丁美彤 李 超 臧清露 陳玉娟 張惠琴 曹佳偉 孔德昭 盛建國 李雅琪
(江蘇科技大學糧食學院,江蘇鎮江 212100)
小麥粉作為制作面包的最基本原料,其質量影響著面包制品的口感和營養。通用小麥粉濕面筋含量低,不易烘焙出體積大、松軟可口的面包,不能滿足面包的口感及營養要求。面包用小麥粉是人類經過長期研究開發的專用粉,具有復雜的指標體系,其蛋白質含量高,制作的面包口感好、營養價值高。通過食品添加劑對面包用小麥粉進行改良,可進一步提升面包成品的品質,使消費者更加喜愛。穩定地提供和使用優質面包用小麥粉可以提升面粉廠以及面包加工企業的競爭力。文中通過綜述面包用小麥粉面團流變學特性指標要求,提出面包用小麥粉質量的改良方法,為面包制品開發提供理論支持。
研究表明,小麥粉面團流變學特性指標對烘焙出的面包質量影響最大,這些指標可間接反映出面包粉的耐醒發程度、耐攪拌程度、持氣能力、筋力強弱,甚至可以判斷出成品面包的體積大小、表皮質量、形狀以及內部結構等。利用粉質儀、拉伸儀等檢驗設備對小麥粉、半成品和成品進行監測,可以通過嚴格控制影響面包質量的小麥粉品質指標因素,來提高面包品質[1]。
面團粉質曲線的指標主要包含吸水量、形成時間、穩定時間、弱化度、粉質質量指數等,這些指標均對面包粉的品質有不同程度的影響。
1.1.1 小麥粉吸水量
小麥粉吸水量反映粉的吸水能力強弱,它直接影響面包的出品率和口感,從而影響面包的感官特性和面包加工企業的經濟效益。硬質麥吸水率遠遠大于軟質麥吸水率,所以面包用小麥粉原料常用硬麥生產,目前,國內已經研發出一些適合生產面包用新品種小麥,但在種植面積和質量穩定性方面仍然不能滿足國內需求,仍然需要從國外進口。
影響小麥粉吸水量的因素,除了小麥品質本身影響外,小麥粉加工工藝也有影響。姜麗華等[2]經實驗發現,隨著研磨道數的增加,戊聚糖含量增加,小麥粉水分散失,這些變化都影響到小麥粉的吸水量。有研究認為,破損淀粉能增加小麥粉的吸水量,得到更多的面團,并制造出更多的面包產品[3]。所以面包用小麥粉的粒度通常比饅頭、面條用小麥粉更小,以追求更高的吸水量。
此外,還可以通過添加食品添加劑的方法來改善小麥粉的吸水量。馮新勝等[4]研究發現影響吸水量的改良劑只有少數幾個,例如葡萄糖氧化酶、脂肪酶以及活性谷朊粉,但由于其添加成本較高,在實際使用的過程中會增加企業生產成本。因此,如果小麥粉只是吸水量較低,其他技術參數都比較適宜,則可不進行改良,若其他參數也較差,企業可以衡量其經濟效益和改良效果從而決定是否添加改良劑。
1.1.2 面團形成時間和穩定時間
形成時間是指粉質檢測時從加水點至粉質曲線達到最大稠度后開始下降所用時間。穩定時間是指粉質曲線的上邊緣首次與500 FU 標線相交至下降離開500 FU 標線兩點之間的時間差值。形成時間和穩定時間是專用粉品質的重要指標,穩定時間反映小麥粉形成面團的過程中,對各種機械攪拌的耐受能力大小。小麥粉的筋力和烘焙品質隨著形成時間和穩定時間的增加而提高。
穩定時間過高則會導致面團醒發速度過慢,從而影響面包的體積和質量,同時影響企業的生產效率。根據王光瑞等[5]所做的大量試驗表明,即使面包用小麥粉的形成時間較短,也可使面包成品得到很好的烘焙效果,只需要延長穩定時間,因此,在由于原料或者其他原因而使形成時間較短,但是穩定時間較長以及其他指標較好時,可適當放寬對形成時間的要求。SB/J10136—93《面包用小麥粉》規定精制級穩定時間為10 min 以上,普通級穩定時間為7 min以上。
1.1.3 粉質質量指數
粉質質量指數是指沿著時間軸,從加水點至粉質曲線比最大稠度中心線衰減30 FU 處的長度,它是一個綜合參數。形成時間和穩定時間對粉質質量指數的影響最大,其值越高表示小麥粉筋力越強。據國外資料介紹,面包粉要求粉質質量指數達到65 mm 以上,而品質更好的面包粉粉質質量指數則需要達到80 mm 以上。
1.2.1 延伸性
