面粉面筋及其對焙烤食品的影響分析

陳曉玲

（漳州科技職業學院，福建漳州 363200）

小麥粉是西點制作中最重要的原材料之一。不同產地的小麥因氣候條件、栽培管理等差異，小麥所含的淀粉、蛋白等成分的比重不同，加工制作而成的面粉質量也存在不同程度的差異。此外，不同的小麥加工工藝下生產的小麥粉的淀粉、蛋白質、脂質、微生素、礦物質和膳食纖維等成分的比例也各不相同。不同類型小麥蛋白質含量的差異性，以及小麥粉在成分比例上的差異決定了他們在用途上的差異性。根據不同類型小麥粉的成分差異制作面點，是提高面點品質的關鍵。研究面粉面筋對烘焙食品的影響對提升烘焙產品制作品質有重要意義。

1 面粉、面粉蛋白分類及特性

烘焙面粉分為高筋面粉、中筋面粉、低筋面粉3類。這3類面粉的主要區別在于蛋白質及面筋含量的差異。高筋面粉的蛋白含量為12%～15%，濕面筋值＞35%，適合制作面包、起酥點心等；中筋面粉的蛋白含量為9%～12%，濕面筋值為25%～35%，適合制作水果蛋糕、餡料餅等；低筋面粉蛋白含量為7%～9%，濕面筋值＜25%，適合制作蛋糕、甜點、餅干等。不同濕面筋值的面粉的蛋白質含量及彈性存在較大的差異，烘焙后產品口感、質地各不相同。面粉面筋蛋白質分為面筋蛋白和非面筋蛋白。面筋蛋白是影響面粉濕面筋值的主要物質，約占面粉蛋白總量的80%，面筋蛋白決定了面團彈性程度，面筋蛋白分為麥谷蛋白、麥膠蛋白2種，麥膠蛋白決定了面團的延展性，麥谷蛋白決定了面團的彈性。非面筋蛋白分為麥球蛋白、麥清蛋白、酸溶蛋白。面筋蛋白讓面團具有筋性、彈性，使面團烘烤后的體積大于面團本身，形成質地均勻的烘焙食品。面粉蛋白是影響烘焙食品的關鍵。不同面粉蛋白在面粉中的含量不同，其溶解性、吸水性、pI值等均存在差異性，使不同類型的小麥面粉在烘焙制作中用途不同[1]。。

2 面粉蛋白質結構特點及作用

2.1 麥膠蛋白質

麥膠蛋白質為單體蛋白。根據其在低pH值下電泳遷移率的表現分為α-、β-、γ-、ω-共4種。除ω-外，其他幾種麥膠蛋白質結構相似，均有重復的N-端區域、非重復的C-端區域，膚鏈上有3～4個分子內二疏健。ω-麥膠蛋白質結構以一個肽段為主要重復區域，該區域沒有半胱氨酸殘基，因此無二疏鍵形成，只能通過谷氨酰胺殘基上的氫鍵與其他亞基或蛋白質結合[2]。

2.2 麥谷蛋白質

麥谷蛋白聚合體由分子量不一的多個亞基主要次二硫鏈結合成的大分子量纖維狀。通過SDSPAGE可將HRs硬春小麥中的麥谷蛋白分離成高分子量谷蛋白亞基（High Molecular Weight Glutenin Subunit，HMW-GS）、中分子量谷蛋白亞基（Medium Molecular Weight Glutenin Subunit，MMW-GS）、低分子量谷蛋白亞基（Low Molecular Weight Glutenin Subunit，LMW-GS）分子量漸減的3組。其中以HMW-GS的研究在小麥粉品質的研究中最為常見。HMW-GS一般含有630～830個氨基酸，相對分子質量約為67 500～88 000。它的肽鏈包括N-端、C-端較短的非重復區域夾著有重復區域的中間區域。N-端、C-端含有大量的半胱氨酸殘基，其中一部分半胱氮酸殘基用于形成穩定高分子麥谷蛋白多聚體的二硫鍵，目前已發現有22種HMW-GS亞基。

3 面粉蛋白質營養價值

面筋蛋白質氨基酸包括精氨酸、組氨酸、賴氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、擷氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸和脯氨酸等。其中以谷氨酸的含量最高，占面粉面筋蛋白氨基酸總量的35%。谷氨酸在麥谷蛋白、麥膠蛋白中的所占比例較高，它可轉化為谷氨酰胺。其次為堿性氨基酸，占氨基酸總含量的14%，堿性氨基酸包括精氨酸、組氨酸、脯氨酸等。相較于大豆蛋白，面筋蛋白蛋氨酸含量高出63.5%，賴氨酸含量則低于大豆蛋白的3.78倍。因此，可通過在面筋蛋白中添加動物蛋白或大豆蛋白補充小麥粉蛋白質中的氨基酸，提升烘焙食品的營養價值。將一定比例的大豆粉與面粉摻和調制，其大豆蛋白與面筋蛋白的互補效果高于乳粉與面筋的混配作用。最佳的摻入比為10%～15%。研究表明，當小麥面筋與大豆蛋白比例為3∶7時，蛋白效率比值PER由原來的0.8和2.0通過互補作用提高到2.4，蛋白效率為面筋蛋白效率比值的3倍[3]。

