面粉改良剂综述.pdf

收稿日期:2003 - 06 - 03 作者简介:刘梅森(1968 - ) ,食品科学博士,从事食品添加剂研发。 面粉改良剂综述 刘梅森,何唯平 (深圳市海川实业股份有限公司,广州 深圳 518040) 摘 要:对面粉后处理和加工制作过程中所使用到的各类改良剂的作用及性能作了全面的归纳和阐述。由于传统食品在品 质和营养方面并非十分理想,如果适当添加一些食品添加剂,对提高产品的品质,合理利用食品资源,增进人民身体健康,是 非常经济而有效的。 关键词:面粉;改良剂;酶制剂;氧化剂 中图分类号:TS211.4+3 文献标识码:A 文章编号:1003 - 6202(2003)10 - 0006 - 03 小麦粉是生产面包、 蛋糕等焙烤食品及馒头、 面条、 饺 子、 通心粉等面食制品的主要原料,为提高这些制品的质量, 需要使用各种各样的添加剂。这些添加剂按其作用大致可 分为以下几类(见图 1) 。 添 加 剂 种 类 作用于小麦粉 漂白 单纯起漂白作用的漂白剂 兼有漂白、 改良作用的改良剂 改良 兼有漂白、 改良作用的改良剂 单纯起改良作用的改良剂 氧化剂 作用于面团 改良用 处理剂 氧化剂 还原剂 强筋软瓤剂 乳化剂、 小麦面筋、 酶制剂 产气用 膨松剂 酵母(包括酵母食料、 发酵助剂) 化学膨松剂 作用于成品 抗氧化剂 防霉剂 填充剂 图1 小麦粉及其制品用食品添加剂 1 增白剂 新磨制出来的面粉,粉色较暗、 微黄,贮存一段时间后,逐 渐变白,这种现象叫面粉 “熟化” 。面粉白度取决于带有色素 的表皮及胡萝卜素,后者导致面粉逐渐变黄、 变暗,当胡萝卜 素被空气中的氧氧化而褪色时,面粉就 “熟化” 变白,但这种成 熟很慢,也很不充分,与市场需求不相衔接。选择一种使面粉 快速 “熟化”,且安全无毒,使用方便的氧化剂十分重要。 1.1 几种常用的面粉增白剂 常用于面粉的增白剂有过氧化苯甲酰(BPO)、 二氧化氯、 过氧化钙等,其中二氧化氯是气体,特别适合用于蛋糕粉的 处理,但由于氯气有刺激气味,而且在操作上有一定难度,目 前国内厂家几乎不用。过氧化钙的漂白效果不如BPO。 纯净的BPO氧化性极强,遇振动易爆炸。为了生产、 运 输、 贮存和使用方便,常用磷酸二钙、 碳酸钙、 硫酸钙、 淀粉等 稀释。现在市场上流通的BPO都是稀释过的。 G B2760 - 1996中规定,BPO的使用量最大为0. 06 g/ kg。 一般BPO加入面粉中后,要24 h才能起漂白作用。 1.2 影响增白剂效果的因素 1.2.1 水分 当面粉水分在10 %16 %变化时,实验表明,水分越高, 被增白速度越快,但这种差别很小,几乎没有实际意义。 1.2.2 BPO的质量 实验结果证实,不同质量的BPO对面粉的增白效果不 同,质量好的增白效果好。 1.2.3 环境温度 环境温度对增白剂的增白效果影响很大,尤其在前3 d。 从第4 d开始,环境温度对增白剂的影响逐渐缩小。 1.2.4 小麦品种 由于红麦、 白麦、 软麦、 硬麦中类胡萝卜素含量不同,因 此,同等量的增白剂对不同品种小麦的增白效果不同。 1.2.5 出粉部位 小麦胚乳和麸皮中类胡萝卜素的含量差别很大,因此, 出粉部位不同,增白剂对它们的增白效果也不同。