糕点具有复杂的组成、漂亮的色泽、良好的风味和适口性等品质方面的特性，从生产后到消费前这期间保持品质几乎不变，既很重要也很困难。品质保持本身有一定限度，只能延缓品质变化或在一定可接受变化范围内（如外观、风味等几乎不变化）保持品质。品质变化是由产品的成分、组织结构等自发产生的，从生产开始，经流通、储藏，一直到消费，由于环境条件的不同而发生不同变化。影响品质变化的主要环境因素有氧气、光线、水分、温度、冲击、振动、压缩、微生物、生物等。这些因素中理化方面因素对品质影响最大的是由温度变化与放湿、吸湿等引起的水分变化。对于焙烤食品，如果这些环境条件不合适，总会发生理化变化和生物变化等，接下来会诱发其他变化，或者各种变化同时发生相互促进而导致品质的恶化。
一般制作焙烤食品的原料主要有谷物类面粉、淀粉、糖、水、乳制品、油、蛋、果料、添加剂、香精和着色剂等，大多含有随着环境条件改变而不稳定的成分，由于焙烤食品组成复杂，引起品质恶化实际上不是单一原因，而是多种原因共同作用的结果。为了保持焙烤食品的品质，下面介绍引起品质变化的理化方面原因、品质变化与这些原因的关系以及焙烤食品的品质保持。
（一）水分含量
水分赋予糕点一定的形状、组织、风味、口感等特性，仅仅由于水分含量的变化，这些固有特性会发生变化，这些变化是引起微生物繁殖和储藏性状变差的主要因素。焙烤食品成品水分含量的高低不仅影响外观、风味的好坏，而且也影响保存期的长短。焙烤食品可根据成品水分含量和保存性的不同大体分为干焙烤食品（水分含量＜10%）、半湿焙烤食品（水分含量10%～30%）和湿焙烤食品（水分含量＞30%）三类。一般而言，水分含量在30%以上的糕点称为湿焙烤食品，如面包、蛋糕等，产品具有柔软、容易下咽等特点；水分含量在10%以下的称为干焙烤食品，如饼干、小西饼等，生产过程中加水量少或者经过干燥、焙烤、油炸等脱水处理，储藏性、流通性好；水分含量在10%～30%的称为半湿焙烤食品，如部分蛋糕、月饼等。一般干焙烤食品、半湿焙烤食品水分含量变化小，比湿焙烤食品耐保存。
（二）水分存在状态
焙烤食品中的水分将糖、酸、盐等水溶性成分溶解在组织内形成溶液；或者被淀粉、蛋白质等亲水性胶体物质吸附，形成凝胶，在形成产品组织中起重要作用；或者与油脂一起形成乳状液乳化分散在焙烤食品中等。
水的存在状态主要有：自由水（游离水）、半结合水（溶解水）和结合水（单分子层吸附水），如图7-1所示。自由水和普通液体水性质完全相同，而结合水是与亲水性物质结合在一起的水，水分子处于束缚状态，与普通液体水的特性不同，蒸发困难，0℃以下不结冰，没有溶解其他物质的能力，特别是不能为微生物生长繁殖所利用。食品的水分含量是自由水、半结合水和结合水含量之和，从食品保藏的观点考虑，有必要了解三者的分布状态。例如果酱、加糖炼乳等，水分含量很高，但常温下很难腐败，主要是因为大量的糖与水分相结合，大部分水以结合水的状态存在，细菌、霉菌等不能利用这些结合水繁殖。
图7-1 食品中水分的存在状态
摘自：石谷孝佑. PCG，1983年3 月号，全日本西点工业协会
自由水和结合水的比例可以用水分活度（Aw ）来表示，即食品表面的蒸气压P与纯水的蒸汽压P0之比。纯水的Aw为1.0，Aw越小，自由水所占比例越小，结合水所占比例越大。Aw与微生物的繁殖有很大关系，一般Aw在0.7～0.75以下，普通微生物不能繁殖。一般而言，水分含量高的焙烤食品，自由水含量相对高，水分含量低的焙烤食品，结合水含量相对高。Aw的大概数值为：湿焙烤食品Aw在0.90以上，半湿焙烤食品Aw为0.90～0.65，干焙烤食品Aw在0.65以下。表7-1列出了几种焙烤食品和原料的水分含量与水分活度（Aw ），应该注意到水分含量与Aw不呈比例关系。
表7-1 几种焙烤食品和原料的水分含量与水分活度
