面包老化的影响因素及其控制途径

赵甜甜，张国治*

（河南工业大学 粮油食品学院，郑州 450001）

面包也写作麺包，它是一种经过发酵的烘焙食品；它是以面粉、酵母、盐、水为基础原料，再添加其他辅助材料，如适量的糖、油脂、乳品、鸡蛋、果料及添加剂等加水调制成面团，再经过酵母发酵、整形、成型、醒发、烘烤等工序完成的膨松、风味优良、营养丰富的一类焙烤食品[1]。由于面包的营养比较丰富、组织很蓬松、而且十分容易消化吸收、食用起来比较方便等各种特点，受到越来越多的消费者喜爱。

随着我国经济的快速发展，以及人们对面包的喜爱，面包在人们饮食中将扮演越来越重要的角色。在储藏的过程中,面包会发生一系列的物理化学变化和微生物的变化，这样会对面包的质量造成很大的影响。比如：面包的风味会变差、芳香味消失；面包皮的光泽变暗以及面包皮失去脆性、面包心会变硬而且会变得比较粗糙；面包整体的消化吸收率会降低等。这些现象称为面包的老化（硬化或陈化）。但是从流变学的角度看，面包老化的重要标志则是面包硬度的增加[2]。而老化之后的面包只能作为别的原料或者饲料，甚至有的会被当成垃圾直接处理掉，这样会直接造成经济损失，据统计面包因为老化而造成的经济损失为 3%～7%[3]，这就对面包的工业发展造成影响[4]。

因此，延缓面包的老化、延长面包的保鲜期就具有十分重要的现实意义。本文主要从面包的老化机理、影响面包老化的因素及控制老化途径这三个方面进行阐述。

1 面包老化机理

面包的老化是指面包在贮藏过程中质量降低的现象。专家学者一直致力于研究面包老化的机理，但到目前为止，面包老化机理仍然存在争议，学术界都有各自的见解和相应的理论支持。目前主要有三种理论：①水分迁移作用；②淀粉重结晶作用；③面筋蛋白质与淀粉之间的相互作用[5]。

1.1 水分迁移作用

面包老化十分容易受水分的影响。在面包瓤和面包皮之间以及在面包成分之间重新分配等变化中，水分都有参与上述变化[6]。最开始的时候，人们认为面包的老化是由于贮存过程中水分的流失所造成的。但这个观点被Wilhoft等[7]通过研究否认了，研究表明在面包出炉后，由于面包里外温度差和蒸气压的改变，面包瓤内的水分不断地向面包皮迁移，并且存在一定的水分梯度，从而使面包的硬度逐渐增加。Engelsen等[8]通过实验表明了面包老化的速率受水分的含量以及水分的分布状态的影响比较显著。而在面包老化过程中，水分如何重新分配学者们持有不同的意见。Lrene等[9]实验发现当淀粉中的水分由58%降到51%的时候，面筋的水分含量基本保持不变，表明水分是从淀粉转移到面筋中。Peleg[10]实验表明由于玻璃态温度的变化会导致面包老化；而水分的迁移作用导致面包瓤的水分不断减少，从而导致了玻璃态温度的升高，造成面包瓤的质地从柔软变成干硬的状态；与此同时面包表皮水分会不断升高，玻璃态温度会降低，从而导致面包皮脆性降低。

实验研究表明：水分少（22%～26%）的时候，老化速率比较快；水分多（35%和37%）的时候，老化速率比较慢。当面包的含水量保持在35%～40%这样高的水平时，能够使面包保持长时间的柔软[11]。

1.2 淀粉重结晶作用

淀粉分为直链淀粉和支链淀粉，其中支链淀粉占80%左右。直链淀粉和支链淀粉所形成的微小的结晶淀粉称为β-淀粉。经过加热后面团中的β-淀粉糊化为α-淀粉，也是就是面包中的淀粉。淀粉的回生也就是在常温下，糊化的α-淀粉自动排序形成高度结晶化的不溶性的淀粉分子的现象；因此淀粉的回生实际上就是一个重结晶的过程[12]。Singh N和Singh J[13]研究表明在冷却期间，淀粉颗粒在水合与加热膨胀的过程中，表面的孔洞不断地扩大，大部分的直链淀粉分子开始加速渗出，分子链间通过氢键快速地缔结在一起，加速淀粉老化。还有研究表明淀粉变化造成面包心变硬，引起面包老化[14]。Riva等[15]报道淀粉的再结晶速率和面包老化无关。Dinitrios Fessas等[16]研究认为,面包老化中重结晶的淀粉占比较少，且其对面包老化作用的影响不清楚。Sanz等[17]研究表明支链淀粉重结晶可以引起面包的老化，但淀粉重结晶和面包的老化不一样。

