面粉的化学组成及其对西点制品的影响

面粉的组成成分不仅决定西点制品的营养价值，对其加工工艺也有着较大的影响。面粉的化学组成成分主要包括碳水化合物、蛋白质、脂肪、酶、矿物质、水分、维生素等。小麦粉的化学成分随小麦品种、栽培条件、制粉方法和面粉等级等因素而异。我国小麦粉常见化学成分及其含量见表3-1。

表3-1　我国小麦粉的化学成分

（一）碳水化合物

碳水化合物是小麦和面粉中含量最高的化学成分，约占麦粒重的70%，占面粉重的75%，主要包括淀粉、糊精、纤维素以及各种游离糖和戊聚糖。在制粉过程中，纤维素和戊聚糖的大部分被除去，因此，纯面粉的碳水化合物主要有淀粉、纤维素和可溶性糖。

1.淀粉

小麦淀粉是由D-葡萄糖组成的高分子多糖，其分子式为（C6H10O5）n，这里n 为一个不定数，表示淀粉分子是由许多个葡萄糖单元组成。小麦淀粉主要集中在麦粒的胚乳部分，由直链淀粉和支链淀粉构成，其中直链淀粉约占淀粉含量的19%～26%，支链淀粉一般占74%～81%，前者由50～300 个葡萄糖基构成，后者由300～500 个葡萄糖基构成。直链淀粉是由葡萄糖通过α-1，4糖苷键连接起来的卷曲盘旋呈螺旋状的高分子化合物，易溶于温水，几乎不显示黏度；支链淀粉的分子较直链淀粉大，分子形状如高粱穗，小分支极多，支叉部位由α-1，6 糖苷键连接，其余部分由α-1，4 糖苷键连接，加热后可溶于水，生产的溶液黏度较大。

淀粉与面团调制和制品质量有关的物理性质，主要是淀粉的糊化及淀粉糊的凝沉作用。淀粉的糊化作用是指将淀粉在水中加热到一定温度时，一般加热到约65℃时，淀粉粒开始吸水膨胀，继续加热，淀粉粒会膨胀到原直径的5 倍以上，形成黏稠的胶体溶液，这一现象称为淀粉的糊化。

淀粉的稀溶液在低温下静置一段时间后，溶液变浑浊，溶解度降低，有沉淀析出。如果淀粉溶液的浓度比较大，则沉淀物可以形成硬块而不再溶解，这种现象称为淀粉的凝沉作用，也称为老化作用。这也是面包产品烤出后，放置一段时间，口感、外观等商品价值降低的主要原因。单脂肪酸甘油酯，尤其是蒸馏过的单脂肪酸甘油酯具有较好的抗氧化效果，其抗老化机制在于它能与直链淀粉形成不溶性复合物，从而抑制直链淀粉老化。面包烘焙中，淀粉遇热糊化，具有螺旋构型的直链淀粉能紧紧地包围住柱形的单脂肪酸甘油酯而形成稳定的螺旋性复合物。面包冷却后，缠绕在柱形单脂肪酸甘油酯上的直链淀粉分子再也不易恢复成晶体结构，从而达到延缓老化的目的。

面粉中的主要组成部分是淀粉，淀粉是面团发酵过程中酵母的主要能量来源，淀粉粒外层包裹有一层细胞膜，能保护内部物质不受外界水、酸、酶等物质的侵入与影响。这层细胞膜如果包裹较完整，酶就无法渗入细胞内部进行作用。但一般情况下小麦在制粉时，由于机械碾压，淀粉外层细胞膜受损使得淀粉颗粒裸露，使得淀粉酶能够作用于损伤淀粉，发生水解反应，分解为糊精、多糖、麦芽糖、葡萄糖等物质。受损的淀粉含量越多，淀粉酶的活性也就越强。通常，小麦粉质越硬，磨粉时损伤淀粉含量也就越高，酶促作用也就越强烈。面团发酵需要有一定的数量的损伤淀粉粒，但不是越多越好，过多容易使面包的体积变小，质量变差。一般淀粉损伤的允许程度与面粉蛋白质含量有关，最佳淀粉损伤程度在4.5%～8.0%。

