烘焙食品作为人类食品的一个主要部分已有几千年历史，在世界范围内是一种主流食品。如今，烘焙食品已从家庭式生产发展到现代化的大规模工业生产。在各大超级市场，都可见琳琅满目的烘焙食品，如面包、面包圈、汉堡、水果派、比萨、饼干等。烘焙食品根据产品的种类不同可分为非甜味型、甜味型、填充型；按发酵方法不同可分为生物发酵型，化学发酵型及非发酵型。但从技术的角度出发，根据产品的pH、水分含量、水分活度（Aw）来划分更合理。根据pH的不同，烘焙食品分为三类：高酸性烘焙食品（pH＜4.6），低酸性烘焙食品（4.6＜pH＜7），非酸性或碱性烘焙食品（pH＞7）。部分烘焙食品的pH范围见表1.
Smith和Simpson按Aw的不同将烘焙食品分为：低湿度烘焙食品（Aw＜0.6）；中等湿度烘焙食品（0.6＜Aw＜0.8）；高湿度烘焙食品（Aw＞0.85甚至达到0.95～0.99）。部分烘焙食品的水分活度范围.
物理化学破坏作用是限制中低等湿度烘焙食品货架期的主要因素，而霉菌的生长和产品老化则是中高湿度烘焙食品货架期的主要破坏因素。传统的烘焙食品防霉是通过使用化学防腐剂。但是，这种方法有许多局限性。首先，防腐剂只对中、低pH产品有效；其次，防腐剂对高含量的霉菌孢子几乎不起作用，不能代替好的卫生条件和清洁的烘焙环境。为适应消费者对烘焙食品“新鲜、营养、方便、耐贮藏”的要求，一些新的加工工艺和包装技术应运而生，这其中就包括气调包装，一种能使许多烘焙食品的货架期延长，消费者接受指数增高的技术。气调包装（modifiedatmosphere packaging，简称MAP）是指在一定条件下改善包装内环境的气氛，并在一定时间内保持相对稳定，抑制或延缓产品的变质过程，从而延长产品的货架期。纵观而言，改善包装内气体成分的方法既有传统方法也有新方法。传统方法主要为充气包装和真空包装，新方法主要有以吸氧剂为代表的气体吸收剂包装和以乙醇蒸汽发生剂为代表的气体发生剂包装。本文对目前国际上气调包装技术应用于延长烘焙食品货架期的研究进展作了综述。
1充气包装在延长烘焙食品货架期中的研究1.1充气包装延长烘焙食品货架期的原理用连续的热力充气机器将合适的混合气体充入高阻隔性的薄膜，然后将产品热封的过程即为完成了充气包装。充气包装用于烘焙食品时，常用的填充气体是氮气、二氧化碳或它们的混合气体。
氮气是一种惰性气体，无味无臭，不会与食品起化学反应也不会被食品吸收，是一种适用于食品保藏的理想气体。充氮的主要目的是保持食品的色、香、味、脆、形等，如用在低水分活度的烘焙休闲食品中可有效防止产品挤压破碎。同时充氮也可起到减缓高油脂烘焙食品中油脂氧化的作用。
许多气体（二氧化碳、一氧化碳、臭氧、乙烯化氧、丙烯化氧、一氧化二氮、二氧化硫等）都有抑制微生物的作用，但只有二氧化碳适合用在烘焙食品的包装上，这是因为二氧化碳稳定，低毒，对产品感官品质的影响小且价格低廉。二氧化碳在高浓度下能阻碍大多数需氧菌和霉菌等微生物的繁殖，延长微生物生长的停滞期，因而对烘焙食品有防霉和防腐作用。二氧化碳的抑菌活性受诸多因素的制约，包括受污染微生物的种类和数量、气体浓度、贮藏温度、包装材料的渗透率、产品的种类等。
1.1.1微生物的种类和数量对二氧化碳抑菌效果的影响在食品生产中出现的微生物的数量和类型影响着二氧化碳的抑菌作用。各种微生物对二氧化碳的敏感度不尽相同。一般二氧化碳对需氧细菌和霉菌的抑制效果*显著，浓度为5％～10％时便能抑制这些微生物的生长。细菌中，革兰氏阳性菌对富含二氧化碳的气氛比革兰氏阴性菌耐受性强。某些革兰氏阳性菌（乳酸细菌和某些芽孢杆菌）能够忍受含75％～100％二氧化碳的气氛甚至可以生长繁殖。二氧化碳对厌氧细菌几乎不起作用，例如纺锤状细菌属腊肠毒菌，实际上可能受到二氧化碳的刺激，它们还会有所增长。