面包的香味香气最主要是如何形成的?

文|杜德春

面包风味形成的机理

面包发酵、面包风味发酵是一门Baking焙烤工程学,它的风味发酵是由于“发酵”、“美拉德反应”、“羟基反应”、“焦化反应”等面团发酵中的物理与化学反应所至。
酮香、蒜香、酯香、麦香、面香、乳香、酪香都是不同温度发酵面团所产生的味道与风味变化。
亦酵母菌、乳酸菌、醋酸菌、丁酸菌、益生菌,亦不同酶、酯繁殖与催化结果。
面包风味的味道~酸、香、味与面团发酵紧密相关,亦控制不同益生菌繁殖发酵菌量与几十种面团中酶的催化反应所饕。

不同乳酸菌发酵酸面团对面包品质及风味的影响

焙烤食品是世界主流食品,其中小麦面包在烘焙食品行业占有重要地位。荞麦富含蛋白质、脂肪、维生素、膳食纤维和黄酮类化合物,营养价值丰富,加工利用前景广阔,但目前综合利用率较低。荞麦粉的添加能显著增加小麦面包的抗氧化性等营养功效,但会破坏面团面筋网络结构导致面包品质下降。

酸面团技术的应用不仅能提升面包营养价值,赋予面包特殊风味,还能改善面包比容和质构,延长面包货架期。乳酸菌产生的积极影响主要与酸面团发酵过程中产生的有机酸、酶和胞外多糖等有关。其中,乳酸菌EPS是乳酸菌在生长代谢过程中产生的荚膜多糖或分泌到细胞壁外的黏液多糖的总称。作为一种天然的生物聚合物,EPS可以替代或减少用作面包改良剂的亲水胶体,改善面团流变和面包质地,延长面包货架期,从而降低生产成本,并满足消费者对绿色、天然食品的需求。

酸面团发酵虽是古老的原始发酵技术之一,但运用酸面团发酵技术生产的面包与普通商业酵母发酵的面包相比具有无法替代的优势,尤其是其独特的风味。随着消费者对天然健康食品的日益青睐及国家监管部门对食品添加剂的控制日趋严格,酸面团发酵法是提升面包质构及风味的一条科学可靠的途径。

酸面团制作的面包具有较高的营养价值和独特的酸面团风味。利用酸面团作为发酵剂制作面包是一种古老的生物发酵技术,通过发酵作用,改善面团品质,进而起到提升面包营养、风味、质构、感官和保质期品质的目的。

面包中的风味物质约有40%是在发酵过程中产生。而酵母菌和乳酸菌是面包制作过程中最常见的两类微生物,其中,酵母菌在面团发酵过程中的主要作用是产气,使面团蓬松的同时具有良好的持气性。而乳酸菌在面团发酵过程中主要是产生大量的有机酸类物质以酸化面团,同时产生大量醇类、酮类、醛类、酯类和有机酸类等风味物质,如乙酸、乙醇、2,3-丁二酮和乙酸乙酯等,而酸面团风味的种类和含量与乳酸菌的发酵类型密不可分。

例如,乳酸是植物乳杆菌在发酵酸面团时产生的主要有机酸,同时乳酸菌还会通过自身的呼吸作用产生少量的二氧化碳。但使用单一乳酸菌种制成的酸面团面包很难实现品质稳定和优良风味兼顾,乳酸菌协同酵母发酵制备产品可有效改善产品风味、质地和营养特性等。但目前关于复合乳酸菌发酵在活菌数、产品口感风味等方面并未有深入的研究说明。此外,乳酸菌能够产生抗腐败霉菌和细菌的代谢产物(如有机酸、细菌素),利用这类乳酸菌进行酸面团发酵,可以达到延长面包保质期的目的,实现生物防腐。

酸面团发酵时微生物代谢糖类并产生以乳酸和乙酸为主的有机酸,降低面团pH值并激活谷物中的酶系,进而影响酸面团性质; 。乙酸的大量产生除了可以赋予酸面团更丰富的风味外,还可以作为抑菌剂,起到防止酸面团面制品变质的作用。

在面包的发酵过程中,酵母菌通过产生醛类和酯类化合物,赋予面包特有的香味和口感。而在啤酒的发酵过程中,酵母菌通过产生酯类化合物,赋予啤酒水果般的香气。

添加酸面团后,样品中的挥发性化合物增加到49种,其中己酸乙酯、2-甲基丙酸苯乙酯、2-呋喃甲醇、1-壬醇和顺-3-壬烯-1-醇等物质是酸面团面包独有的风味化合物,丰富了样品的风味。同时,5-羟甲基糠醛、月桂醛、苯乙醇、癸酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸、壬酸和D-柠檬烯等物质含量也显著升高,样品中检测出的2-甲基丙酸苯乙酯具有花香、果味、玫瑰和蜂蜜的气味,癸醛具有柑橘的味道,3-羟基-2-丁酮具有淡奶油香,D-柠檬烯具有橙子及柠檬香气,这些物质均有助于样品特殊风味的形成,改善小麦酸面团面包的风味。

添加酸面团后,样品中挥发性化合物含量较高的是酸类、酯类、醇类、醛类,含量分别为116.63、38.56、115.98 μg/kg和49.41 μg/kg,其中,酸类、酯类、醇类、醛类物质中相对含量最高的分别是壬酸、辛酸乙酯、苯乙醇、苯甲醛。酯类物质的阈值一般较低,是易挥发的风味物质,同时是发酵香气成分中的主要呈香物质,而辛酸乙酯是具有代表性的物质,一般有水果香气,并有菠萝、苹果样的香韵和果酒的酒香味;醇类物质的风味阈值较高,通常具有芳香、植物香、酸败和土气味。

