面包加工工艺对其丙烯酰胺含量影响

金亨利 ,李木又

摘要：丙烯酰胺，对于食品安全性来讲具有重要毒害。由于面包的生产工艺导致其丙烯酰胺含量不定，本文主要从烘烤温度、时间、水分等三个工艺控制条件进行研究面包中丙烯酰胺的含量。从最终数据中得出，烘烤温度、时间、面包的水分对丙烯酰胺含量均有较大影响。其中，在保证面包品质前提下，使用高温短时间烘焙、减小面包水分对面包中丙烯酰胺含量降低有较大帮助。

关键词:丙烯酰胺；面包；工艺控制

前言：丙烯酰胺能够导致细胞遗传物质DNA的损伤，还会影响人和动物的神经系统[1]。丙烯酰胺在1994年就被世界卫生组织国际癌症研究机构列入二类致癌物的清单。普遍认为人们应当尽可能少的接触丙烯酰胺，研究如何降低高温食品中的丙烯酰胺成为研究热点[2]。面包生产从投料开始直到产品出炉，一般需四、五小时甚至更长，面包生产工艺均要经过搅拌、分割、整形、发酵、烘烤等五个主要工序，环环相扣，每一道工序都可能会影响面包的成品质量。本文主要从烘烤温度、时间、面团水分这三个方面来探究面包加工工艺对丙烯酰胺含量影响。

1实验设计

1.1相关试剂

丙烯酰胺：标准品，青岛捷世康标准物质有限公司，CAS#:79-06-1；

甲醇:色谱纯，科密欧试剂有限公司；

乙腈:色谱纯，美国天地试剂有限公司；

面粉：金沙河面业集团有限公司；

酵母：乐思福酵母股份有限公司；

超纯水：实验室自制。

1.2相关仪器与设备

HPLC-20A高效液相色谱仪:岛津（中国）企业管理有限公司；

SPD-20A紫外检测器：岛津（中国）企业管理有限公司；

L5S紫外可见分光光度:上海仪电科学仪器有限公司；

BCE224-1CCN电子天平：赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；

HS30和面机：杭州伟龙制造设备有限公司；

YXD-60型远红外烤箱：上海红联机械电器制造有限公司；

LDO-101-3电热鼓风干燥箱：上海龙跃仪器设备有限公司

DFT-200万能粉碎机：温岭市林大机械有限公司；

ZQZY-CF8E摇床：上海知楚仪器有限公司；

TGL-1650高速冷冻离心机：四川蜀科仪器有限公司；

UPT-40L超纯水机：四川优普超纯科技有限公司；

LC-DCY-12G干式氮吹仪：上海力辰邦西仪器。

2 实验方案

2.1面包制作方法

面包的制作方法主要有快速发酵法、直接发酵法和中种发酵法主要流程包括：快速发酵法:和面一成型一发酵一烘烤一冷却一成品。直接发酵法:和面一发酵一成型一醒发一烘烤一冷却一成品。中种发酵法:种子面团和面一发酵一主面团和面一发酵一成型一醒发一烘烤一冷却一成品。在研究烘烤温度、烘烤时间、水分含量对面包中丙烯酰胺含量影响时，采用直接发酵法制作面包实验样品。

2.2HPLC试样准备

根据四分法取样，精确称取面包试样3g（精确至0.001g），置于10ml离心管中，加入5ml50%甲醇水提取液，将离心管放入摇床中震荡提取2h。震荡完毕，将离心管放入高速冷冻离心机中，10000r/min，离心10min，转移上清液至试管中，再次加入5ml提取液，重复震荡离心操作一次，合并上清提取液于试管，将试管置于氮吹仪中，800C吹至近干，准确移取用1ml甲醇复溶，取复溶后的液体，过0.25 um有机微孔滤头，进HPLC检测。

