小麦粉(也称面粉)是制作焙烤食品的主要原料。小麦粉的性质对于焙烤食品的加工工艺和产品的性质起决定性作用,而小麦粉的性质往往由小麦的性质决定,因此从事焙烤食品行业的相关技术人员有必要了解一些关于小麦和面粉的知识。

1.小麦粉

(1)小麦种类

小麦不仅是我国的主要粮食作物之一,更是世界上分布范围最广、栽培面积最大、生产量最多的粮食作物。小麦的种类很多,可以根据播种季节、颗粒皮色和麦粒粒质等进行分类,这里主要介绍三种分类方法。

①按播种季节分类。

小麦按播种季节可分为冬小麦和春小麦。我国小麦生产划为三大自然区,即北方冬麦区、南方冬麦区和北方春麦区。一般北方冬小麦蛋白质质量较好,其次是北方春小麦,南方冬小麦相对较差。

②按颗粒皮色分类。

小麦按颗粒皮色分为红麦与白麦。红麦多为硬质麦,皮层为红褐色或深褐色,皮层较厚,麦粒结构紧密,出粉率较低,粉色较差,但筋力较强。白麦多为软麦,皮层呈乳白色或黄白色,皮层较薄,出粉率较高,粉色较好,一般筋力较弱。

③按麦粒粒质分类。

按麦粒粒质可分为硬质小麦和软质小麦两类。一般硬麦麦色深,籽粒不如软麦饱满,但面筋含量较高,品质较好,适宜制作面包;软麦色浅,籽粒饱满,但面筋含量较低,适宜制作饼干和糕点。

(2)小麦粉种类

①按加工精度分类。

参照国家标准GB 1355—1986,我国小麦粉按照加工精度分为特制一等粉、特制二等粉、标准粉及普通粉。

②按面粉用途分类。

按用途可以分为工业用粉和食品专用粉。工业用粉一般为标准粉和特二粉,主要用于生产谷朊粉、淀粉、黏结剂等。食品专用面粉分为通用粉、专用粉和配合粉。通用粉是指可以制作一种或多种一般性的食品,适用范围广,如等级粉和标准粉就是通用粉;专用粉是指按照制造食品的专门需要加工的面粉,包括低筋粉、高筋粉、面包粉、饼干粉等;配合粉是以小麦粉为主,根据特殊目的添加其他一些物质调配而成的面粉,包括营养强化粉、预混合面粉等。

③按面筋筋力强弱分类。

按面筋筋力强弱可以分为高筋粉、中筋粉和低筋粉。见表2-1-1。

表2-1-1　不同筋力的小麦粉面筋质与蛋白质含量

(3)小麦粉的化学成分及其在焙烤加工中的工艺性能

由于我国小麦品种和制粉方法不同,小麦粉化学成分的含量差异较大,见表2-1-2。

表2-1-2　小麦粉中主要化学成分含量

①水分。

我国国家标准规定小麦粉水分为13%~14%。小麦粉水分太高会引起酶活力增强和微生物污染,导致小麦粉发热变酸,缩短小麦粉的保存期限,同时使焙烤食品品质下降。而水分含量过低时,小麦粉粉色差,颗粒粗,含麸量高,使焙烤食品品质下降。

②蛋白质。

蛋白质分类:小麦粉的蛋白质可据它们在水及各种溶剂中溶解度不同分为麦胶蛋白、麦谷蛋白、球蛋白、清蛋白和酸溶蛋白,也可根据形成面筋的特性分为面筋蛋白和非面筋蛋白两类。小麦粉中的蛋白质主要是面筋蛋白,其中麦胶蛋白和麦谷蛋白约占80%。麦胶蛋白具有良好的延伸性,但缺乏弹性,而麦谷蛋白富有弹性。麦胶蛋白和麦谷蛋白对面团网络结构形成具有重要意义。

面筋:面筋是小麦蛋白质的主要成分,是使小麦粉能形成面团的具有特殊物理性质的蛋白质。将小麦粉加水调制成面团,静置20 min,在室温水中揉洗,除去淀粉和其他物质,直到水不变色为止,剩下柔软、灰色、无味、有弹性、黏性的凝胶体称为湿面筋。去掉水分的面筋称为干面筋。面筋主要成分为麦胶蛋白和麦谷蛋白,这两种蛋白都具有二硫键(—S—S—)结合的多肽链结构,这两种蛋白质分子在膨润状态下相互接触时,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,形成面筋的网络结构;面粉内的少量淀粉、纤维素、脂肪、糖类和矿物质包藏在面筋网络结构中,起填充作用。

