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小麦粉,从质地到种类,你了解多少?

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:一般识别方法是将小麦以横断面切开,观察其断面,如果呈粉状就称作粉质小麦,呈半透明状就称作角质或玻璃质小麦,介于两者之间的称中间质小麦。在国外还进一步根据面粉面筋的强弱,把小麦粉细分为特强力、强力、准强力、中力和薄力粉等品种。小麦成熟胚乳主要由淀粉颗粒和蛋白质构成,还包括少量的戊聚糖和脂肪类物质。

小麦粉,从质地到种类,你了解多少?

小麦粉(也称面粉)是制造面包、饼干、糕点等焙烤食品最基本的原材料。面粉的性质对于面包等焙烤食品的加工工艺和产品的品质有着决定性的影响;而面粉的加工性质往往是由小麦的性质和制粉工艺决定的。所以,从事焙烤食品制造的技术人员一定要了解一些关于小麦和面粉的知识,只有掌握了焙烤食品这一基本原材料的物理化学性质后,才能帮助我们解决产品加工及其开发研制中的问题。

小麦不但是我国的主要粮食作物之一,而且更是世界上分布最广、栽培面积最大、生产量最多的粮食作物。它生长在北纬30°~60°、南纬27°~40°的广大地域里。表2-1所示为2017年世界主要谷物生产量的比较,从表中可以看出我国小麦的产量已是世界之首。另外,我国还从国外进口粮食,其中有相当一部分是小麦。因此在我国,小麦的加工是很重要的,焙烤食品的发展余地十分广阔。

表2-1 2017年度世界产粮大国和地区主要谷物主产量比较(估算)单位:106 t

植物学分类,小麦属于GramineaeTriticum属,按生殖细胞的染色体数可把小麦分为一粒系(单粒小麦:Einkorn Wheat)、二粒系(二粒小麦:Emmer Durum Wheat)、普通系(普通小麦:Common or Bread Wheat)和提莫菲氏系(Timopheeri Wheat)四大类。但和小麦食品加工工艺有关的分类却是表2-2中所示10种常用的分类方法,也称商品学分类。

表2-2 小麦的商品学分类

*角质也称为玻璃质。

(一)播种期

小麦可按生长时期或品种生态特点分为冬小麦(Winter Wheat)和春小麦(Spring Wheat)。冬小麦是我国主要的小麦品种,在秋天播种、夏天收获。春小麦是春天播种、秋天收获的小麦,我国种植不多,多分布在天气寒冷、小麦不易越冬的地带,如北美北部、北欧、俄罗斯等地。一般来说春小麦比冬小麦产量低一些,但作为面包用小麦,性质优良的品种比较多。

(二)皮色

小麦的色泽主要是由谷皮和胚乳的色泽透过皮层而显示出来。按皮色可分为红麦和白麦,还有介于其间的所谓黄麦(或称棕麦)。白麦面粉色泽较白,出粉率较高,但多数情况下筋力较红麦差一些。红麦大都为硬质麦,粉色较深,麦粒结构紧密,出粉率也较低,但筋力比较强。近年来,科学家培育出紫小麦,含有丰富的花青素,有抗炎、抗癌、抗糖尿病和增强视力的作用。紫小麦制作的面包圈和饼干获得了俄罗斯年轻人的喜爱。

(三)胚乳质地

按照小麦的胚乳质地可分为粉质和角质小麦。一般识别方法是将小麦以横断面切开,观察其断面,如果呈粉状就称作粉质小麦,呈半透明状就称作角质或玻璃质小麦,介于两者之间的称中间质小麦。具体的判断方法是根据断面中粉质和玻璃质所占面积比来分类:玻璃质/粉质>70%为角质;70%>玻璃质/粉质>30%为中间质;玻璃质/粉质<30%为粉质。为什么会有不同的截面色泽呢?从小麦粒的组织上看,小麦粒胚乳中的蛋白质是以充填在淀粉颗粒之间的空隙而存在的。蛋白质越多,淀粉之间的间隙越少,粒质就呈半透明状态,称为玻璃质粒(Glassy Kernel or Vitreous Kernel);相反蛋白质越少,淀粉之间的空隙就越多,粒质就呈粉质状态,称为粉状质粒(Mealy Kernel or Chalky Kernel);两者之间称为中间质粒(Semi-glassy Ker-nel)。

从硬度上讲,玻璃质粒的硬度大,粉状质粒硬度小。这是因为充填淀粉颗粒之间空隙的蛋白质越多,淀粉之间的空隙越少,粒质组织就越致密,硬度就越大。相反,淀粉颗粒之间没有充填的蛋白质,淀粉之间的空隙就只是微小的气泡,胚乳质地就软弱。所以一般也把玻璃质、中间质、粉质小麦称作硬质、中间质、软质小麦。用玻璃质率可以推测小麦的蛋白质含量,但是这两者的数学相关性不是太高,只能作为参考,进行准确的测定要用仪器。譬如,GB/T 24899—2010《粮油检验 小麦粗蛋白质含量测定》中是使用近红外分析仪快速测定小麦的蛋白质含量。

(四)面筋性能

从小麦粉的面筋性能上可将其分为强力、中力和薄力粉等。硬质小麦磨成的面粉称为强力粉(也称高筋粉),中间质小麦磨成的面粉称为中力粉(也称中筋粉),软质小麦磨成的面粉称为薄力粉(也称低筋粉)。在国外还进一步根据面粉面筋的强弱,把小麦粉细分为特强力、强力、准强力、中力和薄力粉等品种。我国的台湾把以上分类称作特高筋、高筋、粉心、中筋和低筋粉。一般来说,面粉的筋力不同,用途也不相同。例如,强力粉较贵,多用来制作面包;中力粉多用来制作面条;薄力粉比较便宜,多用来制作饼干和蛋糕。加工时往往要根据制品的种类、加工工艺和品质要求来选择面粉。

小麦往往根据以上分类被称作硬质红春小麦(Hard Red Spring)和软质白冬小麦(Soft White Winter)等。GB 1351—2008《小麦》根据小麦的种皮色泽和硬度指数将小麦分为硬质红(白)、软质红(白)和混合小麦。

小麦籽粒是单种子果实,植物学名为颖果。小麦完整粒的结构可以分为顶毛、胚乳、麸皮和麦胚四部分,胚乳所占的质量大约为85%,麦胚约为2.5%,麸皮约占12.5%,如图2-1所示。

(一)顶毛(Beard)

在小麦籽粒一端呈细须状,在脱粒时一般都被除去。

(二)胚乳(Endosperm)

胚乳是制造面粉的主要部分。细胞极小,细胞膜很薄,内含淀粉(Starch)和面筋质(Glu ten-Parenchyma)。越靠近麦粒中心的胚乳,面筋含量越少,但是其面筋质量越好;面筋最多的胚乳靠近麸皮的第六层(糊粉层)。小麦成熟胚乳主要由淀粉颗粒和蛋白质构成,还包括少量的戊聚糖和脂肪类物质。胚乳蛋白质由清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白组成,其中前两者为代谢蛋白,约占籽粒蛋白质总量的20%,决定小麦的营养品质;后两者为种子储藏蛋白,约占籽粒蛋白质总量的80%左右,决定小麦的加工品质。淀粉颗粒在造粉体内合成,被残留的造粉体膜包围,又被连续的蛋白质基质包围,是小麦胚乳最主要的组成成分,占籽粒干重的60%~70%,由直链淀粉和支链淀粉2种淀粉分子组成。在成熟的小麦胚乳中,已发现2种类型的淀粉粒:直径10~35μm、呈椭球形状的A型淀粉粒和直径小于10μm、球形或无规则形状的B型淀粉粒。A型淀粉粒的数量约占总淀粉粒数量的3%,却占胚乳总淀粉粒质量的70%;B型淀粉粒的数量约占97%,质量只有总淀粉粒质量的30%。与A型淀粉粒相比较,B型淀粉粒体积小,表面积相对较大,从而可以结合更多的蛋白质、脂类和水分;B型淀粉粒越多,面团吸水率越高,从而影响面团的揉混性和食品的烘焙特性。

图2-1 小麦籽粒的构造

(三)麸皮(Bran Coat)

在150倍的显微镜下可看出小麦的麸皮从外向内共分为6层:第一层为表皮层(Epidermis)或称长细胞层;第二层为外果皮层(Epicarp),也称横断面细胞层;第三层为内果皮层(Endo-carp),或称管形细胞层。以上三层是小麦的外皮,总称果皮(Pericarp),其灰分含量为1.8%~2.2%,在磨粉时较易被除去。第四层为种皮(Testa),比以上三层小,质地很薄,与第五层紧密结合在一起,不渗水,包含小麦有色体的大部分,又称为色素层;第五层为珠心层(Nucellar Layer),与第四层紧密结合在一起,不易分开;第六层为糊粉层(Aleurone Layer),细胞较大,呈方形分布,灰分含量很高,体积约占麸皮总量的1/3。以上三层总称为种子种皮(Seed Coat),灰分含量达7%~11%,所以面粉中的麸皮含量可以用灰分含量表示。

小麦的皮主要由木质纤维及易溶性蛋白质所组成,图2-1将小麦的皮分三部分来说明。最外层(包括表皮及外果皮)的纤维最多;中层(包括内果皮及种皮)的纤维较少,有色体成分较多;内层(包括胚珠层及糊粉层)的纤维最少,蛋白质最多,但灰分含量最高。小麦粒的颜色主要取决于种皮(Testa)里存在的色素。由于麸皮部分透明,胚乳的颜色可以呈现出来。在胚乳是粉状质时,光线射到白粉状组织表面,反射出的颜色就淡。如果是玻璃质胚乳,一部分光线被吸收,所以呈暗一些颜色。所以小麦一般有颜色从淡到黄,蛋白质也随之增多的倾向,但当种皮颜色深时就不准确了。因而用小麦的外表颜色是不能准确判定小麦粉性质的。白小麦虽然磨出来的面粉白,而且出粉率高,是不是麸皮薄一些呢?从组织学观点看,红小麦和白小麦麸皮厚度没有差异,只不过在磨粉时,麸皮即使混在面粉中,也不大影响白度而已。小麦的颜色和光泽还受收获时的成长状况、脱粒干燥过程的条件等影响。一般来说,麸皮是面粉中不需要的东西,它的存在不仅使面粉白度下降,而且会影响面团的结合力,降低面团保存气体的能力,成品的口感和味道也会受到影响,因而在制粉时是去除的对象。长期以来,麸皮作为小麦制粉的副产品主要作为饲料,近年来因其含有丰富的生物活性物质、膳食纤维等而备受关注,其综合利用是重点发展方向之一。

