饼干中各类添加剂的综合报告Word格式.docx
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除此之外，还有改善食品感官性状、保持提高营养价值、增加品种和方便性等作用。
对于焙烤食品，如饼干而言，着色剂可以增加饼干的色感，吸引消费者购买；
食用香精可以起到有效的增香作用，使消费者在享用过程中能有更美味的体验。
由此看来，在饼干中使用食品添加剂不仅可以完善饼干的加工工艺，提高贮藏性能，还可以满足消费者的需求，提高饼干类食品的市场竞争力。
饼干中含有多类食品添加剂，加入不同的食品添加剂对饼干的品质有不同方面的改良作用。
本文以饼干中的添加的主要食品添加剂即膨松剂、甜味剂、抗氧化剂和漂白剂为研究对象，分析这些添加剂在饼干加工的应用工艺与作用，从而为饼干的实际生产过程中食品添加剂的使用提供一定的参考依据。
1饼干的加工工艺
1.1制作饼干的工艺流程及生产工艺中添加剂的使用情况
不同种类的饼干的制作工艺大同小异，总体上都是按照以下同一个流程。
图1饼干的制作工艺流程
由上图的工艺流程可知，饼干的加工工艺主要有原料处理、面团调制、辊轧等工艺，原料与辅料主要在面团调制的时候添加。
原辅料的添加方式对饼干质量影响较大：
膨松剂如碳酸氢铵、小苏打，必须完全溶解于水后投料，将以水溶液状态均匀分布于面团中，如若未能全部溶解，将以颗粒状态存在与生坯中，焙烤时会导致饼干成泡，造成内部空洞和表面黑斑，影响产品质量。
而且膨松剂不能与漂白剂亚硫酸盐同时加入，避免膨松剂中的酸性或碱性物质发生化学反应。
另外，由于加入亚硫酸盐的面团在调制过程中，对水的用量比较敏感，因而水、面粉、膨松剂、油、糖和其他辅料的比例，必须按实验结果严格定量，以避免面团发生过软或过硬现象，影响成形及成品质量[6]。
而甜味剂、抗氧化剂都需要在面团调制的时候加入。
1.2原料对饼干的质量影响以及各种饼干的加工工艺
饼干是主要烘焙食品之一，其主要原料有面粉、油脂、水。
由于在实际生产过程中饼干普遍存在质量问题：
表面起泡、粗糙不平、凹底或凸面、饼干破裂、变形、口感硬等。
所以在生产工艺上，除了要分析其设备选型、烤炉长短及温区配置等以外，还需要考虑添加剂加入的种类以及其加入的量。
而辅料的添加剂主要有甜味剂、膨松剂、抗氧化剂、漂白剂、香料和色素等。
从原料方面分析，在饼干工艺制作中，小麦面粉中存在的麦谷蛋白和麦胶蛋白能够在制作过程中形成具有弹性、粘性和伸展性的特殊网络结构—面筋。
而糖则能够起到调节面团面筋的胀润度、调节成品色泽、减少面筋大量形成等作用。
油脂则可以限制面团的吸水性、控制面筋形成、减少饼干变形等。
但是油脂对饼干质量影响最大，不同的用量产生的效果也很不一样。
当油脂少的时候，会造成产品严重变形，口感硬，表面干燥无光泽，面筋形成多，抗裂能力强。
相反，如果油脂加入多，饼干疏松启发，口感酥化[7]。
市面上的有各种各样的饼干，根据油、糖、面粉的配比分类就可以分为：
粗饼干、韧性饼干、酥性饼干、甜酥性饼干、发酵饼干类等。
上述饼干其原料配比不一样，但为了有较好的品质，其生产工艺以及其加入的食品添加剂种类也有所区别。
本文将选取在样本中占大多数的韧性饼干、酥性饼干以及发酵饼干进行分析。