淀粉重结晶和淀粉老化是一个比较缓慢的过程，因此淀粉重结晶并不能完全解释面包的老化。虽然有很多的证据证明两者之间没有因果关系，但大部分人仍然相信淀粉重结晶过程是面包老化的一部分。淀粉重结晶对面包老化来说有重要的作用，但它不是面包老化过程中唯一起作用的因素[18]。

1.3 面筋蛋白质与淀粉之间的相互作用

在研究面包老化的过程中，面筋蛋白质与淀粉颗粒之间的相互作用对面包老化也有一定的影响。王仲礼[19]实验研究表明，小麦蛋白质与淀粉之间的相互作用对面包的老化产生一定的影响。面筋中蛋白质含量的多少也会对面包老化产生一定的影响。面粉中蛋白质含量高的情况下，淀粉的重结晶能力会变差，这样就可以延缓面包的老化。一般情况下，面粉中蛋白质的含量越高，所对应的面包的体积也比较大，老化的速率也比较慢。并且由于低筋蛋白质的面粉的亲水性能比高筋面粉的亲水性能差,所以高筋蛋白的面粉做成的面包的老化速率会慢一些。因此，应当适当选用高筋蛋白质的面粉来生产面包。Sidhu[20]根据淀粉的溶胀作用以及与蛋白质之间的相互作用对面包老化的影响做出了解释。

通过研究表明，面筋蛋白质与淀粉之间的相互作用能力越弱，面包的老化程度就会相应地减小[4]。

2 影响面包老化的因素

面包老化受许多因素的影响，比如：原辅料、加工工艺、包装及贮藏条件等。

2.1 原辅料

（1）面粉。面粉是生产面包的主要原料；面粉中蛋白质和多糖淀粉成分会对面包的老化产生一定的影响，因此面粉的质量对面包老化来说具有重要意义。大量试验证明：高筋面粉中蛋白质的吸水能力更强，所生产出来的面包老化速率比较慢[21]。因此可以调整面粉的成分使其有利于延缓面包的老化。

（2）水分含量。水分含量及水分的迁移对面包老化有一定的影响，并且水能够促进淀粉的重结晶作用[19]，从而对面包老化产生一定的影响。一般来说，含水量越低，面包越容易发生老化；因此增加面包含水对延长面包的保鲜期来说有着重要的作用[22]。

（3）淀粉酶。淀粉酶主要包括即α-淀粉酶、β-淀粉酶、脱支酶和葡萄糖淀粉酶等。其中α-淀粉酶能够使支链淀粉在糊化过程中侧链变短，这样可以降低支链淀粉分枝的部分相互合并及重合的机会，从而可以达到延缓面包老化的目的。

（4）起酥油。起酥油作为食品加工的原料油脂，具有乳化性、可塑性、起酥性等。塑形好的起酥油在加工面团时，面团的延展性比较好，做出来的面包口感和质地都比较理想。面粉中添加起酥油后，面包老化的速率会明显下降，而且能软化最终面包的质构。

（5）乳化剂。乳化剂是一种多功能的表面活性剂，它可以降低油和水之间的界面张力，能够防止油相和水相分离，从而使油和水在面团中分散比较均匀。此外，乳化剂还可以和淀粉颗粒中的直链淀粉相结合，这样就可以阻止直链淀粉游离出去，从而在抗老化方面有显著效果。

（6）糖和乳制品。糖类不仅可以提高面包的甜度、为酵母提供能量，还可以增加面包的色香味。糖类具有吸湿性，有一定的保水作用，能够防止面包变干发硬问题。而单糖的保水能力比双糖的要好，可以使用单糖来延缓面包的老化。

乳制品不仅可以给面包带来乳香味、提高面包的营养价值，而且还对面包老化有一定的延缓作用。乳蛋白质能够增加面团的吸水量，改善面筋性，使面包更加膨胀，可以减缓面包老化速率。

2.1 加工工艺

在烘焙过程中，烘焙的温度也会影响面包的老化，在烘焙过程中，温度过高会导致蛋白质变性以及破坏淀粉颗粒。

在调粉的过程中添加适量多的水制成的软面团，其抗老化性比硬面团的强；但是面团太软也会造成在烘焙过程中发生烤不熟的情况，影响面包质量。

当面包都用同样的生面团生产时，即使在相同的温度下，但是加工过程不同，也会导致面包的体积不同而造成老化速率不同[1]。

不同速度搅拌的面团所制成的面包也不同；高速搅拌的面团所制成的面包相比低速搅拌的面团烘焙出的面包不仅柔软细腻，而且面包老化速率慢。

面团的发酵时间不同也会影响面包老化。如果发酵的时间短，那么面团发酵就会不足，因此会造成面包老化速率快；而如果发酵时间过长，那么面团发酵就会过度，所制成的面包老化速率也会快。因此需要选择适宜的发酵时间。

