新型面包加工研究进展
2024-01-03张宏康黄悦怀张清宇麦锐杰
张宏康,黄悦怀,张清宇,麦锐杰,蒋 欢
(1. 仲恺农业工程学院 轻工食品学院,广东 广州 510225;2. 广东省岭南特色食品科学与技术重点实验室,广东广州 510225;3. 农业农村部岭南特色食品绿色加工与智能制造重点实验室,广东广州 510225)
面包是以小麦粉为主要原料,加入酵母、鸡蛋、油脂、糖、盐等辅料,加水调制成面团,经过发酵、醒发、焙烤、冷却等过程加工而成的焙烤食品,已经有上千年历史。目前制作面包的方法主要有一次发酵法、二次发酵法、快速发酵法,近年来冷冻面团法应用及其品质研究也越来越广泛,主要体现在欧式烘焙类产品上。面包深受消费者喜爱,关于面包的创新也层出不穷,对近年来面包在工艺、原辅料方面的创新及研究进展进行综述。
1 烘焙产业概况
我国烘焙行业正呈现健康、急速、可持续发展的良好趋势,据预测,2020 年烘焙行业销售收入将达到5 500 亿元。面包作为烘焙界最常见的食品,也有着不断的创新和新型产品的涌现,从最初的吃面包果腹到如今更趋向于保健功能的面包,这些变化都体现着人们越来越高的生活要求。烘焙产业的线下门店也逐步把面包当成休闲化的一种食品,而不仅局限于早餐,通过网络的渲染和宣传也打开了更广阔的市场。为了满足人们日益增长的口味与健康的双重需要,人们针对面包的原料、辅料和添加剂等方面做出很多创新产品,以下简述近年来出现的新型面包的特点。
2 面包主料创新以追求健康营养保健为主要趋势
2.1 谷物原料方面创新以马铃薯、粗粮为主
在我国,马铃薯一般作为蔬菜食用。2015 年,国家农业部提出马铃薯主食化战略,因而土豆变成四大主食之一,马铃薯的第一代产品研究有面条、馒头等,马铃薯面包的研究不断推陈出新,研究角度也不尽相同。董晓琳等人[1]应用响应面法优化马铃薯面包的制作工艺,研究出马铃薯粉与面粉混合制成面包的新型工艺。赵伟辰等人[2]以高筋小麦粉2 000 g,添加鸡蛋0.05%,食盐1.50%,白砂糖15%,酵母1.50%,黄油4.00%,奶粉10%为面包的基础配方,做出了品质优良的添加烤制马铃薯的小麦粉面包。据FAO 数据,2011 年中国人均马铃薯消费量为41.2 kg 左右,仍然远低于同期欧洲国家人均84.16 kg 的马铃薯消费量,因此我国马铃薯消费量还有望增长。马铃薯面包的工艺研究也将带动更多消费者。
除了马铃薯面包,大米也是国人重视的面包制作原料。根据2018 年8 月国家粮油信息中心发布的世界粮油供需状况月报可知,2018/2019 年度全球小麦产量7.3 亿t,较上年度创纪录水平减少2 839 万t,减幅3.75%,后期产量预计将会持续下滑;消费量达创纪录7.42 亿t,同比增长42 万t,增幅0.06%;而大米全球产量达4.88 亿t,减幅0.2%;消费量达4.85 亿t,增长391 万t,增幅0.81%,贸易量也创历史最高水平。由此可见,大米越来越受国人欢迎。大米粉中没有麦谷蛋白和麦胶蛋白,因而不能形成小麦面包的结构和蓬松感,但是通过添加几种添加剂可以改善大米面包的内部结构和品质,路飞等人[3]研究了预糊化大米面包的加工工艺,并得出羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、黄原胶和卡拉胶的最佳添加量分别为0.2%,0.05%,0.05%,0.25%。大米蛋白是比小麦蛋白更均衡更符合人体需求的蛋白质,因此大米面包的研制对人们的饮食需求有重要的意义。