面粉蛋白质所含氨基酸:小麦面粉蛋白质属于不完全蛋白质,其中赖氨酸含量极少,而谷氨酸含量多,约占40%。此外,小麦中含有的半胱氨酸对小麦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,使蛋白分子间相对容易运动,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,而且会使得面团气体保留性差,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分子的—S—S—结合,增强面筋弹性和强度。以上原理如图2-1-1所示。

图2-1-1　面筋蛋白结构的互变

因此,刚磨出的面粉含有较多的半胱氨酸,故不易马上用来加工面包。常用自然陈化或添加改良剂处理的方法氧化—S—H—为—S—S—结合形式,使得面粉的加工性能得到改善。常用的改良剂一般是氧化剂如碘酸钾、维生素C等。

③碳水化合物。

碳水化合物占小麦粉75%以上,主要包括淀粉、少量的可溶性糖及纤维等。

淀粉:淀粉以粒状存在于小麦胚乳细胞中。在小麦淀粉中,直链淀粉占24%,支链淀粉占76%。直链淀粉易溶于热水,生成的胶体黏性不大,不易凝固;支链淀粉不溶于冷水,只有在加热、加压条件下才溶于水中,生成的胶体黏性很大。淀粉在常温下不溶于水,随着温度升高,在水中溶胀、分裂,形成均匀的糊状溶液,这种过程称为淀粉糊化,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。淀粉糊化的本质是淀粉粒中有序及无序态的淀粉分子间氢键断开,分散在水中形成胶体溶液。面类食品由生变熟的过程,实际就是β-淀粉变为α-淀粉的过程,即淀粉糊化。淀粉老化是淀粉糊化的逆过程,也称“返生”,是指经过糊化的淀粉在室温或低于室温下放置后,会变得不透明甚至凝结而沉淀的现象。淀粉经过糊化后,容易被人体吸收,而淀粉老化,使产品品质下降,不易消化。(www.daowen.com)

在酸或酶的作用下,淀粉可水解为糊精、麦芽糖和葡萄糖,这种性质在焙烤食品加工中有重要意义。在烘焙制作过程中,当面团中心温度达55℃时,酵母会加速淀粉酶活化,使得淀粉水解为糖的过程加速,面团变软,淀粉吸水膨胀,形状变大,与网络面筋结合形成强劲结构。

可溶性糖:小麦粉中含有2.5%的可溶性糖,主要是葡萄糖、麦芽糖、蔗糖。这些糖既可作为酵母生长所需的碳源,又是形成焙烤食品色、香、味的基质。另外,少量可溶性戊聚糖能与阿魏酸发生交联作用,形成凝胶体,给予面团一定程度的刚性。

纤维素:纤维素是构成小麦皮层(麸皮)的主要成分,占小麦粒总量的2.3%~3.7%(干物重)。小麦粉中含有一定量的麸皮有利于肠胃蠕动,能促进机体对其他营养成分的消化吸收,但含量过高时会影响焙烤制品的外观和口感。

④脂肪。

小麦粉中脂肪含量少,主要由不饱和脂肪酸组成,因此小麦粉及其产品的贮藏过程与脂肪含量密切相关,如果保存不当,很容易酸败,但少量可改变面筋的筋力。

⑤矿物质。

小麦或面粉中矿物质主要有钙、钠、镁、磷、铁等,以盐类形式存在,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,称为灰分。面粉灰分含量很少,大部分存在于麸皮中,其灰分含量的高低,是评定面粉品级优劣的重要指标。矿物质多的面粉营养价值高,但口感粗糙。

⑥维生素。

小麦粉中B族维生素(B1、B2、B5)及维生素E的含量较高,维生素A含量较少,缺乏维生素C,几乎不含维生素D。由于小麦粉维生素的不完全性及焙烤食品均需要经过高温烘烤,有些产品加碱,致使小麦粉中的维生素损失殆尽。因此,提倡焙烤食品应强化维生素。

⑦酶。

小麦粉中酶有淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等。

淀粉酶:小麦粉中淀粉酶包括α-淀粉酶和β-淀粉酶。这两种淀粉酶能使小麦粉中的破损淀粉水解转化为麦芽糖,其为酵母发酵的主要能量来源。α-淀粉酶在70℃时,随着温度上升,作用增加,当温度大于95℃时钝化;β-淀粉酶在温度为70℃时,活力减弱到50%。面粉中β-淀粉酶含量足,而α-淀粉酶含量不足,因此焙烤食品加工中往往添加α-淀粉酶,改善产品质量。