摘自：井上富士男，票生武良：《食品包装便览》（日本包装技术协会）。
焙烤食品成品中的水分特别是其中的自由水容易随时间而发生变化，导致品质的恶化。总之，水分变化是品质恶化的前兆，尽可能控制水分变化是品质保证的重要管理技术。下面主要介绍水分的变化情况。
（三）离浆（析水）
果冻和巴伐利亚冻糕等凝固型质地的冷点心、奶油膏和蛋奶冻膏等膏类馅料或装饰料、豆沙、果酱等果实加工产品等，这些产品的组织结构都是含水量高的亲水性胶体，在环境条件不改变的情况下，随着时间的推移也会析出水滴，发生所谓 “出汗”现象，这种 “出汗”现象称为离浆（析水）。这种状态变化不仅使产品外观变差，形状收缩，结构和风味也会受到损害，再者这也是微生物（特别是霉菌）发生增殖的前兆。
一些凝胶状糕点或其原料的骨架是网络状结构，网络间充满水。随着时间的推移，为了网络状结构的稳定，结构开始收缩，空隙变小，水自然而然溢出，发生离浆现象。析出的水是充满在网络间的自由水，与骨架强烈结合的结合水析不出来。因此，形成骨架物质的种类和浓度是影响离浆（析水）的重要因素。像明胶能持有大量的结合水，琼脂、卡拉胶分子中含有强亲水性的硫酸基，单酯型磷酸淀粉中含有亲水性很大的磷酸基等物质，能形成可防止离浆的网络结构。另外，添加糖、糖醇等与水分子强烈结合的亲水性物质也能防止离浆。一般淀粉类糊状物的离浆多与淀粉老化现象同时发生，例如蛋奶冻膏的析水，经过一段时间，淀粉同样会发生疏水化作用，析出结合水而老化，网状结构变得粗大。这种情况首先要解决老化的问题，添加糖、糖醇等能一定程度抑制老化。另外，淀粉的老化速度随淀粉种类的不同而异，例如使用玉米淀粉要比使用马铃薯淀粉离浆率高得多，这与玉米淀粉本身容易老化有关。
制作奶油膏时，疏水性的油和亲水性的糖浆经乳化后形成混合物，这对保证乳化液的稳定和不发生相分离是很重要的。总之，使用HLB值高的乳化剂制作O/W型乳浊液，本身就具有比较好的防止离浆（析水）效果。
制作各种蛋糕时，面糊内产生的气泡要很稳定，如果不能形成细密的气泡组织，经过一段时间后气泡组织会破坏而发生离浆（析水）现象。因此，一般制作糕点采用将亲水性、疏水性的原料混合，应先确立这些原料合适的配比，再通过搅拌、起泡等混合分散操作而得到均一的面糊（面团），这些都是防止离浆（析水）的首要条件。另外，也应注意到产品生产时操作和流通中保存不当（例如生产过程中放在很低温度下），或产品受振动、冲击等影响而引起产品本身物性的变化情况等也容易发生离浆（析水）现象。
（四）水分含量随环境条件的变化
食品中的水分一般用水分含量（%）来表示，随着放置食品的环境条件的改变而水分含量会发生变化。一定温度下食品中的水分含量受当时外界环境中相对湿度（RH）的制约，当外界环境中相对湿度与食品中水分含量达到平衡时的水分含量称为平衡水分含量。表示一定温度下相对湿度与平衡水分含量之间关系的曲线是等温吸湿、放湿曲线，食品的种类、成分不同，曲线的形状也不同。图7-2所示为典型（平均情况下）的吸湿、放湿曲线。
图7-2 等温吸湿、放湿曲线
由于水分活度和相对湿度（RH）的关系为Aw=RH/100，上图曲线也表示出了水分活度和水分含量之间的关系。如图所示，一般食品干燥时沿上侧曲线进行放湿，干燥食品吸湿时形成下侧曲线，吸湿、放湿曲线能形成环线，在这一范围内即使同一RH（或Aw ），食品的水分含量也存在很大不同，特别是在RH为50%（Aw0.5）附近时，水分含量差异相当显著。这是因为食品组织中的毛细管内存在的水分在放湿过程中容易蒸发，而在吸湿过程中毛细管入口处能形成凝聚的水滴，一直到内部充满水时，才形成相当高的含水率。因此，同一试样在相同的相对湿度下水分处于平衡状态时，水分含量随到达平衡状态的路线不同而异，这种差异在品质保持方面大多表现出相当大的差异。