人们对饮食追求精细化,这也导致了营养失衡,比如B 族维生素大都存在于谷物的糠层或胚芽,谷物在精加工后大部分B 族维生素已经流失,如果长期以精加工谷物为主食人体很容易缺乏B 族维生素。除了B 族维生素以外,粗粮在“精细化”过程中也会失去其他的营养素,如赖氨酸、苏氨酸等,因此人们也逐渐重视粗粮的食用价值,并且将此类物质应用到面包的创新研发中。在面包中添加粗粮成分,赋予普通面包所不具有的丰富保健价值,目前有糙米面包、黑米面包等。
糙米面包是以糙米或发芽糙米粉为原料制成的富含膳食纤维和多种营养物质的面包,李增利[4]通过正交试验确定了营养糙米面包的工艺和配方、参数,马涛等人[5]通过二次发酵方法在面粉中添加适量的膨化糙米粉制作面包,发现糙米粉越多,吸水量越差,由于米粉面包缺乏面筋蛋白,不能形成面筋结构,因此在制作糙米面包时可添加适量的羧甲基纤维素钠使形成膜状结构,增强面包的蓬松性。
李云玲[6]采用单因素试验制作黑米粉面包并研究其面包品质、特性及最佳添加量,徐飞[7]、黄玉[8]、袁蓓蕾等人[9]研究结果显示,黑米具有耐缺氧、预防缺铁性贫血、保护心血管系统、治疗糖尿病及并发症、预防癌症发生等作用。
2.2 蔬果面包补充维生素,增加风味
除了杂粮面包,蔬菜面包也是逐渐走进人们视野的一类新型面包,吴晓辉[10]以胡萝卜、南瓜、甘薯为主要原料制作多维复合营养型面包,所得到的产品营养价值也远比普通面包要高。
宋慧等人[11]研究以芦笋、银杏为原料,研制复合蔬菜面包,并得出结论:芦笋、银杏复合蔬菜面包中芦笋浆与银杏浆的比例为2∶1,且复合浆添加量为8%时,面包品质最佳,芦笋富含黄酮,此产品提高了原料中的黄酮含量,大大增强了复合蔬菜面包抗氧化作用,增加了面包的营养价值。
刘海英等人[12]将香蕉粉与面粉一起调制发酵制成香蕉面包,不仅赋予面包浓郁的香蕉风味,与普通面包相比更是增加了面包的营养价值。
2.3 “药食同源”的保健面包成为研究热点
近年来“大健康”是食品创新的趋势,面包也不例外。具有功能性成分的新型保健面包层出不穷,具有广阔的市场。比如,茶含有丰富的茶多酚,有良好的抗氧化作用,将茶叶制成粉添加进面包,既增添了茶的风味,又赋予面包茶的保健作用。潘斌等人[13]采用超微粉碎法将红茶挤压成粉后添加于面粉当中制作面包。林娟娟等人[14]也通过单因素试验和正交试验制作绿茶面包并得出最佳添加量和工艺配方。目前,茶已经广泛应用于蛋糕、饼干、月饼等烘焙食品的研制中。
随着中药逐渐现代化、国际化,“健康中国”国家战略对中医药赋予极大的期望,全社会对中医药的发展给予更大关注。现如今人们开始追根溯源,研究传统中草药的药理作用,将其添加进面包中也是一种创新渠道。药食同源的一些中草药也是保健面包重点发展的方向之一。药食同源的食材常见有山药、黑芝麻、山楂、龙眼肉、虫草、螺旋藻等,不仅具有一般食品的共性,而且可入药,具有保健的功能。常用的提取方法有超微粉碎法,可提取其有效成分,梁静等人[15]采用该方法制作出具有多种具有调节免疫功能的虫草保健食品,以虫草、红枣、枸杞为原料,对原料虫草、红枣和枸杞进行超微粉碎、浸泡、超声提取、浓缩、干燥后,制得含虫草功能性成分N6#(2#羟乙基) 腺苷的提取物,再将提取物与不同辅料、配料进行组合、加工制得多种功能性成分含量高的虫草保健食品,如虫草面条、虫草面包、虫草酸奶等,达到提供免疫,治病防病的功能。
健康不仅体现在免疫力上,容颜也是健康的一大表征,因此乌发、美白、抗衰老也成为人们追求的目标,与此相关的研究也应运而生。李侠[16]将现代科学方法与传统中医药理论相结合,公开了一种黑发乌发面包的制作工艺,其原料包括雄黑豆、黑木耳、黑桑葚、黑芝麻等补肝肾、乌须黑发的“黑色食品”,常食可黑发、抗衰老。