因此，如果芽孢杆菌和纺锤状细菌属存在，在高湿度条件很容易繁殖到有危害的程度，尤其是充气产品在不适宜的温度贮藏条件下会出现这种情况。霉菌在对二氧化碳的敏感性上也有差异。平均相对湿度为86％或86％以上的烘焙产品中，主要的腐败菌是青霉属。青霉属比曲霉菌属对二氧化碳的耐受性更强。如德国黑麦面包的主要污染菌娄地青霉（P.roqueforti），比一般的霉菌具有更强的二氧化碳耐受性。有研究者于不同的相对湿度下在产品上接种以同一个青霉属菌种，结果表明，随着相对湿度的降低，二氧化碳对其抑制效果并没有增强。这说明，和产品的相对湿度相比，菌种的类别是影响二氧化碳抑菌效果的更重要因素。
微生物种群的数量和菌龄也是影响二氧化碳抑菌作用的因素。采用充气包装的烘焙食品的货架期随着食品
本身携带的孢子数量的增多而缩短。而且，当微生物从停滞期向高峰期发展时，二氧化碳的抑菌作用也有所降低。因此，在生产中，充气包装实施得越及时，二氧化碳的抑菌作用就会越明显。如果充气包装已经防止了霉菌生长，另外一个易引起腐败的问题仍可能发生：酵母菌或乳酸菌可能会大量繁殖起来，因为这些微生物生长的本质是发酵，它们对高浓度的二氧化碳具有很强的耐受性。某些非好氧酵母菌如丝状酵母（P.burtonii）在产品表面生长产气，会导致包装胀袋。乳酸菌，特别是肠膜明串珠菌（Leuconostocmesenteroide），是限制充气包装产品货架期的又一元凶。因此，对产品本身携带微生物群的了解对充气包装至关重要，这样才能够成功的延长目标产品的货架期。
1.1.2二氧化碳的浓度对二氧化碳抑菌效果的影响成功地控制需氧微生物在食品中生长并非简单地归结于对氧气的排除，还要考虑其对二氧化碳浓度的需要。早期实验显示：好氧细菌和霉菌在较低浓度二氧化碳的条件下便可得到控制；对大多数产品，20％～30％二氧化碳可以抑制多数好氧微生物；完全抑制霉菌生长则需要将二氧化碳浓度升高到50％；随着浓度的增加，二氧化碳的抑菌作用呈线性增加，而浓度达到50％～60％以上这种作用不再显著。
1.1.3温度对二氧化碳抑菌效果的影响贮藏温度也会影响二氧化碳的抑菌效果。研究报道指出，在贮藏温度较低时，二氧化碳是一种有效的抑菌剂，但在温度较高时效果较差。二氧化碳的抑菌效果随贮藏温度的降低而增强，是由于温度越低二氧化碳在水相的溶解度越大，致使产品细胞内pH值和微生物的酶活性发生改变的程度越大。充气包装中温度控制不当的后果有两种：**，微生物将克服饱和二氧化碳的抑制作用，腐败可能发生在“*佳采购期”之前；第二，高温可能改变包装薄膜材料的气体渗透率，从而增加包装顶隙氧气浓度，这将助长微生物腐败变质、化学腐败变质（氧化酸败）问题。如果产品用肉类或奶油填充，温度控制要求更高。多项研究显示，若温度控制不当，沙门氏菌、金黄色葡萄球菌在10～12.5℃厌氧条件下便能生长。
1.1.4包装材料类型对二氧化碳抑菌效果的影响影响二氧化碳抑菌效果的另一个重要因素就是包装材料的渗透率。充气包装食品成败取决于包装材料的气体渗透率，氧气和二氧化碳的混合气体在包装顶隙是否保持正确的比例。包装材料应该具备低水汽渗透率以防止水分迁移。常用的烘焙食品充气包装材料包括聚酰胺（尼龙）、聚丙烯、二氯乙烯、EVOH和低密度／高密度聚乙烯等。充气包装产品如果货架期预期值低，低密度聚乙烯／高密度聚乙烯袋就适合；如果货架期要求高，则可以采用复合材料，如PET／EVOH／Surlyn高阻隔复合薄膜，PET／AL／HDPE复合薄膜等。除对包装材料的透气性能要求非常严格，充气包装还必须考虑材料的热成型性、密封的可靠性等。