1.2.1韧性饼干生产工艺流程
图2韧性饼干生产工艺流程
由韧性饼干生产工艺流程图可知，韧性饼干中的油脂和砂糖添加量比较少，油脂用量一般在10%~16%之间，其韧性比较大，口感比较硬。
所以漂白剂亚硫酸盐的加入十分必要，亚硫酸盐除了可以在色泽方面起到调节的效果[8]，还可将面团中的面筋网络切断，从而减低面筋的强度，增强其可塑性，缩短调粉时间，并且面团容易操作、饼干形态完整、酥松度提高[7]。
作为膨松剂的小苏打在调粉的时候就应该加入，而且要注意和亚硫酸盐不能同时加入，否则会影响饼干的质量。
1.2.2酥性饼干生产工艺流程
图3酥性饼干生产工艺流程
由酥性饼干生产工艺流程图可知，酥性饼干的油脂使用量较高、加水量较少，其口感酥脆，成形性较好。
酥性饼干的制作工艺较韧性饼干复杂，需要一开始先把辅料预混再加入面粉、淀粉进行面团调制。
辅料预混中就需要把物质混均匀，而且严格按照水、蛋、糖、油的顺序进行混匀乳化，最后加面粉。
否则会使面团出现发散、走油、出筋等现象。
膨松剂等也需要均匀分布在面团中，否则会导致饼干局部膨松过度而部分饼干膨松度不足。
对于亚硫酸盐来说，由于酥性饼干本身油脂量较大，只需要增加微量亚硫酸盐，一般为面粉的0.01%~0.02%[6]。
为了防止油脂氧化，抗氧化剂添加量较韧性饼干大。
1.2.3苏打饼干生产工艺流程
图4苏打饼干生产工艺流程
由苏打饼干生产工艺流程图可知，苏打饼干的工艺流程相比于韧性饼干与酥性饼干比较复杂，而且苏打饼干采用鲜酵母来产生膨松作用。
由于鲜酵母在面团中发酵，发酵产生一定量的二氧化碳，所以能够在后期饼干烘焙时起到膨松作用，增加饼干的脆性。
由于酵母的加入，甜味剂一般用饴糖，作为发酵时酵母生命活动的碳源，加速酵母的发酵作用。
在制作过程中，也可以适量加入小苏打，小苏打属碱性化学疏松剂，可以中和发酵产生的酸性物质，而且也起到了疏松作用。
于第二次面团调制中加入，并且一般不加入亚硫酸盐[9]。
2饼干中食品添加剂的使用情况
本论文共调查37个品牌的51件饼干产品的添加剂使用情况，包括嘉顿、奥利奥、康师傅等品牌，调查情况如表1、图5、表2和图6所示。
表1市场调查饼干的各类食品添加剂的使用情况
总调查数
膨松剂
抗氧化剂
乳化剂
增稠剂
甜味剂
着色剂
酸度调节剂
食品营养强化剂
食用
香料
和香精
水分保持剂
面粉处理剂
漂白剂
稳定剂和凝固剂
51
47
21
8
6
12
10
4
24
7
9
16
1
100%
94%
41%
16%
12%
92%
24%
20%
8%
47%
18%
31%
2%
图5市场调查饼干的各类食品添加剂的使用情况
表2饼干中食品添加剂的具体使用情况
289
84
23
11
75
17
29%
4%
26%
6%
3.5%
1%
3%
0.5%
图6饼干中食品添加剂的具体使用情况
表3各种添加剂的使用情况
类别
品种
数量
碳酸氢铵
34
酵母
碳酸氢钠
33
酒石酸氢钾
焦磷酸二氢二钠
3
磷酸氢钙
大豆磷脂
丁基羟基茴香醚
特丁基对苯二酚
2
二丁基羟基甲苯
白砂糖
44
葡萄糖浆
山梨糖醇液
麦芽糖浆
5
葡萄糖粉
冰糖糖浆
果葡糖浆
麦芽糊精
麦芽粉
甜蜜素
焦亚硫酸钠
β-胡萝卜素