面粉中的淀粉及可溶性糖对面团调制及制品质量起着重要的作用，可溶性糖可以被酵母直接利用；损伤淀粉在酶的作用下，水解成麦芽糖和单糖后，提供酵母发酵繁殖所需的能量，产生一定量的二氧化碳气体，促使面团变软，这时淀粉吸水膨胀，形状变大，与网状面筋结合形成强劲结构，面团组织的弹性和强度大大加强。面包之所以能够成型，也就是淀粉与面筋在起着作用，面包有如钢筋混凝土的房子，面筋是钢筋骨架，起着结构支撑的作用，而淀粉就如水泥填充于钢筋之间，从而形成了一个稳定的结构。

2.纤维素

纤维素是构成麦皮的主要成分，麸皮中纤维素的含量高达10%～14%，胚乳中含量较少，只有0.1%。特制粉由于加工程度较高，麸皮含量较少；低级粉由于加工程度较低，麸皮含量较多。面粉中纤维素含量的多少直接影响面点制品的色泽和口味，纤维素少，色白，口感好；纤维素多，色黄，口感较差，而且不易被人体消化吸收。但面粉中含有一定数量的纤维素有利于胃肠的蠕动，能促进对其他营养成分的消化吸收。

3.可溶性糖

面粉中约含2.0%的可溶性糖，包括葡萄糖、果糖、蔗糖、左旋素等。糖在小麦籽粒各部分的分布不均匀，胚部含糖2.96%，皮层和胚乳外层约含糖2.58%，胚乳中含量最低，仅为0.88%。因此，出粉率越高，面粉含糖量越高。在面包生产中糖既是酵母发酵的能量来源，又是形成面包色、香、味的基本物质。

（二）蛋白质

在国外，制作面包等烘焙食品时因产品品种的不同而对面粉的选择是十分严格的。选择的着眼点就是小麦中蛋白质的量和质。小麦中所含蛋白质的多少与品种有很大关系。一般小麦的蛋白质含量占全粒的8%～16%，制成面粉后的蛋白质含量基本与小麦中含量成正比，为8%～15%；鸡蛋中蛋白质含量大约是12.8%，大米中蛋白质含量6%～8%，可见小麦中蛋白质含量是相当高的。其中，一般小麦的蛋白质含量以硬质小麦为高，粉质软麦为低。我国小麦蛋白质含量大部分在12%～14%之间，其中北方冬小麦蛋白质含量平均为14.1%，南方冬小麦蛋白质含量平均为12.5%，与世界上一些主要产麦国的冬小麦相比，蛋白质含量处于中等水平。春小麦蛋白质含量低于世界主要产麦国，平均含量为13.7%。

在各种谷物面粉中，只有小麦面粉的蛋白质吸水后能形成面筋网状结构，各种烘焙食品都是基于小麦粉的这种特性而生产出来的。

1.小麦蛋白质组成

面粉中的蛋白质根据其溶解性质的不同，分为麦胶蛋白、麦谷蛋白、麦球蛋白、麦清蛋白等。前两者不溶于水，称为不溶性蛋白质，后两者易溶于水而流失，称为可溶性蛋白质。小麦蛋白质主要由麦胶蛋白和麦谷蛋白组成，其他两种数量很少，小麦蛋白质组成见表3-2。麦胶蛋白不溶于水及中性盐溶液，可溶于60%～80%的乙醇溶液，也可溶于稀酸或是稀碱溶液，故又称麦醇溶蛋白。它由一条多肽链构成，仅有分子内二硫键和较紧密的三维结构，呈球形，多由非极性氨基酸组成，故水合时黏性好，弹性差，主要参与面团延展性，其平均分子量约为40000Da，单链，等电点pI 在6.4～7.1 之间。麦谷蛋白不溶于水和其他中性溶剂，但能溶于稀酸或稀碱溶液，多链，由17～20 条多链构成，呈纤维状，麦谷蛋白既具有分子内二硫键又可形成分子间二硫键，水合时无黏性，弹性好，故决定面团的弹性，使面团具有抗延伸性，分子量变化于10 万至数百万Da 之间，平均分子量为300 万Da，等电点在6.0～8.0 之间。

