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饼干加工技术：面粉的化学组成及各成分的性质

2016-01-12 16:51阅读：

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　　面粉的化学成分不仅决定其营养价值，而且对饼干加工也有很大影响。面粉的化学成分主要有碳水化合物、蛋白质、脂肪、水分、纤维素以及少量的矿物质和酶等组成。根据不同品种和产地，上述成分的含量有较大的出入，一般含量如下表所示。
小麦面粉的化学成分（单位：%）
品种 水分 蛋白质 脂肪 糖类 粗纤维 灰分 其他
标准粉 12~14 9.9~12.2 1.5~1.8 73~75.6 0.6 0.8~1.4 少量维生素和酶
特制粉 13~14 7.2~10.5 0.9~1.3 75~78.2 0.2 0.5~0.9 少量维生素和酶

　　此外，面粉中的矿物质与维生素含量也因面粉品种不同而有所差异，如下表。
面粉中矿物质与维生素含量（单位：mg/100g）
品种 钙 磷 铁 维生素B1 维生素B2
d >维生素B5
标准粉 31~38 184~268 4.0~4.6 0.26~0.46 0.06~0.11 2.2~2.5
特制粉 19~24 86~101 2.7~3.7 0.06~0.13 0.03~0.07 1.1~1.5

　　1.水分
　　面粉加工厂一般都将面粉的含水量控制在12%~14.5%之间。面粉含水量高时，对面粉贮藏不利，容易发热变酸。调制面团加水时，应首先考虑面粉中的含水量。生产饼干，面包的面粉含水量要求在14%以下。
　　2.蛋白质
　　小麦种的蛋白质是构成面筋的主要成分，而面筋与面粉的烘烤性能有着极为密切的关系。目前，不少国家按蛋白质含量作为划分面粉等级的重要指标。当然，面粉中蛋白质的含量随小麦的品种、粒质、产地和面粉的种类不同而不同。
　　蛋白质吸水量与蛋白质相对分子质量成正比，相对分子质量越大，吸水能力越强，各种蛋白质的涨润值和吸水量如下表所示。从表中得知，α-麦胶蛋白相对分子质量最小，其吸水能力也最小。
小麦种不同蛋白质的涨润值和吸水率
蛋白质种类 涨润值 吸水量/(mL/g)
面筋 1.47 1.68
小麦蛋白质 2.31 2.23
麦胶蛋白质 1.35 0.83
α-麦胶蛋白质 1.27 0.76
β-麦胶蛋白质 1.80 1.19

　　此外，蛋白质的吸水力与温度有关系，麦胶蛋白在30℃时吸水量最大，温度偏高或偏低都会使涨润值下降，因此，面团搅拌时的温度控制很重要，这一点对我们下面研究调粉工艺关系极为重要。
　　蛋白质在加热条件下会变性凝固，这对饼干的焙烤具有重要的影响。焙烤时，二氧化碳受热膨胀，面团体积增大，当达到较高温度时，保持蛋白质空间构象的弱键断裂，破坏了肽链的特定排列，原来在分子内部的一些疏水性基因暴露到分子的表面，降低蛋白质的溶解度，促进了蛋白质分子之间相互结合，形成不可逆凝胶而凝固，从而使饼干定型，赋予饼干一定的形状及组织结构。
　　3.淀粉和糖
　　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。糖所占的比例虽小，然而在制作苏打饼干的第一次发酵时，首先直接作为酵母呼吸和发酵作用的碳素源，所以具有一定的重要性。
　　淀粉属于多糖类，时由许多葡萄糖基组成。淀粉的结构是由支链淀粉和直链淀粉构成。一般支链淀粉约占80%，直链淀粉占20%左右，二者之比例依物料不同而稍有差异。
　　4.脂质
　　面粉中含脂质很少，通常为1%~2%，其中50%是极性脂质（磷脂、糖脂等），主要分布于麦芽和糊粉层中，故出粉率越高的面粉脂质含量就越高。当调制面团时，它们以氢键与麦胶蛋白结合，以疏水键与麦谷蛋白结合，形成麦胶蛋白-脂质-麦谷蛋白复合体，该复合体能阻止面筋的解聚，增强面筋网络结构的牢固性和保持气体的功能，有利于面团发酵、体积膨胀。
　　需要十分注意的是，在面粉中虽然脂质含量较少，但当贮存不当，面粉中的不饱和程度较高的脂质因为氧化而酸败，严重时能影响到成品质量，导致这种变质面粉调制出的面团延伸性降低，保持气体的能力减退，风味不佳。
　　5.酶
　　面粉中含有多种的酶，包括蛋白水解酶、淀粉水解酶、脂肪酶、脂肪氧化酶、植酸酶等，其中以蛋白酶和淀粉酶在生产中起的作用最大。
　　（1）蛋白水解酶：面粉中的蛋白酶可以分为两种，一种是能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。在发酵过程中起主要作用的是蛋白酶。面粉中的蛋白酶属木瓜原酶型，这种酶在通常情况下是处于不活动状态的。但如果面粉中会有硫氢基（SH）化合物，如还原型谷胱甘肽和半胱氨酸等的存在，蛋白酶活性便大大增强，使面团在发酵时变得稀烂，变得完全不能制成产品。但生产饼干时蛋白酶的合理使用可帮助降低弹性，使产品不变形，膨松性变得令人满意。一般在生产苏打饼干的第二次发酵时，每袋面粉使用5g左右胃蛋白酶（其规格是每克胃蛋白酶能使3000g凝固的卵蛋白完全消化）即可收到改良的效果，并且不需另行调整pH。
　　（2）淀粉水解酶：面粉中含有对于饼干制作有着非常重要意义的淀粉酶：α-淀粉酶和β-淀粉酶。
　　α-淀粉酶以随即方式从淀粉分子内部水解α-1,4糖苷键，属于内切酶。α-淀粉酶活性强，能快速将淀粉大分子分解成较小的分子，使淀粉液黏度急剧降低而液化，又被称为液化淀粉酶。α-淀粉酶的最适pH为4.5~7.0.一般来说，α-淀粉酶活力随温度升高而增加，在40℃时达到最大值。
　　β-淀粉酶从淀粉分子的非还原端开始水解淀粉的α-1,4糖苷键，属于外切酶。淀粉分子在β-淀粉酶作用下，生成大量的麦芽糖，还原能力不断增加，故此又被称为糖化酶。一般来说，β-淀粉酶的相对分子质量大于α-淀粉酶，其最适pH在5.0~6.0之间。
　　α-淀粉酶的热稳定性较β-淀粉酶强，抗酸性比β-淀粉酶弱。
　　由于β-淀粉酶的热稳定性差，它只能在面团发酵阶段起水解作用；而α-淀粉酶热稳定较强，不仅在面团发酵阶段起作用，而且在饼干烘烤时，仍能继续进行水解作用。
　　（3）脂肪酶：可催化脂肪分解为脂肪酸，使面粉在贮藏期间的游离脂肪酸增多，从而使面粉酸败，降低面粉的烘烤品质。面粉中脂肪酶的最适pH为7.5，最适温度为30~40℃。
　　6.矿物质
　　小麦和面粉中的矿物质（钙、钠、磷、铁等）主要以盐的形式存在。
　　7.维生素
　　小麦维生素大部分存在于胚芽和麸皮中，因此，面粉中的维生素含量很少。面粉中主要的维生素是符合维生素B和维生素E，维生素A的含量很少，几乎不含维生素C和维生素D。
　　由于面粉中维生素的不完全性，因此如果要把饼干用作主食需要搭配富含其他维生素的食品作为补充。
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