9种样品所共有的醇类物质主要是苯乙醇,它是一种具有玫瑰花香、蜜香的芳香高级醇,具有柔和、愉快而持久的特点,而Lpa+Lp+Lf组酸面团面包中苯乙醇含量最高为103.66 μg/kg;醛类物质一般阈值较低,对面包风味的整体贡献较大,主要提供奶油、脂肪、香草、清香、果味等气味。苯甲醛呈现的风味主要是杏仁、坚果和木香味。与OFB、NSB组相比,组酸面团面包中酸类物质分别为OFB、NSB组的4.43 倍和2.66 倍。这可能是因为在酸面团发酵过程,乳酸菌产生了有机酸,形成了一系列的酸类化合物,赋予样品更柔和的酸味,同时样品中酯类、醇类物质也大量增加。

在各组酸面团面包中风味物质总含量最高的是Lpa+Lp+Lf组和Lp+Lf组,最高含量达352.39 μg/kg和182.90 μg/kg。9 组面包样品中共检测出69种风味物质,主要包括醛类、酯类、酮类、醇类、酸类以及其他类化合物,不同样品中挥发性风味物质种类和含量不同,其中OFB、NSB、Lp+Lf和Lpa+Lp+Lf酸面团面包分别检测出31、36、39种和49种风味物质,其中有14 种化合物共同存在于9种面包中。表明酸面团的添加增加了面包中挥发性风味物质种类,改善了面包的风味。

面包的香味来自哪里?

面包的香味来自于制作面包系统工程:食材;配方;工艺;发酵;面种;益生菌发酵菌;发酵方法;烘烤方式;美拉德反应等。

焙出炉以后的面包,会具备面团时不曾有过的独特香气。这种香气来自于:

①原材料中的谷物成分;

②酵母、细菌发酵后的副产物;

③面团受热后产生的化学反应等。主要以焦糖气味、焦煳气味、酒精气味、甘甜气味为中心。

①原材料的气味

盐、鸡蛋、砂糖、黄油、乳制品等个性丰富的原材料与小麦粉中的淀粉、蛋白质产生水合反应,受热后产生出柔和的复合型香气。

特别是小麦粉中的淀粉与蛋白质,受热前后的味道、风味会发生很大的变化。生面粉的独特气味会在受热的过程中逐渐消失。

②发酵过程中的副产物

大多数是有机酸与酒精。有机酸的主要成分为乳酸、醋酸、酪酸,而酒精中的乙醇成分本身就具有芳香的气味。

即使在面包出炉之后,其中还会残留0.5%左右的酒精含量。但在面包静置几小时后,酒精会随着水蒸气一起挥发掉。有机酸也会同样蒸发不见。

③化学反应物的气味

这些物质基本上都集中在面包外皮里。原因显而易见,因为烘焙过程中面包外皮在烤箱中直接受热。面包外皮中发生的化学反应可以分为焦糖化反应与梅纳反应。

正因为这些化学反应,面包外皮才会出现烘焙色,面包才会具备香气。

焦糖化反应

焦糖化反应,是糖受热后发生的褐色变化反应。糖受热后会由乳白色变为糖色,最终发展为褐色。

焦糖化反应中发生变化的不仅仅是颜色,同时还有气味、味道等变化。

砂糖溶于水中的糖水有爽口的甘甜味道,但随着水分的蒸发,糖水的甘甜味道不断浓缩,最终会变得有些苦。气味也会从原本温和的糖香变成充满焦煳感的气味。

糖类产生焦糖化反应、变成褐色物质的条件之一是比较高的温度。不断加热糖水,在125-130℃时水分就几乎完全蒸发掉了,此时就会开始产生焦糖化反应,反应的过程会在150~160℃完成。

通常布丁表面会有一层金黄色的、柔软的、又甜又苦的焦糖,就是通过这样的过程做出来的。

面包皮的芳香中,主要成分就是面团中的糖分发生焦糖反应后形成的合成物。据说焦糖反应后形成的合成物中,基本都是不饱和复合高分子化合物。

梅纳反应

梅纳反应可以分成初期、中期、后期3个阶段,每个阶段的颜色变化分别为无色、黄色、褐色。

这是因为氨基酸、蛋白质等氨基氧化合物(含有氨基酸基一NH2的物质)与葡萄糖、果糖等羰基化合物(含有还原基一OH的物质)受热后相互反应,在最后的阶段中生成褐色物质。

与焦糖化反应相比,梅纳反应所需的反应温度比较低。被加热至150℃左右时,就会出现梅纳反应,190℃左右糖质就会发生焦糖化反应。

所以梅纳反应虽然不会被焦糖化反应影响,但是却会对面包外皮的上色、风味、味道造成很大的影响。

另外,对于面包面团中的糖粉产生的焦糖化反应、与白糖溶于水后加热产生的焦糖化反应,因为糖质的种类、浓度均不相同,所以变化的温度也有所差异。

杜德春博士/杜德春:

焙烤食品工艺技术首席工程师博士

面点面食工艺技术首席工程师博士

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食品工程系统防腐与抗氧化工程师博士。 #杜德春博士 #杜德春 #杜德春教授

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