面包是一種由小麥粉經(jīng)發(fā)酵、焙烤制作而成的主食，在人們的飲食中扮演著重要的角色。面包可以被看作是由連續(xù)相和不連續(xù)相組成的不穩(wěn)定的、有彈性的泡沫狀食品，保質(zhì)期較短。在儲(chǔ)存過程中，面包往往會(huì)失去它特有的香味，外皮變硬，并出現(xiàn)干面包屑。面包在儲(chǔ)存過程中發(fā)生的化學(xué)和物理變化被稱為面包變質(zhì)。面包變質(zhì)會(huì)導(dǎo)致消費(fèi)者接受度下降，易造成大量的食物浪費(fèi)，并給生產(chǎn)及銷售者造成經(jīng)濟(jì)損失[1]。為此，大多數(shù)企業(yè)通過在生產(chǎn)過程中添加改良劑來減緩面包變質(zhì)，延長面包的保質(zhì)期。面包改良劑通常具有延緩面包老化、改善面筋結(jié)構(gòu)、降低面包芯硬度、增大面包體積等功能[1]。研究發(fā)現(xiàn)，使用酶作為改良劑是特別安全的，因?yàn)槊妇邆渖鷳B(tài)友好性、生物降解性、高效性，并具有高度特異性，可有效減少面包變質(zhì)率。近年來，酶受到了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，并被大量應(yīng)用到烘焙產(chǎn)品當(dāng)中[2]。

1 α-淀粉酶的簡介和分類

酶因具備純天然、安全、高效的特點(diǎn)，常作為改良劑用于改善面包的質(zhì)地和口感。淀粉酶是能催化淀粉水解轉(zhuǎn)化成葡萄糖、麥芽糖及低聚糖的一類酶的總稱，不同種類的淀粉酶水解淀粉后得到的水解產(chǎn)物也會(huì)不同。按其水解淀粉的作用方式不同可以分為α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和異淀粉酶。其中，α-淀粉酶和β-淀粉酶廣泛存在于糧食作物中，且均與面包烘焙有關(guān)，尤其以α-淀粉酶作用最為突出。而β-淀粉酶因無法耐受住烘焙溫度，在面包中心溫度達(dá)到60～70 ℃時(shí)，活力已經(jīng)喪失大半，其作用效果不及α-淀粉酶[3]。

α-淀粉酶是一種內(nèi)切酶，主要催化小麥淀粉的直鏈淀粉和支鏈淀粉分子中的α-(1-4)-D糖苷鍵的內(nèi)水解，但也可作為α-外淀粉酶，從非還原端生成α-麥芽糖。α-淀粉酶無法水解淀粉分子內(nèi)的α-1,6糖苷鍵，但可以跨越此鍵水解淀粉分子內(nèi)部的α-1,4糖苷鍵，從而導(dǎo)致淀粉結(jié)構(gòu)的改變。水解的終產(chǎn)物是麥芽糖、葡萄糖和異麥芽糖。根據(jù)來源不同，α-淀粉酶可分為真菌淀粉酶、谷物淀粉酶、細(xì)菌淀粉酶，其性質(zhì)各異[4]。

2 α-淀粉酶在面包烘焙中的應(yīng)用

研究發(fā)現(xiàn)，α-淀粉酶被用在面包加工中能夠有效提高發(fā)酵速率、增大面包體積、降低面包芯硬度且使面包芯柔軟具有較強(qiáng)的彈性，同時(shí)改善面包的色澤和風(fēng)味，從而有效提升面包的質(zhì)量[5-7]。

細(xì)菌α-淀粉酶熱穩(wěn)定性較強(qiáng)，其鈍化溫度高達(dá)95 ℃，當(dāng)面包進(jìn)入焙烤階段后，仍對淀粉具有水解作用。雖對提高面包質(zhì)量、改善表皮色澤、增大面包體積、延緩面包老化起很大作用，但若添加過量，易使面包心發(fā)黏，故應(yīng)謹(jǐn)慎添加使用。真菌α-淀粉酶熱穩(wěn)定性較差，65 ℃以下就已失活，即使添加量過多，也不會(huì)造成面包心發(fā)黏的質(zhì)量問題，故面包生產(chǎn)廠商普遍喜歡使用真菌α-淀粉酶[3]。

2.1 增大面包體積

在烘焙過程中，高強(qiáng)度面筋會(huì)阻礙烘烤過程中的CO2和乙醇逸出，阻止氣室擴(kuò)張，從而影響面包體積。添加適當(dāng)活性的α-淀粉酶可以減少這種情況發(fā)生，使面包體積更加理想，這一作用在無糖、無鹽面包的生產(chǎn)中顯得尤為重要。另外，α-淀粉酶的作用改變了面團(tuán)中淀粉的特性。因?yàn)樵诿鎴F(tuán)發(fā)酵過程中，受α-淀粉酶的水解作用影響，破損淀粉顆粒進(jìn)一步被破壞，高分子不可溶淀粉被部分酶解。如此一來淀粉的水親合性被改變，原淀粉成為膠體淀粉，面團(tuán)中小氣室壁的延伸性增加。在烘烤時(shí)隨CO2等氣體的膨脹，小氣室的空間增大，也會(huì)使面包體積更大。烘焙過程中，一些耐高溫的α-淀粉酶在烘焙初期還可通過水解淀粉-蛋白質(zhì)聚合物中的淀粉產(chǎn)生低分子糖，進(jìn)而提高蛋白質(zhì)凝結(jié)溫度，這一作用使面筋蛋白質(zhì)在熱變性凝結(jié)前有較長時(shí)間可以膨脹，也有助于得到理想體積的面包[3]。所以，生產(chǎn)中添加適量的α-淀粉酶有助于增大面包體積。