焦糖色
辣椒红素
柠檬黄
胭脂红
亮蓝
柠檬酸
柠檬酸钠
柠檬酸钾
酒石酸
双乙酰酒石酸单双甘油酯
山梨醇酐单硬脂酸酯
聚甘油脂肪酸酯
单硬脂酸甘油酯
蔗糖脂肪酸酯
聚甘油蓖麻醇酸酯
改性大豆磷脂
硬脂酰乳酸钠
营养强化剂
维生素
食用香料和香精
食用香料
食用香精
香兰素
水分调节剂
磷酸氢二钾
三聚磷酸钠
磷酸二氢钙
焦磷酸钠
甘油
碳酸钙
根据市场调查的结果，饼干中使用最多的食品添加剂种类是膨松剂和甜味剂，其次依次为食用香料和香精、抗氧化剂、漂白剂、着色剂、酸度调节剂，此外还有使用比较少的面粉处理剂、乳化剂、增稠剂、水分保持剂、营养强化剂、稳定剂和凝固剂。
根据市场调查以及结合饼干的特性，本文主要介绍膨松剂、甜味剂、抗氧化剂和漂白剂在饼干中的使用情况和作用。
3膨松剂在饼干中的应用
3.1膨松剂的应用理由和作用
饼干在是焙烤食品中的一类，是一种传统意义上的休闲食品，按照加工工艺可以分为粗饼干、韧性饼干、酥性饼干、曲奇饼干，苏打饼干等[10-11]。
膨松剂又称膨胀剂、起发粉、面团调节剂，广泛应用在面包、饼干、糕点的生产工艺中。
膨松剂是饼干生产中一类重要的添加剂。
在饼干的制作过程中，为了使饼干有酥脆的口感，必须使面团中保持有足量的气体。
一般的物料在搅拌过程中混入的空气和物料中含有的水分在受热时产生能够产生气体，但气体量是远远不够的，所需的气体绝大多数是由膨松剂在焙烤时产生的气体提供[12]。
一般情况下，膨松剂在和面过程中加入，在焙烤食品加工中受热分解产气体使面胚起发，在内部形成均匀、致密的多孔性组织，从而使产品具有酥脆或松软的特征[13]。
3.2市场调查结果
根据市场调查结果，饼干中膨松剂的使用情况如图7所示。
图7饼干中膨松剂的使用情况
由图7可知，92%的饼干都使用了膨松剂，只有少数的8%不使用膨松剂。
其中，使用了膨松剂的饼干中各种膨松剂的使用情况如图8所示。
图8各种膨松剂在饼干中的使用情况
由图7和图8可知，在调查的所有饼干样品的膨松剂中，使用最多的膨松剂是碳酸氢铵和碳酸氢钠，有34种饼干使用了碳酸氢铵，占总数的35%；
有33种饼干使用了碳酸氢钠，占总数的35%；
碳酸钙和生物膨松剂酵母均占总数的10%；
其他种类的膨松剂（如焦磷酸二氢二钠、磷酸氢钙、酒石酸氢钾等）使用较少，只占总数的8%。
分析饼干中膨松剂单、复配使用情况如图9所示。
图9膨松剂在饼干中单用和复配使用的情况
由图9可知，在调查的所有使用膨松剂的饼干中，主要以复配使用为主，占总数的70%，而单独使用膨松剂的仅占30%。
说明在饼干的制作工艺上，多采用膨松剂配合使用的方式。
而在复配使用中，具体的复配使用情况如图10所示
图10膨松剂在饼干中复配使用的情况
由图10可以清楚地表示出膨松剂的复配使用情况，主要的复配是碳酸氢铵和碳酸氢钠的复配使用，占78%。
3.3饼干中碳酸氢铵、碳酸氢钠作为膨松剂的原因
3.3.1碳酸氢铵的使用原因及作用机理
碳酸氢铵（ammoniumbiocarbonate）俗称臭粉，是饼干中使用最多的膨松剂，因为其价格低廉，保存性好，在室温下稳定性较高。
碳酸氢铵在加工过程中生成的二氧化碳和氨均为人体正常代谢的产物，少量摄入对健康无影响。