4 面粉面筋對烘焙食品的影響

4.1 面筋蛋白質與小麥品質的關系

面筋蛋白質是影響小麥品質的關鍵性因素。面筋蛋白質則主要受麥膠蛋白、麥谷蛋白的影響。不同品種小麥的麥膠蛋白、麥谷蛋白含量存在較大的差異硬質小麥麥谷蛋白的含量高于麥膠蛋白，軟質小麥麥膠蛋白的含量高于麥谷蛋白。因此，硬質小麥粉更適用于制作對面團筋性要求較高的面包，軟質小麥粉則適用于制作對面團筋性無要求的餅干、糕點等。

小麥蛋白質還受小麥成熟度、品質及面粉制作工藝等因素的影響，在烘焙食品成品質量上表現出一定的差異性。剛收割的小麥未完全完成后熟過程，面筋質地相對較弱，烘焙出的食品綜合品質一般。收割后小麥經一段時間的貯藏，在后熟期麥質逐漸變硬，面筋蛋白品質隨之提升，烘焙食品的質量也隨著面筋蛋白品質的提升而提升。小麥品質的優良一般與面筋蛋白出率呈正相關關系，小麥品質越優，面筋蛋白出率越高，面筋蛋白品質也更高；而品質較差的小麥面筋蛋白出率較低，面筋蛋白品質也相對較低，此類問題多見于發生過凍害或病蟲害的小麥[4]。

小麥在加工為面粉的過程中，機械作用對面筋蛋白有著較大的影響。機械強度過大或過小，都會導致面筋蛋白出率降低。合適的機械強度能保證面筋蛋白較高的出率，同時保證良好的面筋蛋白品質。不同等級面粉蛋白含量統計見表1。不同小麥加工工藝加工而成的面粉面筋蛋白出率存在較大的差異，小麥在反復碾磨的過程中，面筋蛋白反而會得到加強。在受到合適強度機械作用的反復碾壓，弱力面筋隨著碾壓面筋強度增加，進而轉化為強力面筋。研究發現，采用胚乳心支撐的特高級面粉，雖然面粉蛋白含量較胚乳外層低，但其面筋強度更高，面筋蛋白質量更好。簡言之，小麥外層加工而成的面粉面筋質量相對較差，筋性值較低。

表1 不同等級面粉蛋白質含量統計表

4.2 面筋性能及筋性測定

面筋性能指面團濕水后的可拉伸性、抗斷裂性、面團的膨脹極限、筋力強度、彈性、延伸性和筋力值等指標的綜合表現。面筋性能一般采用定性測量的方式，需借助“布拉布德”拉力測定儀、“查賓”面團吹泡示功儀完成測試。通過對面筋性能的定性測試，可確定不同面粉成團后的面筋性能，用于烘焙食品制作的參考。面粉面筋在烘焙食品制作中的性能及對應的用途參考如下。①彈性與延伸性比值為1.0左右，筋力為250～300 erg的面粉主要用于制作面包。②彈性與延伸性比值為0.3左右，筋力約為120 erg的面粉主要用于制作餅干。③彈性與延伸性比值＞2.5，筋力超過300 erg的面粉則不適合制作面包、餅干等烘焙食品[5]。

4.3 面筋對面團的影響

面粉面團的形成經歷了一系列的物理、生物、化學變化，包括蛋白質與水的溶劑化作用，以及受剪切力影響發生在多肽鏈間的二硫鍵、次級鍵的反復斷裂與重組。在多因素作用下，面團空間內形成有序的網狀結構，使面團具有延展性和彈性。面粉在發生與水的溶劑化作用和攪拌之前，肽鏈是舒展開的，其二硫鍵、次級鍵也是斷裂狀態。經攪拌作用，二硫鍵、次級鍵重新與肽鏈建立連接，鍵合為有序列的整體，麥谷蛋白亞基間發生硫基與二硫基間的交聯反應，麥谷蛋白亞基形成有序的纖維狀大分子聚合體，該狀態在宏觀上表現為面團彈性。隨著聚合體體積的增大，分子間的相對滑移更困難，面團的彈性也隨之增大。麥膠蛋白在二硫鍵、氫鍵、疏水鍵共同作用下變化為球狀結構，通過非共價鍵與麥谷蛋白結構穿插在網絡骨架中。在這一過程中，麥膠蛋白承擔著削弱相鄰麥谷蛋白亞基間的作用，該狀態在宏觀上表現為面團的滑移與黏性。同時，緊靠亞基之間HMW-GS亞基與其他蛋白質間形成的氫鍵也起到穩定面團結構的作用。面粉經攪拌、揉制，就會增加面團的筋性。因此，在制作糕點類、餅干類烘焙食品時，應盡量控制攪拌，而在制作面包類制品時，則需通過攪拌加強面團強度，提升面團的彈性、韌性，使面包面團有更高的面筋品質，有利于制作品質口感更好的面包[6]。

5 結語

綜上所述，面粉面筋對烘焙食品的影響因素體現在小麥生產階段、小麥粉加工制作階段、烘焙食品加工制作等多個階段。影響因素來源于小麥本身的品質、小麥成熟度、小麥后成熟度、小麥碾壓磨粉的機械強度和面團制作工藝等多方面。本文分析了不同面筋性能的面粉對面團面筋網絡的形成的影響，烘焙食品制成后的孔隙度、柔軟度、體積和軟硬等存在差異。根據面粉面筋對烘焙食品體積、軟硬度、蓬松度、口感和脆度等多方面的影響，在制作烘焙食品時，應綜合面筋性能用途和烘焙食品制作時對面粉面筋的需求選擇合適的面粉。