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常用小麦粉品质改良剂及其应用一、增筋剂小麦粉作为面包中的最主要成分，其面团的流变特性、发酵性能、烘焙时的热胀行为对面包的质量和面包生产过程的工艺适应性具有重要的影响。谷物化学的研究结果已经表明面粉中蛋白质的含和性质(分子量分布、结构等)是决定面粉之烘焙品质的根本化学素，这一观点已得到了广泛的认同。长期以来的生产实践和研究证明，面粉蛋白质较其含量水平对面粉的烘焙品质具有更重要的决定作用，即相同蛋白质含量的面粉之不同烘焙品质是由于其蛋白质的性质不同。我国的小麦种植区域辽阔，大部分小麦产区处于暖温带、亚热带、生产的小麦基本上是以冬小麦为主，各地小麦品种繁多、质量参差不齐，这些小麦中绝大部分是普通小麦，普通小麦质软皮厚，玻璃质占籽粒的很小部分，容重一般在754g/1-以下，千粒重在33g以下蛋白质含量一般在8%—10%之间。粮食部门很难收购到大批量的、纯净单一的优质小麦，这就给我国面包专用粉的生产造成了很大的困难。国产小麦生产的面粉品种湿面筋含量(%)分别为:特制一等粉大于或等于26，特制二等粉大于或等于25，标准粉大于或等于24，普通粉大于或等于22。这四种等级面粉反映出国产小麦蛋白质含量低，而且面筋较弱，同时这小麦制成的面粉可塑性高，烘烤面包时，体积膨胀超过用进口麦制作的面包，待冷却后，体积却收缩变小。因此，在生产高级面包专用粉时，一般面粉厂都选用进口小麦，配合一小部分本地原料进行加工，再借助品质改良剂加以改良，以生产能够满足各式面包不同要求的面包专用粉。原料达不到一定的标准，很难生产出高质量的符合各式面包特殊要求的面包专用粉。究其原因，是由于国产小麦缺少蛋白质，也就缺少了支撑面包体积的骨架，而添加增筋剂对面粉中的面筋和蛋白质含量进行了强化，就可以利用国产小麦，经过一系列处理以较低的成本，生产出只能利用进口硬质小麦生产的面粉才能生产出的港式面包、法式面包、英式面包等。(一)增筋剂的概念和功能所谓增筋剂是指一类与蛋白质(面筋)联结以改进面粉制品品质的氧化剂，包括改进面筋的机械加工性能和气体保留性并改进面包的体积、匀称性、组织结构和颗粒。通常这些配料在酵母起发的烘烤食品中有如下一种或多种功能:(1)改进和面搅拌的耐受性。(2)增加水分吸收。(3)改进在发酵和醒发过程中的气体保留性。(4)防止在传送过程中由于受到剧烈地处理而“面团塌下”。(5)稍微缩短醒发时间(改进气体保留性)。2.对最终产品的作用(1)改进面包体积。(2)得到有弹性的组织和精细颗粒。(3)加固了面包边壁，从而改进堆垛性能。(4)改进切片性能(减少“成球”、“成渣”)。3.因有以上作用而受益的产品(1)白面包。在所有高度机械化的生产中，面团能经受住剧烈的机械加工操作。(2)园面包和面包卷。减少其因添加多量的起酥油和糖而加重的面粉蛋白质负担。(3)甜面包类和酵母起发的炸面包。(4)花样面包。减少其由于加人大量的非面粉配粉而使面粉蛋白质负担加重现象。(二)增筋剂作用的一般原理一般来说，小麦中能形成面筋的蛋白质分子中含有几百个氨基酸基。氨基酸残基的连结位置，如图4—3所示。这里，半胱氨酸的特殊作用是很重要的。由于半肤氨酸中的硫氢(一SH)是一个反应基，它在PH值合适的条件下可部分离解，为面蛋白质发生硫氢基和二硫键(—S—S—)之间的交换反应创造了件，从而在面筋蛋白质中形成二级结构。小麦蛋白质分子的主链柔软而有弹性，受力后可被扭折，弯曲成同的形状。因此，一个半胧氨酸和一个胧氨酸或两个半胱氨酸残基在同一个蛋白质链上键合，将硫氢基转化成二硫键，在蛋白质分子形成一个环;也可以在不同的蛋白质链上键合，将两个蛋白质分子在一起(如图4一4所示)。小麦蛋白质分子中许许多多有二硫键将蛋白质的主链互相连结成立体网状结构，使面粉的面筋网络得妻加强（4—5）所示。小麦的烘焙品质主要取决于蛋白质的含量和质量。据国外最新研究资料报道，小麦的烘焙与高分子量麦谷蛋白亚基有关。