一、面粉的化学成分及其加工工艺性能

（一）面粉的化学成分

面粉的主要化学成分为蛋白质、碳水化合物、脂肪、水分、灰分、酶及少量的矿物质和维生素等，各种化学成分对面粉的质量有决定性的作用。

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，因为面筋具有弹性和延伸性以及保持面粉发酵时所产生的二氧化碳的作用，使烘烤的面包等制品多孔、松软。我国面粉中的蛋白质含量，随小麦的成熟度、品种、粒质、产区和面粉类别而不同，一般含量在8%～14%，最高的可达16%。在小麦子粒中，蛋白质分布越接近中心越少，向外渐增；小麦糊粉层和外皮的蛋白质含量虽然很高，但不含面筋质。

面粉中的蛋白质根据溶解性的不同可分为麦胶蛋白（麦醇溶蛋白）、麦谷蛋白、麦球蛋白、麦清蛋白、酸溶蛋白等。其中最重要的是麦胶蛋白和麦谷蛋白，因为它们是面筋的主要成分，其他种类蛋白含量很少。麦胶蛋白和麦谷蛋白不溶于水和稀盐溶液，称为不溶性蛋白质。麦球蛋白、麦清蛋白和酸溶蛋白溶于水和稀盐溶液中，属于可溶性蛋白质。其中麦胶蛋白和麦谷蛋白属于面筋性蛋白质，面粉蛋白质主要是面筋性蛋白质，它对面团的性能及生产工艺有着重要影响；麦球蛋白、麦清蛋白和酸溶蛋白属于非面筋性蛋白质，与生产工艺关系

知识目标

1.了解焙烤食品生产用主要原、辅料的种类、成分和现行的质量标准。2.理解在焙烤食品加工中，各种原、辅料所发挥的作用。

3.掌握焙烤食品生产用主要原、辅料的性能及使用要点和用量，从而让学生在熟知焙烤食品生产主要原、辅料的必备知识的基础上达到灵活应用的效果。

技能目标

能够根据不同的焙烤食品，添加适当种类和用量的原、辅料，并熟知其使用方法，以便提高食品的风味和质地。不大。面粉中蛋白质的种类和含量见表1－1。

表1－1　面粉的蛋白质种类及含量

麦胶蛋白不溶于水、无水乙醇及其盐类溶液，但能溶于60%～70%的乙醇溶液，属于醇溶性蛋白，其等电点pI为6.4～7.1。麦谷蛋白不溶于水及其他盐类溶液，但能溶于稀酸溶液或稀碱溶液，在加热的乙醇溶液中可以稍稍溶解，但遇热易变性，其等电点pI为6～8。麦胶蛋白和麦谷蛋白是形成面筋的主要成分，这两种蛋白质约占面粉中蛋白质总量的80%以上，它们集中分布在小麦胚乳中，故主要用胚乳制成特制粉，其面筋含量高、工艺性能好。麦胶蛋白具有良好的延伸性，但缺乏弹性，麦谷蛋白则富有弹性，但延伸性差。

面粉加水和成面团时，在搅拌机或手工搓揉后，麦谷蛋白首先吸水胀润，在条件适宜的情况下，面筋吸水量为干蛋白的180%～200%，而淀粉吸水量在30℃时仅为30%。面筋性蛋白质胀润的结果是面团中形成坚实的面筋网络，这种网状结构即所谓的面团中的湿面筋，它和所有胶体物质一样，具有黏性、延伸性等特性。面筋性蛋白质在逐渐膨胀过程中吸收同时水化的麦清蛋白、麦球蛋白。充分水化胀润的蛋白质分子在搅拌机的作用下相互接触时，不同蛋白质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，形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、灰分等成分逐渐离开面团而悬浮于水中，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，不同质量的蛋白质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，麦谷蛋白和麦胶蛋白的相对含量，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。如果麦胶蛋白含量过多，则会造成面团太软弱，面筋网络结构不牢固，持气性差，会导致产品顶部塌陷、变形等不良后果。

在各种物理或化学因素的影响下，蛋白质特有的空间构型被破坏，导致理化性质发生变化，这一作用称为蛋白质的变性作用。未变性的蛋白质称为“天然蛋白质”，变性后的蛋白质称为“变性蛋白质”。在面制食品中，蛋白质的热变性具有重要意义。变性程度取决于加热温度，温度越高，变性越迅速、强烈。面粉中蛋白质变性后，失去吸水能力，膨胀力减退，溶解度变小，面团的弹性和延伸性消失，严重影响面团的工艺性能。

