面粉的主要成分及其对面制品的影响
首发|杜德春
笔者在日本、欧美留学焙烤食品工程大学中；就面粉的营养成分【蛋白质、淀粉、酶、水、纤维素、脂肪、油脂、矿物质、微量元素、面筋、面团的加水量、饧面时间、水温、水的硬度、面筋的弹性 粘性 延伸性 韧性 比延伸性等】；对面制品面团的影响如下。
①碳水化合物
小麦淀粉主要集中在胚乳部分，糖分布在胚和糊粉层中。这两种碳水化合物占麦粒的70%以上(干物质)，其中以淀粉为主，糖约占碳水化合物的10%。
随着小麦粒的成熟，糖大多数转化为淀粉。糖所占比例虽小，但是在面团发酵时，却是酵母呼吸和发酵的基本物质，由酵母将糖分解为二氧化碳和醇。
小麦淀粉是由直链淀粉和支链淀粉组成。直链淀粉为19%~26%，支链淀粉为74%~81%。直链淀粉易溶于温水，几乎不显示黏性;支链淀粉容易形成黏糊。小麦淀粉的粒径在2~10μm或25~35μm范围内。
一般淀粉在常温下不溶于水，但当淀粉与水共存并加热后，水渗入淀粉颗粒内部，使淀粉粒膨胀，体积可增大到原有的数十倍甚至数百倍，使晶体和非晶体状的淀粉分子间氢键断裂，淀粉颗粒溶胀破裂而形成胶状物，物料黏度增大，这就是淀粉的糊化现象，处于糊化状的淀粉称为a-淀粉，未糊化的淀粉称为β-淀粉。面类食品的由生到熟的过程实际上就是由β淀粉转化为a-淀粉的淀粉糊化过程，熟的a-淀粉比β-淀粉容易消化。
淀粉的糊化程度的高低直接影响着面点面食口感和其他感官指标。
a-淀粉在常温下缓慢冷却失水，淀粉分子会逐渐向低能态的结晶化转移，形成排列有序的平形胶束，恢复糊化前的3-淀粉结构，这种现象叫淀粉凝沉，也称为回生或老化。回生后淀粉不再被水溶解，也不易被酶水解，即使再加热，也难以达到原来的糊化状态。
淀粉老化作用的控制对食品工业有着重要的意义。如果把a化 水的淀粉迅速干燥，使含水率减少到15%以下，就难以使分子再排列成P型。
油炸方便面、速煮米和挂面等就是利用这一原理进行加
工的。
在食品生产中淀粉的这一特性非常重要，对方便面、面包、 方便米饭和挂面等就必须采取措施防止和延缓淀粉的回生。
淀粉的 老化与淀粉的种类、分子量大小、直链与支链淀粉比例、链长分布等相关性较大。
另外还与溶液的pH、浓度、温度以及糖类、脂类、盐类等因素有关。
②蛋白质与面筋
蛋白质与面筋只是存在的形式不同，实质上是一样的，蛋白质存在于面粉中，面筋是蛋白质在大量的吸水后自动连接形成的，蛋白质含量高，湿面筋的含量就高。
一般的情况下，湿面筋的重量是蛋白质重量的3倍。面粉中的蛋白质有麦胶蛋白、麦谷蛋白、白蛋白、球蛋白四种。
麦胶蛋白和麦谷蛋白含有丰富的谷氨酸和脯氨酸，而白蛋白和球蛋白富含赖氨酸和精氨酸，这是低等级粉(含白蛋白和球蛋白较多)比高等级粉(含麦胶蛋白和麦谷蛋白较多)营养价值高的主要原因。面粉中几种蛋白质的类别和特性见《杜德春小麦面筋变化》。
面团在水中揉洗时，淀粉和麸皮微粒呈悬浮状态分离出来，其他部分溶解于水，剩下的块状、具有弹性和延伸性的胶皮状的物质称为面筋，因其中含有65%~70%的水又称为湿面筋。
面筋的形成包括水化作用和胀润作用两个过程。
蛋白质遇水时，水分子首先与蛋白质外围的亲水基相互作用形成水化物，此阶段吸水量较少，水分子附着在面团表面，体积增加不大，属放热反应。
水分子逐渐扩散至蛋白质分子内部时，蛋白质胶粒内低分子可溶物溶解后，使浓度增加，形成一定的渗透压，加速与加大蛋白质的吸水量，使面团体积增大，黏度提高。
面粉加水搅拌时，麦谷蛋白首先吸水胀润，同时麦胶蛋白及水溶性白蛋白和球蛋白等成分也逐渐吸水胀润，随着不断搅拌，蛋白质微粒逐渐膨胀，相互黏结，在面团中形成整块网状结构。
麦胶蛋白形成的面筋具有良好的延伸性，但筋力不足，很软且弱;麦谷蛋白形成的面筋具有良好的弹性，筋力强，面筋结构牢固，但延伸性差。