(四)麦胚(Germ)

麦胚在麦粒的一端与顶毛相对,是发芽与生长的器官。它由图2-1所示的胚芽(Plu-mule)、胚轴(Hypocotyl)、胚根(Radicle)及盾片(Scutellum)等四部分组成。麦胚的组织细胞小而紧密,麦胚平均长2mm、宽1mm、厚0.5~0.7mm,与胚乳之间的结合较松散,水分、脂肪含量较高,大约为10%,因而具有软、黏、不易破碎,抗压而不抗剪切,受压后易成片的特性。小麦胚的含量和大小因小麦品种的不同而有差异,小麦品种不同则小麦胚与胚乳间结合的松紧程度也不同。一般来讲,硬麦的皮薄,胚所占的比重大,易于脱落;软麦的皮层厚,不易研碎,难分离,因此硬麦提胚率高于软麦且纯度较高。小麦的水分含量也影响小麦胚的韧性,水分含量高,则麦胚韧性好,容易脱落,提取胚较完整,反之,胚容易破碎。制粉过程中提取的麦胚一般是片状的,呈浅黄色。

小麦胚占麦粒质量的1.5%~3.9%,是整个麦粒营养价值最高的部分,含有优质的蛋白质和脂肪以及丰富的维生素矿物质和一些微量生理活性成分,营养丰富均衡。麦胚蛋白质不仅含量丰富,而且质量优良。蛋白质中氨基酸比例合理,是一种完全蛋白质。麦胚虽然含有小麦粒中脂肪及类脂肪的大部分,但是其内部所含的脂肪酶、脂肪氧化酶、过氧化酶等各种酶活性也都非常高,这些活性强的酶会作用小麦胚中的不饱和脂肪酸,产生自由基,导致脂肪酸氧化,从而使脂肪氧化酸败。又因小麦胚营养丰富,含水量高,相当于一种天然培养基,使得微生物大量繁殖,导致麦胚发生霉变、发酵酸败、结团等不良现象,因此易使面粉在储藏期中变质。为解决麦胚的不稳定性,国内外研究者也进行了不少的研究。挤压法、微波干燥法、干热和湿热法、γ辐照红外线稳定化处理法均能在一定程度上延长小麦胚储藏期。

(一)麦粒的形状和大小(Shape、Dimension)

作为商品的小麦,其形状和大小一般都有一定规格。把小麦粒的长度与横断面宽度相比,可分为三类:长/宽>2.2为长型;长/宽=2.0~2.1为中型;长/宽<1.9为圆型。

(二)相对密度(Specific Gravity of Grain)

整粒小麦的相对密度在1.28~1.48,硬质小麦较软质小麦的相对密度大一些。春小麦相对密度:硬质为1.420,软质为1.406;冬小麦相对密度:硬质为1.423,软质为1.403。

(三)千粒重(The Mass of 1000 Grain)

千粒重是测定小麦品质的一个标准,即1000粒洁净小麦的质量。其大小相差很大,在15~50g。当然千粒重与种子大小成正比,但与水分含量也有关,所以国际上常换算成无水千粒重来表示。

(四)体积质量(Test Weight)

体积质量旧称为 “容重”,是指一定体积的小麦质量。由此物理量可以推知小麦的结实程度,一般说来体积质量越高的小麦,品质越好,出粉率也越高。

(五)硬度(Hardness)

小麦硬度通常与其小麦粉的强度成正比。所谓小麦粉强度,是以它做成面包后,其体积的大小及其形状的良好与否来评价的。强度较高的小麦粉具有较高的吸水性,做出的面包体积大。但特硬的小麦粉不适于制作面包,而主要制成硬质小麦内胚乳粉(Semolina),用来生产通心粉(Macaroni)。它因含有高的麦芽糖,作为其他面粉的添加物,可增加面团发酵时气体的产生能力。这种特硬小麦有美国的 “Durum”小麦、阿尔及利亚小麦及印度小麦等。

硬麦通常也称强力小麦,大量用于制作面包的面粉,此种面粉粒度较粗,富有流动性。半硬小麦也称中力小麦,这种小麦即使配合强力小麦或薄力小麦使用,也不会使面粉强度相差很大,但这种小麦通常具有较好的香味、颜色和出粉率,常用于制造面条和馒头。软麦也称薄力小麦,适于制作饼干、蛋糕等,也可作为面包用粉的调节剂。这种小麦香味极佳,制作出的面包很白。

小麦各部分的化学组成如表2-3所示,不同组分(除水分外)在小麦粒中的分布是不均匀的。

表2-3 小麦各部分的化学组成(干基)单位:%

续表

注:表中数据为不同小麦的平均值。

(一)蛋白质(Protein)

在国外制作面包等焙烤食品时,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的含量成正比,为8%~15%;鸡蛋中蛋白质含量大约是12.8%,大米中蛋白质含量为6%~8%,可见小麦蛋白质的含量是相当高的。其中,一般小麦的蛋白质含量以硬麦为高,粉质软麦为低。加拿大硬质春麦与美国红春麦蛋白质含量为13.0%~17.0%,普通软麦则为8.0%~12.0%。

乳糜泻又称面筋蛋白不耐症,是因摄入含麸质食品(如小麦、大麦和裸麦及其制品)而诱发的自身免疫性肠病,主要原因是麸质的摄入导致患者小肠黏膜病变,临床表现为腹泻、贫血、骨质疏松等症状。据报道,欧美国家乳糜泻发病率达到1%,中国近年来也报道了乳糜泻病例,而终身食用无麸质食品是当今唯一治疗乳糜泻的方法。因此,乳糜泻成为一个需要关注的问题。

1. 小麦蛋白质的组成

按Osborne的种子蛋白质分类法,小麦中所含蛋白质主要可分为麦白蛋白(清蛋白质类:Albumin)、球蛋白(Globulin)、麦胶蛋白(麸蛋白:Gliadin)和麦谷蛋白(Glutenin)四种。前两者易溶于水而流失,后两者不溶于水。麦胶蛋白和麦谷蛋白这两种蛋白质与其他动植物蛋白不同,最大特点是能互相黏聚在一起成为面筋(Gluten),因此也称面筋蛋白。这一特点可因储藏时间太长、潮湿气候的影响、面粉或小麦发霉程度的增加而逐渐变化,蛋白质含量虽未减少,但面筋凝结力已逐渐降低,甚至全部消失,使其加工性能大大下降。小麦中的蛋白质组成如表2-4所示,麦谷蛋白和麦胶蛋白占小麦中蛋白质含量的80%左右,通常这两种蛋白质含量相当。

表2-4 小麦中的主要蛋白质组成 单位:%

2. 小麦蛋白质所含的氨基酸

小麦蛋白质的肽链由氨基酸缩合而成,仅面筋蛋白中就有18种氨基酸。小麦蛋白质中主要氨基酸的组成及其中的必需氨基酸与其他农产品的比较如表2-5所示。

表2-5 小麦及其他农产品中蛋白质的氨基酸组成 单位:%

*必需氨基酸;**婴儿必需氨基酸。

注:玉米、大米和鸡蛋只列出必需氨基酸组成。

(二)碳水化合物(Carbohydrate)

1. 可溶性碳水化合物(Soluble Carbohydrate)

可溶性碳水化合物是指碳水化合物中可为人体消化利用的部分,包括淀粉和糖类。小麦淀粉主要集中在麦粒的胚乳部分,糖分布于胚芽及糊粉层中,这两种碳水化合物占麦粒的70%(干物)以上,其中以淀粉为主,糖约占碳水化合物的10%。

2. 粗纤维(Crude Fiber)

小麦的粗纤维不但不能为人体吸收而且由于它大多含在麸皮之中,它的存在影响面粉质量,在制粉过程中应将其除去到最低程度。粗纤维又可分纤维素(Cellulose)和半纤维素(Hemicellulose),半纤维素中值得一提的是戊聚糖(Pentosan),它在小麦胚乳中只有2.2%~2.8%,皮部较多,虽不能消化,但对面团的流变学性质影响很大。据研究表明,它有增强面团强度、防止成品老化的功能。

(三)脂肪(Oil and Fat)

小麦的脂肪主要存在于胚芽和糊粉层中,含量很少,只有1%~2%,这虽是营养成分,但多由不饱和脂肪酸组成,很易氧化酸败使面粉或饼干等制品变味,所以在制粉过程中一般要将麦胚除去。

(四)矿物质(Ash or Mineral Matter)

小麦或面粉中的矿物质(钙、钠、磷、铁等)主要以盐类的形式存在,小麦或面粉完全燃烧之后的残留物绝大部分为矿物质盐类,因而也称灰分。面粉中灰分是很少的,灰分大部分在麸皮中,小麦粉的等级也往往以灰分量分级,以表示麸皮的去除程度。

(五)维生素(Vitamin)