1.2充气包装在延长烘焙食品货架期中的应用英国面粉和烘焙食品协会Seiler等一组研究人员*早证明了通过增加二氧化碳的浓度来延长烘焙食品货架期。研究结果表明使用17％的二氧化碳能部分的抑制霉菌的生长，50％的二氧化碳则能完全抑制；面包和糕点的货架期随着二氧化碳浓度（0～60％）的增加而增加，且较低的温度贮藏效果更好。
Rodriguez等研究者1999年研究了充气包装对切片小麦面包的影响。试验中选定不同的Aw，pH，添加或不添加化学防腐剂来确定充气包装对产品的货架期影响，气体配比选四个水平，分别是100％氮气，20％二氧化碳／80％氮气，50％二氧化碳／50％氮气以及对照普通包装。结果发现，不含化学防腐剂的二氧化碳：氮气（50：50）水平中，于22～25℃贮藏的货架期延长117％，于15～20℃贮藏的货架期延长158％；添加化学防腐剂的100％氮气水平中，货架期延长116％，添加化学防腐剂的20％二氧化碳：80％氮气水平中，于22～25℃贮藏的货架期延长131％，于15～20℃贮藏的货架期延长150％。随着二氧化碳浓度逐渐增加（0～50％），于22～25℃贮藏和15～20℃贮藏的货架期分别延长167％和195％。这些结果与Seiler等人的研究相符。
充气包装可以延长面包的微生物货架期，因此，面包的充气包装需求不断增加。然而，充气包装对面包在贮藏过程中的老化影响存在分歧，只有极少数的研究涉及该领域，且文献报道的结果相冲突。Knorr与Tomlin发现贮藏于二氧化碳包装14d后的白面包和全麦面包的硬度要比贮藏于氮气和普通包装中的低。Avita等研究者发现了类似的结果：贮藏于二氧化碳包装10d后的白面包的硬度比普通包装中的低。与此相反的是，Rasmussen和Hansen
将小麦面包分别采用100％二氧化碳，50％二氧化碳和50％氮气的包装，参照样品采用普通包装。试验中以面包硬度和淀粉的老化（用DSC测定）作为测定面包老化的参数。研究得出的结论是充气包装可以延长面包的微生物货架期，而不影响面包的老化速率。
在确定某种烘焙食品包装中的气体混合比例时，不能简单地仅靠试验还需要系统的研究影响货架期的各种因素。如采用合适的气体混合配比，则充气包装的烘焙食品在室温时的货架期可达三周到三个月。给出了是烘焙食品充气包装采用的典型气体混合配比。
2吸氧剂包装在延长烘焙食品货架期中的研究虽然充气包装可以保持大多数烘焙食品的质量和延长货架期，但包装内的残氧仍有可能导致霉菌的生长。
某种适旱性霉菌（Xetomyesbisporus）甚至可以在95％二氧化碳／5％氮气气氛中繁殖。因此，需要用吸收氧的技术来控制需氧微生物引起的腐败。吸氧剂通过化学化合物清除包装内的氧来改变包装内的气氛环境。目前常用铁粉和抗坏血酸作为吸氧剂材料。吸氧剂通常单独使用或与其他的专门化学材料制成双重气体吸收剂。吸氧剂的氧化反应速度可以根据产品需要来设定。吸氧反应的时间取决于食品的水分活度和贮藏温度。大部分吸氧剂与食品一起在环境温度贮藏。
吸氧剂首先由日本的Mitsubishi气体化学有限公司开发，商品名为“Ageless”。日本另一家公司Toppan开发了名为“Freshilizer”的吸氧剂。在北美，由美国MultiformDeiccants开发的“FreshPax（FX）”处于**地位。
研究报道，在用聚乙烯膜包装的白面包包装内放入小袋包装的吸氧剂，其货架期在室温下可延长5～45d；比萨饼在30℃下的无霉菌货架期只有2～3d，使用吸氧剂可以延长至14d不长霉。通过硬面包卷用吸氧剂包装和充气包装在延长货架期的对比试验研究得出，吸氧剂包装的货架期比气调包装大3倍。硬面包卷用60％二氧化碳／40％氮气的充气包装，由于包装薄膜透入氧，贮藏19d后霉菌繁殖。然而，采用AglessS型和FX型吸氧剂包装，包装内的残氧率＜0.05％，样品在室温贮藏的无霉货架期达60d以上。美国一些食品公司将吸氧剂用在烘焙食品中的实例.
