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面包用小麦粉的流变学特性及其改良方法综述

2021-03-30丁美彤臧清露陈玉娟张惠琴曹佳伟孔德昭盛建国李雅琪

现代面粉工业 2021年1期
关键词:延伸性小麦粉粉质

丁美彤 李 超 臧清露 陈玉娟 张惠琴 曹佳伟 孔德昭 盛建国 李雅琪

(江苏科技大学粮食学院,江苏镇江 212100)

小麦粉作为制作面包的最基本原料,其质量影响着面包制品的口感和营养。通用小麦粉湿面筋含量低,不易烘焙出体积大、松软可口的面包,不能满足面包的口感及营养要求。面包用小麦粉是人类经过长期研究开发的专用粉,具有复杂的指标体系,其蛋白质含量高,制作的面包口感好、营养价值高。通过食品添加剂对面包用小麦粉进行改良,可进一步提升面包成品的品质,使消费者更加喜爱。稳定地提供和使用优质面包用小麦粉可以提升面粉厂以及面包加工企业的竞争力。文中通过综述面包用小麦粉面团流变学特性指标要求,提出面包用小麦粉质量的改良方法,为面包制品开发提供理论支持。

1 对面包品质具有重要影响的面团流变学指标

研究表明,小麦粉面团流变学特性指标对烘焙出的面包质量影响最大,这些指标可间接反映出面包粉的耐醒发程度、耐搅拌程度、持气能力、筋力强弱,甚至可以判断出成品面包的体积大小、表皮质量、形状以及内部结构等。利用粉质仪、拉伸仪等检验设备对小麦粉、半成品和成品进行监测,可以通过严格控制影响面包质量的小麦粉品质指标因素,来提高面包品质[1]。

1.1 面包用小麦粉对面团粉质曲线指标要求

面团粉质曲线的指标主要包含吸水量、形成时间、稳定时间、弱化度、粉质质量指数等,这些指标均对面包粉的品质有不同程度的影响。

1.1.1 小麦粉吸水量

小麦粉吸水量反映粉的吸水能力强弱,它直接影响面包的出品率和口感,从而影响面包的感官特性和面包加工企业的经济效益。硬质麦吸水率远远大于软质麦吸水率,所以面包用小麦粉原料常用硬麦生产,目前,国内已经研发出一些适合生产面包用新品种小麦,但在种植面积和质量稳定性方面仍然不能满足国内需求,仍然需要从国外进口。

影响小麦粉吸水量的因素,除了小麦品质本身影响外,小麦粉加工工艺也有影响。姜丽华等[2]经实验发现,随着研磨道数的增加,戊聚糖含量增加,小麦粉水分散失,这些变化都影响到小麦粉的吸水量。有研究认为,破损淀粉能增加小麦粉的吸水量,得到更多的面团,并制造出更多的面包产品[3]。所以面包用小麦粉的粒度通常比馒头、面条用小麦粉更小,以追求更高的吸水量。

此外,还可以通过添加食品添加剂的方法来改善小麦粉的吸水量。冯新胜等[4]研究发现影响吸水量的改良剂只有少数几个,例如葡萄糖氧化酶、脂肪酶以及活性谷朊粉,但由于其添加成本较高,在实际使用的过程中会增加企业生产成本。因此,如果小麦粉只是吸水量较低,其他技术参数都比较适宜,则可不进行改良,若其他参数也较差,企业可以衡量其经济效益和改良效果从而决定是否添加改良剂。

1.1.2 面团形成时间和稳定时间

形成时间是指粉质检测时从加水点至粉质曲线达到最大稠度后开始下降所用时间。稳定时间是指粉质曲线的上边缘首次与500 FU 标线相交至下降离开500 FU 标线两点之间的时间差值。形成时间和稳定时间是专用粉品质的重要指标,稳定时间反映小麦粉形成面团的过程中,对各种机械搅拌的耐受能力大小。小麦粉的筋力和烘焙品质随着形成时间和稳定时间的增加而提高。

