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面粉的强化与改良中国小麦网
面粉的强化与改良
2008-06-10 中国小麦网
一、品质改良
（一）增强面粉强度的改良剂
增强面粉强度的改良剂有：
氧化剂、活性面筋粉、乳化剂、酶制剂等。
1．氧化剂
氧化剂是通过对面粉进行氧化作用改进面团结构，提高面团吸水能力、弹性、韧性和持气性，增强面团的筋力，增加产品体积的一类化学合成物质。
并能使新鲜的小麦粉加快熟化，还可使面粉增加白度。
面包粉中加入氧化剂可使面团充分起发而不使面筋断裂，最终达到面包体积大、内部结构松软、食用品质好的目的。
⑴氧化剂在面团中的作用机理
氧化剂对面团作用，主要是使面团中的蛋白质在和面、发酵和烘焙过程中，氧化交联形成三维空间结构的凝胶态，从而可提高面团保持气体的性能。
①氧化硫氢基团形成二硫键面筋蛋白质中含有两种基团，即—SH和—S—S。
如果二硫基团越多，蛋白质分子就越大，即二硫基团可使许多蛋白质互相结合起来形成大分子网络结构，增强面团的持气性、弹性和韧性。
加入氧化剂后硫氢基被氧化脱氢形成二硫键：
②抑制蛋白酶的活性 在新鲜面粉的蛋白质半胱氨酸和胱氨酸中，含有—SH基团，它是蛋白酶的激活剂。
在面团搅拌过程中被—SH基团激活的蛋白酶强烈分解面粉中的蛋白质，使面团筋力下降，变粘，面包体积小，弹性和柔软度下降。
加入氧化剂后，—SH基团被氧化失去活性，丧失了激活蛋白酶的能力。
产生的二硫化物则是一种对面筋没有破坏作用的稳定物质，从而保护了面团的筋力和工艺性能。
③面粉的漂白 加入氧化剂后，使面粉中含有的胡萝卜素、叶黄素等植物色素被氧化褪色，面粉变白。
④提高蛋白质的粘结作用 氧化剂可使面粉不饱和的类脂物氧化成二氢类脂物，二氢类脂物可更强烈地与蛋白质结合在一起，使整个面团系变得更牢固，更有持气性和良好的弹性及韧性。
⑵氧化剂的种类及使用方法
按其在面团中的作用速度可分为快速氧化剂（如碘酸钾）、中速氧化剂（如L—维生素C）和慢速氧化剂（如溴酸钾）三类。
快速氧化剂在面团搅拌阶段就开始氧化蛋白质中的—SH基团，使之形成二硫键；慢速氧化剂，在面团搅拌作用不起作用，而在随着面团温度的升高和PH降低，在醒发工序的后期和入炉烘焙的前5min内开始氧化蛋白质中的—SH基团。
面包实际生产中采用中、慢速氧化剂较为合理，也可以将快速型和慢速型结合起来使用，如溴酸钾与维生素C适量复合使用，特别适用于机械化程度高，对面团机械破坏大的面包生产线上。
各种氧化剂作用的时间和添加量见表11-23。
注：
我国规定允许使用溴酸钾最大用量为200×10-6。
①氧化剂的添加方式 氧化剂用量极少，无法与面粉混合均匀，很少单独添加使用，一般都是配成复合型的添加剂来使用。
实践证明，将几种氧化剂和其他添加剂复合使用，可以大大提高氧化剂的作用效果。
另外，维生素C（抗坏血酸）在食品中广泛使用，维生素C是人体不可缺少的营养素，是天然产物，对人体无害，可增加面包维生素含量，并且有改善面团品质作用。
表11-23 常用的面粉氧化剂
氧化剂
反应速度
作用时间
最大用量（×10—6）
溴酸钾
慢
面团醒发后期入炉初期
75
溴酸钙
慢
面团醒发后期入炉初期
75
碘酸钾
快
面团调制阶段
75
碘酸钙
快
面团调制阶段
75
过氧化钙
快
面团调制阶段
75
抗坏血酸
快
面团调制阶段
无限制
偶氮甲酰胺
快
面团调制阶段
45