延伸性是指面團從受拉力作用到被拉斷的長度,是衡量面團在外力作用下的伸展能力的指標。如果延伸性較小,則面團難于向外伸展,限制發酵過程中的面包體積。延伸性越大,則表明面團流散性越大。SB/J 10136—93《面包用小麥粉》沒有特別規定,但研究者認為正常的面包用小麥粉45 min 面團延伸性應達到200 mm 以上,質量稍差的面包用小麥粉也不低于160 mm[1],所以在面包用小麥粉的生產中,都會把延伸性控制在一定范圍內。但是在實際生產中經常會出現小麥粉的延伸性偏小,抗延伸性阻力偏大的問題,此問題的原因多是由于過量地添加了氧化劑造成。因此,可以根據粉質曲線和拉伸曲線的具體指標,確定氧化劑的適宜劑量和種類,以減小損失。
面包以“麥谷蛋白質”作為構成面筋網絡的主要框架,使面團具有較強的韌性、彈性和抗延伸性,面筋網絡結構變得牢固。添加谷蛋白的面包CD 值最大,面包氣孔更多更均勻,面包品質改善效果最好[6]。
1.2.2 最大拉伸阻力
最大抗延伸性阻力是用來表示面團在外力作用下限制向外擴展的能力,其值表示面團韌性和彈性的大小,最大抗延伸性阻力如果太大,則會導致制作出來的面包體積小、口感差、包芯偏硬,而品質較好的面包用小麥粉45 min 時的最大抗延伸性阻力Rm值介于 500~600 BU[1]。
為了提高面包的品質和口感,改善面團流變學特性,可以采取食品添加劑修飾、改進加工工藝技術、選擇專用小麥等措施。
食品添加劑可以改善面包的色、香、味、形等品質,通常面包用小麥粉食品添加劑有氧化劑、酶制劑(單一酶制劑和復合酶制劑)、谷朊粉、強筋劑、降筋劑等。
熊鳳萍等[7]將氧化劑應用于面包,發現添加氧化劑可以增強面團的結構,從而改善面包品質。趙豐麗[8]在研究中發現當氧化劑抗壞血酸最佳添加量是0.025%時,能夠使面包品質達到最優。翟愛華等[9]通過正交試驗對燕麥粉營養面包工藝進行研究,進而確定當氧化劑的添加量為0.3%時,面包的品質達到最佳。由以上研究可以證實,添加氧化劑可以改善面包品質,但氧化劑的種類與使用量與面包種類有關,不同種類的面包由于其口感要求、原材料等不同添加氧化劑的量以及種類也不同。
酶制劑主要包括谷氨酰胺轉氨酶、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強面筋強度和面團彈性,在面包制作過程中加入葡萄糖氧化酶和脂肪酶可以提高面包的彈性,增加其口感。張可欣[10]對酒釀面包品質進行研究后發現復合酶的作用效果最佳,并且很大程度上改善了面包品質。豆康寧等[11]研究發現適量的酶制劑可以增加面包的體積,酶制劑添加過量時,面包體積反而會下降。汪洋等[12]通過單因素試驗,確定小米粉中α—淀粉酶的最佳添加量為0.45%,在此條件下制得的小米面包高度和比容值最大,感官評定值最高,各項指標優良。
谷朊粉是將小麥面團洗滌、分離、干燥后得到的蛋白質。在面粉中添加一定量的谷朊粉,可以提高面筋的品質,進而提高面包成品的品質。羅慧等[13]研究發現,添加谷朊粉可以改善小麥復合粉面包的比容、質構和感官特性,但其最適添加量為2.0%,當超過2.0%時,面包品質反而下降。黨斌等[14]通過青稞面包加工配方優化研究發現,谷朊粉能提高青稞面包的口感和質構。齊琳娟[15]將谷朊粉添加到不同筋力的小麥粉中進行面包烘焙時發現,添加適量的谷朊粉可增大面包體積和改善感官特性。
也有研究表明,以面筋含量適中的國產小麥為原料也可以生產出優質面包用小麥粉,但需添加谷朊粉、α- 淀粉酶、蔗糖酯或單甘酯、VC 等進行改善,其成本比單純采用進口小麥生產小麥粉并添加強筋劑的面包用小麥粉成本要低,更具有經濟效益,經正交實驗及糊化試驗得出VC、活性面筋、單甘酯及α- 淀粉酶的最佳復合比例為0.12 g/kg、4%、0.5%及0.1 g/kg[16]。
只有優質專用小麥和先進的加工技術結合,才能最大限度地發揮優質小麥的作用。在配粉方面,研究發現,通過將質量、品質相近的小麥粉混配在一起而得到專用粉的配粉方法可以得到更加符合期望的專用小麥粉,從而制作出體積膨大、口感松軟可口的面包[17]。在企業生產面包用小麥粉的時候,應該了解各品種小麥的常規指標,例如面筋含量、水分、容重、含有雜質等,繼而選取質量較好的小麥進行實驗制粉,測定粉質曲線的各項參數,其原因是可以進一步了解小麥粉的品質,最后通過各種改進方法來提高面包用小麥粉的質量。
隨著社會經濟的快速發展,消費者追求不同口味的面包,市場早已推出各種各樣不同風味的面包,如雜糧面包、果醬類面包、巧克力面包、吐司等等。如此數量龐大的面包種類,其對和面時間、發酵時間、焙烤時間要求不一,從而在顏色、外觀形狀、彈柔性、甜度及口感等方面展現最佳的效果[18]。