表3-2　小麦蛋白质的组成

面筋是一种植物性蛋白质，是小麦蛋白质的主要成分，主要由麦胶蛋白和麦谷蛋白组成，这两种蛋白质占面粉蛋白质总量的80%以上，是使小麦粉能形成面团的具有特殊物理性质的蛋白质，与水结合形成面筋。因此，面粉中加入适量水（可加入少许食盐）经揉制形成面团，于水中浸泡30～60min 后，用清水反复搓洗，将面团中的可溶性部分及其他杂质全部洗掉，剩下的具有弹性的物质即为湿面筋。洗水后的湿面筋保持了原有的自然活性及天然物理状态，具有黏性、弹性、延伸性、薄膜成型性和乳化性等功能性质，使得面团发酵产气时有保持气体的作用，从而使烘焙面包等西点产品形成多孔松软的特性，小麦之所以可以做面包，就是因为它有其他谷物所没有的、可以连成巨大分子网状组织的活性面筋蛋白，当面团烘焙时，这些小气泡内气体由于受热产生压力，使得面团逐渐的膨大，直到面团的蛋白质凝固，出炉后即成为松软如海绵状的制品，称为面包。因此，面筋的数量和品质对面包的质量有着重要影响。一般湿面筋的主要成分见表3-3。

表3-3　湿面筋的主要成分（%）

蛋白质成筋有两个必要条件：一是蛋白质吸水后水化溶胀（蛋白质水化），小麦蛋白质中的面筋性蛋白质（麦谷蛋白、麦胶蛋白）能够吸水溶胀，分子内部的—SH 因与水发生作用，随着蛋白质的高级结构的改变而翻转到蛋白质分子的表面；二是机械搅拌，促进面筋拓展。

麦谷蛋白的多肽链的氨基酸中每隔十几个氨基酸就有一个含有—S—S—或—SH 的胱氨酸或半胱氨酸。在机械搅拌下，—SH 中的H 原子容易移动，而两个—SH 键可以被氧化而失去两个H 原子后变成一个—S—S—键，使得—SH 、—S—S—键的位置容易移位，所以面筋蛋白分子能够相互滑动、错位，麦谷蛋白的分子内二硫键转变成分子间二硫键，形成巨大的立体网状结构，这种网状结构构成面团的骨架，其他成分，如淀粉、脂肪、低分子糖、矿物质、水等填充在面筋网络结构中，形成具有良好黏弹性和延伸性的面团。

2.小麦蛋白质所含的氨基酸

蛋白质是由氨基酸组成的高分子化合物，因此氨基酸为蛋白质的基本单位。目前已知道的氨基酸有20 多种，一般具有相同的基础结构，即：

麦粉（以标准粉为参考）其氨基酸种类及含量见表3-4。与食品加工关系较为密切的氨基酸主要有以下几种。

表3-4　小麦粉氨基酸种类及含量

（1）谷氨酸(www.xing528.com)

面粉蛋白中谷氨酸含量较高，每百克面粉中谷氨酸含量为3806mg，在未使用发酵法制造味精前，制造味精的基本原料是面粉的面筋，它可以提取制造谷氨酸钠。

（2）赖氨酸

面粉蛋白质中赖氨酸含量较少，不能满足人体对必需氨基酸的需求，而必须另外从食物中摄取，所以我们常将面粉蛋白质称为不完全蛋白质。从营养学角度出发，为提高产品营养价值可以进行蛋白质互补，面粉蛋白质中赖氨酸含量不足，可以在面点产品中添加赖氨酸，以达到提高营养价值的目的，乳粉中的蛋白质主要为酪蛋白，其赖氨酸含量丰富，将乳粉与面粉混合使用，可实现蛋白质互补，使之成为完全蛋白质，这种方法在西点制作中也越来越受重视。

（3）半胱氨酸

小麦中半胱氨酸和胱氨酸对小麦粉的加工性能影响较大。半胱氨酸为含硫氨基酸，它含有巯基—SH，巯基经氧化后生成二硫基—S—S—，使得两个半胱氨酸分子链接成一个胱氨酸分子。这一作用对面筋网络的形成具有重要意义。

（三）脂肪

小麦籽粒中脂肪含量较少，主要存在于胚芽及糊粉层，一般含量在2%～4%之间，加工成小麦粉后含量有所降低，仅为1%～2%。

小麦中的脂质主要是不饱和脂肪酸，它易氧化及被酶水解。面粉储藏过程中，甘油酯在裂酯酶、脂肪酶的作用下水解形成脂肪酸，发生酸败。因此，面粉质量标准中规定面粉的脂肪酸值（湿基）不得超过80，以鉴别面粉的新鲜程度。一般加工出粉率高的面粉因其含胚和麸屑较多，脂质含量也较高，则储藏稳定性较差，在温湿环境下储藏极易酸败变质，导致烘焙出的产品因面团延伸性下降，持气性减弱，体积变小等因素而大大降低产品品质。

