淀粉颗粒之间的相互作用较强,在烘焙期间及烘焙后,这种相互作用将更为强烈。因此,用质量差的面粉制作的面包老化速率更快。通过对面筋蛋白胶体硬度的测定,发现面筋蛋白胶体的硬度仅为淀粉胶体硬度的1/8,并且为热不可逆。这说明面包老化不是由面筋蛋白质单方面引起,主要是通过面筋与淀粉之间的交互作用引起的,邮局就是说,面筋蛋白质不是面包老化的主要因素。

4.脂类物质对面包速率的影响

脂类物质在面团中,一部分与面筋蛋白质结合,另一部分主要分布在淀粉粒表面和气液界面上。脂类物质在气液界面的分布影响着气泡的稳定性和面团的持气能力,并且脂类物质还具有抗老化作用。

面团中脂类物质的抗老化作用主要表现在:

(1)随着温度升高,面筋蛋白质变性,脂类物质与蛋白质间的结合力减弱,脂类物质慢慢地转向与直链淀粉和支链淀粉结合。淀粉糊化后,由于脂类物质的作用,淀粉分子的重新排列受到抑制,从而起到抗老化作用。

(2)脂类物质的单分子形式与淀粉产生疏水作用,形成包络复合物,这种复合物是不溶的。一方面它钝化了直链淀粉分子,降低了淀粉胶体的粘度,阻止了面筋和淀粉间的水分转移;另一方面,脂类物质集中在淀粉的表面,降低了糊化淀粉间直接接触的机会,从而限制了微晶束的重新形成。

实验表明,在天然面粉中加起酥油可大大降低面包的老化速率。天然面粉中加入起酥油,面包老化速率明显降低;而在脱脂面粉中加入起酥油,面包的老化速率很快。这表明起酥油和面粉中油脂相互作用从而延缓了面包的老化,即起酥油降低面包老化速率的作用要依赖于面粉本身油脂的存在。在配方中不使用起酥油,用天然面粉制作的面包要比用脱脂面粉制作的面包老化快些,这说明,天然面粉中存在的油脂实际上有助于老化。起酥油对面包老化速率(以面包硬度为指标)的影响如表2所示。

表2 天然面粉中起酥油用量与面包老化的关系

起酥油用量 硬度g

1d 2d 3d 4d

320 592 896 982

6 308 568 854 963

9 298 556 848 958

5. 乳化剂对面包老化速率的影响

在面包烘焙中,乳化剂一般与脂类物质配合使用,它是一种多功能的表面活性剂,能降低油和水之间的界面张力,使它们均匀地分散于面团中,防止油相和水相分离。

此外,乳化剂还具有抗老化作用。以单硬酯酸甘油脂为例,在面包烘烤中,当淀粉过热糊化时,具有螺旋构型的直链淀粉能紧紧包围住柱形的单硬酯酸甘油脂,形成稳定的螺旋形复合物。当面包冷却时,缠绕在柱形单硬酯酸甘油脂上的直链淀粉分子再也不易恢复成晶形结构,从而延缓了淀粉老化。一般来说,单硬酯酸甘油脂的复合能力,抗老化效果较明显。

目前,在我国面包生产中使用乳化剂是一个新趋势,除了上面提到的单硬酯酸甘油脂,还有硬脂酰乳酸钠(SSL)、硬脂酰乳酸钙(CSL)、山梨酸脂肪酸酯、改性大豆磷脂、蔗糖脂等。

6.α-淀粉酶对面包老化速率的影响

研究表明,用含一定量淀粉酶的面粉烘焙出的面包在贮藏过程中不易发生老化,添加此酶的面包在烘焙后的许多天仍能保持柔软状态。

在贮藏后期,支链淀粉的凝沉作用是影响面包老化的主要因素。淀粉粒中的支链淀粉在糊化过程中,α-淀粉酶能使其侧链变短,这样支链淀粉的分枝部分相互合并重新构成结晶结构的机会就会降低,从而延缓了面包的老化。

