面包和焙烤食品的保鲜新方法

2023-06-21 理论教育版权反馈

【摘要】：在许多情况下，霉菌的生长决定了面包制品的保质期。使用脱氧剂，吸收掉包装后剩余在包装内的氧气，可以尽量减少食品发生变质。将维生素E 或维生素C 加入塑料材料中，与添加合成抗氧化剂相比，还具有另一个优势：因为这些化合物迁移到食品中后不仅不会产生不良影响，还能改善食品的营养特性。因此，这种氧气吸收剂被认为是最有前途的面包和焙烤食品包装材料添加剂。

在面包行业，面包出现霉菌腐烂是很常见的。在许多情况下，霉菌的生长决定了面包制品的保质期。像面包这样的焙烤食品，其霉菌生长有两个主要的决定因素：①面包内存在的氧气和产品的水分活度（aw），即食物中有多少水分可利用。对于面包来说，aw在0.9以上，而在aw达到0.62 时霉菌和酵母就能够生长。②对于干燥的烘焙产品（如早餐谷物），由氧引起的油脂酸败是问题的关键。延迟烘焙产品变质的两种主要的活性聚合物策略是：（a）将包装内顶部空间的氧气除去；（b）使用抑制霉菌生长的物质。

1．去除包装内部的氧气

对于氧敏感食品，传统的方法是使用气调包装（MAP）或真空包装。但这些包装技术并不能控制或完全消除包装中的氧气，例如，残留的气体和（或）液体通过聚合物包装材料渗透到包装内。使用脱氧剂，吸收掉包装后剩余在包装内的氧气，可以尽量减少食品发生变质。脱氧剂是还原剂，即能够与氧反应的物质，从而降低了包装内氧气的浓度。这些物质可以混合或分散在聚合物材料中，变为一种智能聚合物技术，称为脱氧薄膜。理想情况下这种薄膜应符合以下特性：

——薄膜应该具有外层阻隔聚合物，阻隔外面的氧气渗入。因此，首选多层结构的薄膜；

——还原剂（除氧物质）不应损害聚合物基体的加工特性或物理性能；

——应避免释放出可能影响食品感官或营养质量的副产品反应物；

——脱氧薄膜在使用前在空气中具有稳定性。这可以通过一些激活或触发机制来实现。

最常见的吸氧剂是基于铁的氧化。虽然这种脱氧剂包被大家认为是有效的和正在广泛地使用，但是也存在一些缺点，如有时被误食或因泄漏而污染到产品。所以促使人们开发集成的技术。如将铁粉掺入聚合物中（如低密度聚乙烯），这样生产出来的薄膜能够有效地吸收氧气。

但是，激活含铁薄膜的反应需要有一定的湿度（水分），可能来自食品本身或食品保鲜过程（如干馏）。图4-1中所示的是含有40%的商业铁基除氧物质的聚乙烯膜，其除氧动力学显示为相对湿度的函数。其结果可以说明这种技术只适用于液态食品。此外，这些物质的掺入会影响薄膜的透明度、力学性能。而且这些物质及其氧化产物会从包装容器中迁移到食物，从而导致食品不符合人类消费的卫生标准。

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图4-1　含有铁除氧物质薄膜的除氧动力学

由于新型纳米技术（纳米粒子）的应用，纳米复合材料在某些方面具有很大的优势：一方面是具有固定和（或）稳定的清道夫作用；另一方面是可以吸附或延迟迁移物的扩散或异味进入食物。不饱和脂肪酸也可用作聚合物中的还原剂。这种技术需要催化剂的作用，即由光引发剂触发紫外线照射的反应；以及食品和清除层之间的功能性阻隔层来阻止不良氧化产物的迁移。这种智能聚合物技术商业化的应用是由美国雪佛龙飞利浦化学公司（Chevron Philips Chemical Company）生产的除氧聚合物和美国Sealed Air Corporation 生产的Cryovac®OS 薄膜。

对于干燥食品（如早餐谷物），一个合理的选择是将抗氧化剂添加到柔性和热塑性塑料包装材料中。合成抗氧化剂（如丁基羟基甲苯，BHT）可以用来延长早餐谷物的保质期，但由于这些物质可能会带来一些与健康有关的问题，所以人们正在寻求更好的天然抗氧化剂。

有一些具有抗氧化性质的天然化合物（包括维生素E、卵磷脂、有机酸和迷迭香提取物）。其中，维生素E（也被称为α-生育酚）和维生素C 引起了人们的广泛兴趣，被添加到聚合物中。在包装材料中，维生素E 被用作食品级的异味去除剂。将维生素E 添加到高密度聚乙烯（HDPE）/乙烯/醋酸乙烯酯（EVA）中，可以减少其“塑料”的味道，从而保留了早餐谷物的新鲜味道。将维生素E 或维生素C 加入塑料材料中，与添加合成抗氧化剂相比，还具有另一个优势：因为这些化合物迁移到食品中后不仅不会产生不良影响，还能改善食品的营养特性。因此，这种氧气吸收剂被认为是最有前途的面包和焙烤食品包装材料添加剂。

2．抑制霉菌生长：乙醇发生器

乙醇是一种有效的抑菌物质，已被广泛地用来提高烘焙产品的保质期。与将乙醇直接掺入相比，使用智能技术的优点是在储存过程中乙醇的均匀释放会更好地预防烘焙产品表面霉菌的生长。而如果将乙醇直接喷洒到面包产品上，不仅会造成强烈的味道，而且乙醇还会从产品表面迁移到产品内部。但是，要把这些高挥发性化合物加入包装材料中并不简单，因为薄膜制造工艺（流延膜或挤出膜）会导致化合物在生产过程中就挥发掉。解决这个问题的一种可行方法是使用某种化合物来困住这些活性分子，降低其挥发性。环糊精复合物已被用于这些目的，在膜挤出过程中保留住乙醇。一些抗菌剂、香精、辣根香精和乙醇已被成功地封包在环糊精中。

设计用于药物控制释放的某些技术也可以类似地应用于智能包装的设计中。例如，已有研究表明，添加少量的十二烷基硫酸钠可以提高乙醇的封包率，并允许在制备微胶囊时减少封包乙醇所需的糊精量。然而，这不是一种廉价的技术。因此，从经济角度来看，只有对增值食品的某些成分才有可行性。最近开发的新技术之一是在层压过程中将乙醇或其他醇类封包在高阻隔的EVOH 共聚物中。可以通过材料的选择来调整乙醇的释放量，甚至可以通过控制不同的水分（湿度）吸收来触发和控制乙醇的释放。

3．其他烘焙产品的智能技术

除了乙醇外，其他抗菌物质也被加入聚合物薄膜中，以延缓面包制品中霉菌的生长。与食品中直接添加防腐剂相比，使用抗菌食品包装膜具有许多优点，因为被加入包装材料中的活性剂，其释放方式决定了只有少量的防腐剂与食品接触。这种技术的一个例子是含有4%丙酸钠的醋酸纤维素薄膜，可以有效地减少面包中的霉菌生长。香料和草药中的其他挥发性抗菌物质已被证明可有效地控制常见的面包真菌腐败。如前面所述，通过将这些物质包在环糊精中，可以通过使用天然物质包装来控制微生物，但在这些技术商业化之前还需要进行大量的研究。

一些高油脂含量食品（如点心、饼干和谷物产品）的油脂氧化可导致恶臭醛类物质（如己醛和庚醛）的形成，从而在消费者打开包装时就会拒绝购买产品。针对这一特定问题的另一种智能包装技术就是在聚合物中加入醛类清除剂。

面包和焙烤食品的保鲜新方法

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