相对湿度随温度而变化，除非与外界环境隔绝，相对湿度也会随季节、储藏温度等不同而异。再者焙烤食品是由多种成分形成的具有一定组织形状的食品，彼此之间也存在着复杂的相互作用。
（五）由吸湿、放湿引起的品质变化
焙烤食品的吸湿或放湿是由外界环境的相对湿度和焙烤食品的水分活性所决定的。例如水分活度（Aw）为0.5的焙烤食品，RH＞50%时吸湿，RH＜50%时放湿。总之，高湿的夏季易发生吸湿，干燥的冬季易放湿。在正常的外界环境相对湿度下；如果放置Aw高的湿焙烤食品，大多会逐渐放湿干燥；如果放置Aw低的干焙烤食品，大多会吸湿而趋向于平衡状态。伴随吸湿、放湿发生，也会引起焙烤食品的品质变化，如图7-3所示。
图7-3 伴随水分变化的品质恶化
特别是小西饼、甜酥点心等含水量很低的焙烤食品，由于吸湿使水分含量增加2%，就会丧失特有的组织结构，形成 “受潮”状态，口感、风味也会变差。吸湿的程度随原料配比、水溶性成分含量、组织的多孔性、生产流通和保存场所的温湿度、包装条件、时间等不同而异，但是如果生产后经过1个月以上，总会出现一定程度的吸湿现象。采用防潮性好的包装材料或者加干燥剂包装，能大大延缓由吸湿带来的影响。
外界环境相对湿度低时，食品会处于放湿状态，引起外观、组织、口味变差。特别是湿焙烤食品，水分含量对其美味有微妙的影响，如果不包装直接与外界接触，这种影响更大。在放湿过程中，颜色和外观变化最大。产品的漂亮色泽是在保持其固有水分含量情况下呈现出来的，如果表面变干燥，外观颜色呈薄白色，大多同时会丧失光泽。如果在产品的表面涂上一层光亮剂，如琼脂溶液、明胶溶液等，不仅会赋予产品光泽，而且可抑制水分蒸发（放湿）。另外放湿还会引起龟裂、收缩（萎缩）等形态方面的变化，水分分布不均匀会增大变形程度，所以调制面团（糊）时应适度搅拌，并考虑持水性和黏着性原料、乳化剂等合适的配比等，可提高面团（面糊）的稳定性，这些都是保证水分分布均匀的前提条件。另外，为了防止吸湿或放湿引起焙烤食品的品质恶化，根据焙烤食品种类的不同应该注意以下几点：①包装方法特别是包装材料的选择；②注意充填材料；③流通过程中运输、搬运的冲击、压力等。
无论是吸湿还是放湿，如果水分含量变化超过一定范围，都会引起淀粉的老化。同时，如果产品存在未变性的蛋白质，也容易形成蛋白质变性的条件，如活性蛋白质酶等。这些变化也伴有理化方面的变化，即产品组织变化，影响到口味、营养价值等。
糖果类等产品水分含量低，而其他水溶性物质含量高，也就是说水分活度低（Aw低），糖处于非结晶状态，对湿空气特别敏感。随着吸湿增大，产品表面发黏，糖的晶体不断析出等，产品出现 “哭泣或流淌”的液化现象而丧失商品价值。相反，如果发生放湿，水分从内部向表面移动，表面也呈黏稠白浊状，不断析出 “返砂”的砂糖晶体。糖果中的砂糖处于过饱和状态，因产品受温度、水分的变化和机械刺激等，容易析出不稳定的晶体。如果返砂进行的程度很大，不仅表面不光滑，一直到内部晶体都会继续析出，整个产品形成沙状柔软组织。一般糕点随着放湿的进行，砂糖、葡萄糖等结晶析出会使产品组织表面不光滑。为了防止这些现象的发生，调配原料时，使用非结晶的饴糖及吸湿性大的转化糖、保湿性好的山梨糖醇等部分代替砂糖和葡萄糖等，并采用透气性小的防潮薄膜、金属箔等材料包装等。有时，只进行包装上的处理也能取得相当好的防止效果。