在發酵時間方面,發酵時間過短會造成面包體積較小,較差的內部組織,菌種產酸量不足,沒有滋味等缺點;但如果發酵時間過長,則會造成成品面包中間易塌陷、表皮有厚殼的后果,嚴重影響面包的品質和外觀[19]。袁蓓蕾等[20]在雜糧面包工藝優化中采用二次發酵并發酵3.5 h 時,發現雜糧面包氣孔比較均勻連續,面包品質優良。張猛[21]在研究中發現復合雜糧面包發酵90 min 時面包品質最佳。由此可得出,發酵時間的長短也要根據面包成品的種類而決定。
周曉聰[22]研究不同發酵溫度制作出的藜麥面包,經感官評價分析出當發酵溫度為32 ℃時,藜麥面包的口感最佳。面包在發酵過程中產生的氣體會充斥面團內部形成小氣泡,促使面團膨脹、進而體積變大,與此同時面團也在不斷變軟,當氣孔壁韌性和氣孔內部氣體膨脹壓力達到最大并且互相平衡時,面包的高度、體積均達到最大,內部組織結構細膩松軟[23],故發酵時間和溫度適宜能夠使面包具有良好的感官特性。王文婷等[24]經研究發現,醒發時間與面包內聚性、咀嚼性呈負相關,而與彈性、膠粘性則呈正相關,并經感官評價分析出當醒發時間為50 min時,感官評價分值達到最大值,綜合質構數據及感官評分,最佳醒發時間為50 min。
崔震昆等[25]通過面包感官評定、質構測定、面包比容測定等試驗,研究不同發酵方法對農夫面包品質影響,得出結論是,由低溫冷藏發酵法制做出的農夫面包品質較好,而通過常溫發酵法制得的農夫面包品質較差。
和面時間影響面包用小麥粉面筋的網絡結構。張猛[21]在雜糧面包品質改良研究中發現,和面時間為35 min 時面包比容達到最大。董曉琳等[26]利用響應面分析法研究發現,和面時間為14 min 時馬鈴薯泥面包具有較好的面團品質。徐虹等[27]在紫薯面包工藝優化中確定最佳和面時間為17 min。
面包形態、色澤由于不同的烘烤時間而顯現出差異,適宜的烘烤時間可以提高面包的賣相。魏龍等[28]通過做單因素試驗,擬定烘烤時間11、13、15、17、19 min,根據感官評價標準,確定紅薯膳食纖維面包的最佳烘烤時間為13 min。
面包用小麥粉的品質,和小麥品質有著重要關聯,強筋小麥是最合適的面包用小麥粉原料。我國地大物博疆域遼闊,南北方氣候地理條件差異較大,因此生產出來的小麥品質不盡相同,北方小麥硬而南方小麥軟。早些年,我國生產的小麥普遍是濕面筋含量較高,但筋度不強,不適合生產面包用小麥粉。近年來,科學家結合小麥主產區的自然生態條件和栽培水平,以光溫生態育種和品質育種理論方法為指導,通過科學合理的組配親本和選擇后代,已經選育出面包/面條兼用型的強筋小麥新品種。
目前,我國仍然是采用進口優質小麥來生產面包用小麥粉,主要進口國有美國、加拿大、澳大利亞等。進口加拿大小麥主要是硬紅春麥,它是世界公認的優質小麥,具有面筋含量高、質量好、穩定時間長、弱化度低等優點,適用于加工面包用小麥粉。
單良等[19]利用國內的優質小麥磨制成粉,搭配一定比例的進口優質麥粉,輔以必要的添加劑,并采取適宜的烘焙工藝即可生產出優質面包。此種方法從混合小麥粉和添加改良劑兩方面來增加面包成品的品質。也有的企業采用進口小麥和國產小麥搭配方式,從而節約了生產成本,保證了面包用小麥粉品質。
也有研究認為僅利用國產優質小麥也可以生產優質面包用小麥粉。魏本軍[18]認為在用國產優質小麥(或國產優質小麥搭配少量進口小麥)生產面包用小麥粉時,可以通過加入谷骯粉來提高小麥粉的蛋白質含量,改善面包品質,從而降低生產成本,增強產品市場競爭力。
小麥粉作為面包制作的最主要原料,其質量對面包口感和營養影響最大,可以說面包用小麥粉的品質很大程度上決定了面包成品的品質,所以研究面包用小麥粉有著非常重要的意義。隨著社會的發展,面包用小麥粉的市場份額也在逐年上升,在原料方面我們不能完全依靠進口,要從小麥品種、產地選擇、改良劑使用、生產工藝等方面加強研究。值得慶喜的是我國優質小麥培育已經確定重大突破,已培育出多種優質面包專用小麥,有的蛋白質含量高達21%。未來我國必定會在小麥粉工業領域取得優異的成績,成為世界面包用小麥粉工業的領跑者。