与碳酸氢钠相比，碳酸氢铵分解后产生的气体较多，起发力更强[14-15]。
3.3.2碳酸氢钠的使用原因及作用机理
碳酸氢钠（sodiumbicarbonate）又称小苏打，之所以被广泛应用在饼干的生产过程中，是因为其价格低，无毒性，保存方便，以及其商业成品纯度较高等。
它的另外一个优点是碱性比碳酸钠要弱，因此它的颗粒在面团中溶解的时候不会形成局部面团碱性过高[16]。
3.3.3碳酸氢铵、碳酸氢钠复配使用原因
因为单独使用某一种膨松剂会带来不好的影响。
如碳酸氢铵单独使用时容易导致饼干成品过松，影响感官品质，且碳酸氢铵加热强烈时产生刺激性的氨味而影响了饼干的风味。
同时，碳酸氢钠在受热分解后呈碱性，导致饼干出现黄斑，影响口味；
碳酸氢铵会皂化饼干中的油脂。
当碳酸氢铵和碳酸氢钠复配使用时可以减少上列影响[13]。
3.4应用实例
图11碳酸氢钠与酸性剂反应的产气量
麦涛等[8]实验证明碳酸氢钠在一定条件下可以产生气体（二氧化碳），产生的二氧化碳可以使面胚起发，从而使饼干具有酥脆的特征。
表4不同NH4HCO3复合膨松剂配方
表5不同NH4HCO3食品感官评分
张春红[9]证明用NH4HCO3取代部分的NaHCO3后，产品色泽，质地基本无变化，但膨松度会有明显的增大。
即碳酸氢钠和碳酸氢铵的复配效果比单用碳酸氢钠要好。
4甜味剂在饼干中的应用
4.1甜味剂的应用理由及作用
饼干作为人们最喜欢吃的零食之一，要有足够的甜度才能满足消费者的要求。
饼干的原料为小麦面粉，小麦面粉的主要成分是淀粉，但淀粉的甜度较低，不足以满足消费者对甜度的要求，因此在饼干的生产过程中必须加入甜味剂调节饼干的甜度，使其含有良好的风味，被消费者所接受。
甜味剂作为食品添加剂的一大类，是指赋予食品甜味的添加剂。
食品甜味的作用满足人们的嗜好要求，改进食品的可口性以及其他食品的工艺性质，有的甜味剂还能起到一定的预防和治疗作用，已经成为人们日常生活和食品生产的必须调味品之一[19]。
4.2市场调查结果
图12甜味剂在饼干中的使用情况
由图12可知，在饼干中使用的甜味剂主要是白砂糖，占总数的59%，其次是葡萄糖浆、麦芽糖浆、果糖糖浆，分别占总数的16%，7%，5%，其他类的甜味剂如山梨糖醇液、冰糖糖浆、麦芽粉、甜蜜素等用量比较少，占总数的比例均不超过5%。
图13甜味剂在饼干中单用和复配使用的情况
图13可以比较清楚的表示出甜味剂在饼干中使用情况，单独使用占55%，复配使用45%。
图14甜味剂在饼干中复配使用的情况
图14列出了所有调查的饼干中甜味剂的复配使用情况，其中使用最多的葡萄糖与白砂糖搭配使用，占总数的32%。
4.3饼干中选取白砂糖、葡萄糖浆作为甜味剂的原因
4.3.1白砂糖的使用原因及作用机理
白砂糖作为传统的甜味剂，因为其安全无毒性，性质稳定，甜度好，价格合理，在食品工业上一直被广泛运用。
同时，糖有反水化作用，可以减少面筋的大量形成；
糖与面粉结合经烘烤后会还原成微粒结晶体，增加饼干产量[20]。
4.3.2葡萄糖浆的使用原因及作用机理
葡萄糖浆是一种淀粉水解物的水溶液，根据淀粉水解无浓度，葡萄糖浆含有葡萄糖、麦芽糖和很高的低聚糖[21]。
糖和葡萄糖浆在饼干中还有一个很重要的作用，是作为调节面团面筋的胀润度，它能阻止粉质蛋白质直接接触而过度膨胀，形成过高面筋，影响起发。