只从品质保持方面考虑，焙烤食品在低温下保存较好。但从水分变化方面来看，也会造成很大问题。前面讲过，相对湿度随温度的不同而异，低温下水蒸气少，由于冷藏室内的湿度常在饱和点以下，储藏室内焙烤食品的水分会不断蒸发，造成高度放湿。水分含量减少不仅造成产品表面萎缩，内部也会脱水，组织发生多孔质化，空气可以自由地与内部组织接触，促进氧化进行，也会加速淀粉的老化。表面的高度放湿也会引起蛋白质的凝聚和由干燥带来的各种变化，并导致口感、风味、营养价值等的降低。这种品质恶化现象称为冷藏损害，成品成分、组织结构、形状大小、包装条件等不同，冷藏损害的程度也不同。对于各式各样的焙烤食品，有必要掌握保持高品质的冷藏条件和冷藏时间等。像巧克力等靠油脂保持形状的产品，水分活度（Aw ）低，对温度比对湿度敏感，如果温度反复上下，会形成称为 “霜斑”的油脂粗大结晶白斑，使外观品质显著降低。这和前述的返砂原因不同，采用防潮包装等也没有效果。但是饼干、糕点等焙烤食品与巧克力的复合产品，受焙烤食品吸湿的影响，产品膨润后，覆盖的巧克力会发生龟裂。
焙烤食品的颜色是影响嗜好性的重要因素，生产过程中或者生产后随时间变化过程中发生的褪色、褐变、变色等现象，使商品价值大大降低。从焙烤食品的品质保持方面考虑，最大的问题是褐变现象和色素的变化。
（一）酶促褐变
酶促褐变是作为焙烤食品原料使用的果实类发生的褐变现象。苹果、香蕉、桃、杏、梨、草莓等果实的切片经过一定时间会发生褐变，这是因为果实中同时含有多酚类化合物和多酚氧化酶，如果细胞组织被破坏，多酚类化合物迅速被氧化变为褐色色素。柠檬、柑橘、葡萄、菠萝、西红柿等不含有这种氧化酶，所以不发生褐变。
由于加工过程不可能除去多酚类化合物，防止褐变的方法有两种：①抑制酶的活性（钝化酶）；②除去氧气。
促使酶失活的主要方法如下所述。
1. 加热法（热烫、杀青）
多酚氧化酶受热容易失活，通常采用加热处理，这也是钝化酶最简单的方法。但是如果加热过度，加热时间过长，芳香物质几乎完全挥发，果肉组织也会变得软烂，所以要考虑原料和产品的特性，采用合适的加热条件。
2. 添加抑制酶促褐变的物质
如果添加亚硫酸、柠檬酸、苹果酸、抗坏血酸等，能够抑制酶促褐变反应。但是使用亚硫酸时，存在着亚硫酸的残留量问题。例如，在干杏、干桃等制品中，SO2的含量在0.1 g/kg以下，食品安全法严格规定了SO2的残留量。抗坏血酸能代替多酚化合物氧化，只能推迟褐变，一旦抗坏血酸不存在，之后发生的褐变按正常褐变进行，而且氧化后的抗坏血酸与氨基酸反应，有可能发生其他非酶褐变反应。食盐作为抑制剂也经常被使用，食盐与抗坏血酸、柠檬酸等复合使用比单一使用食盐效果要好。另外，高浓度的砂糖溶液也能抑制酶促褐变，降低其活性。
除去氧气的方法主要有抽真空法、减压处理法、充填惰性气体法等，这些方法主要在生产水果罐头时采用。
（二）非酶促褐变
焙烤食品的颜色是品质评价的指标之一。根据焙烤食品的种类，褐变并不一定都不好，也有不少情况是通过褐变获得较好的颜色。这里的非酶促褐变是发生羰氨反应和焦糖化反应的褐变，相对于上文介绍的由于酶作用发生的酶促褐变，称为非酶促褐变。
1. 焦糖化反应和褐变
如果将糖类物质直接加热，首先在熔点附近熔解，继续提高温度可生成黑褐色物质。糖类物质中特别是含有果糖的转化糖、蜂蜜、异构糖、糖蜜、饴糖等糖液加热容易上色。利用果糖脱水作用生产羟甲基糖醛活性化合物，这种物质容易聚合生成黑褐色的焦糖。葡萄糖比果糖受热脱水困难，上色稍慢，但葡萄糖要比砂糖、麦芽糖上色快得多。因此，使用葡萄糖部分代替含葡萄糖值低的饴糖（DE低）、砂糖，比只有饴糖、砂糖在相同温度和时间的情况下，上色能力显著增强。pH不同，上色能力差别也很大，pH为2.3～3.0时，上色最差，随着pH的升高，上色能力增加，pH为5.6～6.2时，能完全形成黑褐色。一般含糖类食品加热时必然产生焦糖，给产品的颜色和风味带来影响。因此，根据调配后糖的种类或者由原料配合后处理操作中生成的糖，在不同加热温度和时间下，能使产品产生强弱、浓淡不同的上色程度。
2. 羰氨反应和褐变