稳定时间过高则会导致面团醒发速度过慢,从而影响面包的体积和质量,同时影响企业的生产效率。根据王光瑞等[5]所做的大量试验表明,即使面包用小麦粉的形成时间较短,也可使面包成品得到很好的烘焙效果,只需要延长稳定时间,因此,在由于原料或者其他原因而使形成时间较短,但是稳定时间较长以及其他指标较好时,可适当放宽对形成时间的要求。SB/J10136—93《面包用小麦粉》规定精制级稳定时间为10 min 以上,普通级稳定时间为7 min以上。

1.1.3 粉质质量指数

粉质质量指数是指沿着时间轴,从加水点至粉质曲线比最大稠度中心线衰减30 FU 处的长度,它是一个综合参数。形成时间和稳定时间对粉质质量指数的影响最大,其值越高表示小麦粉筋力越强。据国外资料介绍,面包粉要求粉质质量指数达到65 mm 以上,而品质更好的面包粉粉质质量指数则需要达到80 mm 以上。

1.2 面包用小麦粉对面团拉伸曲线指标要求

1.2.1 延伸性

延伸性是指面团从受拉力作用到被拉断的长度,是衡量面团在外力作用下的伸展能力的指标。如果延伸性较小,则面团难于向外伸展,限制发酵过程中的面包体积。延伸性越大,则表明面团流散性越大。SB/J 10136—93《面包用小麦粉》没有特别规定,但研究者认为正常的面包用小麦粉45 min 面团延伸性应达到200 mm 以上,质量稍差的面包用小麦粉也不低于160 mm[1],所以在面包用小麦粉的生产中,都会把延伸性控制在一定范围内。但是在实际生产中经常会出现小麦粉的延伸性偏小,抗延伸性阻力偏大的问题,此问题的原因多是由于过量地添加了氧化剂造成。因此,可以根据粉质曲线和拉伸曲线的具体指标,确定氧化剂的适宜剂量和种类,以减小损失。

面包以“麦谷蛋白质”作为构成面筋网络的主要框架,使面团具有较强的韧性、弹性和抗延伸性,面筋网络结构变得牢固。添加谷蛋白的面包CD 值最大,面包气孔更多更均匀,面包品质改善效果最好[6]。

1.2.2 最大拉伸阻力

最大抗延伸性阻力是用来表示面团在外力作用下限制向外扩展的能力,其值表示面团韧性和弹性的大小,最大抗延伸性阻力如果太大,则会导致制作出来的面包体积小、口感差、包芯偏硬,而品质较好的面包用小麦粉45 min 时的最大抗延伸性阻力Rm值介于 500~600 BU[1]。

2 提升面包用小麦粉品质的措施

为了提高面包的品质和口感,改善面团流变学特性,可以采取食品添加剂修饰、改进加工工艺技术、选择专用小麦等措施。

2.1 食品添加剂的修饰

食品添加剂可以改善面包的色、香、味、形等品质,通常面包用小麦粉食品添加剂有氧化剂、酶制剂(单一酶制剂和复合酶制剂)、谷朊粉、强筋剂、降筋剂等。

熊凤萍等[7]将氧化剂应用于面包,发现添加氧化剂可以增强面团的结构,从而改善面包品质。赵丰丽[8]在研究中发现当氧化剂抗坏血酸最佳添加量是0.025%时,能够使面包品质达到最优。翟爱华等[9]通过正交试验对燕麦粉营养面包工艺进行研究,进而确定当氧化剂的添加量为0.3%时,面包的品质达到最佳。由以上研究可以证实,添加氧化剂可以改善面包品质,但氧化剂的种类与使用量与面包种类有关,不同种类的面包由于其口感要求、原材料等不同添加氧化剂的量以及种类也不同。