因此，要想定量地分析小麦粉的烘焙品质，必须将小麦各种蛋白质组分先分离开来。利用高压液相色谱法测定小麦烘焙品质的分析结果如下：图4一6是3种筋力不同的小麦粉采用高压液相色谱技术分析得到的图谱。A是强力粉，B是中力粉，C是弱力粉。由图可知，每种粉的图谱具有3个显峰，峰1为聚麦谷蛋白(包括少量的清蛋白和球蛋白聚合体);峰2为麦胶蛋白;峰3为清蛋白和球蛋白。3、种粉的峰面积大小，如表4-5所示，流变学试验指标，如4一6所示：将3种面粉的峰面积与其流变学指标相对比可得:麦谷蛋白的相对含量（峰面积百分比）与面包体积。拉伸仪延伸性阻力和延伸性及混合仪峰值形成时间高度正相关（相关系数分别为0.72、0.84、0.84和0.84），清蛋白和球蛋白的相对含量与面粉蛋白质含量成很强的负相关（相关系数为-0.90）。麦谷蛋白质的总量（峰面积/mg面粉）也与烘焙品质指标特别是延伸性粉质仪面团形成时间和面团弱化程度有很强的相关性（相关系数为0.76、0.89和-0.65）。因此，可根据图谱麦谷蛋白的峰面积大小来评价小麦粉的烘焙品质。在制粉过程中，机械力使小麦蛋白质中的二硫键断裂，引起面筋筋力及面团持氢气性能下降，而半胱氨酸中的硫氢基在未受氧化时，也促进蛋白酶活性化，破坏蛋白质结构,降低面筋的强度。因此，新磨制的小麦面粉必须经过熟化，让空气中的氧气将硫氢基氧化后，才能得到令人满意的烘焙食品。如果使用未完全熟化的面粉做面包，会引起面粉的吸水率减少，面团的膨胀力下降、易断裂，使做出的面包质地僵硬、弹性减弱、结构不匀、体积减小，从而大大降低面包的食用品质。一般来说，新磨制的面粉需放置1-2月才能完成熟化过程。如在面粉中添加强筋剂，则可有效地缩短熟化时间。面粉中蛋白质是形成面筋的基础，同时面粉中还含有一定量的蛋白酶。蛋白质中的半胱氨酸的一SH基未受氧化时将使蛋白酶活化，能在面包及苏打饼干发酵时水解面筋造成面团发粘，结构被破坏，降低了面团的保气能力，面团的体积发不大，烘焙弹性下降。面粉强筋剂在面粉中作为氧化剂，加人面粉中可加速一SH的氧化。一方面使面粉中的蛋白酶的活性受到抑制，破坏其对面粉蛋白的分解作用，从而使面粉处于最佳水合状态;另一方面使面粉中的谷蛋白氧化，使原来杂乱无章的蛋白分子相互连接成三维空间构成网状结构。因而加强面筋的强度和伸展性，使面团经过酵母的发酵作用以后具有更强的持气能力，烘焙出来的面包体积大、结构均匀、质地柔软、外观漂亮。(三)常用的增筋剂以及其对面粉的改良作用为生产面包专用.粉而使用的面粉品质改良剂是一种面粉氧化剂，通过对面粉中蛋白质的氧化作用来改变其特性，增加面粉的筋力，使生产出来的面包体积明显增大、结构均匀、质地柔软、外观漂亮。目前市售的面粉增筋剂主要有变性蛋白L一Vc、过氧化钙、偶氮甲酞胺ADA等几种产品，还有小麦活性面筋粉，它们的作用速度，如表4一7所示。从表4一7可知，强筋剂在面团中的作用速度是不同的:分为快速型和慢速型。快速型强筋剂在面团搅拌的阶段就开始氧化蛋白质中的一SH基团，使之形成二硫键;慢速型强筋剂在面团搅拌阶段不起作用，而是随着面团温度的升高和pH值的降低，在醒发工序的后期和人炉烘焙前5min钟内开始氧化蛋白质中的一SH基团。改良剂的改良作用都有一定的限度，而且企图使用国产普通小麦，再添加过量的面粉改良剂来生产高筋的食品专用粉的想法也不实际，如果用量过大会适得其反。下面逐一说明常用的几.种增筋剂的用量对面粉品质的改良效果。1.变性蛋白变性蛋白对面团的作用速度为中速，反应在面团的醒发及搅拌期进行。它对粉质、拉伸曲线中的各项指标都有一定的影响。对拉伸曲线中的延伸性影响不大，有时不但没有减小，反而有所增加，而拉伸阻力则有较大的增加，但相对来说，其变化也较平缓。变性蛋白对面包的体积有较大的影响，随着添加量的增加，面包的体积不断增大。但是，当添加到一定量后，面包的体积不再继续增大，反而有减小的趋势作用效果，如表4一8、表4一9所示。2.L—抗坏血酸（L—Vc）L—Vc对面团的作用为中速，反应在搅拌及发酵过程中进行，它对粉质、拉伸曲线中的各项技术指标影响很大。