②氧化剂添加量 氧化剂的添加量在不超过国家规定的最大添加量时可根据面粉强度的不同来调整，高筋面粉添加量应少，低筋面粉添加量应多，保管不好的酵母细胞中含有谷胱甘肽，未高温处理的乳制品中含有硫氢基团，它们都具有还原性，故需较多的氧化剂来消除。
对面团机械加工越多，生物变化越强烈，氧化剂的需要量越大。
例如国外的连续制作面包法、冷冻面团法需加入较多的氧化剂，而二次发酵法则比一次发酵法用量多。
氧化剂不足时，面团发软，发粘，弹性小，机械性能差，面包体积小，表皮软，组织不均匀，形状不整齐；用量过度时，面团发硬，干燥，弹性差，不易成型，但机械性能好，醒发时表皮易撕裂。
做成的面包体积小，表皮粗糙，组织紧密，有大孔洞，不易切片。
因此，氧化剂的用量一定要适量。
2．活性面筋粉（谷朊粉）
小麦活性面筋（亦称谷朊粉）是从小麦中提取出来的天然面筋蛋白质。
因在提取过程中未破坏其胶体性质故称活性面筋。
商业用的活性面筋包括75%～80%蛋白（干基），0.5%～1.5%溶于醚的脂肪，0.8%～1.2%的矿物质，5%～8%的水分，其吸水率为150%～200%。
活性面筋的主要成分是麦谷蛋白和醇溶蛋白，约占75%～80%。
其中麦谷蛋白分子较小，分子量在2万～4万之间，具有良好的延伸性，但弹性、韧性较差，以分子内二硫键结合形式存在。
醇溶谷蛋白分子较大，分子量在5万～7万之间，具有良好的弹、韧性，但延伸性较差，以分子间二硫键结合形成大分子。
这两种蛋白质共同按比例地存在形成了面筋及其网络，构成了烘焙食品的“骨架”。
活性面筋是一种优良的面粉品质改良剂，主要用于筋力较弱的面粉中，可提高面粉的面筋含量和面团的弹性、韧性，增强面团持气性和面包比容，改善面包的组织，使之均匀、洁白、富有弹性。
活性面筋对面团和面包品质的影响见表11-24。
活性面筋在强力粉中添加量通常为1%～1.5%，在筋力较弱的面粉中通常添加2%～5%。
具体添加量见表11-25。
活性面筋在面粉中添加时要特别注意：
面粉的食用品质不仅仅是量的问题，最主要是质的问题，所以我们在添加活性面筋时要注意活性面筋的品质。
表11-24 活性面筋对面团和面包品质的影响
活性面筋
用量（%）
吸水率
（%）
形成时间
（min）
稳定时间
（min）
断裂时间
（min）
衰减度
（BU）
面包比容
（ml·g-1）
0
49.0
3.0
5.5
6.5
105
2.35
1
51.0
3.0
6.0
8.0
102.5
2
——
——
——
——
——
2.60
3
51.8
3.0
7.5
8.0
80
2.67
4
——
——
——
——
——
2.73
5
52.4
3.0
11.5
12.6
60
2.83
表11-25 活性面筋添加量表 （%）
要求量
原始量
7%
8%
9%
10%
11%
12%
13%
14%
15%
16%
17%
6%
1.35
2.74
4.17
5.64
7.15
8.70
10.29
11.92
13.59
15.30
17.05
7%
1.37
2.78
4.23
5.72
7.25
8.82
10.43
12.08
13.77
15.50
8%
1.39
2.22
4.29
5.80
7.35
8.94
10.57
12.24
13.95
9%
1.41
2.86
4.35
5.88
7.45
9.06
10.71
12.40
10%
1.43
2.90
4.41
5.96
7.56
9.16
10.85
11%
1.45
2.94
4.47
6.04
7.66
9.30
12%
1.47
2.98