葛根具有一定的美容养颜功效,也是药食同源领域研究较多的一种原料。冯雪群[17]发明了一种葛根美白面包及其制作方法,其主要原料包括富铬魔芋粉、燕麦粉、绿豆粉、菠萝粉、鸡蛋、葛根花、山楂、草莓、番茄等。钟镇涛[18]发明公开了一种药膳面包,其中也包括葛根粉。
“抗氧化”是保健面包的研究中频繁出现的关键词之一。王彩霞等人[19]研究表明,将蝶豆花蓝色小麦制成全麦面包,所得产品具有独特的营养保健价值,如抗氧化、降血糖、降血脂、降低胆固醇等,而且保存时间长。周家鹏等人[20]以传统面包的配方和工艺为基础,加入适量的紫薯粉和长白山区的栽培品种“肾形”山药粉,进行品质研究并确定最佳配方。研制出的山药紫薯面包具有抗氧化、改善和增强机体免疫系统、抗肿瘤及降血糖血脂的作用,还能够促进肠胃功能、减少脂肪沉积,是一种适合各年龄阶段人群食用的营养保健食品。
苦荞是一种与何首乌同属廖科的中药材,富含生物黄酮,吴兴树[21]通过响应面分析法研究得出苦荞的最佳添加量和制作工艺,由于苦荞本身没有面筋成分,因此也添加了魔芋精粉和谷朊粉改善面包品质和结构。王然[22]发明公开了一种具有养血安神、补血生津、补益心脾、增强体质、缓解疲劳功效的西红花养血保健面包;朱顺峰[23]发明涉及一种猫须草面包,是由以下原料制成:小麦粉、南瓜、猫须草、植物油、白砂糖、蜂蜜、牛奶。口感细腻、松软、有南瓜的香甜,加入猫须草,清热祛湿、利尿排石,适合结石患者长期食用。枸杞面包[24]、辣木面包[25]也是新近出现的“中药型”保健型面包。
此外,将富含某种矿物质和营养素的物料添加进面包主料也成为研究试点。“富硒”食品是近来发展迅速的产业,硒是构成人体红细胞的重要成分,能够治疗克山病和大骨节病。此外,硒还有解毒功能。曾焕英[26]发明的富硒花生面包以富硒花生粉、高筋面粉、糯米粉为主要原料,制备的富硒花生面包具有花生香味,且还含有重要的微量元素硒、丰富的蛋白质和膳食纤维。富硒面粉与具有药理性质的植物性原料相结合也可制成保健作用的面包。卢春燕[27]发明一种金花茶面包,金花茶含有400 多种营养物质,无毒副作用,被称为“茶族皇后”。该面包是由富硒面粉、金花茶、富锗玫瑰茄、杞子、枣仁、葛根、芝麻制成,与现有产品相比较,有更多的抗氧化成分,具有一定的保健作用。
庞盛升[28]采用富含有机铬的芋头粉、太子参粉为主要原料制作一种富有机铬面包,提升人体中的有机铬元素含量水平,提高机体抗氧化能力,口感细腻、松软、伴有太子参的甘甜。同时,太子参还具有降脂降压的作用,适合长期食用。
陈立均[29]发明公开了一种富含欧米伽3 的面包及其制备工艺,其功能性成分主要来源于亚麻籽粉和南瓜粉,张永霞[30]发明公开了一种含猴头菇葡聚糖的降血糖血脂面包的制备方法,主要功能性成分是猴头菇β - 葡聚糖,具有较好的食用、药用价值及市场前景。
从以上研究结果可看出,将功能性成分添加到面包中已经成为当今面包加工创新的突破口,提取功能性成分也成为核心的技术和工艺。此类面包研究目的在于赋予面包更多的保健功能,以符合大众对健康的需求。但目前中草药在面包上的应用研究大都局限于其感官品质及具有功能成分的药材或食材添加量对品质的影响,对于是否具有显著的作用效果仍需要经过试验和数据支撑,且对于不同的作用对象及体质其效果也因人而异。因此“药食同源”的食材研究仍有很大的发展空间。
2.4 天然酵母面包
在关键原料上,酵母也是一个创新点,采用不同酵母制作的面包风味和品质也不同。随着人们认知水平和生活水平的提高,开始追求“天然、健康”的食品,因而“无糖面包”“天然酵母面包”也成为一大研究热点。霍震昆[31]研究发现,低糖高活性酵母做出来的面包风味物质最多,天然酵母如果在低温环境下长时间发酵则有更多的风味物质。王立等人[32]将酵母菌乳酸菌进行复配,制备了复合天然酵母。与自然发酵天然酵母相比,发酵性能相近,品质稳定,缩短了培养周期,并且复配天然酵母面包的营养价值都比只使用单一酵母的市售酵母面包高,具有极高的工业应用价值。