2.3HPLC分析条件

参考国标GBT29659-2013化妆品中丙烯酰胺的测定，色谱柱:安捷伦C18柱，尺寸为4.6 mm X 25cm，柱温35 0C；流动相:乙睛:水(5:95) ； VWD检测波长:222 nm；进样方式:自动进样器（岛津SIL-20A）；进样量:10 uL；流量:0.5mL/min。

2.4面包中水分含量测定

在核算面包中丙烯酰胺含量时，需要依据面包干重核算，所以应核算面包水分计量，面包中水分的计量应按照GB 5009.3-2016食品中水分的测定第一法展开测量。取恒重过的称量瓶，加入2-3g样品，于101-1050C鼓风干燥箱中烘2h，取出放入干燥器中放凉，称量重量。再放入鼓风干燥箱中复烘0.5h，再次称量，重复以上操作直至最后两次称量重量不超过2mg即为恒重。

2.5丙烯酰胺吸收波长确定情况

配制0.1%的丙烯酰胺溶液，使用紫外可见分光光度计紫外光区进行扫描丙烯酰胺，扫描速度中等，间隔波长1nm，其最大吸收峰的波长视为HPLC紫外检测器的波长。

2.6丙烯酚胺标准曲线绘制

配制100ppm的丙烯酰胺标准溶液，逐级稀释成五个浓度点，使用HPLC测量不同浓度的丙烯酰胺的吸收峰面积，绘制丙烯酰胺浓度和吸收峰面积之间的标准曲线，检测面包中丙烯酰胺的含量。

2.7工艺条件对面包中丙烯酸胺含量的影响

在具体工艺上，探究烘烤温度、烘烤时间、水分含量三因素对面包中的丙烯酰胺含量影响。每个试样样品开展两个平行样，实验数据结果为平均值。

3实验过程

3.1丙烯酰胺的吸收情况

将1%浓度的丙烯酰胺溶液用紫外可见分光光度计进行扫描吸收光谱，结果见图1。丙烯酰胺最大吸收峰位置为222.0 nm。因此，进行测定面包样品中丙烯酰胺含量时，HPLC检测器的波长也设置为222.0 nm。

图1紫外分光光度计扫描吸收光谱

3.2丙烯酰胺标准曲线绘制

将配制的丙烯酰胺标准样品进行HPLC测定，如图2所示，出峰时间为15.8min，峰宽2.7min，理论塔板数12000。

图2丙烯酰胺HPLC测定出峰图

标品浓度	2ppm	10ppm	20ppm	50ppm	100ppm
标品峰面积	32110	166565	332221	838382	1679841
y = 16819x - 2375.2       R2 = 1

图3丙烯酰胺标准曲线

以丙烯酰胺浓度为横坐标，峰面积为纵坐标绘制标准曲线，如图3所示，标准曲线拟合度线性关系较好，作为不同条件下面包中丙烯酰胺含量的检测较为准确。

3.3烘烤温度对面包中丙烯酰胺含量影响

将面包面团在160-2200C下均烘烤至棕黄色，且样品色泽一致，视为面包烘烤结束。保证面包品质基本一致的前提下，分别测定不同烘烤温度下面包中丙烯酰胺的含量。测定结果见图4所示。

图4烘烤温度对面包中丙烯酰胺含量影响

如图4所示，在160-2200C的烘烤下，丙烯酰胺的含量随着烘烤温度的增加出现先升高后降低的趋势。从实验结果可以得出，在170-200 0C的温度下烘烤，产生的丙烯酰胺的量较高，含量均在170ppb以上。在温度较低的情况160 0C时烘烤面包，丙烯酰胺含量相对较低，但是烘烤温度低，相应就会增加烘烤时间，降低了烘烤效率，温度越低，面包水分降低，最终可能会影响面包成品的品质。在220 0C高温状态下烘烤，丙烯酰胺含量降低至156ppb，在烘烤温度190-2200C，面包中丙烯酰胺含量随着烘烤温度的上升而下降，分析其主要原因为随着烘烤温度的升高，只需要较少的时间即可达到面包表面的色泽一致，受热时间变少，丙烯酰胺产生的越少。因此，超过190 0C的高温烘烤面包，其丙烯酰胺含量会持续走低。