白蛋白和球蛋白呈水溶性，可用水冲洗分离。如果麦谷蛋白含量高，则会造成面团弹性、韧性太强，面带轧延困难并使面条发生收缩，导致产品体积变小;如麦胶蛋白含量较高，面筋网络结构不牢固，导致产品变形、波纹塌陷等现象。
麦胶蛋白吸水后有流动性即伸展性，麦谷蛋白吸水膨胀，变得有橡胶体似的弹性。麦胶蛋白和麦谷蛋白在面筋中的比例约为1:1。
影响面筋形成及出率的因素主要有如下几点。
①面粉蛋白质含量 通常蛋白质含量高的面粉面筋含量也高，但精度等级相差较大的面粉，面筋含量不一定与蛋白质量成正比，因为取自小麦不同部位的面粉蛋白质种类不相同。
如小麦的糊粉层和胚中蛋白质含量虽然很高，但却不能形成面筋。
②面粉的存放时间 由于新小麦制成的面粉中巯基的存在， 促使蛋白酶活化，使用面筋的数量减少。
如果将新小麦在加工前存放1个月以上，或者将面粉存放一定时间，可增加面筋出率和改善面筋质量。但存放时间超过两年的小麦或一年的面粉，由于蛋白质消耗或水解或变性等因素，会造成面筋质量下降。
③面团的加水量 是指加水的重量占面粉重量的比例，其中面粉含水率13%~14%。加水量少则面团吸水不均、颗粒松散、黏性太小，不能很好地形成面筋网络结构，在轧片时成形的面片发硬、表面粗糙，切条厚薄不均，在干燥过程中会酥断。
面筋的形成主要经过蛋白质的水化作用和胀润作用，因此面团的加水量适当可以促进面筋网络的形成，但为了使加工的产品有一个较好的形状。
不同的产品有不同的加水量，手擀面含水率可以达到50%，通常工业化生产方便面、挂面加水量的多少要受到和面搅拌阻力、轧片和切条的限制，大约为面粉重量的30%左右。
面条饺子以面筋能够充分吸水膨胀为准，为了生产出高质量的面条，所以在可能的情况下采用各种措施尽量多加水。
一般情况下面筋含量增加1%，含水率相应增加1%~1.5%。
④静置时间加水调和好的面团静置一段时间(15min以上)，其主要目的就是使蛋白质充分吸水膨胀，达到消除张力的目的，让面团处于逐渐松弛状态而有延伸性，使黏度下降，面团的表面光滑，有利于面筋网络的形成。
静置时间过短，面团黏度大，轧片不易延伸;静置时间过长，面团的表面发硬，而丧失胶体的物质特性，内部松软不易成形。
在和面打粉过程中使水充分地渗透到小面团里后，搅拌杆再快速的转动就会破坏面筋网络的形成。
所以采用慢速和面或停放静置一段时间再轧片会有更好的制面效果。
⑤水温 冷水和面加水量多，面筋力足，形成的面团质地比较硬，有韧性，拉力大。温水和面吸水量达150%以上，形成的面团，面筋出率高，筋力稍差，面团较黏柔。
热水和面吸水率下降，蛋白质开始凝固热变性，使面筋受到破坏，因而面团的延伸性、弹性减退，面团发软。
⑥水中盐的浓度 水中含有一定量的盐，不仅有利于面筋的形成，还可增强面筋的韧性。虽然盐比面粉便宜，盐的浓度太多反会破坏面团的筋力。
⑦水的硬度 是指水中溶解碳酸盐含量的多少，1L水中含有10mg氧化钙为1°。水的硬度高，会降低面筋的亲水性，延长水的渗透时间，减慢面筋网络的形成速度，也降低了面筋的弹性和延伸型。
一般和面水硬度在8°~12°(8°~12°的水标准规定为中硬水)，软化水可采用离子交换器，或者利用热交换器排出的蒸气冷凝水。
⑧面团和水的结合形式 面粉本身含水率一般为13%~14%工业化生产面条的含水率一般为30%左右。
如果面团中的含水率为45%，其中结合水占 27%，游离水占18%。结合水包含蛋白质(占面团质量的7.5%)吸附水15%，淀粉(占面团质量46%)吸附水 12%。
这说明尽管蛋白质占面团质量的7.5%，却能吸收于自身质量2倍的结合水，使面团的体积膨胀;淀粉虽然占面团质量体积增长不大，增加面团的可塑性。
⑨ 盐、碱、水的影响详见《杜德春面团制作 盐 碱 水对面团的影响》。
⑩蛋虫酶的影响