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。

（1）淀粉：面粉中的淀粉是以淀粉粒的形式存在的，约占小麦子粒重的57%，面粉重的67%。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。

淀粉粒外有一层膜，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，由于机械碾压作用，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。如果淀粉的外被膜完整，酶便无法渗入外被膜而与膜内的淀粉作用。但损伤淀粉粒在酸或酶的作用下，可分解为糊精、果糖、麦芽糖、葡萄糖，在发酵面制品生产中具有重要作用。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，瓤心发黏。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的含量来确定。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，它不易被酶分解。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、方便面等面制食品的品质劣变。因此如何提高面制食品中淀粉的α^－淀粉的含量和尽可能地减少面食成品的β化是需要深入研究的一个重要课题。

（2）其他糖类：除了淀粉之外，面粉中的碳水化合物还包括少量的游离糖、戊聚糖和纤维素。

游离糖在小麦子粒各部分的分布不均匀。胚部含糖2.96%，皮层和胚乳外层含糖2.58%，而胚乳中含糖量最低，仅0.88%。因此，出粉率越高，面粉含糖量越高；反之，出粉率越低，面粉含糖量越低。面粉中的游离糖（葡萄糖、果糖、蔗糖、蜜二糖、蜜三糖等）既是酵母的碳源，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和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，精度较高的面粉纤维素含量约为0.2%。面粉中麸皮含量过多，不但影响制品的外观和口感，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，能促进人体对其他营养成分的消化吸收，并有一定的饱腹感，还可将体内的有毒物质带出体外。

3.脂肪

面粉中脂肪的含量很少，为1%～2%。小麦中脂肪主要分布于胚芽及糊粉层中。小麦脂肪是由不饱和程度较高的脂肪酸组成，此种高度不饱和脂肪酸极易氧化，引起酸败。面粉在储藏过程中，甘油酯在裂酯酶、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和蒸煮品质差，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成分，如卵磷脂是良好的乳化剂，可使面包、馒头组织细腻、柔软，延缓淀粉老化。(www.daowen.com)

4.维生素

面粉中维生素含量很少，主要含有B族维生素、烟酸、泛酸和维生素E，不含维生素D，一般缺乏维生素C，含有少量维生素A。同时，由于面制食品经高温处理，使维生素受到进一步破坏，因而需适量添加各种维生素作强化剂，以弥补维生素的不足，达到营养平衡。小麦维生素大部分存在于胚芽和麸皮中。

5.矿物质

面粉中的矿物质是用灰分来测定的。灰分即物质完全燃烧后的残留物，其绝大部分为矿物质盐类，主要是钙、镁、钠、磷、铁等。面粉中灰分含量的高低是评价面粉品质优劣的指标。灰分主要存在于小麦糊粉层中，含量为1.5%～2.2%。面粉加工精度高，出粉率低，矿物质含量低，灰分就少。由于灰分本身对面粉的焙烤和蒸煮特性影响不大，且灰分中都是一些对人体有重要作用的矿物质元素，随着人们营养意识的提高和对可食资源充分利用的需要，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.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。由于淀粉酶和蛋白酶对于面粉的烘焙性能和面包的品质影响最大，因此过去对酶的研究重点集中在这两种酶。近年来，面粉中的其他酶也已受到关注。

（1）淀粉酶：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℃时活力减少50%，几分钟后即钝化，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^－淀粉酶才钝化。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，为了利用－淀粉酶以改善面包的皮色、风味、结构以及增大面包体积，可在面团中加入一定数量的α^－淀粉酶制剂或加入占面粉质量0.2%～0.4%的麦芽粉和含有淀粉酶的糖浆，来保证面团发酵时二氧化碳气体正常产生，使面包内部组织松软，表皮色泽稳定、着色均匀以及内部组织黏度适宜，同时有利于面包冷却后切片。如美国、英国、加拿大等大多数欧美国家都将真菌α^－淀粉酶添加到面包粉中来提高α^－淀粉酶的活性。

（2）蛋白酶：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、谷胱甘肽等碳氢化合物能激活小麦蛋白酶，水解面筋蛋白质，而使面团软化和最终液化。蛋白酶的最适pH值为4.1。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，降低面包和馒头的加工性能。利用氧化剂可抑制面团中蛋白酶的活性，从而改善面团的加工性能，得到硬度较高的面团。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用高筋粉生产馒头或挂面时降低面筋筋力。

