面筋网络示意图 | 图源自参考文献[1]
小麦中包含麦谷蛋白与麦醇溶蛋白,这两种蛋白质也是小麦中特有的蛋白质,在和面过程中,这两种蛋白质吸水溶胀发生交联聚合反应,从而形成面筋网络,因此这两种蛋白质也被称为面筋蛋白。
面筋蛋白的交联指的是面筋蛋白内部肽链之间形成分子内或分子间共价键,主要包括二硫键交联和非二硫键交联,其中二硫键交联起到关键作用。
二硫键交联主要有两种反应方式:一种是巯基氧化反应,另一种是巯基-二硫键交换反应。
在麦谷蛋白与麦醇溶蛋白中含有半胱氨酸残基,半胱氨酸残基中便有巯基集团(-SH),肽链上的两个巯基集团可以发生氧化反应形成二硫键(-S-S-),同时半胱氨酸残基转变为胱氨酸残基,这个过程,就是巯基氧化反应;游离巯基中的阴离子(S-)也可以对二硫键中的硫原子进行亲核质子攻击,使原来的二硫键断裂形成新的二硫键与游离巯基,这就是巯基-二硫键交换反应。
巯基-二硫键交换反应示意图 | 图源自参考文献[1]
麦醇溶蛋白是单体蛋白,分子量较小,分子内含有半胱氨酸残基,可以形成分子内二硫键。不含有游离巯基,因此不能形成分子间二硫键。麦醇溶蛋白也在疏水相互作用辅助下嵌入麦谷蛋白大聚体中。增加面团的粘性和延伸性。
麦谷蛋白分子量较大,呈纤维状,主要形成分子间二硫键,也有分子内二硫键。麦谷蛋白中的巯基集团还有可能与麦醇溶蛋白亚基发生交联作用,有助于面筋蛋白网络结构的形成。麦谷蛋白也可以通过氢键的共同作用形成麦谷蛋白大聚体,使面团具有弹性和韧性。
两种蛋白在面粉中的含量大致相等,彼此相互作用,相互补充,形成了面筋特有的性质。
由于蛋白质的含量直接决定了面粉是否“筋道”,因此我们根据面粉中蛋白质的含量将面粉分成低、中、高筋面粉。低筋面粉蛋白质含量在8.5%以下;中筋面粉蛋白质含量约为9.5~12.0%;高筋面粉蛋白质含量约为12.5~13.5%;蛋白质含量在13.5%之上的一般被称为特高筋面粉。我们日常食用的普通面粉一般为中筋面粉。高筋面粉一般用于制作柔软蓬松的面包。
面包 | 图源:pixabay
面团的发酵
像面包这种松软可口的面点,靠的就是发酵。发酵可以产生二氧化碳,使面团蓬松多孔,更有口感,还可以增加面团的营养。
面团发酵产生的二氧化碳可以撑开面团中的面筋网络,使面团蓬松变大,而面筋网络又可以束缚住二氧化碳,使二氧化碳不会溢出。二者共同作用使得面团柔软蓬松又不失筋道。
常见的面团发酵剂一般有三种:酵母菌、面肥(老面)以及小苏打。
常用的发酵菌种是酵母菌,乳酸菌与醋酸菌也可用于发酵。
老面发酵便是利用老面中的野生乳酸菌与醋酸菌。但用乳酸菌或醋酸菌进行发酵时,往往会使面团发酸,需要加入碱(碳酸钠)来中和酸性。过多的碱会造成营养流失,尤其会破坏面粉中的B族维生素。加碱的量也难以控制,碱量过少,则面发酸,量过多,则碱会与异黄酮类色素结合使面发黄。
老面发酵容易使面变酸
酵母菌发酵是我们日常生活中最常见的发酵方式。酵母菌是一种兼性厌氧菌,既可以进行无氧呼吸,也可以进行有氧呼吸。其无氧呼吸可以消耗葡萄糖代谢产生酒精和二氧化碳,有氧呼吸也消耗葡萄糖但代谢产物是水和二氧化碳。这两种呼吸方式都可以进行发酵,其中无氧呼吸由于代谢产生酒精,又被称为酒精发酵。