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1第二篇面制食品工艺学第一节面制食品的原辅料一、面粉面粉是面制食品的主要原料，面粉的性质是决定面制食品质量几的最重要因素之一，因此要从事面制食品的研究、开发和生产，必须对面粉的性质进行全面的了解。1．面粉的化学成分(1)蛋白质面粉中蛋白质的含量和质量不仅影响面粉的营养价值，而且与面制食品的加工工艺和成品质量有密切的关系。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，各种面制品都是基于小麦粉的这种特性而生产出来的。面粉中的蛋白质根据溶解性的不同可分为麦醇溶蛋白、麦谷蛋白、麦球蛋白、麦清蛋白等。其中最重要的是醇溶蛋白和麦谷蛋白，因为它们是面筋的主要成分、其他种类蛋白含量很少。面粉中各类蛋白质的含量及特性见表3-1.表3-1面粉中各类蛋白质的含量及特性种类溶解性占总蛋白的比例/%相对分子质量功能肽链组成清蛋白溶于水912000~16000参与代谢未知球蛋白溶于稀盐液520000~200000参与代谢未知醇溶蛋白溶于70％乙醇4065000~80000决定面团延展性一条多肽链谷蛋白溶于稀酸液46150000~3000000决定面团弹性17~20条多肽链麦醇溶蛋白由一条多肽链构成，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，故水合时具有良好的韧性和延伸性，但缺乏弹性。麦谷蛋白是由17~20条多肽链构成，呈纤维状，麦谷蛋白既具有分子内二硫键又具有分子间二硫键，富有弹性但缺乏延伸性。面粉加水和成面团时，在搅拌机或手工搓揉后，麦谷蛋白首先吸水润胀，在逐渐膨胀过程中吸收同时水化的麦醇溶蛋白、麦清蛋白、麦球蛋白；充分水化润胀的蛋白质分子在搅拌机的作用下相互接触时，不同蛋白分子的巯基之间会相互交联，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、无机盐和水填充在面筋网络结构中，推成具有良好黏弹性和延伸性的面团。面团在水中搓洗时，淀粉、可溶性蛋白质、灰分等成分渐渐离开面团而悬浮2于水中，最后剩下一块具有黏弹性和延伸性的软胶状物质，这就是粗面筋。粗面筋含水65%~70%，故又称湿面筋。湿面筋经烘干除水后即得干面筋。蛋白质的含量和质量被认为是影响面粉加工品质的最重要因素。面粉中蛋白质的含量是产品质量的基础，必须有足够的蛋白质含量才能保证各种面制食品的制作质量。面粉中蛋白质的质量是产品质量的保证，不同的蛋白质量可用于生产不同的面制食品。面粉中蛋白质的质量包括两个方面，一是面筋蛋白占面粉总蛋白的比例，比例越高，形成的面团黏弹性越好。二是面筋蛋白中，麦谷蛋白和麦醇溶蛋白的相对含量，两者比例合适，形成的面团工艺性能就好。如果麦谷蛋白含量过多，就会使面团的弹性、韧性太强，无法膨胀，导致产品体积较小，或因面团韧性和持气性太强，面团气压大而造成产品表面开裂现象。如果醇溶蛋白含量过多，则造成面团太软弱，面筋网络结构不牢固，持气性差，会造成产品顶部塌陷、变形等不良后果。(2)碳水化合物碳水化合物是面粉中含量最高的化学成分，约占面粉质量的75%。面粉中的碳水化合物主要包括淀粉、低分子糖和少量的糊精。面粉中的淀粉是以淀粉粒的形式存在的，淀粉粒由直链淀粉和支链淀粉构成，直链淀粉约占1/4，支链淀粉约占3/4。直链淀粉易溶于热水中，形成的胶体黏性较小，而且不易凝固，支链淀粉溶于热水中形成黏稠的溶液。淀粉粒外被一层膜，能保护内部淀粉分子免受外界物质（酶、酸、水等）的侵入。在小麦制粉时，由于磨的挤压、研磨作用，有少量淀粉粒的外被膜被破坏，这样的淀粉就是损伤淀粉、面粉中损伤淀粉的含量对面制食品的加工工艺和产品质量有重要影响，发酵面食品（如面包、馒头等）需要一定数量的损伤淀粉，损伤淀粉在淀粉酶的作用下，被分解成低分子的糖，供酵母生长和发酵使用。