汤种和食品添加剂对面包老化的影响

　　摘要：研究面包汤种、海藻糖、羟丙基甲基纤维素、真菌 α 淀粉酶对面包比容、硬度、含水量、老化焓值及感官品质的影响。结果表明，汤种及食品添加剂的添加能够有效降低面包老化焓值，改善面包品质，当汤种制备水温为 100 ℃、汤种制备面水比为 1:1、汤种添加量为 20%，海藻糖、羟丙基甲基纤维素、真菌 α 淀粉酶的添加量分别为 0.85%、 0.4×10 (以高筋粉的质量计)，面包老化程度低，口感好，在 ℃下储藏 23 d 后的老化焓值为 575.4451 J/g。因此，汤种和添加剂能够有效延缓面包老化和品质下降。

　　关键词：面包;老化控制;汤种;海藻糖;羟丙基甲基纤维素;真菌 α 淀粉酶

　　面包在储藏过程中水分和香气散失较快，淀粉易回生，发生老化现象，导致面包质地粗糙，口感变硬[1]，且影响人体对面包的消化吸收。老化后的面包食用价值下降，无法正常食用[2]，严重制约了面包产业的发展。面包老化是一个十分复杂的现象，其老化机理主要包括三个方面：水分迁移作用、淀粉重结晶作用、面筋蛋白与淀粉之间相互作用[3]。天然的添加物或食品添加剂的添加是延缓面包老化常用的方法。糖类物质、乳化剂、酶制剂等抗老化剂不仅可以抑制面包的老化、延长保存期，还可以改善面团的网络结构，使面包比容增大，口感变好。

　　海藻糖是一种天然多糖，具有吸湿性，在食品中可以起到保水的作用。在烘焙食品中，海藻糖可以抑制淀粉的回生，使面包比容变大，口感变好，延长保鲜期 ，降低面包硬度 。乳化剂可以通过与淀粉颗粒内的直链淀粉结合，防止其游离，发挥抗老化作用。羟丙基甲基纤维素(HPMC)是亲水性较好的乳化剂，可以有效地保留食品中水分，提高面包比容，降低面包硬度的上升速率，增强面包的抗老化能力 6,7 。

　　α 淀粉酶、β 淀粉酶等酶制剂可以有效抑制淀粉回生，延缓面包老化，α 淀粉酶可以增大面包的体积，改善面包的质构，提升面包的口感 8,9 ，改善面包纹理，使组织变得细腻，提高面包的柔软度。“汤种”是将小麦粉和水混合后加热，形成有一定黏度的糊状物而成的[10]。在面包的制作过程中，加入汤种与其他材料经搅拌、发酵、整形、烘烤而成的面包称为汤种面包。汤种制作过程中，小麦粉淀粉分子间的氢键断开，淀粉结晶结构遭到破坏，使淀粉发生糊化，吸收大量的水分。

　　同时，小麦粉中的蛋白质在高温下会出现交联现象，因此，汤种的黏度和黏弹性都比较高。用汤种制作的面包由于能够有效增加小麦粉的含水量，延缓淀粉的老化，从而能够延缓面包的老化[11]。汤种法是近年新兴的用于改善面包品质和感官的面包制作方法，但有关汤种的研究报告甚少，该技术在工业中尚未得到广泛的应用。利用汤种法制备面包是延缓面包老化的有效途径之一。

　　在制备汤种的过程中，小麦粉和水的比例，水温的控制等条件会影响汤种的吸水性、汤种内部面筋蛋白聚合度、淀粉糊化程度等从而影响汤种延缓面包老化的效果。因此，本研究采用直接发酵法利用汤种制作面包，探索汤种制备条件对面包老化的影响，在汤种面包的基础上，以老化焓值为主要指标，添加添加剂对面包进行老化控制，并结合硬度、含水量、比容和感官对面包进行综合评价，并进行老化验证，研发新型抗老化面包。

　　1 材料与方法

　　1.1 材料与试剂材料：高筋小麦粉;低糖高活性干酵母;全脂奶粉;白砂糖;鸡蛋;盐;酥油;真菌 α 淀粉酶：50U/mg;海藻糖;羟丙基甲基纤维素;市售吐司面包。

　　1.2 主要仪器设备SM 101 打蛋和面厨师机，YL F16 发酵箱，CKTF 32G 长帝电烤箱，BD 306JH 电冰箱，DSC 100L差示扫描量热仪，TA XT Plus 食品质构 物性测试仪，DSH 50 10 电子水分测定仪。1. 方法1. .1 面包制作方法基础配方：高筋小麦粉：150 g;糖：23.5 g;奶粉：3 g;盐：2.4 g;鸡蛋：15 g;水：70 g;酵母：1.2 g;酥油：10 g。基础工艺流程：原料称取→面团搅拌→分割搓圆→发酵→揉压和中间醒发→成型→最后醒发→烘烤→冷却→包装→成品1. .2 高筋粉汤种对面包老化的影响汤种制备过程中的水温、面水比以及汤种在面包中的添加量会影响面包的老化，因此，选取水温、面水比和汤种添加量为变量，利用单因素法，探讨汤种的制备及添加的最佳条件。