羰氨反应也称美拉德反应，是含有氨基的化合物（氨基酸、蛋白质等）和含羰基的化合物（还原糖等）共同加热，产生类黑精（蛋白黑素）褐色物质的过程，故称为羰氨反应。含有羰基和氨基化合物的食品较多，在食品的调理加工过程中会普遍发生羰氨反应。对于糕点，焙烤色主要来自羰氨反应和焦糖化反应。生成类黑精的化学反应很复杂，反应开始时，氨基和糖分子中的羰基结合，生成不稳定的氨基糖缩合物。参与反应的食品中的羰基化合物主要有：果糖、葡萄糖等单糖和麦芽糖等还原性双糖（砂糖是非还原性糖）。油脂的存在能自动氧化生成不饱和的醛类，也参与羰氨反应产生褐变。抗坏血酸在氧化分解过程中生成和羰氨反应相同的中间物并发生褐变。由于蛋白（蛋清）中含有少量的葡萄糖，在制作干燥蛋白时也会发生褐变。如果预先加入葡萄糖氧化酶使葡萄糖氧化分解，就不会发生褐变。这是用除去羰氨反应的反应物来防止褐变的实例。
影响羰氨反应的主要因素有以下几方面。
（1） pH酸性至中性范围内pH越高，反应速度越大，因此pH为6～7时反应最容易进行（图7-4）。
（2）温度 室温下能慢慢进行，和普通化学反应相同，温度越高反应越快。
（3）水分 水分也参与反应，食品完全处于无水状态时几乎不发生反应，水分含量在30%～50% （Aw0.6～0.9）时反应最快。(www.xing528.com)
因此，为了阻止褐变反应进行，要尽可能降低pH、保持低温，如有可能降低水分活度（Aw ），或者稀释可提高水分含量，避开容易发生褐变的水分含量区域。
另外，各种各样耐热性好的非还原糖类，特别是山梨糖醇、麦芽糖醇、乳糖醇等糖醇类，由于不含有羰基，不会发生褐变反应，因而得不到合适的焙烤色，应根据希望得到的颜色选择合适的糖类。
图7-4 在氨基酸（甘氨酸）共存条件下各种糖的褐变反应
注：糖12.5%，甘氨酸0.5%，100℃，括号内为加热时间（min）摘自：糕点综合技术中心，《糕点中新原料利用技术系列》。
（三）色素的变色
焙烤食品的颜色以能反映出原料特有的颜色为佳，如蛋糕的蛋黄色、巧克力的棕色等。目前天然色素的使用量正逐渐增加，但是天然色素的呈色效果不好，使用量为合成色素的100倍左右才能取得较好的效果。天然色素还具有易氧化、对光和pH不稳定等缺点。使用天然色素时，配合选择合适的包装材料，如采用氧气透过性小的薄膜和能阻隔紫外线的薄膜等，除此之外没有很好的办法。
由于食用合成色素（焦油色素）比天然色素着色力强、稳定性大、价格便宜，所以焙烤食品着色现在仍主要使用食用焦油色素。食用焦油色素的稳定性见表7-2，不同色素的稳定性不同，特别是红色色素大多对光、酸等不稳定。食用焦油色素复合使用时，应尽量选用性质相近的色素调配，否则着色效果较差。例如混合使用吸附性不同的色素时，会产生色层现象，导致色素溶液的颜色和成品的颜色不同。再者如果复合使用褪色速度、变色速度不同的色素，随着时间的推移，颜色会变得深浅不一。
表7-2 食用焦油色素及其稳定性
续表
注：◎最稳定；○稳定；△不稳定；×很不稳定。
摘自：渡边长男，《糕点科学》，同文书院。
香味是人们对食品中微量挥发性成分的感觉。食品原有的香味和由香料带来的香味一起挥发，如果发生从外界染味（吸收异味或串味）和香气成分变质等现象，不仅会带来香味的变化，大多也会使产品风味降低，丧失食品价值。如果原材料陈旧变质，产品的香味肯定不好，生产过程中无论添加什么样的香料都很难掩盖，反而会产生令人讨厌的臭味。例如，如果原材料或半成品染味，焙烤时羰氨反应产生芳香物质的同时，也会产生预想不到的异臭。防止原材料、产品等的染味是品质保持的重要问题。如图7-5所示，从原料加工到包装、储藏、流通一直到消费整个过程中，都有可能从外界染味。再者，包装后，产品也有可能由于包装材料和印刷油墨等染味。
图7-5 食品在加工和流通过程中产主异味的主要因素
摘自：石谷孝佑，《食品包装便览》，日本包装技术协会。