在使用面筋过强的面粉制作面包时，可加入适量的蛋白酶制剂，以降低面筋的强度，这样有助于面筋完全扩展，并有利于缩短搅拌时间，但蛋白酶制剂的用量必须严格控制，而且仅适合于用快速法生产面包。

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。

（3）脂肪酶：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，从而降低面粉的加工品质。小麦内的脂肪酶活力主要集中在糊粉层，胚乳部分的脂肪酶活力仅占麦粒总脂肪酶活力的5%，因此，精度高的面粉比含糊粉层多的、精度低的面粉储藏稳定性高。脂肪氧合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耦合氧化反应，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。脂肪氧合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味。

面粉中脂肪酶的最适pH值为7.5，最适温度为30～40℃。用低级粉制作的面包，在高温下储藏最易导致酸败变质。

（4）植酸酶：植酸酶是一种能水解植酸的酯酶。植酸酶可将植酸水解成肌醇（一种维生素）和正磷酸盐，从而减少植酸与钙、镁、铁及其他金属形成非溶性植酸盐，阻止了二价金属离子在体内的吸收，从而减少了对人体吸收营养成分的不利影响。小麦植酸酶的活力大约有1/3集中在胚乳，而植酸约有15%存在于胚乳中，大量植酸主要存在于糊粉层和麸皮多的低级粉中。

（5）抗坏血酸氧化酶：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和时间。

7.水分

我国面粉的国家标准中规定面粉的水分含量为（13.0±0.5）%，这主要是从面粉的加工特性和储藏安全性考虑的。面粉的水分含量过高易引起发热变酸，缩短面粉的保存期限；同时使加工食品收率下降，这主要是因为水分含量高，会使麸皮难以剥落，从而影响出粉率；水分含量过低会导致粉色差、颗粒粗、含麸皮量高，导致制品品质的下降。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，在面粉中的含量相对稳定。

（二）面粉的加工工艺性能

焙烤食品中面粉的作用一是形成产品的组织结构，二是为酵母菌提供发酵所需的能量。而前者起着决定作用的是面筋。

1.面筋的工艺特性

面筋面团是面粉加适量水经机械搅拌或手工揉搓后得到的，具有一定弹性和延伸性、柔软而光滑的团块。

面筋可分为湿面筋和干面筋。湿面筋约含水67%、蛋白质26.4%、淀粉3.3%、脂肪2%、灰分1%。湿面筋烘去水分即为干面筋。麦胶蛋白和麦谷蛋白约占干面筋重的80%。

影响面筋形成的主要因素有面团温度、面团放置时间和面粉质量等。

温度对蛋白质的吸水影响甚大。调制酥性面团的面粉温度以15～18℃为宜。夏天若面粉的温度过高，会使酥性面团中面筋形成量加大，从而失去可塑性，弹性增大，造成韧缩，使产品变形、花纹不清、质地僵硬；使高油脂面团的油脂流散度增大，造成面团表面走油，面带在成型机上极易断裂，甚至无法操作。冬天如果使用温度太低的面粉，会使面团黏性显著增大，生产时易粘辊筒、帆布、印模等。此外，面团温度控制不好，还会影响酵母发酵，且使面团组织膨松。温度过高，易产酸、裂口、塌架；温度过低，面包容重大，不松软。

蛋白质吸水形成面筋需要经过一段时间，因此，面团调制后必须放置一段时间，以利面筋的充分形成。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；稳定时间中等的面粉适于做馒头、挂面；稳定时间短的面粉适宜做饼干、糕点。稳定时间是粉质仪测定的最重要指标，它已成为生产各种专用粉的重要依据。

2.面粉粗细度的工艺特性

颗粒粗的面粉在饼干生产调制面团时与水接触面积较小，水分的渗透速度也较低，面筋胀润缓慢，胶体结合水的比例不高，附着在蛋白质分子表面的附着水和充塞在分子间的游离水较多，在面团辊轧及成型过程中，其附着水和游离水继续渗透，面筋持续胀润（后胀）会使面团变得干燥发硬，造成面团发黏，弹性降低，难以成型。面粉粗细度对面包生产的影响不如饼干那样重大。