小麦胚芽中含有丰富的维生素E。小麦中维生素B1、维生素B2、维生素B5较多,还含有少量的维生素A和微量的维生素C,但不含维生素D。

(六)小麦的化学结构与制粉工艺的关系

1. 从营养角度来看

小麦胚芽中含有丰富的维生素和蛋白质,但高级面粉、精白粉中几乎不含胚芽,这是因为胚芽含脂肪及酶较多,会影响面粉的发酵能力,而且因脂肪中含有胡萝卜素(Carotene)这样的黄色素而影响面粉的洁白度,尤其是脂肪存在于面粉中时,使面粉易受氧化酸败的影响,所以不易储存。

2. 从面粉加工上看

麸皮中种皮的糊粉层含蛋白质较高,纤维素含量较少。果皮中纤维素含量远高于种皮,在高产率的制粉操作中如何将果皮层除去,而将种皮层保留下来是制粉工艺中的一个研究课题。

小麦制粉工艺的主要目的是将胚乳碾磨成小而细的颗粒,并尽可能地除去皮层。现代制粉工艺基本分为传统制粉和剥皮制粉两种工艺。传统制粉方法又称逐道研磨法,是将清理干净的小麦先进行初步研碎,然后逐步从麸皮上剥刮下胚乳,并保持麸片的完整,即传统制粉工艺是破碎小麦,从里向外逐道刮剥,轻研细磨,多道筛理的方式提取面粉,目前国内外大多数面粉加工厂采用的是传统制粉方法。这种制粉方法,按出粉主要位置的不同,可分为中路出粉工艺和前路出粉工艺,或者称之为长粉路和短粉路。

前路出粉工艺的特点是粉路短,研磨系统少,只有皮磨和心磨系统。在第一道皮磨和第一道心磨大量出粉。相比其他制粉工艺而言,单位产量高,能耗最低,投资少。但皮磨操作紧,各道研磨强度大,在研磨过程中,麸皮被较多地破碎而混入小麦粉,因此,小麦粉中含麸皮碎片较多,粉色差。适合生产要求低、粒度粗的小麦粉,一般出粉率可达85%;整个粉路平均灰分高,适合生产灰分不超过1.2%的标准粉。如果对小麦粉精度要求不高,而要求较高的出粉率,可选用前路出粉工艺。

中路出粉工艺是指在整个粉路中,出粉位置不像前路出粉工艺那样主要集中在一道皮磨和一道心磨,而是着重在心磨系统。其特点是粉路长,研磨层次多,通常包括皮磨、渣磨、清粉、心磨和尾磨。和其他制粉工艺相比,中路出粉工艺优质粉比例大,设备使用寿命长,经济效益高。一般出粉率可达70%~75%,整个粉路平均灰分低,适合生产高等级小麦粉。因此,如果要求较高的加工精度,可选用中路出粉工艺。

小麦的剥皮制粉法是剥去小麦的皮层,提出麦胚,将胚乳和皮层尽可能地分离,使入磨原料是含较少皮层的洁净籽粒。小麦剥皮制粉工艺的工作原理最重要的一点就是在研磨取粉前对小麦进行剥皮,采用剥皮机通过控制摩擦力度除去小麦皮层,以及通过摩擦去除附着的麦皮碎片等。在小麦入磨前先脱去小麦腹沟以外占总量70%左右的麦皮,再根据去皮麦粒的研磨特性进行制粉。小麦共有六层皮,分别是表皮、外果皮、内果皮、种皮、珠心层和糊粉层,采用脱皮前处理可除去小麦的外三层皮,此外对种皮和珠心层也有一定程度地剥离和破坏。细菌农药残留、重金属残留和灰尘主要集中在小麦的外三层皮,脱皮处理剥去了大部分麦皮,不但大大提高了食品的安全性,而且极大地减轻了剥刮的任务,降低了麦皮混入面粉中的可能性,缩短了粉路,提高了低灰分的优质粉出率,降低了动力消耗,在一定程度上提高了面粉产品的商业价值

(一)水分

经过干燥成为商品小麦的水分与当地的气温、湿度有关,一般为8%~18%。我国小麦则为11%~13%。水分太高会降低小麦的储藏性,引起变质。而且,水分高的小麦也会给制粉带来困难。面粉中的水分含量一般为13%~14%。

小麦在制粉前,一般都有一个水洗和调质的工序。这一工序的目的,除为了洗去泥土、石块等异物和调节水分外,还有一个非常重要的意义,即改善小麦的制粉加工性能。调质的效果可简述如下:①使麸皮变韧,减少细小麸屑形成,增进面粉颜色;②使胚乳与麸皮易于分离,减少麸皮磨除的动力消耗;③使胚乳易于粉碎,减少细磨的动力消耗;④麸片大,使筛粉工序易于进行;⑤使成品水分含量适当;⑥提高出粉率,降低灰分含量;⑦改进面粉的焙烤性能。

(二)蛋白质

1. 面筋(Gluten)

面筋蛋白是小麦蛋白质的最主要成分,是使小麦粉能形成面团(Dough)的具有特殊物理性质的蛋白质。面粉加入适量的水揉搓成一块面团,泡在水里30~60min,用清水将淀粉及可溶性部分洗去,剩下即为有弹性像橡皮似的物质,称为湿面筋(Wet Gluten)。去掉水分的面筋称为干面筋。一般湿面筋与干面筋的主要成分如表2-6所示。

表2-6 湿面筋与干面筋的化学组成 单位:%

面筋蛋白主要有麦胶蛋白(Gliadin)和麦谷蛋白(Glutenin)。这两种蛋白质也都并非单一成分,而是多种蛋白质的混合物。麦谷蛋白比麦胶蛋白相对分子质量大得多,是许多有三级结构的多肽链(亚基:Subunit)分子以—S—S—键组合而成,而麦胶蛋白则是三级多肽链分子内的—S—S—键结合。这两种蛋白质的氨基酸组成也很相似,都含有相当多的半胱氨酸,使分子内和分子间的交联结合比较容易。麦胶蛋白有良好的伸展性和强的黏性,但没有弹性。麦谷蛋白富有弹性,缺乏伸展性。所以,这两种蛋白质经吸水膨润、充分搅拌后,相互结合使面团具有充分的弹性和伸展性。由于麦胶蛋白和麦谷蛋白都是具有—S—S—键结合的多肽链结构,因此,当分子在膨润状态下相互接触时,这些分子内的—S—S—键就会变为分子间的结合键,连成巨大的分子,形成网状结构。面粉内的淀粉充塞在面团的网状组织(面筋)内,当面团产生气体时,网状组织就会形成包围小气泡的膜。当面团焙烤时,这些小气泡内的气体由于受热而产生压力,使面团逐渐膨大,直至面团的蛋白质凝固,出炉后即成松软如海绵状的制品,称为面包。之所以只有小麦可以做成面包,就是因为它含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。所以,判断面粉加工性能时不仅要看面筋蛋白的数量,也要看其质量。如果面筋蛋白变性,—S—S—键结合受到破坏,就不会形成具有好的黏弹性、伸展性(Vitality)的面团。小麦粒糊粉层和外皮的蛋白质,含量虽然很高,但由于不含面筋质,所以品质差。麦粒越是近中心部分,其蛋白质含量越低,但品质比外围的要好。面筋的性能常常与其胀润时的吸水能力有关,活性面筋蛋白的吸水量为自身重(干基)的2.8倍左右。

活性面筋蛋白不仅对做面包等焙烤食品、面条类食品不可缺少,而且还被加工成粉末谷朊粉作为肉制品、水产品的黏结剂以增加弹性。利用面筋的黏弹性,还可加工成面筋制品(油面筋、烤麸)、人造肉等。

2. 面粉蛋白质所含的氨基酸(Amino Acid)

小麦蛋白质的氨基酸组成参见表2-5。其中与食品加工关系较大的主要有以下几种。

(1)赖氨酸(Lysine)面粉蛋白质属于不完全蛋白质,因为一种重要的人体必需氨基酸——赖氨酸(Lysine)在面粉中含量极少。因此,制作营养面包时常常要加入脱脂乳粉等乳制品,除了可以改善面团的物理性质和面包的风味颜色之外,其最重要的目的是提高面包的营养价值。在面包中添加适量的氨基酸,特别是赖氨酸 [乳粉的酪蛋白(Casein)含有丰富的赖氨酸],来弥补面粉蛋白质的不足,使之成为较完全蛋白质食品的制作方法,越来越受到重视。

(2)谷氨酸(Glutamic Acid)在未使用发酵法制造味精前,制造味精的基本材料是面粉的面筋,因为面粉蛋白中含有40%的谷氨酸基可供提取制造谷氨酸钠(味精)。

(3)半胱氨酸(Cysteine)小麦中含有的半胱氨酸对小麦粉的加工性能有很大影响。半胱氨酸含有巯基(—S—H—),—S—H—具有和—S—S—迅速交换位置,使蛋白质分子间容易相对移动,促进面筋形成的作用。因而它的存在使面团产生黏性和伸展性。但当—S—H—含量较多时,这一作用将使面筋蛋白结构中的—S—S—结合点无法固定,面筋缺乏弹性,面团发黏不易操作,而且会使面团气体保留性差,成品体积小,组织粗糙。—S—H—还具有还原性,氧化后可成为连接蛋白质分子的—S—S—,增加面筋的弹性和强度。以上原理可以用图2-2说明。

因为以上原因,刚磨出的面粉因含有较多的半胱氨酸,故不宜马上用来做面包。常用自然陈化或添加改良剂处理的方法氧化—S—H—基为—S—S—结合形式,使面粉的加工性能得到改善。改良剂一般是指氧化剂(碘酸钾、维生素C等)。

(三)碳水化合物(Carbohydrate)

小麦粉中的碳水化合物主要有淀粉、糖和(半)纤维素。小麦淀粉主要集中在麦粒的胚乳部分,糖分布于胚芽和糊粉层中。这两种碳水化合物占麦粒的70%以上(干物质),其中以淀粉为主。糖约占碳水化合物的10%,随着小麦粒的成熟,糖大多转化为淀粉。糖所占比例虽小,然而在面团发酵时,却是酵母呼吸和发酵的基础物质。它可以由酵母直接分解为二氧化碳和醇,所以有一定的重要性。