由于染味的原因很多，当产品产生异臭时，一定要深入了解是由哪种原因造成的。香气的消失是由香味成分挥发殆尽造成的，环境条件会起促进作用，此过程大多伴有吸湿过程。因此，采用防潮性的薄膜包装是很必要的。当然，即使不发生吸湿，如果不同时选用香气透过率小的包装材料，随着时间的推移，香气也会完全挥发。同一种薄膜对香气的透过有选择性，既有能透过薄膜的，也有不能透过薄膜的香气，预测薄膜的选择性是很困难的，只有根据事先的使用试验来判断。
如果在室温下放置稀薄的淀粉糊，淀粉糊会逐渐变得白浊，接下来会产生沉淀。即使DE低的淀粉糊，如淀粉分解度低的饴糖等也会发生类似情况。这种淀粉由糊化后的α化状态返回到原来不溶于水的淀粉状态，称为老化或β化。焙烤食品中根据淀粉的状态不同，会发生面包、海绵蛋糕掉渣、月饼等变得干硬等现象。这些都是淀粉分子由粗糙状态向紧密状态变化而发生的现象。一般情况下，食品中的淀粉粒充分吸水膨润，一部分直链淀粉在淀粉粒外的流出状态即所谓的α化淀粉状态，这种状态不稳定，随着时间的推移，分子间相互结合形成紧密状态。淀粉分子内含有很多亲水性的—OH，与水一起加热能形成淀粉糊。淀粉分子与氢原子结合而吸引水分子，每个淀粉分子被水分子膜覆盖后，形成分散状态而存在。由于淀粉与氢原子结合不稳定，结合状态不断变化，分子反复进行着结合和分离。在低温下，水和水分子彼此结合，淀粉和淀粉分子也直接与H结合，结果淀粉分子的—OH被完全结合而产生疏水作用。这个过程如图7-6所示。
图7-6 淀粉老化过程的模型
图7-6所示只是直链淀粉老化示意图，支链淀粉通过末端的分枝也会发生同样的结合凝集。老化在60℃以上几乎不发生，温度越低越容易发生，尤其在0～10℃最容易发生老化。如果将面包、海绵蛋糕等放入冰箱中，老化会进行得很快。如果只考虑淀粉分子，直链状的直链淀粉要比分枝状的支链淀粉老化快得多。图7-7所示为直链淀粉和支链淀粉混合溶液的老化度随时间的变化情况，从图中可以看出，直链淀粉越多，支链淀粉越少，老化越容易进行。直链淀粉的分子链长度也决定着老化的难易，聚合度为200左右链长的直链淀粉最容易发生老化。因此，根据淀粉的种类，由于直链淀粉和支链淀粉比例不同，链长和其他分子状态也存在差异，淀粉老化程度的难易也不同。图7-8所示为不同淀粉糊的老化速度，如图所示，玉米淀粉、小麦淀粉比较容易老化，马铃薯淀粉、红薯淀粉、木薯淀粉等老化速度很慢。只含有支链淀粉的蜡质玉米（糯玉米）淀粉老化最困难。
图7-7 直链淀粉和支链淀粉混合溶液的老化速度
摘自：中山淳，《西式糕点制作基础》，光琳书院。
图7-8 不同淀粉糊的老化速度
摘自：渡边长男，《糕点科学》，同文书院。
由于淀粉老化的必要条件之一是分子能够运动，如果作为介质的水不存在就不会发生老化。水分含量为30%～60%时最容易发生老化，水分含量超过60%或低于30%，分子接触的几率小，很难发生老化。如果α化的淀粉在80℃以上或者0℃以下快速脱水，水分含量降至15%以下就能够很长时间保持淀粉的α化状态。这是方便面、方便米饭、饼干、椒盐饼干、威化饼干等的生产原理。但是如果放置在空气中吸湿，水分含量升高，老化同样也会发生。
在淀粉糊中添加一定量的蔗糖、葡萄糖、山梨糖醇等糖类物质能够延缓淀粉老化，主要是因为这些物质能与自由水结合，抑制淀粉分子运动，而且它们能进入淀粉分子之间，阻碍淀粉分子的接触。如点心面包（含糖量多）比主食面包老化慢就是很好的例证。但是，如果添加量过多，破坏了淀粉分子周围的水膜，相反会加速分子淀粉的结合，促进老化。
脂肪酸和甘油单酸酯、蔗糖酯等脂肪酸类的乳化剂也能抑制淀粉老化，它们广泛应用于面包等的抗老化过程中。因为脂肪酸的碳链能够进入直链淀粉的螺旋结构内形成复合物，使直链淀粉分子彼此间的凝聚力丧失。支链淀粉老化困难主要是因为分子本身有分枝结构，阻碍了分子的凝集。如果在淀粉糊中添加具有分枝分子的分枝糊精、分枝寡糖等，也能取得很好的抗老化效果，如图7-9所示。