4.53
6.12
7.75
13%
1.49
3.02
4.59
6.20
14%
1.51
3.06
4.65
15%
1.53
3.10
16%
1.55
活性面筋由于能吸收它本身重量两倍以上的水分，因此能提高面粉的吸水率和面包出品率。
此外，面筋具有强烈的持水性，能提高产品的保鲜期。
活性面筋还能烘焙食品的蛋白质含量和营养价值。
活性面筋最大的缺点就是在水中很容易吸水形成小面筋球，这些小面筋球不能发挥其增强面团结构强度的作用，并阻碍面团中其他面筋形成持气性很强的大分子面筋网络结构。
因此，使用活性面筋时要预先与面粉均匀地混合在一起，不可直接加入水中以防结块。
如采用二次发酵发，活性面筋应添加在种子面团的面粉中；采用一次和快速发酵发可直接混入面粉中，采用液体发酵法应该添加在主面团的面粉中，不可添加发酵液中，防止结块。
现代微胶囊技术的开发和应用，已成功地克服了活性面筋使用时易吸水结块的缺点，采用单甘脂、硬脂酰—2—乳酸钠和钙（即SSL和CSL）和其他成分，涂在活性面筋表面形成活性面筋胶囊，避免了活性面筋在水中快速水化形成小面筋球。
使面筋的活性更加提高了，易于在水中均匀的分散，是一种具有保鲜功能的优质面筋改良剂和组织柔软剂。
3．乳化剂
乳化剂是一种多功能的表面活性剂，除了蒸馏单甘酯以外，其他大部分乳化剂都具有明显的面团改良剂作用。
⑴面团改良作用
乳化剂既有亲水性，又有亲油性，亲水基结合麦胶蛋白，亲油基结合麦谷蛋白，使面筋蛋白分子相互连接起来，由小分子变成大分子，进而形成牢固的面筋网络，使面筋蛋白互相作用形成复合物，提高了面筋的弹性和韧性。
乳化剂在面团中的主要功能是增加不同组分之间的交联键，使面团各组分亲和性增加。
乳化剂与面团中的脂类和蛋白质形成超分子或络合物，强化了面团中的网络结构，提高面团筋力，减轻了切割搓圆、挤压对面团结构的影响，使面团保持细密均匀的组织结构，可使面包光滑、丰满、富有弹性。
⑵抗老保鲜作用
食品的老化现象是指面食品放置几天后，内部组织松散、破碎、粗糙，弹性和风味消失，整体发硬。
食品老化的主要原因是由淀粉引起的，食品放置过程中，淀粉失水发生再结晶。
乳化剂抗老化保鲜作用与直链淀粉和自身的结构有密切关系。
乳化剂在面团的不同阶段抗老化作用如下：
①在面团搅拌阶段，乳化剂被吸附在淀粉粒表面，产生不溶性物质，抑制了水分的转移，也抑制了淀粉粒的膨胀，阻止了淀粉粒之间相互连接。
②在烘焙阶段，面团内部温度开始升高，淀粉受热糊化并膨胀。
乳化剂的亲油基进入直链淀粉螺旋结构形成不溶性复合物，防止了淀粉粒之间的再结晶而发生老化。
③乳化剂除与直链淀粉形成不溶性复合物而产生抗老化作用外，还直接影响面团中水分的分布，间接延缓老化。
饱和蒸馏单甘酯类乳化剂复合率最高，抗老化效果最好，其次是离子型乳化剂。
⑶乳化作用
许多食品如糕点、饼干、奶油蛋糕、冰淇淋等含有大量油和水，油和水都具有较强的表面张力，互不相溶而形成明显的分界面，即使加以搅拌，一旦静置还会出现分层，形成不均匀稳定的乳浊液。
因此，严重影响食品的质量，质地不细腻，组织粗糙，口感差，易老化。
如果在食品加工中加入少许乳化剂，由于具有特殊的分子结构，既有亲水基团又有亲油基，经过搅拌混合，油就会变成微小粒子分散于水中而形成稳定的乳浊液。
乳化剂可以起到分散作用，加入乳化剂后降低其液体部分的表面张力，使液相、气相和固相能均匀分布，并使油水均匀混合，形成匀质面团，使面团增加弹性、持气性。
⑷湿润和增稠作用
乳化剂能促进水分进入面团，增加吸水速度，防止粉状物质结块。