但面粉中的损伤淀粉过多，大量的淀粉被酶分解成糊精或小分子的糖，使面团在发酵或产品成熟过程中无法忍受所增加的压力，小气孔变成大气室，使气体溢出，做出的面包或馒头体积小，组织粗糙，瓤心发粘，面粉的最佳损伤淀粉含量要根据不同的面制食品的要求和面粉中蛋白质含量来确定。如面包粉损伤淀粉含量可高达28.1%，而饼干粉和蛋糕粉的损伤淀粉含量分别为7.0%和3.4%。面制食品的熟制过程也就是蛋白质变性和淀粉糊化的过程。糊化淀粉称为α-淀粉，未糊化的淀粉称为β-淀粉，其不易被酶分解，经熟制的面食中的α-淀粉在冷却或储藏过程中，α度会逐渐降低，即发生类β化，这就是淀粉的老化。淀粉的老化会使面包、馒头、方便面等面制品的品质劣变。因此如何提高面制食品中淀粉的α-度和尽可能的减少面食成品的β化是需要深入研究的一个重要课题。除了淀粉之外，面粉中的碳水化食物还包括少量的游离糖、戊聚糖和纤维素面粉中的游离糖（有葡萄糖、果糖、蔗糖、蜜二糖、蜜三糖等），既是酵母的碳3源，又是焙烤面食色、香、味形成的基质。另外，在面粉中还含有2%~3%的戊聚糖，它是由戊糖、D-木糖和L-阿拉伯糖组成的多糖。面粉中的戊聚糖中有20%~25%是水溶性的，这种水溶性的戊聚糖对面粉的焙烤蒸煮特性具有显著的影响。如将2%的水溶性戊聚糖添加到筋力较弱的面粉中，能使面包的体积增加30%~45%，同时面包气泡的均匀性、面包瓤的弹性均得到改善。面粉中纤维素含量很少，仅有0.1%~0.2%，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吸收，并将体内的有毒物质带出体外。(3)脂质面粉中脂肪的含量很少，为1%~2%。面粉在储藏过程中，甘油脂在裂脂酶、脂肪酶作用下水解形成脂肪酸。高温和高水分含量可促进脂肪酶的作用，因而在高温、高湿季节面粉易酸败变质。酸败变质的面粉焙烤蒸煮品质差，面团的延伸性降低，持气性减弱，面包或馒头的体积小，易开裂，风味不佳。最新研究表明，面粉中的类脂是构成面筋的重要部分，如卵磷脂是良好的乳化剂，使面包、馒头组织细腻，柔软，延缓淀粉老化。(4)水分我国的面粉质量标准规定特一粉和特二粉的水分含量为(13.5±0.5)%，标准粉和普通粉的水分含量为(13.0±0.5)%。面粉中的水分含量过高，易酸败变质。面粉中的水绝大部分呈游离水状态，面粉水分的变化也主要是游离水的变化，它在面粉中的含量受环境温度、湿度的影响。结合水以氢键与蛋白质、淀粉等亲水性高分子物质相结合，在面粉中含量相对稳定。(5)矿物质面粉中的矿物质是用灰分来表示的。面粉的灰分含量越低，表明面粉的精度越高。我国国家标准也将灰分作为检验小麦粉质量的重要指标之一，如特一粉灰分含量0.7％，特二粉灰分含量0.85％，标准粉灰分含量1．10％，普通粉灰分含量1.40％。由于灰分本身对面粉的焙烤蒸煮特性影响不大，且灰分中都是一些对人体有重要作用的矿质元素，随着人们营养意识的提高和对可食资源的充分利用的需要，将灰分含量作为面粉质量标准之一逐渐失去它的必要性。近年来，特别是在欧洲，普遍采用粉色试验代替灰分试验，倡导者们认为粉色是更有意义的指标。(6)维生素面粉中主要含有B族维生素、烟酸、泛酸和维生素E，维生素A含量很少，几乎不含维生素C和维生素D，面粉本身含有的维生素较少，在焙烤蒸煮过程中又会损失一部分维生素，为了弥补面粉中维生素的不足，常在面粉中添加一定量的维生素，以强化面粉的营养。4(7)酶面粉中重要的酶有淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶，脂肪氧化酶，植酸酶、抗坏血酸氧化酶等。面粉中的淀粉酶主要是α-淀粉酶和β-淀粉酶。β-淀粉酶的热稳定性较差，当加热到70℃活力减少50％，几分钟后即饨化，而α-淀粉酶在加热到70℃时仍能对淀粉起水解作用，而且在一定温度范围内，温度越高，作用越快。当温度超过95℃时，α-淀粉醉才饨化。在α-淀粉酶和β-淀粉酶的共同作用下，将损伤淀粉分解成麦芽糖和葡萄糖，提高酵母活性，加快酵母发酵速度，增大面包、馒头的体积，并改善发酵面制食品的风味和结构。正常的面粉中含有足够的β-淀粉酶，α-淀粉酶往往不足，需要在面粉中加入一定量的α-淀粉酶来改善面制食品的质量，如美国、英国、加拿大等大多数欧美国家都将真菌，淀粉酶添加到面包粉中来提高α-淀粉酶的活性。