图2-2 面筋蛋白结构的互变

小麦淀粉由直链淀粉(Amylose)和支链淀粉(Amylopectin)构成,前者由50~300个葡萄糖基构成,后者的葡萄糖基数量为300~500个。一般淀粉中直链淀粉占20%~30%。小麦淀粉中,直链淀粉为19%~26%,支链淀粉占74%~81%。直链淀粉易溶于温水,而且几乎不显示黏度,而支链淀粉则容易形成黏糊。用显微镜观察小麦淀粉时可以发现其淀粉颗粒分大颗粒和小颗粒两种,没有中间粒,大的形状如鹅卵石(25~35μm),小的接近球形(2~8μm)。

一般,淀粉在常温下不溶于水。但当加热到约65℃时,淀粉粒开始吸水膨润,当继续加热到85℃,淀粉粒一直会膨润到原直径的5倍以上,全体变成半透明的糊状,成为有黏性的状态。这是因为淀粉粒胀裂后分子成为单分子状态,这些直链或支链淀粉分子在被搅动时互相缠绕钩挂,即呈现黏性。这种糊化状态的淀粉称为α淀粉。未糊化的淀粉分子排列很规则,称为β淀粉。一般来讲,由β淀粉变成α淀粉,在加热温度65℃时,要经过十几小时,80℃要经几小时,90℃要经3h,100℃只要20min便可完全糊化。面类食品由生到熟的过程,实际上就是经历由β淀粉变成α淀粉的过程。α淀粉比β淀粉易消化。但α淀粉在常温下放置又会依条件不同逐渐变为β淀粉,这种现象称作α淀粉的老化(Retrogradation)。面包在刚制成时,淀粉为α状态,但放置一段时间后也会老化,使其口感、外观等商品价值下降。因而面包的防老化问题也是面包制作工艺中一个很重要的课题,同样,对其他焙烤食品也有这一问题。

在焙烤过程中,淀粉的作用是十分重要的。当面团中心温度达55℃时,酵母会使淀粉酶(Amylase)加速活化,使得淀粉分解为糖的变化加速,面团因之会变软。这时淀粉吸水膨润,形状变大,与网状面筋结合形成强劲结构。由于在膨润中,从面筋中吸取了水分,使得面团组织的弹性力和强度大大加强。

面粉中的纤维素来自制粉过程中被磨细的麦皮和从麦皮上刮下来的糊粉层。加工精度高,出粉率低,粗纤维含量少;反之,加工精度低,出粉率高,粗纤维含量多。纤维素属于糖类,虽然不能被人体消化吸收,但纤维素能促进胃肠蠕动,刺激消化腺分泌消化液,帮助消化其他营养成分,对预防结肠癌等有重要作用。面粉中还含有一些非淀粉多糖类物质,主要是戊聚糖,有水溶性及水不溶性之分。小麦不同部位的戊聚糖含量不同,其中皮层部分、糊粉层含量高,胚乳中含量较少。小麦籽粒中戊聚糖的含量一般在5%~8%,而面粉中戊聚糖的含量一般在2%~3%。与小麦中蛋白质、淀粉含量相比,戊聚糖含量较少,但与小麦品质却有着非常密切的关系。研究发现,戊聚糖影响小麦硬度、小麦的加工品质、面团的流变学特性、面包的烘焙品质以及淀粉的回生等。戊聚糖本身作为一种细胞壁物质,其所具有的特性与小麦硬度、小麦加工品质有关。戊聚糖在小麦中的分布特征,即它主要存在于胚乳之外的皮层和糊粉层部分,而在胚乳中含量较少,决定了其与面粉精度或灰分之间存在一定的相关性。戊聚糖所具有的较高吸水特性、持水特性及氧化交联形成凝胶的特性,对面团的流变学特性和面包的烘焙品质有着非常重要的影响。另外,它还影响小麦淀粉和谷朊粉生产中淀粉与蛋白质的分离。面粉用戊聚糖酶处理,就是将其中的细胞壁多糖(主要是戊聚糖)水解,可以使淀粉和蛋白质更有效地进行分离。面粉中的戊聚糖在面包烘焙中主要有以下三个方面的重要性质:①影响面团的混合特性及面团的流变特性。②可以与面筋一起包裹发酵过程中产生的气体,延缓气体的扩散速率,使面团的持气能力增加。③可以通过抑制淀粉的回生而延缓面包的老化等。

(四)脂肪(Oil and Fat)

面粉本身脂肪含量很低,通常为1%~2%。如前文所述面粉中由于脂肪的存在,易发生酸败而产生不良影响。但最近也有研究表明,面粉中含有的类脂质(Lipid)的性质和作用对面粉性质有较大影响。研究认为,大部分脂质在胚芽中,这部分脂质易酸败,属质量不好的脂质,而胚乳中的类脂质是形成面筋的重要组成部分,如卵磷脂还是良好的乳化剂,它具有使面包组织细匀、柔软和防止老化的作用。

一般利用脂肪酸败的特征,通过测定面粉中脂肪的酸价或碘值来判别面粉的新鲜程度,国标中要求小麦粉的脂肪酸值≤80(湿基计)。

(五)面粉中的酶(Enzyme)

面粉中含有多种内源酶,对小麦粉的贮藏和加工品质都有一定影响。

1. 淀粉酶(Amylase)

面粉中含两种对焙烤食品制作非常重要的淀粉酶:α-淀粉酶和β-淀粉酶。这两种酶可以使一部分α淀粉(糊精)和β淀粉水解转化为麦芽糖,作为供给酵母发酵的主要能量来源。但β-淀粉酶对热不稳定,所以它的糖化水解作用都在发酵阶段。α-淀粉酶能将可溶性淀粉变为糊精,改变淀粉的胶性。它对热较为稳定,在70~75℃仍能进行水解作用,温度越高作用越快。α-淀粉酶的存在,大大影响了焙烤中面团的流变性,因而谷类化学专家公认α-淀粉酶在烤炉中的作用可大大改善面包的品质。

正常的面粉内含有足量的β-淀粉酶,而α-淀粉酶一般在小麦发芽时才产生。在良好的储藏条件下小麦几乎不发芽,因而α-淀粉酶很少。为弥补这一缺点,可在面粉中加入适量的麦芽粉(Malt)或含有α-淀粉酶的麦芽糖浆(Malt Syrup)。但淀粉酶的活力过大,也会有不好的影响,因为它会使大量的淀粉链支解断裂,使面团力量变弱和发黏。受潮发芽的小麦加工成的面粉就是因此才难以制作面包。

2. 蛋白酶(Protease)

面粉中蛋白酶可分为两种,一种是能以内切方式直接作用于天然蛋白质的蛋白酶;另一种是能将蛋白质分解过程中的中间生成物多肽类再分解的多肽酶。搅拌发酵过程中起主要作用的是蛋白酶,它的水解作用可降低面筋强度,缩短和面团的时间,使面筋易于完全扩展。

3. 脂肪酶(Lipase)

脂肪酶对面包、饼干的制作影响不大,但对已调配好的蛋糕粉(Rrepared Mix)则有影响,因为它可分解面粉里的脂肪成为脂肪酸,易引起酸败,缩短储藏时间。

(一)小麦粉的品质及影响因素

因为小麦比大米及其他谷物有更多的可食形态,加工方法也比较繁杂,所以,小麦粉品质的评价包括许多方面。

1. 加工性能

小麦粉的品质与原料有着直接的关系,因此评价小麦粉加工性能时有必要简单了解小麦的加工性能。小麦的加工性能分为一次加工性能和二次加工性能。一次加工性能是指小麦与制粉关系较大的性质;二次加工性能是指以小麦粉为原料,加工成面包、饼干、糕点、馒头、面条及其他食品时所表现的性质。例如,前者包括出粉率、制粉难易程度以及粉色等;后者有小麦的成分,特别是蛋白质的量和质(即面筋情况)、含酶情况等。

2. 用途对品质的要求

按可食形态的品种不同,对原料的性能要求也不同。大体上一次加工性能的评价对所有小麦粉制品是相通的。二次加工性能的评价对不同的制品往往有所不同。

(二)小麦的一次加工性能及测定评价方法

小麦的一次加工性能是指从小麦粒加工成面粉的性能。

1. 小麦粒的物理性质测定

(1)饱满粒率(整粒率)以2.0 mm网眼的筛筛分,判断饱满粒率。

(2)体积质量 其值与测定方法关系很大,因此,每种测定方法使用的器具都有严格的规定,主要有美国的 “Test Weight Apparatus”,欧洲、加拿大等地通用的 “Schopper Scale(Chondrometer)”,日本等地的 “Browel Scale”等。我国的斗和升也是以体积质量原理计量的,但很不准确,现在我国粮油、油料检验体积质量测定法(GB/T 5498—2013《粮油检验容重测定》)的单位为 “g/L”。

(3)千粒重(Thousand Kernels Weight)如前小麦粒物理性质中所述。

(4)玻璃质率(Vitreous Kernel Rate)取100粒整粒小麦,用谷粒切断器或锋利刀片将每粒拦腰切断,观察其断面半透明的玻璃状部分的面积,超过端面面积70%的为玻璃质粒或硬质粒;玻璃状部分的面积是断面面积的30%~70%的称为半玻璃质(中间质)粒;在30%以下(包括30%)的称为粉质(软质)粒。玻璃质率的计算方法如式(2-1)所示。

2. 小麦和小麦粉的组成分析

(1)水分(Moisture Content)一般面粉的含水量为10%~14%。在加工焙烤食品时,必须要了解小麦粉的水分,以确定调粉时的加水量。一般测定时,面粉水分以14%为准。水分多用绝对干燥法测出。测定时的干燥条件:干燥温度为(130 ±2)℃,干燥时间1h,试料量为2g等,详见粮油、油料检验水分测定法(GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》)。