3 在改良面包品质上仍以酶制剂、复合添加剂为主,冷冻面团的抗老化也成为研究热点
张可欣等人[33]选用中国特色传统甜酒曲制作的甜酒酿制作面包并对面包的品质进行综合评估。结果表明,含甜酒酿面团有更多的游离巯基含量,蛋白酶活力增强,甜酒酿改变面包的色泽,具有可口的酒香,面团面筋网络结构得到强化,含酶甜酒酿面包,与普通小麦面包相比,品质全面提升。
采用不同发酵基质制作的酸面团对面包烘焙的最终成品品质影响也不同。例如,小麦麸皮是种比小麦粉营养价值更高的物质,发酵小麦麸皮制作酸面团,和发酵普通小麦粉制作酸面团相比,通过感官评价发现,加入了麸皮的酸面团能使面包比容更大,口感品质更好,还可改善面包的老化问题[34]。
随着贮藏时间的延长,面包会出现老化、口感发硬的情况,针对改善面包品质的方法,目前有添加羧甲基纤维素钠等增稠剂、添加酶类物质、膳食纤维等。烘焙业是酶应用的一个非常活跃的领域。
在面包中常用的酶制剂有α - 淀粉酶、木聚糖酶或戊聚糖酶、葡萄糖氧化酶、蛋白酶、纤维素酶和乳糖酶等。酶制剂的作用大都是水解大分子,使面团发酵时连续不断地产生糊精和麦芽糖,促进酵母繁殖,加快面团发酵速度,生产出体积大而且内部结构细腻的面包,并延长保质期[35-36];木聚糖酶作用于面粉中不可溶于水的戊聚糖,使其水解,从而提高面筋网络结构的弹性,增加面团的稳定性,改善加工性能,改进面包内部结构,增大面包体积[36-37],但用量过多会导致面团松散发黏;蛋白酶能水解蛋白质,降低面筋筋力,使面团弹性降低,易于伸展和延伸[38-40];脂肪酶同时作用于面粉中极性和非极性脂肪,能提高面团稳定性,使面包内部结构更加均匀、洁白,并增大体积[41]。刘海燕等人[42]研究了将海藻酸丙二醇酯(PGA) 应用于面包当中,发现可增大面包比容和蓬松性,不易坍塌,提高面包感官评分值。李守宏等人[43]探讨了麦芽糖淀粉酶对面包品质的影响,发现麦芽糖淀粉酶Novamyl 具有显著改良面包品质的作用;当前较多使用多种类型的增稠剂、抗氧化剂组合而成的复合型添加剂。
菊糖是水溶性膳食纤维,能够促进肠道蠕动,改善肠道功能,以往常作为功能性甜味剂添加在食品当中,经研究发现,菊糖添加进面包时也能影响其品质。熊政委等人[44]将菊糖添加进面包,发现菊糖能增大面团的弹性,添加量为4%时,硬度最低。
李红等人[45]通过试验研究了大豆浓缩磷脂、粉末磷脂、单(双) 硬脂酸甘油酯对面包品质及抗老化效果的影响。这几种添加剂都能改良面包的感官品质、比容和质构(硬度、黏度和咀嚼性)。其中大豆粉末磷脂对面包品质影响最大,当添加0.8%的大豆粉末磷脂时,面包品质最好,达到最好的抗老化效果。
橘皮粉可提高面包烘焙品质和抗氧化能力。当橘皮粉添加量为2%左右时,面包的品质得到了有效改善,感官品质也比较优良;橘皮粉的加入显著提高了面包中总酚的含量,可以清除更多的DPPH 自由基[46]。
随着冷冻面团法的应用越来越广泛,如何改善冷冻对面团品质的影响也成为急需解决的问题。冷藏面团中添加氧化剂、乳化剂、酶制剂可以增大面包比容、改善面包质构,而添加亲水胶体可以减小冷藏时间对面团品质的影响,使面包品质保持相对稳定[47]。陈书明[48],周中凯等人[49]研究发现,添加TG酶能改善冷冻面包易老化、结晶的现象,且能可改善面团拉伸特性、粉质特性和流变学特性,增大面包体积和比容,提高面包持水性,有效延长面包货架期。冷冻面团解冻后酵母的唤醒和复苏情况直接影响到面团发酵速率和发酵效果。现有技术中,由于冷冻时低温和冰晶会对细胞造成机械刺伤,使得酵母遭受不同程度的细胞破损甚至死亡,导致酵母存活率和发酵力严重下降,因此面团发酵速率减慢,最终形成的面包比容小、口感差。王学东等人[50]研究出一种含植物抗冻蛋白的复合抗冻剂的面包及其制作工艺,产出的面包酥软可口、品质极佳,有效地改善了冷冻面团法发酵过程中活力不足的问题。