面粉中含有少量的蛋白酶和肽酶，在正常情况下活性较低。在面团中加入半胱氨酸、谷胱甘肽等硫氢化合物能激活面粉中的蛋白酶，水解面筋蛋白，使面团软化并最终导致液化。出粉率高、精度低的面粉或用发芽小麦磨制的面粉，因含激活剂或较多的蛋白酶，会使面筋软化而降低面包、馒头的加工性能。蛋白酶对蛋白质的降解对酸发酵产品如苏打饼干（一种发酵饼干）和酸面包的制作是有利的。这种酶解作用有时也用于高筋粉生产馒头或挂面时，降低面筋筋力。肽酶的作用是在发酵期间产生可溶性的有机氮，供酵母利用。面粉中的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，将增加游离脂肪酸的数量，使面粉酸败。由于小麦子粒内的脂肪酶活力主要集中在糊粉层，因此精制的上等粉比含糊粉层多的低等粉储藏稳定性好。脂肪氧化酶是催化不饱和脂肪酸过氧化反应的一种氧化酶。催化反应伴随着胡萝卜素的藕合氧化反应，将胡萝卜素由黄色变成无色，这对面包、馒头的制作是有益的。月旨肪氧化酶在面粉中的数量很少，它的主要来源是全脂大豆粉。全脂大豆粉广泛用做面包、馒头、挂面的添加剂，可改善制品的组织结构和风昧。面粉中的抗坏血酸氧化酶可催化抗坏血酸氧化成脱氢抗坏血酸，脱氢抗坏血酸具有一定的氧化作用，可将面筋蛋白分子中的巯基(-SH)氧化成二硫键(-S-S-)，促进面筋网络结构的形成。面粉中较高含量的抗坏血酸氧化酶可缩短面团的调制时间。2．面粉的工艺性能(1)粉质曲线图面粉加工品质的主要影响因素是面粉中蛋白质的数量和质量，但面粉中的其他成分如碳水化合物、类脂和酶对面粉的工艺性能也有重要影响，而且各种面制食品的制作都是使用面团，面团的性质是面粉中各种成分所起作用的综合体现，因此可通过面团性质的测定来评价面粉的工艺性能。面团性质的测定国际上广为5使用的是Brabender公司生产的粉质仪(farinograph)。粉质仪是根据面团搅拌时会受到阻力的原理而设计的，该仪器会自动绘出一条特性曲线，即粉质曲线(farinogram），如图5-2所示。曲线图绘制在一张印有刻度的专用纸上。垂直曲线之间每移1格需用0.5min。从粉质曲线图上可得到以下指标，以综合评价面粉的工艺性能。①吸水率是指面团最大稠度处于（500±20)Bu时所需的加水量，以占含水14%，湿基面粉质量的百分数表示，准确到0.1%。面粉的吸水率越高，则做面食时加水量越大，这样不仅能提高单位重量面粉的出品率，而且能做出疏松、柔软、存放时间较长的面食。②面团形成时间(DT)是指从零点（开始加水）直至面团稠度达最大时所需搅拌的时间、准确到0.5min。一般软麦面粉筋力差，形成时间短，在1~4min之间，适合作糕点、饼干等；硬麦面粉筋力强，形成时间在4min以上，可制作挂面、馒头、面包等产品。美国面包粉的形成时间要求为（7.5~11.5)min。我国商品小麦的形成时间平均为2.3min。③稳定时间(E)是指面团粉质曲线中心线首次到体500Bu与离开500Bu所经历的时间，准确到0.5min.面团的稳定时间越长，说明面团的加工稳定性越好，面筋对剪切抵抗力越强，越适于制作面包；稳定时间中等大小的面粉适于作馒头、挂面，稳定时间短的适宜做饼干、糕点。稳定时间是粉质仪侧定的最重要指标，它已成为生产各种专用粉依据。曲线的宽度反映面团的弹性，越宽弹性越大。④弱化度(WK)指曲线最高点中心与达到最高点后12min曲线中心两者之差，用Bu表示。弱化度表明面团在搅拌过程中的破坏速率，也就是对机械搅拌的承受能力，也代表面筋的强度。该值越大，面筋越弱，形成的面团越易流变，6面团不易加工。⑤综合评价值(Vv)指曲线从最高处开始下降算起12min后的评价计记分，刻度0~100。评价计是粉质仪特制的一种尺子，它是根据面团形成时间和面团弱化度给粉质曲线图一个综合评分。其原理是将理想的薄力粉设定在Vv=0，此时,DT=0，Wx=500；理想的强力粉设定为Vv=100，DT=26，Wx=0；然后将中间等分，作为评价的得分。一般认为