　　以高筋粉作为汤种原料，高筋粉 水按质量比例设为 1:0.4，1:0.6，1:0.8，1:1，1:1.2，制作汤种的水温分别为常温、60 ℃、80 ℃、100 ℃，将不同温度的水加入高筋粉中进行搅拌，直至高筋粉与水完全混合形成面团，将成型后的面团冷却至室温，于 ℃下放置 1 d，形成汤种待用[10]。汤种添加量分别为 8%、11%、14%、17%、20%(以高筋粉的质量计)。按照 1.2.1 的配方及方法制作面包，在加入水的阶段加入不同水温制作的汤种，并进行搅拌，以添加常温水制成的汤种面团的面包作为对比。

　　将制作冷却好的面包进行包装，置于 ℃下进行储藏，3 d 后测定面包的老化焓值、硬度、含水量、比容，并进行感官评分，综合评价汤种添加量对面包老化和感官的影响，确定汤种最佳处理条件。1. .3 抗老化剂对面包老化的影响选用海藻糖、HPMC、真菌 α 淀粉酶作为变量分别进行单因素实验[12 14]。在 1.2.2 的基础上，按照 1. .1 的配方及方法制作面包，将海藻糖、羟丙基甲基纤维素、真菌 α 淀粉酶分别加入干粉类物料中混合均匀，并制作面包。海藻糖的添加量分别为：0.00%、0.25%、0.50%、 .75%、1.00%、1.25%(以高筋粉的质量计)。HPMC 的添加量为：0.0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%(以高筋粉的质量计)。

　　称取真菌 α 淀粉酶 0.003 g，与 10 g 小麦粉、6 g 的水混合后进行搅拌，得到含真菌 α 淀粉酶的面团，从中取出部分与汤种、水、鸡蛋一起放入和面机中进行搅拌。以高筋粉的质量计，含有真菌 α 淀粉酶的面团添加量分别为：0.0 、0.2 g、0.4 g、0.6 g、0.8 g、1.0 g，则真菌 α 淀粉酶的实际添加量分别为：0.00、0.25×10 、 .50 10 、0.75 10 、1.00 10 、1.25 10 。将制作冷却好的面包进行包装，然后置于 ℃下进行储藏，3 d 后测定面包的老化焓值、硬度、含水量、比容，并进行感官评分，与添加最佳汤种制作的面包进行比较，综合评价真菌 α 淀粉酶不同添加量对面包老化和感官的影响。

　　1. .4 复配抗老化剂对面包老化的影响在单因素实验的基础上，进行抗老化剂的复配实验。

　　按照 1. .1 的配方及方法制作面包，将海藻糖、HPMC、真菌 α 淀粉酶按照正交设计要求加入到物料中混合均匀，制作面包。将制作冷却好的面包进行包装，置于 ℃下储藏 3 d。选用老化焓值和感官评分两个指标对面包进行评价[15]。老化焓值越低、感官评分越高，面包的抗老化能力越强，口感越好，品质越佳。设定老化焓值最小为 100分，其权重系数为 0.5，其他各组的得分 最小老化焓值 本组老化焓值 100;设定感官评分最高分为100 分，其他各组得分 本组感官评分 最高的感官评分 100。

　　1. 2面包相关指标的检测

　　1. 2.1 老化焓值的测定取 ℃下储藏 3 d 的面包，称取 10 mg 左右面包芯放入铝坩埚中，以空的铝坩埚为对照，一同放入差示扫描量热仪炉内进行加热，测定老化焓值，仪器程序升温速率为 ℃/min，扫描温度范围为 30 110 ℃。每组样品做 个平行，取平均值[16]。

　　1. 2.2 硬度的测定取 ℃下储藏 3 d 的面包，去除表皮，切成 2 cm 见方的样品备用。采用质构仪进行测定，采用探头为 p/36R，测前、测中、测后速度均为 2 mm/s，压缩比例为 50%，接触应力为 5 g，间隔时间为5 s。每个组分的面包测试 个平行，取平均值[17]。