图7-9 分枝寡糖抗老化效果
注：浓度为30%的淀粉加水分解液（DE10），5℃
摘自：糕点综合技术中心，《糕点新原料利用技术系列》。
焙烤食品中含有的蛋白质能提高营养价值，而且更重要的是改善产品口感、风味等。在大多数焙烤食品原料中主要是充分利用蛋白质的物理性质，如鸡蛋的卵蛋白、小麦粉的面筋蛋白、起乳化和稳定作用的明胶等。乳与乳制品在许多西式糕点面团（糊）中对组织形成起辅助作用，在装饰料鲜奶油膏等中对结构形成起着重要作用。
许多物理因素，如加热、加压、冻结等和化学因素的变化，如pH改变等都能使蛋白质发生不可逆变性，变性后的蛋白质与原来蛋白质的物性完全不同。如变性后的蛋白质有溶解度降低、发生凝固、对酶敏感性发生变化等现象。在糕点加工中使用蛋白质大多都巧妙地利用其变性作用，使其从面团（糊）调制一直到最后产品都充分发挥蛋白质的功能。这些已在原材料部分中介绍过，变性后的蛋白质在糕点成品中起着保持和稳定骨架的作用。
保证原料中蛋白质的品质，使其变性降低到最低程度，充分发挥其作用是保证焙烤食品质量的重要一环。这方面需要研究和解决的问题很多，例如控制卵蛋白在储藏过程中发生的浓稠蛋白稀化和起泡性降低、防止豆粉和谷物面粉中的蛋白质在储藏过程中变性而溶解性降低（吸水能力降低）等。而乳与乳制品一般都经加热杀菌而使其蛋白质发生热变性，应防止在杀菌过程中产生加热臭和乳粉、炼乳等在长期保存中发生的羰氨反应等。
使用蛋白质类原料要保证其蛋白质尽量保持或接近原来的状态，如带壳蛋和液蛋等。由于液蛋要进行加热杀菌，会发生一定程度的变性，液全蛋、液蛋白的起泡性都会降低。为了防止起泡性降低，事先要添加些糖，添加糖也能生产出具有较好起泡性的产品。冻结蛋由于发生了冻结变性，导致解冻后，蛋白吸水使起泡性、稳定性下降，蛋黄变得黏稠使乳化性降低等，这些品质恶化现象很难避免。干燥蛋的品质当然比液蛋差，蛋白几乎完全丧失了起泡能力。最近利用膜技术，不用加热将液蛋浓缩制成浓缩蛋，品质很好，蛋白不发生变性，没有冻结蛋、干燥蛋等的缺点，而且使用、保存、运输都很方便。
如上所述使用蛋白质类原料时，由于加工方法不同，原料的品质存在着差异，应该注意正确选用原料种类。大多数蛋白质类原料如果进行了某些形式的加工调理，一般发生了不能够返回原状态的变性，蛋白质很难再返回到原来的未变性状态。这类蛋白质在储存过程中能受微生物污染，不会被一起存在的蛋白酶分解，蛋白质的构造几乎没有变化，营养价值也很高。对于这类蛋白质原料重要的是防止出现微生物学方面的变化（即腐败），这对保持其品质很重要。
应该注意到，一般蛋白质含量高的焙烤食品如果经过度干燥或放湿，表面的蛋白质分子会凝集、硬化而使食品口味变差。这就类似用热变性后的大豆蛋白制作的豆腐，经冻结干燥，生产疏水性的冻豆腐过程中发生的蛋白质二次变性现象。
大部分焙烤食品都含有油脂，不同焙烤食品的含油量差别很大。根据成品含油量，可以将焙烤食品分为三大类，即低含油量、中含油量和高含油量焙烤食品。成品含油量低于5%的称低含油量焙烤食品，如点心面包、水果塔、清蛋糕等；成品含油量为5% ～20%的称中含油量焙烤食品，如韧性饼干、奶油空心饼、部分蛋糕等；成品含油量高于20%的称高含油量焙烤食品，如油脂蛋糕、小西饼、杯子蛋糕、油炸面包圈、派、酥性饼干和酥性点心等。
焙烤食品中油脂含量＜1%时，其品质保持几乎与油脂无直接关系。但有些焙烤食品有时为了防止焙烤时粘连需要涂油，油脂不好也会导致产品腐败。对于油脂量含量超过1%的焙烤食品，如果所用原料中油脂含量高或者为了体现焙烤食品特征和提高品质而添加油脂，油脂的种类、品质等可直接影响这些成品的品质，所以所用原料或油脂的品质一定要好。