本实验中1900C温度烘烤面包，其中丙烯酰胺含量为176 ppb，在2200C下烘烤则为156ppb,丙烯酰胺含量降低12%，但是面包如果采用超过220 0C的温度烘焙，可能产生外部已经焦黄了，面包内部还未熟透的情况，所以不适宜采用过高温烘烤面包。因此，在实际面包烘烤过程中，可以采取2100C的温度烘烤面包，既可以保证面包生产工艺的需求，提升面包烘烤效率和出品率也可以有效降低面包中丙烯酰胺的含量。

3.4 烘烤时间对面包中丙烯酰胺含量影响

把面包团放在220 0C温度下分别烘烤5、10、15、20、25、30分钟，测量烘烤不同时间面包中丙烯酰胺含量，测量结果如下图5所示：

图5烘烤时间对面包中丙烯酰胺含量的影响

从图5中可以看出在2100C下进行烘焙，随着烘焙时间增多，丙烯酰含量持续增加，在10分钟之后开始上色，色泽持续变重。烘焙最初阶段，丙烯酰胺含量增加幅度不高，在后期丙烯酰胺含量持续走高。不烘焙的面包，也就是空白样品，丙烯酰胺含量大约为5.1 ppb，这一原因可能是原料中留存的，或是在加工过程中引入了丙烯酰胺。张丽梅教授提出烘煎食品中丙烯酰胺的生成和分布具有一定的规律。淀粉类食物在1700C-190 0C范围内丙烯酰胺形成数量最多，高温下丙烯酰胺并不稳定，含量会降低，烘煎食品中丙烯酰胺含量和烘焙时间成正比[3]。

本实验中，面包在2100C下烘烤15 min后，面包的色泽棕黄，达到成品色泽要求，此时丙烯酰胺含量为153ppb，比空白增加了29倍。因此，适当的高温短时烘烤面包，是降低丙烯酰胺含量的有效措施。

3.5 面包面团中水分含量对面包中丙烯酰胺含量影响

通过调节面包配方中的加水量，得到水分含量为30%-46%的面包面团，在2100C下烘烤上色，烘烤时间视最终面包上色一致为止，再分别测定面包中丙烯酰胺的含量。测定结果见图6所示。

图6面包面团水分含量对面包中丙烯酰胺含量影响

从图6可知，随着面包面团中水分含量的增加，丙烯酰胺的含量也增加。面包面团水分含量高，面包在烘烤过程中水分蒸发时间长，面包表皮烘烤上色所需要的时间也长，即加热时间延长，面包中丙烯酰胺含量也增加。这说明面包中丙烯酰胺含量与烘烤时间有关，应考虑通过降低面包坯烘烤前的水分含量，以减少面包的烘烤时间，进而降低面包中丙烯酰胺含量。这与3.4烘烤时间对面包中丙烯酰胺含量的影响所得出的结论类似。

4 结论

面包加工工艺中，烘烤温度、烘烤时间、面包水分含量对面包中丙烯酰胺含量具有一定的影响，在保证面包品质的前提下，采用2100C高温15min短时烘烤有利于降低面包中丙烯酰胺含量和提高烘烤效率。适当降低面包坯中的水分含量也可以降低面包中丙烯酰胺的含量。

参考文献

[1]钟南京，陆启玉，张晓燕.油炸及焙烤食品中丙烯酰胺含量影响因素的研究进展[J].河南工业大学学报:自然科学版，2016,27(3):87-88.

[2]欧仕益，张玉萍，黄才欢.几种添加剂对油炸薯片中丙烯酰胺产生的抑制作用[J].食品科学，2016,27(5):137- 140.

[3]张丽梅.烘煎食品中丙烯酰胺生成和分布规律及其速测方法的研究[D].福建厦门:厦门大学，2018.