乳化剂有明显的增稠作用，使面团粘性增加。
（5）常用食品乳化剂：
硬脂酸乳酸钙，硬脂酸乳酸钠，甘油脂肪酸酯，丙二醇脂肪酸酯，山梨糖醇酐脂肪酸酯，蔗糖脂肪酸酯，大豆磷脂，乳酸单甘油酯，酒石酸单甘油脂，琥珀酸单甘油脂等。
（二）降低面粉强度的改良剂
1．还原剂
还原剂是指能降低面团筋力、缩短面团和面时间，使面团具有良好可塑性和延伸性的一类化学物质。
它的作用机理主要是与二硫键反应，使蛋白质分子中的二硫键断裂，转变为硫氢键，降低蛋白质交联度，蛋白质由大分子变成小分子，降低了面团筋力、弹性和韧性。
常用的还原剂和最大用量如下：
L—半胱氨酸 70×10—6
亚硫酸氢钠 50×10—6
山梨酸 30×10—6
亚硫酸氢钠广泛用于韧性饼干生产中，目的是降低面团弹性、韧性，有利于压片和成形。
山梨酸同时也是一种防腐剂，当其使用量超过200×10—6时即起防腐剂作用。
2．氯气处理
氯气处理能增加蛋白质的分散性及面筋的可溶性，使面糊的粘度增加，从而持气性也增加，蛋糕体积增加，内部结构良好，一般使用于蛋糕面粉。
氯气与小麦粉反应可以降低pH值，而pH值是蛋糕用粉的一个重要参数。
3．蛋白酶
蛋白酶改变面粉工艺性质的机理是分解面筋蛋白质成为氨基酸等物质，切断蛋白质分子的肽链，从而降低面筋筋力，提高其可塑性。
蛋白酶对蛋白质的作用是不可逆的，即断裂的蛋白质分子不能重新合起来，故在使用蛋白酶时要特别谨慎，万万不可过量。
4．使用淀粉
在面粉中加入少量淀粉，可以冲淡面筋浓度，降低面团弹性、韧性和筋力，提高可塑性，调节面筋胀润度，使面团光滑，使产品形状规整。
淀粉用量通常为面粉的5%～10%。
5．使用部分熟面粉
根据蛋白质热变性原理，将面粉进行蒸制或用烤制的方法制成熟面粉，使其中的面筋蛋白质变性，失去吸水膨胀的功能，然后加入生面粉中以降低面团筋力。
（三）面粉改良剂的复合使用
现代科学研究理论和实践证明，将氧化剂、活性面筋、乳化剂、酶活性大豆粉等多种成分按一定比例科学混合均质，制成复合面粉改良剂，有明显的协同增效作用，比单一使用的效果更明显。
同时能大量减少稀释剂的用量。
因此，目前国内外生产中均使用这种复合型的改良剂。
（四）其他面粉改良剂
1．增白改良
新制成的小麦粉中含有浅黄色胡萝卜素，影响小麦的色泽，为快速提高粉色，应用增白剂处理。
目前我国广泛使用的增白剂是含量28%的过氧化苯甲酰的白色粉状增白剂。
根据国内制粉厂实践，过氧化苯甲酰的使用量过多会使小麦粉呈浅灰色。
添加增白剂后，小麦粉在1～2天内即可完成增白作用。
2．增稠剂
又称粘合剂、凝胶剂。
主要改善或稳定食品的物理性质或组织状态的添加剂。
多数是一些胶类物质。
主要作用是提高面团的粘性，使面制品的耐煮性增强，延长面包货架期。
3．抗氧化剂
抗氧化剂可延缓和防止油脂的酸败，增加制品的贮存稳定性。
食品中常用的抗氧化剂有天然抗氧化剂和合成抗氧化剂，另外还有一些物质可促进氧化的作用，为氧化剂增效剂。
（五）酶制剂
随着生活水平的提高，人们对面制品的要求越来越高，化学改良剂的应用，虽然起到很好的效果，但由于其对人体健康不利，许多国家对化学改良剂已限制或者禁用。
面粉品质改良将以更安全的酶制剂取代，酶制剂是生化反应的催化剂，对面粉的食用品质起着至关重要的作用。
主要的酶制剂有：
α—淀粉酶，蛋白酶，脂肪氧化酶，脂肪酶，葡萄糖氧化酶
1．α—淀粉酶
提高淀粉酶的活性，其在面粉中添加α—淀粉酶，弥补面粉中α—淀粉酶的活性不足，使之分解淀粉成更多的糖，满足酵母正常发酵的需要。