　　1.2 .3 含水量的测定取 ℃下储藏 3 d 的面包，去除表皮，采用电子水分测定仪测定 ℃下储藏 天的面包含水量。每个样品做 个平行，取平均值。

　　1. 2.4 比容的测定取 ℃下储藏 3 d 的面包，面包比容采用 GB/T 20981—2007《面包》[18]中的方法二进行测定，每个样品测定 次。

　　1. 2.5 感官评价对 ℃下储藏 3 d 的面包进行感官评价，参照 GB/T 20981—2007《面包》[19]中感官要求，对各项指标进行等级细分。

　　1.5 数据分析运用

　　SPSS19.0 软件进行显著性分析，并采用 Duncan's 新复极差法进行多重比较。利用 excel 进行数据记录和处理，实验结果将以平均数 标准差表示。

　　2 结果与分析

　　2.1 最佳汤种处理条件的选择

　　2.1.1 汤种制备温度对面包老化的影响

　　汤种的添加提高了面包的抗老化能力。随着汤种制备水温的上升，面包的老化焓值逐渐下降。在 ℃下储藏 3 d 后，添加制备水温为 100 ℃汤种所制作的面包老化焓值最低，与添加制备水温为 ℃、60 ℃汤种所制作的面包均有显著性差异( <0.05)，比常温汤种的面包老化焓值急剧减少了 90.7519 J/g( <0.01)，同时添加制备水温为 80 ℃汤种所制作的面包与常温相比也显著性下降了 45.9103 J/g( <0.05)，虽然添加制备水温为 60 ℃汤种所制作的面包与常温之间无显著性差异，但老化焓值也下降了 36.6410 J/g，说明了添加汤种对面包老化回生具有一定的抑制作用。

　　汤种在制作过程中淀粉会发生糊化，导致吸水量增多，添加汤种的面包组织会变得柔软，有弹性，不容易老化[19,20]。可能是由于糊化的淀粉和面筋蛋白的吸水率增强，具有良好的吸水性和保水性。添加汤种后，可以增加整个面团的水分，提高面包的软化度，降低面包硬度，增强面包持水性[21]，面包水分损失的慢，可以降低淀粉重结晶的速率，从而延缓面包的老化。随着汤种制备温度的上升，面包芯的纹理得到了改善，大气孔减少，海绵状结构变得清晰，感官得到提高。

　　面包的硬度在下降，含水量和感官评分在增加，与上述分析相一致。添加汤种后，面包的比容呈现先下降后上升的趋势，可能是由于部分高筋粉受热糊化膨胀、吸水性增强，弱化了淀粉的持气能力，导致面包的比容下降。同时随着制备温度的上升，比容又在逐渐变大，可能是由于小麦粉中的麦醇溶蛋白在 73 ℃开始变性[22]，聚合度升高导致持气性增强，面包的比容增大。综上，汤种可以延缓面包的老化，并对面包感官的提高具有一定的促进作用，且当汤种制备水温为 100 ℃时，效果最好。

　　2.1.2 汤种的面水比对面包老化的影响

　　可知，面包老化焓值随着汤种面水比的增加逐渐下降，可能是随着汤种面水比例的增加，面团的含水量增加，导致面团的柔软度提高，烘烤后面包的含水量高，保水能力较强，水分散失较慢，淀粉被稀释，分子碰撞几率下降，从而使淀粉老化程度减轻[21]。汤种面水比在 1:0.4 1:1 时，随着汤种面水比的增加老化焓值呈下降趋势，在 1:1 之前下降幅度较大，大于 1:1 时，老化焓值下降的较少。

　　所以，向面包中添加面水比为 1:1 的汤种比较合适。在汤种面水比上升的过程中，面包的含水量在增加，柔软性得到了提高，气孔变得均匀，面包的硬度也在逐渐地下降，口感变得细腻，当汤种面水比为 1:1 时，感官最佳。面包的比容随着汤种面水比的增加先上升后下降，在 1:0.6 时达到最大，但与 1:1 无显著性差异。综上，汤种面水比对面包老化具有显著性影响，其中汤种面水比为1:1 的面包老化焓值和硬度也较低，含水量较高，感官评价较好，因此选择最佳汤种面水比为 1:1。

　　2.1.3 汤种添加量对面包老化的影响

　　可知，随着汤种含量的增加，面包的老化焓值也在显著下降，当汤种添加量为 20%时，面包的老化焓值达到最低，为 508.232 7 J/g，与添加量为 17%、14%的汤种之间有显著性差异( <0.05)，与添加量为 11%、8%之间具有极其显著性差异( <0.01)。

　　随着汤种含量的增加，面包变得柔软，气孔细密均匀，口感更有弹性和嚼劲，当汤种添加量为 20%时，感官评分最高。可能是由于较高含量的汤种提高了整个面团的含水量和柔软性，使烘烤后的面包硬度降低、含水量增加，延缓了面包的回生老化[23]，提高了面包的品质。当汤种的添加量高于 20%后，可能是由于汤种添加量过多，面团的吸水性过强，面团整形比较困难。综上，汤种的添加量对面包风味和老化具有显著性影响，当汤种添加量为 20%时，面包的抗老化能力是最强的，风味最好。