(2)灰分(Ash Content)测量灰分是取3g面粉先在电炉上预烤,烟尽后,将面粉置于马弗炉(600 ±50)℃中焚烧3~4h,称量后计算。天平要求精度在0.0001g,详见粮油、油料检验灰分测定法(GB 5009.4—2016《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》)。

(3)蛋白质 常用的测定方法有化学分析法、含氮量自动分析装置测定法等。具体测量方法这里不作介绍。

3. 制粉试验

测定小麦的一次加工性能,最综合的评价方法是制粉试验,而且制粉试验所采用的标准制粉方法,也为小麦粉的评价提供了可靠的比较基准。制粉试验一般是通过标准的制粉机测定的。试验制粉机系统主要有两种:一种是德国Brabender公司制造的 “Test Miller”;另一种是瑞士制造的 “Buhler Test Miller”。

(三)小麦的二次加工性能及测定评价方法(即面粉的加工性能及测定评价方法)

面粉的加工性能指以面粉为原料制作具体食品时表现出的加工特性,包括基本成分分析及粉色、面团的物理性能,介绍如下。(www.xing528.com)

1. 成分分析

如前所述,小麦粉成分分析与小麦基本相同,主要有水分含量、灰分含量和蛋白质含量。但是,二次加工性能对蛋白质含量的测定主要是针对面筋的评价。由于面筋的质与量决定了面粉的加工性质,所以面粉的品种往往以面筋含量或蛋白质含量来划分,根据湿面筋的含量可将小麦粉分为强力粉、中力粉、薄力粉等。湿面筋含量可采用手洗法(GB/T 5506.1—2008《小麦和小麦粉 面筋含量 第1部分:手洗法测定湿面筋》)或仪器法(GB/T 5506.2—2008《小麦和小麦粉 面筋含量 第2部分:仪器法测定湿面筋》)测定。也有以干面筋含量划分的,因为干面筋的组成绝大部分为蛋白质,所以也可认为是近似的蛋白质含量。由于手洗法的操作误差比较大,国外一般采用专用测定仪器自动操作测定。2018年10月1日实施的GB/T 35993—2018《粮油机械 面筋测定仪》中规定,可以采用面筋测定仪对面粉中的面筋含量进行测定。一般来说,面筋不仅从数量上影响面团的加工性能,而且面筋的质量也对面团的性能有十分重要的影响。

2. 小麦粉颜色(粉色)的测定

小麦粉颜色的测定主要有肉眼观察法(Pekar test)和仪器(白度仪)测定法。利用白度仪测定白度是评价面粉色泽的一种有效方法,已广泛应用到实际工作中,工作原理如下。

白度仪是利用积分球实现绝对光谱漫反射率的测量,由卤钨灯发出光线,经聚光镜和滤色片成蓝紫色光线,进入积分球,光线在积分球内壁漫反射后,照射在测试口的试样上,由试样反射的光线经聚光镜、光栏滤色片组后由硅光电池接收,转换成电信号。另有一路硅光电池接收球体内的基底信号。两路电信号分别放大,混合处理,测定结果数字显示。工作原理如图2-3所示。

3. 面团物理性能的测定

搅拌好的面团应有三种特性:

(1)胶黏的流动性(Fluidity)使面团具有良好的流动性,胀发时能充填在烤具的每一个部位,得到组织、形状好的产品。

图2-3 白度仪工作原理图

(2)塑性(Plasticity)可使面包变得柔软,易于滚圆和整形。

(3)弹性(Elasticity)使面团具有强韧的物性,在发酵和焙烤过程中,保气性好,能耐面包膨胀时所受的张力,而使面包达到最大的体积。

面团性质的测定比较有名和广为使用的主要有布拉本德(Brabender)测定系统和肖邦(Chopin)系统。布拉本德测定系统包括了从制粉、面筋测定到面粉、面团性质测定的由德国Brabender公司生产的一整套仪器,主要有面团粉质仪(阻力仪)、面团拉力测定仪(延伸图仪)、淀粉黏焙力测定仪等。以上测定系统所测定的面团的延伸性、弹性、黏度、强度等,不是单一的物理性质,而是一个综合指标,虽然用纯物理学观点来分析这些指标,也许有种种不合理的地方,但对于就是高分子化学也没有完全解决的面筋、淀粉等混合物——面团的复杂性质来说,这些测定仪器不失为一种有效的测定手段。而且在现代化的面粉食品厂,这些仪器都是质量管理必不可少的设备。此系统的测定单位都定为 “Brabender Unit”,简写为BU。这些仪器的刻度、记录纸都是统一的规格,所以很难直接换算成表示单一物理性质的单位。

(1)面团阻力仪(粉质仪:Farinograph)由调粉(揉面)器和动力测定计组成,如图2-4所示。它是把小麦粉和水用调粉器的搅拌臂揉成一定硬度(Consistency)的面团,并持续搅拌一段时间,与此同时自动记录在揉面搅动过程中面团阻力的变化,以这个阻力变化曲线来分析面粉筋力、面团的形成特性和达到一定硬度时所需的水分(也称面粉吸水率)。

图2-4 粉质仪

操作方法:称量300g(有的仪器是50g)的面粉(水分13.5%)放入揉面器内搅动,并从滴定管加入水(30℃)。一边加水(25 s内加完),一边观察记录器的曲线变化,加水量要使阻力曲线中心线的顶点刚好在(500 ±20) BU的范围内。一般没有经验的人,一次掌握不好加水量,可反复操作,直到达到要求。这时再继续使揉面机搅动12min以上。记录纸得出的面团阻力曲线就称粉质曲线,如图2-5所示。

图2-5 粉质曲线

AT—面团初始形成时间 PT—顶点时间 DT—面团形成时间 Stab—面团稳定度 W—面团宽度 WK—面团衰落度

①面团初始形成时间(AT:Arrival Time):从面粉加水搅拌开始计算,粉质曲线中心线到达(500 ±20) BU时所需时间,说明面团初步形成。此时间表示面粉吸水时间,此值越大,反映面粉吸水量越大,面筋扩展时间越长。一般调制硬式面包、丹麦式面包、炸面包圈等面团就是在此时刻结束调粉,只要面团水化作用完成,面团的软化留待发酵阶段进行。

②面团形成时间(DT:Dough Development Time):从揉面开始至达到最高黏度的时间。但是在最高黏度值持续时,这时间就指从揉面开始至到达最高值后此值开始下降时所需的时间。也有的把这两个时间分开定义,把初达到最高点的时间称为顶点时间(PT:Peak Time)。此时面团的外观显得硬而粗糙,面团的流动性最小,即所谓的 “连续相”(Micro Plug Flow)阶段。

③面团稳定度(Stab:Stability):阻力曲线中心线最初开始上升到(500 ±20) BU下降到(500 ±20) BU之间所需的时间。在此时间段内搅拌,面团质量不下降。因此这段时间越长,说明面团加工稳定性越好。在此阶段,面团面筋不断结合扩展,使面团成为薄的层状结构,随着搅拌臂的运动而流动,即所谓 “薄层流动”(Laminar Flow)阶段,此时膜的伸展性和面团的弹性最好,最适合做面包。

④面团衰落度(WK:Weakness):曲线从达到PT开始时起12min后曲线中心线的下降值(BU)。面团衰落度越小,说明面团筋力越强。此时已结合的面筋组织被撕裂,处于 “破裂”(Break Down)阶段。

⑤面团宽度(W:Width):粉质曲线的宽度表示面团的弹性。弹性大的面团,曲线截面则宽。

⑥综合评价值(VV:Valorimeter Value):用面团形成时间和衰落度来综合评价的指标,是用本仪器附属的测定板在图上量出。其原理为把理想的薄力粉设定为VV=0,这时DT=0,WK=500;理想的强力粉:VV=100,DT=26,WK=0;然后把这中间划分为等份,作为评价的得分。因为VV含有两个因素,是二元函数,所以分析时往往与DT一起用来比较。一般VV与面包的体积、面粉的蛋白质含量等有较大的相关性。强力粉在70以上,薄力粉在30以下。如图2-6所示,根据面团阻力曲线的形状,也可大体判断面粉的性质。

图2-6 不同面粉面团的阻力曲线

(2)面团拉力测定仪(面团拉伸仪:Extensograph)这是测定具有一定软硬度面团的延伸程度和延伸强度的装置。它可以测定面团的筋力和其随时间的变化,为下一步的发酵工艺提供面团的有关性质。因为测定中有时间因素,所以也可以反映小麦粉中酶类、氧化作用等的影响,获得比粉质仪更详细的情况(图2-7)。

图2-7 面团拉力测定仪

操作方法:称量面粉300g(水分13.5%),精确称量6g食盐。将面粉放入面团粉质仪的调粉器中。将食盐溶于纯水中,水量是根据经验,使面团粉质仪中面团的硬(黏稠)度达到500BU的量。实际操作时,开始时食盐水溶液的水量可少一些,调粉时再加入余下的水,一边搅拌一边加水。一般是先搅拌1 min,再盖上盖放置5min,再搅拌2min,使最终面团的硬度达到(500 ±10) BU(如达不到再重做),并记下达到500BU时的纯水用量。和好面团后,从机器中将面团取出,并在不拉伸的情况下(用剪刀剪)将面团分为(150 ±1)g的两块。然后在仪器的滚圆器和搓条器里把这两块面团整形成圆柱体后,放入仪器的恒温恒湿箱中静置45 min,再放到延伸拉力测定记录器上。水平夹住面团两端,面团中间上方有一个钩,开动机器时,钩以一定速度向下拉伸面团,直到拉断。这时自动记录仪上就可得出一幅记录拉伸力变化和时间(延伸长度)关系的面团延伸性曲线图。然后把拉断的面团再整形,恒温静置45 min后,再测定每一块面团的延伸情况。同一块面团,一共测定三次,即在恒温、恒湿环境中静置45min、90min、135min后测定,分别可得到三条曲线。两块面团可得到六条曲线,这些曲线称为构造缓和曲线,由此可以研究面团的性质及其中改良剂和各种酶的影响。