蛋白酶:小麦粉中还有少量的蛋白酶,能水解面筋蛋白,使面团软化和最终液化。在使用面筋力过强的小麦粉制作焙烤食品时,可加入适量的蛋白酶制剂,降低面筋的强度,有助于面筋完全扩展,并缩短搅拌时间。

脂肪酶:脂肪酶是一种对脂质起水解作用的酶类,在小麦粉贮藏期间将增加游离脂肪酸的数量,使小麦粉酸败,降低小麦粉的烘焙品质。

(4)小麦粉品质鉴定

①面筋的数量与质量。面筋主要由麦胶蛋白和麦谷蛋白两种蛋白组成。面筋蛋白的数量与质量影响面粉品质。面筋的质量和工艺性能是评价小麦及小麦粉品质的主要指标之一,包括延伸性、韧性、弹性和可塑性等。延伸性是指面筋被拉长而不断裂的能力;弹性是指湿面筋被压缩或拉伸后恢复原来状态的能力;韧性是指面筋在拉伸时所表现的抵抗力;可塑性是指面团成型或经压缩后,不能恢复其固有状态的性质。一般情况下,面筋生产率高的面团,延伸性和弹性也强,面筋成率低的面团可塑性好。根据上面面筋工艺特性,可将面筋分为优良面筋、中等面筋和劣质面筋三类。其中优良面筋,弹性好,延伸性大或适中;中等面筋,弹性好,延伸性小,或弹性适中,延伸性适中;劣质面筋,弹性小,韧性差,由于自身重力而自然延伸和断裂,还会完全没有弹性,或冲洗面筋时不黏结而冲散。

②面粉吸水率。

面粉吸水率是指调制一定稠度和黏度的面团所需的水量,以占面粉质量的百分率表示,一般面粉吸水率在45%~55%。面粉吸水率是面粉品质的重要指标,吸水率大可以提高出品率,对用酵母发酵的面团制品和油炸制品的保鲜期也有良好影响。

③面粉气味和滋味。

气味与滋味是鉴定面粉品质的重要感观指标。新鲜面粉具有良好、新鲜而清淡的香味,在口中咀嚼时有甜味,凡带有酸味、苦味、霉味、腐败臭味的面粉都属于变质面粉。

④颜色与麸量。

面粉颜色与麸量的鉴定根据已制定的标准样品进行对照。

2.其他粉类原料

随着人们生活水平的提高与健康意识的增强,传统的小麦粉在精细加工过程中一些营养物质如膳食纤维等损失严重,以小麦粉为主的焙烤食品已不能满足人们对营养的需求。我国2018年《中国居民膳食指南》第八条提到“食物多样,谷类为主”,在平衡膳食宝塔中谷类食物位居底层。近年来,一种或几种其他谷类原料粉与面粉混合搭配以丰富焙烤食品的营养,已成为发展趋势。

(1)大米

大米被称为“五谷之首”,其蛋白是谷类蛋白中佼佼者,其氨基酸组成平衡,营养价值高,必需氨基酸含量丰富。大米蛋白与其他谷类蛋白相比,蛋白质利用率高,过敏性低,非常适合开发婴幼儿食品。

(2)荞麦

荞麦按栽培种分为甜荞和苦荞。荞麦含优质蛋白质、脂肪、膳食纤维、维生素、矿物质、氨基酸等。荞麦蛋白含量一般接近或稍高于小麦蛋白含量,远高于大米、玉米及高粱的蛋白含量。荞麦蛋白富含必需氨基酸如赖氨酸和精氨酸等,缺乏苏氨酸、谷氨酸和脯氨酸等。荞麦的脂肪含量在2.0%~2.6%,其中75%~80%为不饱和脂肪酸,以油酸和亚油酸为主,其含量分别为36.5%和35.5%左右;荞麦中的膳食纤维总量为9%~11%,其中可溶性膳食纤维可占到20%~30%;荞麦富含维生素B1、维生素B2、维生素E和烟酸;荞麦中还含有较高的抗氧化成分,如生育酚、芦丁等。

(3)燕麦

燕麦,又称莜麦,富含蛋白质、脂质、可溶性膳食纤维、维生素、矿物质和其他生物活性成分。燕麦的蛋白质含量为15%~20%,其氨基酸组成平衡。燕麦的脂肪含量为3.1%~11.8%,其中约80%都为不饱和脂肪酸。燕麦的膳食纤维含量在12%~15%,尤其富含β-葡聚糖。燕麦中还富含维生素B1、维生素E和泛酸,还含有少量的维生素B2和叶酸;燕麦中的矿物质含量为2%~3%,主要为P和K等,还含有少量的Mg和Ca等;此外燕麦中的植酸和酚类等物质也有很好的抗氧化功效。