在食品工业中常用的α-淀粉酶主要有3种,它们分别是细菌α-淀粉酶、真菌α-淀粉酶和小麦芽α-淀粉酶,其工艺指标如表3所示。

表3 不同来源的-淀粉酶的特性比较

α-淀粉酶种类 最适温度℃ 失活温度℃ 抗老化效果 市场价格

细菌α-淀粉酶 70 100 ++ 低

真菌α-淀粉酶 55 80 + 低

小麦芽α-淀粉酶 60 85 - 高

从表3可以看出,在3种α-淀粉酶当中细菌α-淀粉酶的耐热性最强,小麦芽α-淀粉酶的耐热性次之,真菌α-淀粉酶的耐热性最差。

淀粉糊化的温度范围是60-75℃,在此区间糊精的生成量直接影响着面包的质量。小麦芽α-淀粉酶显示活性的温度范围与淀粉糊化的温度范围刚好吻合,在整个糊化过程中始终进行着糊化作用,因此过高的小麦芽α-淀粉酶活性将导致面包心发粘,这是必须防止的。另外,小麦芽α-淀粉酶并不具有抗老化作用,而且价格较贵。因此,该酶在面包烘焙中应用较少;真菌α-淀粉酶在70℃时即失活50%,在烘焙过程中,适量的淀粉糊化后酶即失去活性,所以,真菌α-淀粉酶用于面包烘焙不会发生面包心发粘现象。并且真菌α-淀粉酶具有一定的抗老化作用,价格低廉,因此,真菌α-淀粉酶在面包烘焙业中得到了广泛的应用。细菌α-淀粉酶虽然具有较强的抗老化作用,并且价格低廉,但它在温度已超过淀粉糊化温度时仍未失去活性,也就是说,在整个烘焙过程中,细菌α-淀粉酶都在与淀粉发生作用,生成过多的糊精,使面包心粘度过大。因此,细菌α-淀粉酶在面包烘焙方面应用很困难。

7.制作工艺对面包老化速率的影响

面团的软硬程度对面包的保存性有很大的影响。在调粉中适当多加水的软面团比硬面团抗老化性强,但是面团过软也会影响制品的质量,容易发生烤不熟现象;高速搅拌的制品比低速搅拌的制品保存性好。用高速搅拌的面团烤出的面包柔软,且老化速率慢;适当的发酵时间对保存性也有显著效果。发酵时间太短,面团未成熟,面包老化速率快。发酵时间过长,面团成熟过度,烤出的面包干燥快,也容易发生老化,酵母用量过多,面包易老化。

8.包装材料对面包老化速率的影响

包装可以保持面包卫生、防止水分散失、保持面包的柔软性和香味,延缓面包老化,但不能制止淀粉 123 化。

有包装(聚乙烯)和无包装的1kg面包贮藏1周,其水分损失情况如表4所示。

表4 有无包装的面包水分损失对照表

有无包装 贮藏时间d 水分损失 %

聚乙烯包装 7 0.85

无包装(夏季) 7 12.40

无包装(冬季) 7 10.24

无包装面包的水分损失主要发生在面包瓤外侧1cm处,在这个部位形成了一个干燥的内瓤层。在24 h内水分便发生了明显耗损。

用于面包的包装材料应具有一定的气密性和机械强度,这样才能更加有效地防止面包水分散失和保护其免遭机械损伤。目前,面包所用的包装材料种类很多,主要有耐油纸、蜡纸、硝酸纤维素膜、聚乙烯、聚丙烯等。

9.结语

面包老化是一个非常复杂的现象,是多种成分、多种因素相互作用的结果。多年来,人们通过大量的研究,已基本了解了各因素对面包老化的影响。但要真正弄清各因素如何具体地影响面包的老化过程,还必须借助现代分析技术,进一步求水、淀粉、蛋白质以及其它成分之间的相互作用,进行更为深入和细微的实验。

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