得到的面团构造缓和曲线(Extensograph Structural Relaxation Method)的形状和参数如图2-8所示。

图2-8 面团构造缓和曲线

A(Area)—曲线面积(cm2R(Resistance)—抗张力(BU) E(Extensibility)—延伸长度(mm) R/E(Ratio Figure)—形状系数

强力粉的曲线面积(A)、抗张力(R)、延伸长度(E)一般比薄力粉大,且与蛋白质含量具有正相关关系。R/E越小,说明面筋力越弱。R如果越大,且每隔45 min后增加量越大,加工性能越好,做面包比较合适。做面条用的面粉希望E大一些,而且R/E比焙烤食品的小一些,一般影响不大。如果R特小,R/E也过于小,加工性能就差。收获时遭雨发芽的小麦,因淀粉酶增多,R降低,E增大,而且随时间延长,R增加很少。

(3)肖邦混合实验仪(Mixolab Station) Mixolab混合实验仪由主机、混合室、定量加水系统、温度控制系统、测力系统、运算软件、显示器等部分组成,如图2-9所示。混合室由基座、一对S形混合刀、侧板三部分组成,是仪器重要的工作部件。温度控制系统由温度传感器、电热加温、冷水循环(外接自来水)、温度程序控制器等部件组成,温度控制范围30~90℃,升温、降温速率为4℃/min。测试完全由电脑控制,并可进行校准和数据储存。在测试开始之前,仪器进行自我校准,以保证测刀和温控系统在特定范围内运转。为了确保样品之间的可比性,混合实验仪在chopin实验协议中,加水和面后面团的重量为75g(对应面粉质量大概为50g),目标扭矩为1.1N·m(±0.05N·m),两个S形搅拌刀的转速为80r/min。混合实验仪测定在搅拌和温度双重因素下的面团流变学特性,主要是实时测量面团搅拌时两个揉面刀的扭矩变化。一旦面团揉混成型,仪器开始检测面团在过度搅拌和温度变化双重制约因素下的流变特性变化。在实验过程的升温阶段,所获得的面团流变特性更加接近食品在烘焙及蒸煮工艺上的特性。混合实验仪标准实验的温度控制分为3个过程:①8min保持30℃恒温阶段;②加温阶段,15min内以4℃/min速度升温到90℃并保持高温7min;③降温阶段,10min内以4℃/min速度降温到50℃并保持5min,整个过程共计45min。

实验结束后可以获得Mixolab典型曲线图(图2-10),图中各曲线段上的参数为:

图2-9 Mi xol ab混合实验仪

图2-10 Mixolab典型曲线图

C1 (N·m)—揉混面团时扭矩顶点值,用于确定吸水率 C2 (N·m)—依据机械工作和温度检测蛋白质弱化

C3 (N·m)—显示淀粉老化特性 C4 (N·m)—检测淀粉热糊化热胶稳定性

C5 (N·m)—检测冷却阶段糊化淀粉的回生特性 α—30℃结束时与C2 间的曲线斜率,

用于显示热作用下蛋白网络的弱化速度 β—C2C3 间的曲线斜率,显示淀粉糊化速度

γ—C3C4 间的曲线斜率,显示酶解速度

前段(C1C2 )主要表达面粉中蛋白质组分的特性,后段(C3C4C5 )主要表达面粉中淀粉组分的特性,整条曲线即表达面粉中蛋白质组分和淀粉组分的特性。曲线区间①表示面团形成阶段(恒温,30℃);曲线区间②表示蛋白质弱化阶段;曲线区间③表示淀粉糊化阶段;曲线区间④表示淀粉酶活性(升温速率恒定);曲线区间⑤表示淀粉回生阶段。混合实验仪力矩曲线表达了面粉从 “生”到 “熟”特性的大量综合信息,包括面粉的特性、面团升温时的特性、面团熟化时的特性以及面团中酶对面团特性的影响等,反映了蛋白质、淀粉、酶对面团特性的影响,以及它们之间的相互作用。

混合实验仪除了能更全面、更科学、更直接地表征面粉的质量,还能综合评价不同用途面粉的质量。2008年,法国肖邦公司在大量实验数据的基础上,采用科学的数理统计方法,建立了混合实验指数剖面图(Mixolab profiler),如图2-11所示。图中各指标的含义为:

吸水率指数(Absorption index):表示面粉各组分吸水的特性。吸水率指数越大,面粉吸水率越高。

混合指数(Mixing index):表示恒温过程中面团的稳定性。混合指数越大,面团稳定性越好。

面筋强度(Gluten +index):升温过程中面筋的强度。面筋强度越大,面筋耐热性越好。

图2-11 混合实验指数剖面图

黏度指数(Viscosity index):升温过程中黏度的特性。黏度指数越大,黏度增加越大。

淀粉酶指数(Amylase index):淀粉酶降解淀粉的特性。淀粉酶指数越大,淀粉酶活性越低。

回生指数(Retrogradation index):降温过程中淀粉的特性。回生指数越大,成品的货架期越短。

对于某种特定的面粉(如面包粉、饼干粉、馒头粉),首先要建立该面粉的 “目标指数剖面图”,图中的黑色区域就是该 “目标指数区间”。由于混合实验目标指数剖面图是针对不同用途面粉制定的,所以各种用途面粉目标指数剖面图 “目标剖面区间”的形状也是不相同的。当测定结果与目标指数剖面图不完全吻合时,可以使用 “混合实验指导”(Mixolab Guide)软件对该面粉的质量进行修正。此外,还可以使用 “混合实验研究工具”(Mixolab Re-search Tool)进行修正。由于混合实验指数剖面图是在大量实验数据的基础上建立的,所以能全面且正确地评价面粉的质量。

图2-12 吹泡仪

(4)气泡式延伸仪(吹泡仪,Alveo-graph)这是根据欧式面包(法国面包等)的特征设计的,是法国肖邦公司制造的测定仪器,也称 “Chopin Extensimeter”,其基本测定目的和面团拉力测定仪相同。

吹泡仪由三个部分组成:和面机、吹泡器和数据记录系统,如图2-12所示。吹泡仪测试的是在充气膨胀变成面泡过程中面团的黏弹性,整个测试包括四个主要步骤。“面粉和盐水的混合→5个标准面片的制备→面片的醒发→向面片内充入气体直至面片变成面泡且破裂”,这些步骤模拟了面团发酵的整个过程:压片,搓圆,成型,最后发酵过程中产生二氧化碳使面团产生形变。

图2-13 标准吹泡实验曲线

标准协议实验下获得的吹泡实验曲线如图2-13所示,表示面泡内部压力随时间的变化。随着空气的流入,面片抵抗形变的发生,当气流量增加到一个特定值时,面片内部压力增加。使面片产生形变的压力代表了面团的韧性,即 “P”值。“P”值越大,面团的韧性越大。当无法承受更多压力时,面团开始膨胀,一旦气泡体积开始增加,内部压力就开始降低。气泡持续膨胀的时间依赖于它自身的延展特性。当达到最大延伸力时,气泡破裂,内部压力降低到零,实验结束。面团的最大延伸性标记为“L”值,该值越高,面团的延展性越强。也可以以膨胀面积(标记为 “G”)检测面团的延展性。公式为:G=2.226。以 “W”表示使面团产生形变所做的功,计算公式为:W=6.54S。S代表曲线下方的面积,以cm2计算,参数W被称为 “面粉的烘焙力”,代表气泡完成形变所做的功。Ie值代表面团的弹性系数,当面泡中注入200 mL空气时所对应的 “L”值为40mm,内压用另一个参数 “P200”表示,Ie=(P200/P)×100%Ie值越高,面泡膨胀阻力越大。但如果Ie值过高,则会出现面团皱缩的现象(特别是在面片挤出和压平的过程中表现较为明显)。相反,如果Ie值太低,面团极不稳定,尤其是在制样的过程中。

由Chopin公司制造的最新型AlveoLab全自动吹泡仪已面市。Alveolab全自动吹泡仪由两部分组成,数据记录系统由外置计算机完成。一部分为和面器和醒发室,该部分还包含了自动注水系统,另一部分为吹泡器。

在硬件上,全自动吹泡仪提高了主要实验步骤的自动化程度,对测试条件进行精确地监控,从而减少了操作者及环境条件对结果的影响。实验第一步是面团的形成,Alveolab会根据操作员的实验设定自动调节水温、自动加水、自动和面。第二步是面片的准备,该过程Alveo-lab配备了自动圆切刀和防粘涂层的新型醒发片。面片制备后陆续进入醒发室进行醒发,醒发室温度恒温25℃。为了增加实验效率,Alveolab配备了三组醒发室,可以实现三组实验同时进行。最后一步是吹泡,面片的定位和膨胀均在温湿度可控的操作室内全自动进行,消除了外部条件对实验结果的影响,Alveolab的气泡设计为倒置,由于顺应地心引力的作用使倒置的气泡更圆,与面制品实际生产过程更加接近。

Alveolab现代化的软件设计,针对面粉及食品用户还增加了方便日常生产管理的附加功能,例如全自动配麦配粉功能、改良剂指引功能等。还预装了不同的测试协议供选择,包括:经典的恒量加水标准吹泡仪协议和恒量加水稠度协议;适量加水吹泡协议和适量加水稠度协议(适量加水实验主要用于硬麦或高筋粉);杜伦麦检测协议;衰减实验协议;松弛实验协议。新的吹泡仪软件还增加了基于吹泡的一个新的研究参数,即应力应变指数(SH),来解释吹泡面泡抵抗形变的能力,其应力应变曲线的拟合函数,即y =K·eSH·X ,如图2-14所示。该应力应变曲线不同于传统吹泡曲线(显示压力随时间变化),它给出了两个新的参数,K(常数)和SH(应力应变指数),能够识别出面团破裂时的最大张力。研究显示,K值与面团的韧性P值显著正相关,SH值与面团的结构正相关。具有良好SH值的面团,其制作出的面包体积更大、面包芯纹理更均匀。同时,SH值低于1时,气泡壁不再稳定,快速合并导致所持气体流失,从而影响产品体积和纹理结构。