油脂在空气中长期放置，会产生异臭，这种由油脂氧化引起的腐败现象称为酸败。臭味物质随脂肪酸种类和酸败程度不同而异。植物油中含有亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等，根据氧化程度能产生油漆臭、雨伞臭、鱼臭、金属臭等。鱼油很少在焙烤食品中使用，但其含有四个以上不饱和双键，脂肪酸容易氧化产生臭味。蛋黄中含有的卵磷脂也容易酸败而产生臭味。
油脂发生的最一般的氧化是与空气中分子状态的氧发生平稳的氧化反应，称为自发氧化。这是一种连锁反应，脂肪分子中的脂肪酸碳链逐次（级）与氧结合生成过氧化物。饱和脂肪酸很难发生自发氧化反应，不饱和脂肪酸中与不饱和双键相邻的碳原子，特别是像 “—C═C—CH2—C═C…”结构中夹在不饱和双键中的亚甲基（CH2 ）活泼性很大，容易发生氧化反应生成过氧化物。氧化反应为：
亚油酸、亚麻酸由于含有这种结构氧化很快。在正常的储存条件下，含有2个以上双键的脂肪酸能发生自发氧化，饱和脂肪酸和含有一个双键的油酸几乎不发生自发氧化。
精制后的油脂最初很难发生自发氧化，氧化一旦开始速度就会急速增加。如图7-10所示，刚开始几乎不发生氧化，这一时期称为诱发期。经过诱发期后，氧气吸收量开始迅速增加，很快生成过氧化物，接下来分解，生成以各种挥发性醛类为主的羰基类酸败臭物质，这就是自发氧化的整个过程。另外，生成的羰基类化合物中也存在着毒性很强的物质。油脂自发氧化过程如下所述。
图7-10 油脂自发氧化过程
摘自：森田牧郎，《粮食保藏学》，朝仓书店。
从脂肪氧化的过程来看，采用适当措施延长诱发期是防止氧化比较好的措施。
铁、铜等重金属类物质能促进油脂氧化，血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素等亚铁化合物作为氧化触媒能表现出很高活性。陆地动物脂肪大体上由饱和脂肪酸和油酸构成，应该对氧化有抵抗能力，但实际上含有促进氧化的亚铁。
抗氧化剂是含有几个（数个）烷基的酚类，分为天然抗氧化剂和合成抗氧化剂两大类。天然抗氧化剂有生育酚（维生素E）、类黄酮类等，合成抗氧化剂有BHA、BHT等，抗坏血酸的抗氧化能力也和抗氧化剂相似。特别是BHA等具有很强的切断油脂氧化连锁反应的能力，但因为是合成抗氧化剂，要慎用。柠檬酸、聚磷酸盐等能抑制重金属的活性，与抗氧化剂共同使用具有协同效果。羰氨反应的产物蛋白黑素也具有抗氧化能力。另外，具有抗氧化能力的天然化合物也有很多种，正在开发使用的有茶多酚等。因为大多抗氧化剂都是通过延长氧化诱发期来延缓氧化进行的，没有完全阻止氧化进行的能力，所以在氧化尚未开始的诱发期，抗氧化剂才能取得很好的效果。
影响油脂氧化的主要因素：
（1）温度 温度低，氧化速度慢，所以油脂应低温储藏。如果冷冻，解冻后会使氧化变得更容易。
（2）氧气 当然减少与氧气接触，对防止油脂氧化有积极作用。具有多孔状组织的焙烤食品内部也存在氧气，所以选用具有氧气阻隔性的包装材料，并加入脱氧剂包装，效果较好。
（3）光线 油脂遇光线发生氧化，而且再遇到光线时，对光敏感作用增强，生成物变成触媒，之后即使放在暗处也能发生氧化。这种情况下，含有1个双链的油酸也能被氧化。由于光线中紫外线和短波长的可见光是导致氧化的主要原因，采用红色赛璐玢或将包装材料涂成红褐色等是防止光线的重要方法。
（4）水分 焙烤食品中的油脂在过度干燥时氧化会快速进行。Aw为0.4时在油脂表面能形成水的单分子膜，变成油脂被超薄层的水覆盖的形式，这种情况下水分对氧化很稳定。如果Aw＞0.4就容易再被氧化，当Aw在0.6～0.85时氧化速度最大。油脂酸败程度可通过测定油脂的酸价（AV）、过氧化价（POV）来确定，一般AV在3.0以下、POV在10.0以下的油脂符合食用油脂标准。
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