任彬[51]研究发现,海藻糖、蔗糖酯脂肪酸酯、甘油也能改善冷冻面团产品品质,主要作用是降低面包硬度,提高感官口感品质,使面团能够更好地发酵。海藻糖的最佳添加量为1.8‰,蔗糖的最佳添加量为3‰,甘油的最佳添加量为4‰。
4 面包发展趋势
4.1 以营养健康为主要追求目标,不断增强面包的品质和延长贮藏期
随着生活水平的提高,人们追求饮食更丰富、享用体验更愉悦的生活,面包的口感、外观及营养价值也越来越受人们重视。谷薯粗粮类面包的研究日渐增多且推向市场,其深层原因则是人们越来越推崇低麸质食品,并且认识到其中蕴含小麦粉所不具备的营养素,大米面包、土豆面包、糙米面包正体现这一发展趋势[52]。
4.2 与市场新型热门产品相结合,研发更多功能性烘焙类产品
近年来,酵素食品的研究尚处于初步研究阶段,酵素食品是指以新鲜果蔬、谷物、菌菇或其他食用植物等为原料,经微生物发酵形成的酶类物质, 富含多种生物活性物质, 如丰富的维生素、酶、多酚类化合物等,具有一定的功能性。滕志刚[53]发明一种酵素面包,确定该面包的最佳制作工艺为将水果、糖类和水混合发酵之后,得到水果酵素液;将水果酵素液倒入面粉中发酵,得到天然酵素老面;将面粉、含有酵素的老面和水混合均匀后进行打面,然后进行多次发酵整形,再进行烘烤。应用该方法制得的酵素面包带有果香和麦香,因为采用的天然酵素老面作为发酵源含有酵素特有的活性物质而有益于人体健康。
除了酵素,益生菌也是市场及学术研究的“香饽饽”,益生菌具有调节肠道微生物平衡、增强免疫力等保健功能,益生菌不再局限于乳制品。王伟[52]研究一种促进肠道吸收的益生菌竹炭面包,该面包与竹炭结合,具有保健功能。功能性食品的研制和开发是当国家科技发展的重点项目,可见,面包与其他新型功能性产品结合会为开发功能性食品提供广阔空间。
4.3 药食同源的保健面包研究热烈,发展空间大
习近平总书记多次强调,中医药是中华文化的瑰宝,是打开中华文明宝库的钥匙。要学习中医药文化,将中医药与现代技术相结合,才能把中医药发展提到空前的地位。随着生活水平的普遍提高和老龄化社会的到来,人类对生活质量和健康水平的需求日趋提高。近年来,中医药与食品等跨学科的综合应用,极大地推动了中医药科技创新发展。药食同源产品的出现和发展必是食品企业关注的重点。药食同源的食材与烘焙相结合,可以结合食材的营养保健功能和面包载体的感官品质,满足消费者对健康和口感的双重追求,更能推动中医药的发展,扩大受众人群。目前,人们越来越关心“如何吃才能更健康”,药食同源保健类面包正符合人们的需求,因此具有很大的发展空间。
5 结语
综述了近年来新型面包的研究现状及发展趋势,整体来看面包研究领域正向保健、复合化、多样化方向发展,在利用植物性和药食同源的原料方面有较大进展。目前,人们对面包的研究更为广泛、深入,更为细化,针对不同消费人群开发出不同的面包种类,以此来满足人们的营养和口味需求。当代人们追求健康、自然的生活方式,因而通过摄取功能性食品来强身健体、“治未病”也逐渐风靡,功能性食品与面包的结合是未来烘焙产品的发展之势,中式面点与西式烘焙互相借鉴也将创造更多的可能性。面包速食、方便、可口,具有广阔的发展前景和创新点,唯有不断深入研究才能适应市场的消费变化。