(5)面粉的发酵性能和发酵流变仪由Chopin公司制造的新一代流变发酵测定仪F4如图2-15所示。F4由恒温发酵室、二氧化碳吸收反应池、压力位移传感器和电子控制系统等组成,外接电脑直接控制,可实时观察发酵过程曲线变化,储存和比较有关测定数据。可以测定二氧化碳的产量和面团中的保留量,同时还可以测定面团发酵过程中体积和耐发性的变化。

图2-14 吹泡结果--应力应变曲线

图2-15 流变发酵测定仪F4

流变发酵测定仪F4在恒温控制条件下,周期性地测定装有面团的密闭发酵篮的压力值。测试分为直接周期和间接周期,在直接周期中,仪器测定总的二氧化碳气体生成情况,即酵母活动。在间接周期中,仪器测定二氧化碳气体保持在面团中的情况,即面团的漏气情况。位于面团上方的位移传感器可精确测定面团的发酵情况和稳定性,面团的发酵流变曲线(图2-16)和气体释放情况的曲线(图2-17)会实时地记录下来,直到最终的设定时间,由此可以确定面团的最佳发酵时间。

图2-16 面团发酵流变曲线

Hm—面团发酵达到的最大高度,用mm表示T1—面团达到最大发酵高度的时间,与酵母的活动有关,用h表示T2-—面团的稳定时间,发酵最高点与面团的稳定性和面团的最佳入炉时间有关

一般来说,发酵前期,二氧化碳气体不会泄漏,产气和面团体积都会迅速达到最高值;之后,由于二氧化碳的泄漏,产气曲线发生分离,即面团已不能再将所有气体保留在内,因此面团体积也会随之减小。发酵后期,泄漏的气体越来越多,产气量和体积变化会因面粉品质的差异而不同。

图2-17 气体释放曲线

—气体释放曲线最大高度,用mm表示 T1—达到气体释放曲线最大高度的时间,用h表示 Tx—面团出现孔洞的时间,即面团开始泄漏二氧化碳的时间,用h表示总体积—释放气体的总体积,用mL表示二氧化碳总损失体积(图中A2 )—测定面团在发酵过程中总的二氧化碳气体的溢出,用mL表示气体保留体积(图中A 1 )—测试结束时仍保留在面团中的二氧化碳体积,用mL表示

面团发酵流变曲线反映了面粉中蛋白质网络、淀粉等特性,也可以反映酵母的活性以及品质改良剂的功效。通过气体释放曲线可以计算保留系数RR= (保留体积/总体积)×100%R值越大,说明面粉的质量越好,发酵性能越好;反之,面粉质量越差,发酵性能也越差。

4. 小麦粉物化性能的测定

(1)面筋含量测定法和面筋拉力简易测定法

面筋含量测定法:

①准确称量25g (20g)面粉。

②将称好的面粉放入容器中加水并用玻璃棒搅拌。

③然后用手揉成团,再揉10min左右(面筋形成)。

④使之具有弹性、延伸性(用手拉试)。

⑤在水中浸泡10min。

⑥在水中揉洗、换水,直到水变清亮。

⑦把得到的面筋放在手中,用手掌心压干水,测定湿面筋质量。

⑧放在过滤纸上,再放入110℃的恒温干燥器中,干燥3h后,称干面筋质量。

计算方法如式(2-2)、式(2-3)所示。

面筋拉力简易测定法:

①取500mL量筒1只,外壁贴上有刻度的纸条,口上盖一扁平的金属盖,盖的内壁中心部位有一固定的金属钩子,另外定制1只不锈钢或银质的具有砝码的钩子,砝码带钩子质量应是5.5g (例如用5.0g的砝码)。

②用以上洗面筋的方法洗出湿面筋,准确称取25 g。称好面筋后用双手拉成条状,尖头向下,使搓力集中在尖头上,这样操作重复6次,使之形成面筋球。

③搓成面筋球,在球的中心挂上量筒盖板的钩子,并将砝码钩子穿于同一孔内,这样上下两只钩子形成对拉的状态。

④将挂上面筋的金属盖板放在量筒顶部,在量筒中盛放30℃清水至满,置于30℃恒温箱中观察延伸情况的变化 [测定每分钟延伸长度(mm)]。

注:①操作必须严格一致,特别是在洗面筋、搓面筋球时要注意。

②面筋物理性质参考测定数值:

面包用面粉:延伸速度5~8mm/min;延伸长度250mm以上。

饼干用面粉:延伸速度10~15mm/min;延伸长度250mm以上。

③面筋含量参考:见表2-7。

表2-7 不同面粉的面筋含量及其性质

(2)面粉及面筋的膨润性质测定法

①沉淀试验(Sedimentation Test):面粉中如果面筋品质好,含量多,那么在水中吸水多,膨润大,沉淀速度慢。将小麦粉和水(为使膨润容易)调整成pH为2的溶液,放入量筒中搅拌混合,然后静置5 min后,测量沉淀表面的高度。将沉淀表面的高度称为沉淀值(Sedimentation Value)。

②面筋膨胀力试验(Berliner Test):即面筋膨润度(Swelling Power)的测定。面筋膨润度的测定原理与面粉的沉淀试验基本相同,只是试料为切细的湿面筋。膨润度测定中,沉淀表面的高度越高,表明面筋的性质越好,越有利于加工面包。

(3)落下度仪(Falling Numder):这是一种测定淀粉酶活力的落球式黏度计(见图2-18),也是Brabender公司测定系统的仪器之一。其测定虽然简单迅速,但在黏度较高的情况下不够灵敏,仅对小麦淀粉酶活力变动大的可以测出。

工作原理:在一个沸水水槽中放入装有一定量淀粉(7g)和水的悬浊液(25mL)的试管,然后用手拿一根形似滑雪杆的棒,上下搅拌试管内的液体,1s搅两次,搅59s后,然后在第60s提起搅棒至液面,并松开,同时记录时间,直到在试管内某一位置停留住。这段下降的时间(s)称为落下度或落下数。据统计,落下数与粉力仪的最高黏度有较大的直线相关关系。

(4)淀粉粉力测定仪(Amylograph):这是Brabender公司出品的又一常用面粉性质测定仪,属于外筒旋转扭力式黏度计的一种(图2-19),主要用来综合测定淀粉的性质,包括淀粉酶的影响和酶的活力。工作原理:将面、水按一定量和比例和成面糊,放入一圆筒中,与圆筒配合有一形如蜂窝煤冲头的搅盘。将带圆柱的搅盘插入盛面糊的圆筒中,然后按一定的温度上升速度(1.5℃/min)加热面糊,同时转动搅盘,并自动记录搅盘所受到的扭力,就会得到如图2-20所示的一条淀粉黏度变化曲线。其测定值的计算和评价如下:

图2-18 落下度仪图

图2-19 淀粉粉力测定器

图2-20 淀粉黏度曲线

GT(Gelatinization Temperature)—糊化开始温度(℃)

MV(Maximum Viscosity)—最高黏度(BU)

MVT(Maximum Viscosity Temperature)—最高黏度时的温度(℃)

如果最高黏度(MV)过高,说明面粉淀粉酶活力低,这种面粉由于发酵特性不好,做面包不合适,但做面类、点心等对品质几乎没有影响。MV如果过低,说明酶的活力太高,加工时面团软弱、发黏,做面包、点心和面条都不好。有时小麦收获后遇雨就会得到所谓的发芽小麦,这种小麦制作的面粉就属于淀粉酶活力太高。如MV过高,可添加麦芽粉(Malt Flour)来改良,但如果过低,则很难改良。这种仪器比较贵,装置复杂,操作也较复杂。

(5)其他测定 除了对面粉可以用前面讲过的仪器进行检测外,在设备差的情况下,也可以凭感官、经验来判断,当然这难度比较大,需要长期的经验。

①粒度检查(Particle Size):即面粉粗细度的评价。硬质小麦淀粉粒之间充填着较多的蛋白质,在制粉过程中,由于这些蛋白质的缓冲和保护作用,得到的颗粒比较大,而软质小麦经磨粉后粒度就小一些。当然制粉工艺本身也能影响面粉粒度的大小。一般来说,粒度越小,损伤淀粉粒也就越多,这样,粒度大的面粉与粒度小的面粉就有不同的加工性质。颗粒粗的面粉往往是强力粉。

筛分法和激光粒度分析法均可测定面粉的粒度分布。激光粒度分析法具有测试速度快、重复性良好、操作简单等优点,能够较真实准确地体现出小麦粉的粒度分布情况。此分析法是根据衍射角和粒度成正比的原理,可变量包括光的散射形式、颗粒外观和散射光的测定。

当然,筛分法和激光粒度分析法均有自己的缺点,而且两者的测定结果往往是不一致的。传统的筛分法简单易行,但受小麦粉颗粒水分以及粒度等的影响,筛理过程中容易产生面粉糊筛、筛枯或难以筛透的情况,筛分效果受颗粒形状的影响较大。而且,一些较小的小麦粉颗粒容易吸附到较大颗粒的表面,导致对小麦粉粒度分布检测尤其是在微观状态下的分布表达不准确。激光粒度分析法所测出的是颗粒的等效体直径,即是与实际颗粒相同体积的球体直径,受颗粒形状的影响较大,测量结果也会偏小。因此,由于测定原理的不同,筛分法和激光粒度分析法的测定结果是不一致的。要想准确地测定小麦粉的粒度分布状况,往往需要筛分法和激光粒度分析法结合使用。