2.2 保持面包芯柔軟、延緩老化

α-淀粉酶對直鏈淀粉和支鏈淀粉均能發(fā)生作用，影響小麥面包的老化特性。支鏈淀粉的退化是淀粉粒在常溫貯藏過程中發(fā)生硬化的原因。α-淀粉酶降解支鏈淀粉側(cè)鏈阻礙了淀粉的再結(jié)晶，從而降低了淀粉的固化速率，使面包芯柔軟[8]。同時(shí)，淀粉降解產(chǎn)生的低分子量糊精也會(huì)干擾淀粉與淀粉的相互作用和淀粉與面筋的相互作用，導(dǎo)致面包屑變軟，起到抗老化效果[6]。KIM等[9]研究了α-淀粉酶對面包品質(zhì)的影響，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)100 mg·kg-1α-淀粉酶可使面包的比容提高24.5%，使面包芯硬度降低63.4%。加入真菌α-淀粉酶，面包芯儲(chǔ)藏7 d的硬度顯著降低（P＜0.05），而且隨酶添加量的增加，面包芯的硬度減小。

2.3 改善面包的色澤和風(fēng)味

由α-淀粉酶水解作用形成的糖可以作為底物參與烘焙過程中的一系列反應(yīng)，特別是焦糖化過程、美拉德反應(yīng)和斯特萊克降解反應(yīng)等。這些反應(yīng)不僅會(huì)使面包產(chǎn)生誘人的色澤，同時(shí)也會(huì)生成一些風(fēng)味物質(zhì)，賦予小麥面包獨(dú)特的風(fēng)味[6,10]。

3 α-淀粉酶與其他面包改良劑的協(xié)同作用

改良劑之間具有協(xié)同增效的作用，因此復(fù)配改良劑的效果往往優(yōu)于單一改良劑[5]。優(yōu)化復(fù)配改良劑具有明顯改善面包烘焙品質(zhì)和延緩老化的作用。楊連戰(zhàn)等[7]以面包芯的硬度為指標(biāo)，利用正交實(shí)驗(yàn)獲得由1 mg·kg-1真菌α-淀粉酶、6 mg·kg-1脂肪酶、10 mg·kg-1葡萄糖氧化酶、5 mg·kg-1葡萄糖淀粉酶、20 U·kg-1環(huán)糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶、0.1 g·kg-1硬脂酰乳酸鈉和0.5 g·kg-1雙乙酰酒石酸單雙甘油酯組成的復(fù)配改良劑，并探究了此復(fù)配改良劑對面包品質(zhì)和抗老化能力的影響。結(jié)果表明，復(fù)配改良劑使面包儲(chǔ)藏30 d時(shí)硬度比對照組硬度小21.9%，儲(chǔ)藏7 d內(nèi)的含水量顯著提高，組織孔隙率提高12.76%，比容增大11.53%。此外，復(fù)配改良劑面包儲(chǔ)藏7 d時(shí)的淀粉相對結(jié)晶度和回生焓值分別較空白面包降低37.19%和61.07%，優(yōu)于市售面包。因此，優(yōu)化復(fù)配改良劑具有明顯改善面包烘焙品質(zhì)和延緩老化的作用。

脂肪酶和α-淀粉酶具有協(xié)同作用。脂肪酶釋放的乳化物質(zhì)與淀粉形成的復(fù)合物可以抑制淀粉老化，而由α-淀粉酶生成的中等分子淀粉可以提高復(fù)合物的穩(wěn)定性。α-淀粉酶與葡糖淀粉酶具有協(xié)同作用，α-淀粉酶將淀粉和環(huán)糊精水解為短鏈淀粉和寡糖，葡萄糖淀粉酶可以利用短鏈淀粉快速切下葡萄糖分子，從而顯著改變淀粉鏈的大小和結(jié)構(gòu)，使其無法重新排列回最初的狀態(tài)[7]。

此外，木聚糖酶與α-淀粉酶之間也具有協(xié)同作用。添加木聚糖酶能明顯增大面包體積，但在添加量較高的情況下，面團(tuán)易發(fā)黏而導(dǎo)致操作較困難。若同時(shí)添加少量的α-淀粉酶，可以在獲得更大體積面包的同時(shí)使面團(tuán)不發(fā)黏。此外，α-淀粉酶與脂肪酶之間也存在協(xié)同作用。脂肪酶的加入使面團(tuán)耐發(fā)酵的穩(wěn)定性增強(qiáng)，面包體積和結(jié)構(gòu)得到進(jìn)一步改善。近年來發(fā)現(xiàn)，抗老化麥芽糖淀粉酶與真菌α-淀粉酶之間，葡萄糖氧化酶與真菌α-淀粉酶之間也存在著協(xié)同效應(yīng)[11]。還有研究發(fā)現(xiàn)，將阿拉伯膠、卵磷脂和α-淀粉酶通過一定比例混合并用于面包生產(chǎn)后，面包的產(chǎn)氣量、比容、感官品質(zhì)均得到了顯著提升，口感、色澤方面，都有顯著的改善。由此說明復(fù)配改良劑顯著地改善了面包的各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)[7]。

4 結(jié)語

綜上所述，酶制劑在面包烘焙過程中所起的作用不容忽視?；诓煌钢苿┑奶禺愋Ч?，對不同酶制劑之間、酶制劑與其他食品添加劑之間的協(xié)同性加以利用，可以在提高面包品質(zhì)的同時(shí)，為其加工生產(chǎn)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。