4.4.3白砂糖、葡萄糖浆复配使用原因
白砂糖的和葡萄糖浆的复配利用了两者间的协同作用，可以提高经济效益。
而且在制作过程中，白砂糖的加入有助于饼干的风味和质地的形成；
而葡萄糖浆的使用有利于饼干在焙烤过程中易产生焦糖化作用，使产品着色[22]。
4.4应用实例
由左进华[23]实验测得，饼干制作过程中仅仅加入白砂糖的感官评定如表4所示：
表6不同用量的白砂糖制作的饼干感官品质
结果表明，制作过程中的白砂糖含量为35%左右时，饼干的感官品质最好。
蔡光荣等[20]研究发现白砂糖和糖浆复配使用时的结果如表5所示：
表7不同用量的白砂糖和糖浆制作的饼干感官品质
由上图的实验结果可知，用方案3的配方制作饼干时饼干的品质最佳。
换算成百分比为白砂糖含量为28%，糖浆含量为3.6%，比单独使用白砂糖的用量要少，还能使饼干具有光滑度和色泽等。
5抗氧化剂在饼干中的应用
5.1抗氧化剂的应用理由和作用
饼干是一类含油脂量较大的食品，而油脂暴露在空气中会自发地发生氧化反应，生成低级脂肪酸、醛、酮等，产生恶劣的酸臭和口味变坏，同时大量过氧化物的存在，对人体也会产生不良结果[24-25]。
饼干中的油脂氧化会给饼干带来不良风味，也破坏了饼干本身的营养价值。
因此，在饼干中加入抗氧化剂十分必要。
加入抗氧化剂可以防止油脂氧化，延长饼干的保质期和保证其营养价值。
另外，调查结果显示有59%的饼干并未使用抗氧化剂。
从1.2.1可知，韧性饼干中的油脂和砂糖添加量比较少，油脂用量一般在10%~16%之间。
像韧性饼干这种含油量较少的饼干，无须使用抗氧化剂来防止其中的油脂氧化。
除此之外，由于公众对食品添加剂的过分恐惧，部分有条件的厂家选择使用真空包装来有效防止氧化，取代了添加抗氧化剂的方法。
5.2市场调查结果
根据市场调查结果显示，饼干中抗氧化剂的使用情况如图9所示。
图15饼干中抗氧化剂的使用情况
其中，使用了抗氧化剂的饼干中各种抗氧化剂的使用情况如图10所示。
图16抗氧化剂在饼干中的使用情况
从图15和图16可知，在饼干加工中，抗氧化剂的使用较为广泛。
其中，使用最多的抗氧化剂是大豆磷脂。
使用频率次之的是BHA、BHT和TBHQ。
分析饼干中抗氧化剂单、复配使用情况如图17所示。
图17抗氧化剂在饼干中的复配使用情况
图18抗氧化剂在饼干中的复配使用情况
从图17和图18可知，复配使用抗氧化剂所占的比例较少，仅为14%，远低于单独使用抗氧化剂的86%，在复配情况中，BHA和BHT复配情况占67%。
因此，抗氧化剂中BHA和BHT复配使用的情况较为普遍。
5.3饼干中BHA、BHT、TBHQ、大豆磷脂作为抗氧化剂的原因
5.3.1饼干中BHA、BHT、TBHQ单独使用作为抗氧化剂的原因
BHA、BHT、TBHQ在饼干中的使用原因和作用机理基本相同，因此一起分析其作为饼干中的抗氧化剂，防止饼干中的油脂氧化酸败的作用机理。
油脂的自动氧化遵循自由基（也称游离基）反应机制，首先脂肪分子（以RH表示）被热、光或金属离子等自由基引发剂活化后，分解成不稳定的自由基R·
和H·
。
当有分子氧存在时，自由基与O2反应生成过氧化物自由基，此过氧化物自由基又和脂肪分子反应，生成氢过氧化物和自由基R·