采用不同的酵母用量对面包老化也有一定的影响，用天然酵母代替普通酵母所产生的面包的保鲜期时间长[23]。

2.2 包装

包装对面包老化也有着比较重要的影响。包装可以使面包更加卫生，防止面包中的水分流失，也能够保持面包的柔软细腻和香味，防止微生物的污染，延缓面包的老化[21]，有利于延长面包的保鲜期，但是不能阻止淀粉的β-化。用于面包包装的材料应该具有一定的气密性和机械强度，这样才能保护面包免受机械损伤以及可以很好的防止面包水分的流失。目前主要采用的包装材料有：聚乙烯、耐油纸、蜡纸、硝酸纤维素膜等。

包装温度也能影响面包的质量。研究表明在45℃左右的条件下进行包装，面包的贮存效果好；而在30℃左右的温度下进行包装,面包的香味保持得最佳[24]。

2.3 贮藏条件

贮藏环境的温度对面包老化程度有着一定的影响，实验结果表明：在-18°C的温度下，面包不容易老化，-7～20°C时面包老化得比较快，升高温度到43°C时，面包老化缓慢，但微生物生长使面包发霉变质，影响面包质量[22]。面包贮藏的理想温度为-18～-20°C，但所消耗成本较高，操作复杂，所以目前只停留在实验阶段。因此一般面包保存在温度在30°C、湿度为80%（无包装）的条件下。

3 控制面包老化的途径

分析影响面包老化的各种因素，控制面包老化的方法如下：

3.1 原辅料

（1）配粉。向面粉中添加一定比例的糯玉米粉、黑麦粉、马铃薯全粉、变性淀粉等能够有一定延缓面包老化的作用。文瑜等[25]实验发现：向小麦粉中添加小于30%马铃薯全粉时，制成的面包比容较大、硬度较低，弹性较好，对面包的老化起一定的延缓作用。王华东等[26]研究表明：向小麦粉中添加黑麦粉比例增大时，面包的硬度增加，面包容易老化，当黑麦粉添加量为50%～70%，制作的面包老化速率低。田海娟等[27]研究发现，添加10%高粱粉制得的面包的保水性高，老化度低。宋贤良等[28]实验结果表明:添加不同量的变性淀粉对面包品质的影响程度不同；当向面粉中适量添加1%～3%的变性淀粉时，烘焙的面包比容增大、含水量提高、保水性增强、硬度降低，对延缓面包老化起到一定作用。将谷蛋白与醇溶蛋白按不同比例复配的蛋白粉，当复配比例为3:1,添加量为1.1%时，能够有效地提高面包的比容、降低面包硬度、能够延缓面包老化[29]。

（2）水分。水分在面包里参与一系列的变化，研究表明水分含量越低，面包就越容易发生老化现象。因此，可以通过控制水分的含量来抑制面包老化。也可以通过添加添加剂来提高面包的保水能力，降低玻璃态温度，达到延缓面包老化的目的。实验结果表明当水分含量在35%～40%之间，烘焙的面包最好。

（3）糖类物质。在制作面团时加入糖可以延缓面包老化。Sarinthorn等[30]研究表明添加适量的酵母β-d-葡聚糖可以提高面包品质和延长面包的保质期。Ammar Al-Farga等[31]实验结果表明。乙醇粉和CMC羧甲基纤维素均能降低面包的硬屑频率，提高面包的新鲜度，延缓面包的老化。在面包配方中加入0.5%的CMC，可以延长面包的保质期。外源添加右旋糖苷对面包的老化有延缓作用，并且添加0.1%的右旋糖苷T2000对面包老化的抑制作用要强于CMC和黄原胶[32]。此外，添加海藻糖对面包老化也有一定影响，海藻糖通过提高酵母的抗冻能力，来增大面包的比容，提高面包的持水能力，从而可以延缓面包老化[33]。

（4）乳制品。牛乳的抗老化作用效果比较好。李志成等[34]实验结果表明添加6.0%的牛乳或0.014%的牛乳活性肽能够提高面包的营养价值和弹性，降低面包的硬度，增加面包的比容，延缓面包老化。