酶制剂主要包括谷氨酰胺转氨酶、葡萄糖氧化酶、木聚糖酶、脂肪酶等。葡萄糖氧化酶和脂肪酶均可以增强面筋强度和面团弹性,在面包制作过程中加入葡萄糖氧化酶和脂肪酶可以提高面包的弹性,增加其口感。张可欣[10]对酒酿面包品质进行研究后发现复合酶的作用效果最佳,并且很大程度上改善了面包品质。豆康宁等[11]研究发现适量的酶制剂可以增加面包的体积,酶制剂添加过量时,面包体积反而会下降。汪洋等[12]通过单因素试验,确定小米粉中α—淀粉酶的最佳添加量为0.45%,在此条件下制得的小米面包高度和比容值最大,感官评定值最高,各项指标优良。

谷朊粉是将小麦面团洗涤、分离、干燥后得到的蛋白质。在面粉中添加一定量的谷朊粉,可以提高面筋的品质,进而提高面包成品的品质。罗慧等[13]研究发现,添加谷朊粉可以改善小麦复合粉面包的比容、质构和感官特性,但其最适添加量为2.0%,当超过2.0%时,面包品质反而下降。党斌等[14]通过青稞面包加工配方优化研究发现,谷朊粉能提高青稞面包的口感和质构。齐琳娟[15]将谷朊粉添加到不同筋力的小麦粉中进行面包烘焙时发现,添加适量的谷朊粉可增大面包体积和改善感官特性。

也有研究表明,以面筋含量适中的国产小麦为原料也可以生产出优质面包用小麦粉,但需添加谷朊粉、α- 淀粉酶、蔗糖酯或单甘酯、VC 等进行改善,其成本比单纯采用进口小麦生产小麦粉并添加强筋剂的面包用小麦粉成本要低,更具有经济效益,经正交实验及糊化试验得出VC、活性面筋、单甘酯及α- 淀粉酶的最佳复合比例为0.12 g/kg、4%、0.5%及0.1 g/kg[16]。

2.2 改进加工工艺可适当提升面包用小麦粉品质

只有优质专用小麦和先进的加工技术结合,才能最大限度地发挥优质小麦的作用。在配粉方面,研究发现,通过将质量、品质相近的小麦粉混配在一起而得到专用粉的配粉方法可以得到更加符合期望的专用小麦粉,从而制作出体积膨大、口感松软可口的面包[17]。在企业生产面包用小麦粉的时候,应该了解各品种小麦的常规指标,例如面筋含量、水分、容重、含有杂质等,继而选取质量较好的小麦进行实验制粉,测定粉质曲线的各项参数,其原因是可以进一步了解小麦粉的品质,最后通过各种改进方法来提高面包用小麦粉的质量。

随着社会经济的快速发展,消费者追求不同口味的面包,市场早已推出各种各样不同风味的面包,如杂粮面包、果酱类面包、巧克力面包、吐司等等。如此数量庞大的面包种类,其对和面时间、发酵时间、焙烤时间要求不一,从而在颜色、外观形状、弹柔性、甜度及口感等方面展现最佳的效果[18]。

在发酵时间方面,发酵时间过短会造成面包体积较小,较差的内部组织,菌种产酸量不足,没有滋味等缺点;但如果发酵时间过长,则会造成成品面包中间易塌陷、表皮有厚壳的后果,严重影响面包的品质和外观[19]。袁蓓蕾等[20]在杂粮面包工艺优化中采用二次发酵并发酵3.5 h 时,发现杂粮面包气孔比较均匀连续,面包品质优良。张猛[21]在研究中发现复合杂粮面包发酵90 min 时面包品质最佳。由此可得出,发酵时间的长短也要根据面包成品的种类而决定。