，通过自由基R·
的链式反应又再传递下去，直到自由基和自由基或自由基和自由基失活剂（以X表示）相结合，产生稳定化合物时，反应才结束。
此过程中产生许多短链羰基化合物，如醛、酮、羧酸等，是产生酸败和劣味的主要物质。
抗氧化剂的作用机理最主要是终止链式反应的传递，模式如下（以AH表示抗氧化剂）：
AH+ROO·
→ROOH+A·
+
AH+R·
→RH+A·
MszHq
抗氧化剂的自由基A·
没有活性，它不能引起链式反应，却能参与一些终止反应。
A·
+A·
→AAA·
+ROO·
→ROOA_
油脂类抗氧化剂主要有丁基羟基茴香醚（BHA）、二丁基羟基甲苯（BHT）、没食子酸丙酯（PG）、叔丁基对苯二酚（TBHQ）、生育酚（维生素E）等，它们皆属于酚类抗氧化剂，在形成自由基后比较稳定，其原因可解释为：
氧原子上不成对单电子能与苯环上的π电子云作用，发生共轭效应。
这种共轭的结果使成对电子并不固定在氧原子上，而是部分分布到苯环上。
这样，自由基的能量就有所降低，不再引发链式反应，起到了抗氧化作用[24-25]。
5.3.2BHA、BHT复配使用原因
从5.3.1可知，BHA与BHT同时作为酚类抗氧化剂，能够降低自由基的能量从而起到抗氧化作用。
同时，根据GB2760-2014可知，BHA在饼干中的最大使用量为0.2g/kg，BHT为0.2g/kg。
从最大使用量上看，BHA和BHT具有同样的安全性，安全性均较高。
但据王克利等[26]研究表明，BHA比较安全，抗微生物作用强；
BHT急性毒性比BHA稍大，但无致癌性，价格低廉。
从性能上看，BHA对热稳定，弱碱性条件下不破坏，遇铁离子不变色，对动物性脂肪的抗氧化作用比植物油更有效，有较好的持久能力，但可与碱金属离子作用呈粉红色。
BHT对热稳定，与金属离子反应不变化，抗氧化作用较强，抗微生物作用不如BHA。
因此，两者复配使用可以克服彼此各自的缺点，达到更好的抗氧化效果。
5.3.3使用大豆磷脂作为抗氧化剂的原因
根据汪多仁[27]通过对大豆磷脂的开发与应用进展的研究，磷脂在油中含量0.2%，可显著地提高菜籽油、葵花油、大豆油等的抗氧化性，在60℃贮存可保存约8周。
人造磷脂在有铁、锰等离子存在是，抗氧化作用更高，因为这些离子可提高油脂中过氧化物和过氧化氢的分解活性。
在有氮参与下这种活性可进一步提高。
除了有良好的抗氧化性之外，大豆磷脂还有良好的乳化能力。
根据齐文娟[28]对大豆磷脂理化特性的研究分析可知，大豆磷脂属于两性电解质，其分子结构中具有疏水脂端和亲水的磷酸及有机胺一端，在水中可形成双层结构，其HLB值为2~12[29]，可用于W/O和O/W型乳状液。
由田其英[30]对大豆制品在焙烤食品中的应用研究中可知，大豆磷脂用于由低蛋白含量的小麦粉原料制成的饼干中，由于饼干中含脂量较高，大豆磷脂可以帮助脂肪均衡地扩散，减少蛋白质的延展，防止面筋的形成，以获得松软、柔和、爽口的口感；
同时能促进原料的搅拌混合，大大减少原料混合的时间。
在苏打饼等用酵母发酵及水分含量低的饼干中，
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