3.2 添加剂

研究表明许多不同的添加剂对面包老化能够起到很好的延缓作用。

（1）乳化剂。添加乳化剂可以有效地延缓面包老化，常用的乳化剂有卵磷脂、硬脂酰乳酸钠（SSL）、单硬脂酸甘油酯 （GMS）、二乙酰酒石酸单甘油脂（DATEM）等。唐海珊[35]实验结果说明添加MFGM及其组分可以有效地改善面包的质量，而且还可以延缓面包的老化。李红等[36]研究表明当添加0.8%的大豆粉末磷脂时，烘焙出来的面包品质好，抗面包老化效果明显。唐语轩等[37]研究结果表明当添加0.20%的硬脂酰乳酸钠（SSL）烘焙出来的面包品质好，可以起到延缓面包老化的作用。钟宝瑜等[38]实验结果说明当添加0.75%（质量分数）的聚甘油脂肪酸酯，0.60%（质量分数）的单月桂酸甘油酯和0.15%（质量分数）的硬脂酰乳酸钠复配的乳化剂时，所烘焙出来的面包比容增大，硬度降低，面包品质较好，有效地延缓面包老化。

（2）酶制剂。添加酶制剂可以有效的延缓面包老化。Giannone V等[39]等研究表明现α-淀粉酶和脂肪酶在防止老化方面表现出协同作用，对延缓面包老化效果显著。唐语轩[40]实验结果表明，添加0～20 mg/kg的真菌α-淀粉酶在一定程度上可以改善冷冻储藏带来的面包品质劣变。Lien R Gerits等[41]研究发现脂肪酶能够使脂肪分解后产生酰基甘油，它能够起到乳化作用，在面团中生成直链淀粉-脂质复合物，这可以延缓面包老化，改善面包芯的组织结构和白度。孟祥平等[42]实验结果表明当添加60 mg/kg的木聚糖酶时，所制成的面包比容大，老化速率慢。赵俊芳等[43]实验结果表明向面包粉中添加40 ppm的葡萄糖氧化酶时，所制成的面包柔韧性好，对延缓面包老化方面表现突出。林娟娟等[44]实验结果表明把0.105 g/kg的 α-淀粉酶、0.103 g/kg的脂肪酶和0.607 g/kg的半纤维素酶这三种酶制剂复配后，在抗面包老化方面有明显改善。

（3）藻酸盐类。藻酸盐类与面筋蛋白相互作用可以改善面包品质，此外藻酸盐类具有良好的持水性，对延缓面包老化具有明显效果。张勇等[45]研究发现添加0.6%的海藻酸钠时，烘焙出来的面包比容大、弹性好、硬度低，具有较好的抗面包老化效果。刘海燕等[46]研究发现添加0.3%的海藻酸钙时，烘焙出来的面包硬度较低，水分迁移速度比较慢，具有良好的抗面包老化性能，从而能够延长面包的货架期。

（4）亲水性胶体。因为亲水性胶体分子中含有比较多的亲水基团，亲水胶体物质有很强的吸水性和交联性等，添加进面粉里可以改善面包的品质，有效地延缓面包老化。林娟娟等[47]研究结果表明,当添加0.23%的海藻酸钠，0.30%的羧甲基纤维素钠和0.10%的黄原胶时，所制成的麦麸面包品质最优，有一定的抗面包老化效果。

3.3 加工工艺

通过在调粉的时候严格控制加水量 （适量地多加水）以及搅拌的速度（适量地高速搅拌）能够延缓面包的老化；通过控制面团发酵的时间以及酵母的种类和酵母的添加量等方法，可以有效地抑制面包老化；也可以通过在面团成型过程中适量地涂抹油脂、乳化剂等方法来提高面包品质，延缓面包老化。

3.4 包装

选择气密性比较好并且有一定机械强度的包装材料来防止面包分水流失和隔离微生物以及防止面包产品受外力作用，对面包老化起到一定延缓作用。

3.5 贮藏条件

大量文献结果表明：在面包没有包装的情况下，贮存温度在30°C，相对湿度保持在80%的环境中（预防微生物的生长和繁殖的条件下）较好。张丽芬等[48]对比了4℃环境和在常温条件下贮藏的面包结果表明在室温条件下贮藏对面包品质的影响较4℃条件下更小。国外常用冷冻法来贮存面包，就是把面包放在-29～-23°C的冷冻器里，在2 h内将面包冷却到-6.7°C以下，再将面包温度逐渐降到-18°C保鲜一个月左右；此方法不仅实用而且有效。

4 总结及展望

面包老化的现象比较普遍，影响面包老化的因素很多，想要全面的掌握面包老化的影响因素，需要充分的利用各种先进的分析仪器来分析，采用更优质的方法进行检测，进一步探索蛋白质、淀粉、脂肪、糖类物质等内部因素和水分、温度、各种添加剂、酶制剂及加工工艺等外界因素的相互作用，进行更加细微的研究并且找到延缓面包老化或者抑制面包老化的最佳途径，这样才能尽量地减少因面包老化而带来的经济损失。