空包装是吸氧剂包装的极端形式。真空包装的烘焙食品采用低氧气渗透率的薄膜包装，并完全驱除空气维持真空条件。对于较好的真空条件，包装顶隙的氧气量可减少至1％。真空包装对于大多数的松软型烘焙食品来说并不是理想的防霉方法，因为它会影响产品形状。不过用于某些面包（如：比特面包）和比萨芯的防霉和防止白脱甜松饼这种质地坚硬高脂肪产品的氧化酸败还是有用的。
3乙醇蒸汽发生剂在延长烘焙食品货架期中的研究乙醇作为一种抑菌剂来使用的历史很久。早在1000多年以前，阿拉伯人就用酒精来保存水果以免其受霉菌影响而变坏。Seiler也指出乙醇蒸汽的使用可以延长面包和蛋糕的保质期。在食品由塑料袋包装以前可以直接在食品表面喷洒乙醇以达到延长保质期的目的。然而更直接和更安全的方法是通过生产乙醇蒸汽小袋来生产酒精蒸汽。日本Freund股份有限公司生产制造了一种商标名是“Ethicap”的乙醇蒸汽小袋。Ethicap袋中由55％的酒精吸附在35％的二氧化硅，包装于聚乙烯醋酸纤维膜的小袋内，同时使用香草掩盖酒精的气味。这种包装工艺仅包括气体的吸收和小袋中蒸汽的产生，这在食品的气调延长货架期中简单易行。但是，对小袋的合适选择需要谨慎的评价食品中的化学和微生物和食品包装中的微环境的关系。
乙醇蒸汽发生剂在日本应用广泛，主要是保证产品的无菌和保持产品的水分。Ethicap的应用使高水分含量的蛋糕无菌货架期延长了5～20倍。这种结果表明乙醇蒸汽有抗腐败和抑菌的效果。乙醇蒸汽发生剂控制霉菌、细菌和酵母菌的效果都很显著。它至少可以控制十种霉菌，包括曲霉菌和青霉菌，控制15种细菌包括葡萄球菌，沙门氏菌和大肠杆菌以及三种破坏性酵母菌。
在日本乙醇蒸汽发生剂也广泛应用于延长面包、油炸面圈和海绵蛋糕的无菌货架寿命。用三克的Ethicap就可使马拉德蛋糕在室温下保持6周。然而，在三周以后，蛋糕有明显的变化，特点是失去水分，不再稳定，变得滑腻，而且伴有腐臭气味。因此，当Ethicap用来延长产品的货架寿命时，感官货架寿命不会明显延长。
4气调包装应用于烘焙食品中的优缺点要合理有效利用气调包装来延长烘焙食品的货架期，需要权衡该方法的优缺点。气调包装在烘焙食品应用中的优缺点归纳。
5结论与展望目前，我国的烘焙行业被誉为二十一世纪“朝阳产业“之一，延长烘焙食品的货架期，提高企业的经济效益，为消费者提供健康营养的产品势在必行。很显然，充气包装将发挥它应有的作用。其中，充气包装，吸氧剂包装，乙醇蒸汽发生剂包装都足以替代化学防腐剂来使用；在延长烘焙食品微生物货架期的同时，也能一定程度上防止食品的化学腐败。
结合气调包装和烘焙食品本身的特点，未来的研究工作将从以下几方面展开：①纳米包装材料代替传统的气调包装材料。纳米材料是一种性能优异的新型材料，具有高阻隔性和杀菌消毒等功能特性。纳米材料在烘焙食品包装中的应用，可以很好的满足烘焙食品的贮藏和食用等方面对包装的性能要求，提高食用品质；②联合使用酶技术等其他生物技术手段提升烘焙食品的感官品质；③采用气调包装烘焙食品，在保证产品延长微生物货架期的前提下，研究烘焙食品的老化动力学，从而找到解决烘焙食品货架期问题的更新途径；④在新技术应用于延长食品货架期的同时，加强食品安全的监督和研究。