周晓聪[22]研究不同发酵温度制作出的藜麦面包,经感官评价分析出当发酵温度为32 ℃时,藜麦面包的口感最佳。面包在发酵过程中产生的气体会充斥面团内部形成小气泡,促使面团膨胀、进而体积变大,与此同时面团也在不断变软,当气孔壁韧性和气孔内部气体膨胀压力达到最大并且互相平衡时,面包的高度、体积均达到最大,内部组织结构细腻松软[23],故发酵时间和温度适宜能够使面包具有良好的感官特性。王文婷等[24]经研究发现,醒发时间与面包内聚性、咀嚼性呈负相关,而与弹性、胶粘性则呈正相关,并经感官评价分析出当醒发时间为50 min时,感官评价分值达到最大值,综合质构数据及感官评分,最佳醒发时间为50 min。

崔震昆等[25]通过面包感官评定、质构测定、面包比容测定等试验,研究不同发酵方法对农夫面包品质影响,得出结论是,由低温冷藏发酵法制做出的农夫面包品质较好,而通过常温发酵法制得的农夫面包品质较差。

和面时间影响面包用小麦粉面筋的网络结构。张猛[21]在杂粮面包品质改良研究中发现,和面时间为35 min 时面包比容达到最大。董晓琳等[26]利用响应面分析法研究发现,和面时间为14 min 时马铃薯泥面包具有较好的面团品质。徐虹等[27]在紫薯面包工艺优化中确定最佳和面时间为17 min。

面包形态、色泽由于不同的烘烤时间而显现出差异,适宜的烘烤时间可以提高面包的卖相。魏龙等[28]通过做单因素试验,拟定烘烤时间11、13、15、17、19 min,根据感官评价标准,确定红薯膳食纤维面包的最佳烘烤时间为13 min。

2.3 选择优质专用小麦是保证面包用小麦粉品质的根本方法

面包用小麦粉的品质,和小麦品质有着重要关联,强筋小麦是最合适的面包用小麦粉原料。我国地大物博疆域辽阔,南北方气候地理条件差异较大,因此生产出来的小麦品质不尽相同,北方小麦硬而南方小麦软。早些年,我国生产的小麦普遍是湿面筋含量较高,但筋度不强,不适合生产面包用小麦粉。近年来,科学家结合小麦主产区的自然生态条件和栽培水平,以光温生态育种和品质育种理论方法为指导,通过科学合理的组配亲本和选择后代,已经选育出面包/面条兼用型的强筋小麦新品种。

目前,我国仍然是采用进口优质小麦来生产面包用小麦粉,主要进口国有美国、加拿大、澳大利亚等。进口加拿大小麦主要是硬红春麦,它是世界公认的优质小麦,具有面筋含量高、质量好、稳定时间长、弱化度低等优点,适用于加工面包用小麦粉。

单良等[19]利用国内的优质小麦磨制成粉,搭配一定比例的进口优质麦粉,辅以必要的添加剂,并采取适宜的烘焙工艺即可生产出优质面包。此种方法从混合小麦粉和添加改良剂两方面来增加面包成品的品质。也有的企业采用进口小麦和国产小麦搭配方式,从而节约了生产成本,保证了面包用小麦粉品质。

也有研究认为仅利用国产优质小麦也可以生产优质面包用小麦粉。魏本军[18]认为在用国产优质小麦(或国产优质小麦搭配少量进口小麦)生产面包用小麦粉时,可以通过加入谷肮粉来提高小麦粉的蛋白质含量,改善面包品质,从而降低生产成本,增强产品市场竞争力。

3 结语

小麦粉作为面包制作的最主要原料,其质量对面包口感和营养影响最大,可以说面包用小麦粉的品质很大程度上决定了面包成品的品质,所以研究面包用小麦粉有着非常重要的意义。随着社会的发展,面包用小麦粉的市场份额也在逐年上升,在原料方面我们不能完全依靠进口,要从小麦品种、产地选择、改良剂使用、生产工艺等方面加强研究。值得庆喜的是我国优质小麦培育已经确定重大突破,已培育出多种优质面包专用小麦,有的蛋白质含量高达21%。未来我国必定会在小麦粉工业领域取得优异的成绩,成为世界面包用小麦粉工业的领跑者。

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