　　2.2 抗老化剂对面包老化的影响

　　2.2.1 海藻糖对面包老化的影响由

　　可知，面包的老化焓值随着海藻糖的增加而不断下降，可能是由于海藻糖本身的保水能力较强，淀粉分子可以和更多的结合水接触，淀粉分子被稀释，同时淀粉分子链周围的黏度也得到了增强，从而抑制了淀粉分子的移动，最终导致淀粉的回生速度下降[12]。海藻糖的添加量在%~0.75%范围内时，随着海藻糖含量的增加面包的老化焓值显著性减少( <0.05)，且面包比容较大，形态饱满，色泽均匀一致，口感松软适口，组织细腻，弹性较好。当添加量超过 0.75%，老化焓值下降趋于平缓，面包品质开始下降，可能是过量的海藻糖抑制了酵母发酵所引起的。综上，当海藻糖的添加量为 0.75%时，对面包的老化具有很好的抑制作用，同时面包感官较好。

　　2.2.2 羟丙基甲基纤维素对面包老化的影响

　　加入 HPMC 后，面包的抗老化能力都要优于添加量为 0%。实验结果表明，随着羟丙基甲基纤维素含量的增加，面包的老化焓值在逐渐降低。可能是因为高筋粉中的淀粉、面筋蛋白与 HPMC 反应形成了更强的面团网络结构，保留住了更多的 CO 气体，导致面包的比容增大，硬度降低;同时 HPMC 具有与淀粉相似的链状结构，添加适量的 HPMC 可以有效地将淀粉分子聚集起来，降低淀粉分子的流动速率，从而延缓了面包的老化[13,24]。

　　在 HPMC 增加的过程中，添加量小于2.0%时，老化焓值下降的幅度较大，添加量为 2%与 1.5%之间有显著性差异( <0.05)，当添加量超过 2%时，老化焓值的下降趋于平缓，与 2.5%之间差异不显著。同时，添加 HPMC 后，面包硬度下降，水分、比容逐渐上升，面包变得蓬松、富有弹性，气孔分布均匀且致密，口感松软细腻，当添加量为 2.0%时，面包品质达到最佳。

　　2.2.3 真菌 α 淀粉对面包老化影响

　　结果表明，添加真菌 α 淀粉酶可以有效地抑制面包的老化。随着真菌 α 淀粉酶添加量的不断增加，面包的老化焓值不断下降，且低于未添加真菌 α 淀粉酶所制作的面包( <0.05)。可能是由于真菌 α 淀粉酶将淀粉分子转化为糊精，减少了淀粉的回生[25]。

　　添加量在 0.5 10 时，老化焓值之间存在显著性差异( <0.05)，当添加量超过 0.5 10 时，老化焓值仍在下降，但无显著性差异，同时面包的硬度也呈现出类似的趋势。随着真菌 α 淀粉酶含量的上升，面包的水分虽在上升，但差异不显著。面包的比容和感官评分随着 α 淀粉酶的增加先上升后下降，在 0.5×10 时达到最大，然后开始下降。原因是淀粉酶分解得到的糊精和麦芽糖促进了酵母的发酵，使得烘烤后面包的体积增大，外观饱满。

　　然而，当真菌 α 淀粉酶的添加量较高时，淀粉水解过度，面团发粘且持气能力变差，面包体积小硬度大，口感变差[9]。由此可见，当真菌 α 淀粉酶含量适中时，不仅可以增大面包的比容，降低面包的硬度，延缓面包的老化，还可以在一定程度上改善面包的口感。综上，当真菌α 淀粉酶的添加量为 0.5 10 时，面包的抗老化能力较强，风味较好。

　　3结论

　　研究汤种对面包老化的影响，得到了汤种最佳处理条件。当汤种制备水温为 100 ℃、汤种制备面水比为 1:1、添加量为 20%时，面包的老化程度最低，口感较好。在汤种面包的制作基础上，对HPMC、海藻糖、真菌 α 淀粉酶进行单因素实验及正交设计，结果表明：海藻糖添加量为 0.85%，当 HPMC 的添加量为 2%，真菌 α 淀粉酶添加量为 0.4×10 时，面包的抗老化能力最强，老化焓值远小于普通工艺制备的面包，口感较好，能显著提升面包品质。在验证实验中，研究得出的最佳抗老化面包的老化焓值远小于市售吐司面包，其感官评价也优于市售面包。

　　参考文献

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　　作者：商亚芳 ，蔡华珍 1, ，徐 杰 ，孙艳辉