与另外几种相比较，对面团的延伸阻力影响最大：延伸性幅度小，抗延伸性阻力大幅度增加，当添加量超过了面粉的最佳需要量时，拉伸曲线常会出现超过1000BU的现象，这时，应适当减少添加量（如表4—10所示）。表4—6中的3#粉样中在加入了50mg/kg的L—Vc以后，90min的拉伸曲线已经超过了1000BU，这是由于原料的质量太好，不需要加入那么多的L—Vc的缘故。在面粉中添加L—Vc可显著地增加面包的体积，改良面包的结构（如表4—11所示）L一Vc是纯天然物质，它是一种营养强化剂，添加到面粉中无毒、无害、无副作用，还能增加面粉的营养价值。因此L一Vc可以用来代替溴酸钾，据国外资料表明，若溴酸钾添加量达到50ppm仍未取得理想的烘焙效果时，添加L一Vc是弥补烘焙性能的最佳选择，其添加量不受限制。3.偶氮钾酞胺(ADA)偶氮钾酞胺是一种新型的面粉改良剂，其又称脲叉脲，在化工行业是一种塑料发泡剂。其分子式为C2H4NO2，相对分子为116g，呈黄色到橘红色结晶粉末，无臭，熔点约180℃，在高温下分解为氮、二氧化碳和氮。相对密度为1.65,几乎不溶于水和大多数有机溶剂，微溶于二甲亚矾。偶氮钾酞胺具有氧化性，这是一种速效氧化剂，它能够氧化面筋蛋白中的一SH基团为二硫基团，从而加强了面筋网络。增加了面团筋力，改善面筋蛋白的性质。偶氮钾酞胺食用级质量(FCC．1981)标准如下：a.含量(干燥后)≥98.6%b.甲铀(以As计)≤3x10－６c.重金属(以Pb)计≤0.003%d.铅10X10－６e.干燥失重≤0.5%f.含氮量47.2％～48.7%偶氮钾酞胺对面团的作用为快速，反应在面团搅拌过程中就完成了。它是酸钾的替代品，其添加范围是4一40mg/kg,当使用质量好的进口小麦时，添加量很小即可取得满意的效果。过量添加，粉质曲线会出现马鞍状的双峰，第二峰后曲线迅速下降、宽度变窄，这时，稳定的时间明显减少，弱化度增加，弹性变小。拉伸曲线的延伸性、抗延伸性阻力和拉伸面积都大大减小(如表4—12所示)。4.过氧化钙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L—Vc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(如表4一13所示)。5.活性小麦面筋粉以典型的国产低筋小麦为原料，通过不同比例的优质面粉的搭配及小麦粉活性面筋粉的添加来提高小麦低筋粉的品质质量，同时说明活性小麦面筋粉的作用效果，属于非化学添加剂，无任何毒副作用。以下是两种不同粉的品质指标以及添加增筋剂后其品质测定绪果(如表4—14、表4—15、表4—16、表4—17所示)。A粉：国产典型低筋力粉;B粉：从加拿大迸口的硬麦磨制得到的高筋力小麦粉;C粉：添加过增筋剂的小麦粉。上述结果显示原料A粉吸水率小，面团形成时间和稳定时间短，面团弱化值大，公差指数高。由此说明，原料A粉面筋含量低，面筋筋力弱，易成团，面团耐机械搅拌能力差，保CO2气体能力小，与高筋丈的B粉相比，它是典型的低筋力、品质较差的面粉。结果说明;添加活性面筋剂可有效地改善面粉的品质。(1)添加5%或7%的活性面筋剂，使低面筋面粉吸水率增加。(2)活性面筋剂的添加，使面团形成时间，面团稳定时间有效的延长，同时使面团弱化值和公差指数都降低了。通过添加活性小麦面筋粉，使面粉的面筋筋力相对增强，导致吸水率增加。同时，使面团形成时间、面团稳定时间大大增加，因而面筋质量亦相应提高。(四)增筋剂的互配作用及其效果据最新的研究表明，几种强筋剂配合作用时，可起到互相补充、协调、迭加的效果。这时、面团的流变学特性会比使用某一种强筋剂得到更好的改进，而各自的添加量也要比单独作用时要小。因此，配合使用的效果要比单独使用一种要好得多。1.增筋剂互配实例变性蛋白与L一Vc的协同作用及其原理、变性蛋白和L一抗坏血酸对面粉品质的改善作用.当变性蛋白和(或L一抗坏血酸以最适量加人面粉中时，面团流变特性、发酵性能(尤其是