②经验法(最简便方法):抓一把面粉用手攥(捏)紧,然后松开。如果松开时手中面粉立即散开则为强力粉,如果成为一团不散开则为薄力粉。当然,散开程度和成团程度要根据经验来判定。

5. 制作试验

制作试验不仅是测定面粉性质的最终、最准确的方法,而且也是食品厂制定加工工艺的依据。制作试验就是用标准的配方、标准的制作方法将材料加工成成品,然后以统一的评分标准对面粉进行评价的方法,包括面包制作试验、蛋糕制作试验等。面包制作试验方法将在第三章讲述。

面粉蛋白质中含有半胱氨酸(Cysteine),过量半胱氨酸的存在往往使面团发黏,结构松散,不仅加工时不易操作,而且发酵时面团的持气力差,造成成品品质下降。面粉在储藏一段时间后,就不会有上述现象发生。因为在储藏过程中半胱氨酸的巯基会被逐渐氧化成双硫基而转化为胱氨酸(Cystine),这一过程也称面粉的熟成。面粉的熟成方式有两种,自然陈化和添加剂促陈。储藏一段时期,使面粉自然熟成。为了使—SH尽快氧化为—S—S—,常采用改良剂(熟成剂:Maturing Agent)促使面粉氧化。溴酸钾曾经是一种广泛应用的面粉改良剂,日本于1982年发现溴酸钾有明显的致癌性,因此,一些国家已禁用或限用溴酸钾,我国也于2005年禁用溴酸钾。目前使用的化学改良剂有二氧化氯、氯气、碘酸盐、偶氮甲酰胺(ADA)、过氧化丙酮、抗坏血酸、过氧化钙等。酶制剂作为一种生物催化剂,具有高效催化作用,并且用量少效果好,其蛋白质属性决定其安全性,因而是非常理想的面粉改良剂,目前较常用的面粉改良酶制剂主要有葡萄糖氧化酶、脂肪氧合酶、过氧化物酶等。

(1)二氧化氯(Chlorine Dioxide)二氧化氯和氯气都不仅有熟成的作用,而且还有漂白面粉的作用。二氧化氯主要用于高筋面粉,改善面团的加工性能和面包的组织,使用量为0.4~2.0g/kg。

(2)碘酸盐(Iodate)这是一种快速反应剂,主要有碘酸钾等,它遇面粉的巯基(Sulf-hydyl)4min就可完全作用,事实上1min就有85%可完成反应。而同浓度的溴酸盐,要经过9h才能完成反应的50%左右。

(3)偶氮甲酰胺(Azodicarbo Namide)偶氮甲酰胺是一种新型的面粉改良剂,其又称脲叉脲,简称ADA,分子式为C2 H4 NO2 ,美国的商品名称为Maturox。脲叉脲是一种黄色结晶粉末,结构式为:

偶氮甲酰胺具有氧化性,是一种速效氧化剂,它可使半胱氨酸在水溶液中很快变为胱氨酸,本身还原为联二脲(Biurea),用量限制为45mg/kg。ADA的作用速度与碘酸钾(KIO3 )相似,也可用于不经基本发酵的面包制作(No Bulk Fermentation Process)。

(4)过氧化丙酮(Acetone Peroxide)过氧化丙酮有漂白作用(Bleaching)和熟成作用(Maturing),由丙酮(Acetone)和过氧化氢(Hydrogen Peroxide)反应而成(约35%∶50%)。因反应后为液体,所以加玉米淀粉使之变成粉末状,同时加磷酸钙(Tricalcium Phosphate)以防止结块,商品名为Keetox。其优点是即使使用过量,也不会有大的不良影响。

(5)抗坏血酸(Ascorbic Acid,C6H8O)即维生素C,是唯一的还原剂(Reducing Agent)。它是白色粉末,也是一种营养剂,在干面粉状态并不起作用,但面粉经搅拌成面团后,由于面粉内触酶(Catalase,也称催化酶)的作用,可将抗坏血酸变成脱氢抗坏血酸(Dehydro Ascor-bic Acid),因而具有氧化作用。一般经过短时间的搅拌,面团中的L-抗坏血酸就有70%被转化成脱氢抗坏血酸,但这种转化是在酵母和酶存在的条件下进行。在搅拌过程中,由于氧气充分,产生脱氢反应。在发酵时,由于氧气不足,则吸收氢原子的反应成了主要反应,使面筋中—SH减少,—S—S—结合增加。另外,抗坏血酸本身是人体不可缺少的维生素,它常作为抗氧化剂和营养剂使用。维生素C对于一般面包其使用量为10~20 mg/kg。因维生素C反应速度较慢,必须加大使用量(75~150mg/kg),也可以与其他改良剂同时使用。

(6)过氧化钙(Calcium peroxide,CaO2 )过氧化钙是一种快速氧化剂,过氧化钙与面粉中的水分作用产生Ca(OH)2和负氧离子。它的使用效果与抗坏血酸相似,添加后粉质曲线变成双峰,拉伸曲线中抗延伸性阻力增长幅度较大,延伸性则大幅度减小。

(7)葡萄糖氧化酶(Glucose Oxidase,GOD)葡萄糖氧化酶被认为是 “最有前途的绿色小麦粉强筋剂”,其改良效果已得到广泛认同。最先于1982年在黑曲霉和灰绿曲霉中发现,一般由黑曲霉生产而得。pH和温度的作用范围较广,一般pH在3.5~7.0,温度在30~60℃,均具有较高活性。葡萄糖氧化酶在氧气存在条件下能将葡萄糖转化为葡萄糖酸,同时产生过氧化氢。过氧化氢是一种强氧化剂,能将面筋分子中的巯基(—SH)氧化为二硫键(—S—S—)。葡萄糖氧化酶能够显著改善面粉粉质特性,延长稳定时间,减小弱化度,强化面筋,增大面包体积,从而提高烘焙质量。葡萄糖氧化酶在面包制作中能成功替代溴酸钾,对弱筋粉改良效果更加显著。但添加过多则面筋太硬,伸展性降低。

(8)脂肪氧合酶(Lipoxygenase,LOX)脂肪氧合酶又称为不饱和脂肪酸氧化还原酶,在苜蓿、豌豆等豆科植物中活性较强,一般pH在3.0~6.0,最适温度为20~30℃。脂肪氧合酶可以催化分子氧,对面粉中具有戊二烯-1,4双键的油脂发生氧化反应,形成过氧化氢,过氧化氢能够氧化蛋白质分子的巯基(—SH)生成二硫键(—S—S—)并诱导蛋白质分子聚合,使蛋白质分子变得更大,从而起到强化面筋的作用。此外,脂肪氧合酶还可以通过偶合反应破坏胡萝卜素的双键结构,从而漂白面粉,改善面粉色泽;在催化亚油酸过程中产生的过氧化物,可以显著改善面包的香气。

(9)过氧化物酶(Peroxidase,POD)广泛存在于各种动物、植物和微生物体内,可催化过氧化氢对多种有机物和无机物的氧化作用。无过氧化氢存在时,氧分子可作为氢受体发生氧化反应,能将面筋分子中巯基(—SH)氧化为二硫键(—S—S—),增强面团的面筋网络结构,增大面包的体积。一般过氧化物酶和葡萄糖氧化酶配合使用效果更好。

目前我国小麦虽然有很多品种,但长期以来面粉一般不分品种,只是按出粉率的多少分为精白粉与标准粉两个等级。所谓精白粉是指在制粉过程中尽量将靠胚乳中心的部分用筛子分离出来所得到的面粉;标准粉含麦粒外围部分多一些。1986年颁布了《小麦粉》(GB 1355—1986)。1993年国内贸易部颁布了面包、面条、馒头、饺子、酥性饼干、蛋糕、糕点用粉7种行业标准。后来对GB 1355—1986《小麦粉》进行修订时兼顾专用小麦粉的标准(LS/T 3201—1993~LS/T 3209—1993),修订后的标准涵盖了所有的小麦粉产品,形成一个完整的小麦粉标准,此标准目前还没有实施。

目前面粉加工企业生产的面粉品种主要有标准粉、特一粉、特二粉、精制粉(统称)、强化面粉、自发粉、预混粉和专用粉等。按加工精度可分为特制一等粉、特制二等粉、标准粉、普通粉等不同等级。按用途划分为工业用面粉和食品专用面粉。工业用面粉一般为标准粉和特二粉,主要用于生产谷朊粉、小麦淀粉、黏结剂、浆料等。食品用面粉可以分成三大类:通用小麦粉(通用粉)、专用小麦粉(专用粉)和配合小麦粉(配合粉)。通用粉的食品加工用途比较广,习惯上所说的等级粉和标准粉就是通用粉;专用粉是按照制造食品的专门需要而加工的面粉,品种有低筋小麦粉、高筋小麦粉、面包粉、饼干粉、糕点粉、面条粉等;配合粉是以小麦粉为主根据特殊目的添加其他一些物质而调配的面粉,主要包括营养强化面粉、预混合面粉等。国外一般是按蛋白质(面筋)含量等把面粉分为许多品种,每一品种又按出粉率(灰分)的多少分为几个等级。日本的小麦粉根据蛋白质含量高低分为5类:强力小麦粉、准强力小麦粉、薄力小麦粉、普通小麦粉、特殊小麦粉(表2-8),每类又根据灰分高低分为若干等级。

表2-8 日本小麦粉的种类和用途

续表

表2-8所示只是大的种类,还有向食品加工厂供应的各种专用面粉。国外几乎对应每一种小麦粉为原料的食品都有其专用面粉,有的则连食盐、乳粉、糖、改良剂等辅料都混合进去,谓之混合专用粉。向家庭供应的面粉,一般都装在1 kg的纸袋中,分强力、准强力、中力、薄力等几种面粉出售,也有混合专用粉出售,例如 “饺子专用粉” “蛋糕专用粉” “面包专用粉”等。

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