增加面团发酵时产气量，补充面团酶的活力。
α—淀粉酶来源于发芽麦粉、真菌酶及细菌酶，用于小麦粉中的主要是大、小麦芽粉，其次是真菌酶。
目前国内外广泛使用麦芽粉，添加到面粉中或添加到酵母食品等面包添加剂中，来提高面粉的α—淀粉酶活性。
α—淀粉酶不仅能加快面团发酵速度，还能改善面包风味，表皮色泽，提高面包柔软度，延缓老化速度。
α—淀粉酶添加量要根据面粉中淀粉酶活性而定；所添加淀粉酶的品种、酶活性要根据小麦粉中破损淀粉量而定。
α—淀粉酶只对破损淀粉起作用。
2．蛋白酶
蛋白酶也是面粉工业的酶制剂之一，是一种中性蛋白酶，其最适PH为5.5—7.5，最适温度为65℃可以水解面筋蛋白质，切断蛋白分子肽键，弱化面筋，使面团变软，从而改善面团的粘弹性，延伸性，流动性，等面团的处理性能，它还能缩短面团混合时间。
蛋白酶主要用于饼干专用粉和面包专用粉，在饼干专用粉中添加产品易成形，容易压花，好操作，成品不碎，表里一致，同时蛋白质分解的氨基酸有利于烘焙时发生美拉德反应，改善饼干的口感风味。
在面包中添加有利于确保均一稳定的面包质量和面包组织，且可改善风味。
应注意：
蛋白酶在面包粉中添加一定要控制添加量，避免造成面团过渡软化。
3．脂肪氧化酶
脂肪氧化酶可催化分子氧对面粉中的具有戊二烯1，4双键的油脂发生氧化，形成氢过氧化物，氢过氧化物氧化蛋白质分子有巯基形成二硫键，诱导蛋白质分子聚合，起增筋作用，同时还可以抑制蛋白酶激活，防止面筋蛋白水解，脂肪氧化酶还可以通过偶合反应破坏胡萝卜素的双键结具有增白效果。
4．脂肪酶
脂肪酶又叫甘油脂水解酶，最适的作用条件为PH7.0，温度37℃可被钙离子及低浓度胆盐激活，可以添加于面包，馒头，面条中。
在面包中添加可以使面团发酵稳定增加，体积增大，内部结构均匀，包心的颜色更白，提高面包的保鲜能力；在馒头中添加，同面包效果相同，尤其是对老面发酵，可以有效的防止发酵过渡，保证产品质量；在面条是添加，可减少面团出现斑点，改善面团压制过程中颜色的稳定性，提高面条咬劲，水煮过程中不粘连，不易断，表面光亮滑爽。
特别提醒的是，脂肪酶的品种很多，添加时有针对性。
5．葡萄糖氧化酶
葡萄糖氧化酶（GOD）又叫β-D-葡萄氧化还原酶，具有较宽的PH3.5-7.0范围，酶活力稳定，可耐受50℃以上高温，在面包粉中添加可提高面团强度，增强弹性
，对机械冲击有更好的承受能力，有良好的入炉急胀性，从而增大面包体积。
特别提醒：
葡萄糖氧化酶不可添加过量，过量添加会使面筋过强，对面制品加工产生负面影响。
二、营养强化剂
（一）营养损失的途径
1．加工过程的营养损失
小麦的很多营养成分在加工成面粉后即有大量损失，一般来说，小麦的加工精度越高，面粉营养价值就越低，因为加工精度越高，富含矿物质和维生素的糊粉层被分出的越多。
见表11-26。
表11-26 各种面粉中的维生素含量 单位：
mg/100g
产品
维生素E
维生素B1
维生素B2
烟酸
泛酸
维生素B6
叶酸
维生素
全麦粉
0.82
0.55
0.12
4.3
1.10
0.34
36.0
90
85%粉
0.62
0.26
0.07
2.0
0.96
0.30
30.6
76
标准粉
0.40
0.08
0.06
1.2
0.69
0.10
12.0
—
面包粉
0.28
0.05
0.05
1.0
0.50
0.06
6.7
—
糕点粉
—
0.03
0.03
0.4
0.32
0.045
5.0
—
2．储藏时间和方式导致的营养损失