（四）酶

1.淀粉酶

淀粉酶是能水解淀粉和糖原的酶类总称，一般作用于可溶性淀粉、直链淀粉和糖原等。淀粉酶可以分为α-淀粉酶和β-淀粉酶，它们能水解淀粉分子中一定种类的葡萄糖苷键，α-淀粉酶能水解淀粉分子中的α-1，4 糖苷键，不能水解α-1，6 糖苷键。α-淀粉酶的水解作用是从淀粉分子内部进行，使庞大的淀粉分子变小，淀粉液的黏度也降低，故α-淀粉酶又称为淀粉液化酶。β-淀粉酶与α-淀粉酶一样，只能水解淀粉中的α-1，4 糖苷键，所不同的是β-淀粉酶的水解作用是从淀粉分子的非还原末端开始，将淀粉水解为麦芽糖，故β-淀粉酶又称为淀粉糖化酶。

α-淀粉酶和β-淀粉酶对淀粉的水解作用，产生的麦芽糖为酵母发酵提供主要能量来源。当α-淀粉酶和β-淀粉酶同时对淀粉起水解作用时，α-淀粉酶从淀粉分子内部进行水解，而β-淀粉酶则从非还原末端开始。α-淀粉酶作用时会产生更多新的末端，便于β-淀粉酶的作用。两种酶对淀粉的同时作用，将会取得更好的水解效果。其最终产物主要是麦芽糖、少量葡萄糖和20%的极限糊精。

β-淀粉酶对热不稳定，它只能在面团发酵阶段起水解作用。而α-淀粉酶的热稳定性较强，在70～75℃仍能对淀粉进行水解，温度越高作用越快。因此，α-淀粉酶不仅在面团发酵阶段起作用，而且在面包入炉烘焙后，仍在继续起水解作用，这对提高面包质量起到了很大的作用。

正常面团含有足够的β-淀粉酶，而α-淀粉酶不足。为了利用α-淀粉酶改善面包的质量、皮色、风味、结构，增大面包体积，可在面团中添加一定数量的淀粉酶制剂或麦芽粉，或含淀粉酶的麦芽糖浆。但α-淀粉酶含量过大，也会有不良的影响。它会使大量的淀粉分子断裂，使面团力量变弱，发黏，用受潮发芽的小麦加工的面粉就存在α-淀粉酶含量较高的问题，使其在面包加工中难以操作。

2.蛋白酶

面粉中蛋白酶经水解后，可以降低面筋筋度，缩短和面时间，易于面筋完全扩展。搅拌发酵过程中起主要作用的是蛋白酶，它的水解作用可以降低面筋强度，缩短和面时间，易于面筋完全扩展。

3.脂肪酶

脂肪酶是一种对脂质起水解作用的水解酶。在面粉储藏期间水解脂肪成为游离脂肪酸，使面粉酸败，从而降低面粉的品质。小麦中的脂肪酶主要集中在糊粉层中。因此精制粉比标准粉储藏稳定性高。

4.脂肪氧化酶

脂肪氧化酶是一种能催化某种不饱和脂肪酸的过氧化反应的氧化酶，它可以通过氧化作用使面粉中的胡萝卜素变成无色。因此脂肪氧化酶也是一种酶促漂白剂，它在小麦和面粉中含量很少，主要来源是全脂大豆粉。全脂大豆粉广泛用作面包添加剂，以增白面包心，改善面包的组织结构和风味。

（五）矿物质

钙、钠、磷、铁等是小麦或面粉中的主要矿物质，多以盐类形式存在。矿物质的含量多用灰分来测定，灰分即小麦或面粉完全燃烧后的残留物，面粉中灰分较少，未加工的麦粒麸皮中灰分含量较多，且麦粒不同部位灰分含量也不同，一般皮层和胚部含量高于胚乳。这种特性为检查小麦的制粉效率和小麦粉质量提供了一种方法。

（六）维生素

小麦和面粉中维生素主要是B 族维生素和维生素E，其他维生素如维生素A、维生素C、维生素D 含量较少，甚至没有。B 族维生素主要集中在麸皮、胚芽及糊粉层，且以维生素B1、维生素B2、维生素B5 为主，精细加工的小麦粉B 族维生素损失较多。小麦胚芽中含有较丰富的维生素E，是维生素E 的重要来源之一。