用发芽或虫害侵蚀的小制成的面粉，蛋白酶活性强，会破坏面筋从而影响面条的质量。
面筋的工艺性能是指面筋的延伸性、弹性、韧性、比延伸性。
①延伸性是指面筋被拉长而不断裂的能力。面筋的延伸性反应面筋包容淀粉的能力，延伸性长面条不容易断条，耐泡性能好。
②是指面筋被拉长或压缩后恢复原状的能力。弹性良好的面筋拉长时有很大的抵抗力，按压后能迅速复原。面筋弹性好的面粉，在做成的面条熟化后，面条抖动起来筋道，口感有咬劲。
但是面筋的弹性过大，它的收缩率也大，面制品加工性能差，不易工业化制面。
③韧性 是指面筋被拉伸时所表现的抵抗力。通常弹性好的面筋其韧性也好。
④比延伸性 是以面筋每分钟自动延伸的长度(厘米)表示。通常强力粉仅有数厘米，而弱力粉可达100cm。
优良的面筋弹性好、延伸性长或适中;中等面筋弹性好，比延伸性小;而劣质面筋比延伸性大。
(3)脂肪
面粉中的脂肪含量较少，通常为1.5%~2%。由于小麦中脂肪主要分布在胚芽及糊粉层中，因此面粉精度高，脂肪含量较低，加工精度低脂肪含量较高。
虽然面粉中脂肪含量很少，但因为主要由不饱和程度较高的脂肪酸组成，其碘价为105~140g/100g样品，极易氧化成低分子醛或酮，即所谓的酸败。
因此脂肪酸值也是衡量面粉质量的重要指标。
面粉中所含的微量脂肪对于改善面粉筋力有着密切的作用。面粉在储藏过程中脂肪受脂肪酶的作用产生的不饱和脂肪酸可使面筋弹性增大，延伸性和比延伸性变小，结果可使弱 筋粉变为中等面粉，使中等级面粉变为强力面粉，因此新鲜面粉的
适当存放有利于面筋力的改善和提高。
(4)粗纤维素
面粉中的粗纤维素主要来源于种皮、果皮及胚芽，是不溶性碳水化合物，不易被人体消化吸收，其含量的高低直接关系到面粉灰分含量的高低。
纤维素吸水率很高，一般是本身质量的8~10倍，比小麦蛋白质的吸水率高约5倍，和面粉时纤维素总是抢先吸水，对制面工艺不利。
由于纤维素无可塑性和延伸性，含量高会降低面团强度，使湿面条容易断裂。
但食物中有一定的纤维素，对人体健康有益，能刺激肠胃蠕动，帮助消化。
同时加工纤维素低和精度高的面粉，蛋白质、维生素和矿物质损失也较大。
(5)矿物质
小麦中大部分矿物质都存在于糊粉层中，在制粉过程中，糊粉层常伴随麸皮混入面粉中，灰分高的面粉一般麸皮含量也较高。
因此，面粉中灰分含量的多少，是评价面粉品质的重要指标。面粉中的矿物质主要有钙、钠、钾、镁、铁等，大多以硅酸盐和磷酸盐的形式存在。
其中以铁盐对产品的保存最为不利。
(6)维生素
小麦中维生素大部分存在于胚芽和麸皮中，维生素B、维生素B2、维生素B3、维生素E含量较高，不含维生素D，一般维生素C及维生素A的含量也不高。
维生素B、维生素B2对碱的稳定性极差，制面时在面粉中加入食碱，虽然可使面条爽滑可口，但维生素B1、维生素B2基本上被全部破坏。
由于面粉中维生素不完全，因此还要多食含有其他维生素的食品，如果长期食用单一的面制品，对人体健康不利。
(7)酶
面粉中含有多种酶，其中对面粉的储存和面点面食的制作有较大影响的有以下几类。
①淀粉酶 又分为a-粉酶和β-淀粉酶。前者能水解淀粉分子 中的a-1,4-葡萄糖苷键生成糊精、麦芽糖和葡萄糖，改变淀粉的黏性，当酶作用适当的时候，能使淀粉达到一定的浓度，使面团膨胀为面团的骨架。
后者能将淀粉水解成大量的麦芽糖和少量的高分64℃，在80~84℃时钝化。
②蛋白酶
又称蛋白分解酶，它能将蛋白质分解成蛋白胨、多肽、氨基酸等比较简单的物质。
蛋白酶活性高会损坏面筋。
③脂肪酶
面粉在储藏时脂肪受脂肪酶的作用使其氧化，产生的不饱和脂肪酸可增强面筋弹性、延伸性，所以面粉贮存时间长一点可以提高面粉的品质。
杜德春：
焙烤食品工艺技术首席工程师博士。
面点面食工艺技术首席工程师博士。
Baking食品工艺营养工程师博士。