小麦存放时间不当，导致小麦陈化、霉变、虫蚀、发芽等会影响其营养品质。
在储存时，部分营养素被氧化，随时间失去活性，部分物质被微生物用来繁殖，另一方面，微生物又产生有毒物质，使小麦失去食用价值。
3．其它方式导致营养损失
另外，特殊处理小麦粉也会导致营养的损失，例如小麦粉的增白剂处理会破坏VE，碱性添加剂会破坏VB1等。
面粉在制品过程中营养素也会损失，比如，油炸等高温烹饪会大量破坏维生素。
（二）营养强化的途径
由于面粉中的营养素不能完全满足人体的要求，而缺乏某种营养素会导致营养失衡，因此，对面粉进行强化必不可少。
1．一般的营养强化
主要是提高面粉的蛋白质生理价值，增强矿物质、维生素等的含量，以满足普通人群的营养需求。
面粉营养强化首先当考虑面粉本身蛋白质的优劣。
当面粉的氨基酸比例失衡时，就不能发挥氨基酸的作用，会造成部分氨基酸的浪费。
因此，提高蛋白质的生理价值就是要弥补蛋白质中含量少的必要氨基酸。
弥补的方法可直接在小麦粉中添加所缺乏的氨基酸的营养物质或直接添加氨基酸。
在者，通过混合不同种类谷物的面粉来实现蛋白质的互补，也就是我们通常说的杂面。
另外，面粉的强化还要考虑添加矿物质和营养素。
食物中添加的维生素有维生素A、B1、B2烟酸、C、D2等。
美国维生素和矿物质的添加量标准，以最终产品为最基本全价营养含量为基础考虑的。
见表11-27。
表11-27 美国面粉的强化标准及营养速的建议添加量
营养素
强化标准（mg·pound-1）
原有含量（mg·pound-1）
添加量（mg·pound-1）
硫胺素
2.9
0.6±0.2
2.65
核黄素
1.8
0.2±0.1
1.8
尼克酸
24.0
5.4±1.4
21.0
叶 酸
0.3
0.075±0.02
0.26
维生素B6
2.0
0.18±0.07
2.0
维生素A
4333IU/pound
0
500IU/pound
铁
13～16.5
5.1±1.7
11
钙
900
62±11
880
锌
10
面包粉
3.5±0.5
7.5
家用粉
2.9±0.6
8
家庭面包粉
4.5±1.0
7
糕点粉
2.1±0.5
9
饼干粉
3.4±0.9
8
混合粉
3.3±0.9
8
镁
200
我国营养元素应适合国情，除了应养素的强化外，还应注意粮食制品的混合，以达到营养素互补的作用。
如在面粉中添加大豆粉，可适当提高面粉的蛋白质含量、赖氨酸含量，提高生理价值，也可选用高活性、营养丰富的干酵母。
如与荞麦粉混合，可增加其纤维含量，起到降脂保健作用。
国际上已处于用天然食品代替化学添加剂的时代，我们也要朝着这个方向发展。
2．特殊人群的营养强化
由于工作性质的不同，要对一些特殊人群进行营养强化，比如，士兵和飞行员，应加强他们维生素A和维生素B6的强化，并强化热能物质；对高温下工作的人员来说，应强化铁、维生素B2、维生素C并提高10%的热量（相对正常人来说）；对高寒地区的人来说，应补充他们的维生素A和维生素C并加强25%的热量供应；对于学生来说，应加强维生素和矿物质，并适当降低热量。
另外，由于工作条件或生活环境的限制，可能发生某些营养素缺乏导致疾病的人群。
如缺乏维生素A会引起夜盲症，缺乏维生素B会引发脚气病，缺乏维生素C会引起坏血病，缺乏碘元素会引发甲状腺疾病等。
针对以上群体，可制定相应的营养强化目标，以补足其缺乏的营养素，预防由于营养素缺乏导致的疾病。
编辑：
栗华
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