一般来 说,对心磨粉的效果好于渣磨和皮磨,对前路粉的效果好于 后路;另外,原始粉白度越高,添加增白剂效果越好,灰分大 的后路粉效果较差。 1.3 使用增白剂的弊端 多年来,人们对馒头和面条常以其白度作为衡量指标, 厂家为了追求企业经济利润的目的常添加增白剂来提高面 粉白度,但过量使用增白剂也会带来一些负面影响。 1.3.1 对面粉品质的影响 由于增白剂中BPO的质量分数一般为30 % ,其他70 % 主要是稀释剂如磷酸钠、 碳酸盐等,这些稀释剂中的钙、 镁等 元素之氧化物成为灰分,故可使面粉中灰分指标及含量增 加。另外,由于BPO是强氧化剂,在使面粉增白的过程中破 坏了面粉中的维生素,使面粉营养价值降低。 如果使用过量,还会使面粉呈青灰色,过量添加的面制 品呈现不愉快的苯甲醛气味。 1.3.2 对人体的危害 由于BPO的分解过程是在人体肝脏中完成的,其分解产 物苯甲酚等从尿中排出,肝功能衰竭、 排毒能力差的人,会加 重肝脏的负担,导致不适应,正常健康人长期食用超量增白 剂的面粉,也会造成苯慢性中毒,引起神经衰弱,头昏乏力, 失眠多梦等。 另外,由于BPO破坏了维生素,导致人体减少对维生素 的吸收,尤其北方人民,以面制品为日常主食,易导致维生素 缺乏症。 6 粮食与饲料工业/2003年第10期 CEREAL 而蛋糕要求二氧 化碳在较长的烘烤定型时间内持续产生,故一般要用双重反 应的发粉,即由快性及慢性发粉调配而成。 (1)快性发粉(Fast Acting Powder) :一般于面糊搅拌后,未 进炉前,开始释放二氧化碳。 最快性发粉(Very Fast) :在常 温时,几乎已将所有二氧化碳释出,以至面糊进炉前得不到 膨胀需要的气体。 次快性发粉(Moderately Fast) :其酸性反 应剂为酸性磷酸钙,室温时放出1/ 21/ 3的二氧化碳,适合 于双重反应发粉的快性部分。 (2)慢性发粉(Slow Acting Powder) :未进炉前释放的二氧 化碳很少。 一般慢性发粉:这一类的酸性反应剂为酸性焦 磷酸盐,其水溶性差,因此反应慢。酸性焦磷酸钠微溶于冰 水,温度升高,溶解加快,反应速度增加。同时有软化面筋功 能。缺点是中和完后剩下的焦磷酸钠食用后稍有发热的感 觉。 次慢性发粉:这一类的酸性反应剂为磷酸铝钠,其反应 比酸性焦磷酸钠慢。 最慢性发粉:这类发粉的酸性反应剂 为硫酸盐或明矾。硫酸盐反应慢,在常温时二氧化碳释出非 常少,必须在烘烤时与苏打粉发生作用。因此很少单独使用, 常作为双重反应发粉的慢性发粉及炸油条时所用的发粉。 (3)双重反应的发粉(Double Acting Baking Powder)。此种 发粉的酸性反应剂由快性部分及慢性部分混合而成。快性 部分使用酸性磷酸钙,慢性部分为酸性焦磷酸钠、 磷酸铝钠 或硫酸铝钠,这种双重反应的发粉在室温下约释出1/ 51/ 3 的气体,其他在烤炉内释出。 为了使发粉在反应时达到完全中和,调配发粉时需要知 道酸性反应剂单位重量的酸性强度,即中和值(NV ,Neutraliz2 ing Value)。NV定义为中和100 g酸性反应剂所需要的苏打 粉克数。如酸性磷酸钙100 g需要80 g苏打粉去中和,则酸 性磷酸钙的NV为80。 表1 常用酸性反应剂的NV值一览表 酸性反应剂NV 酒石酸120 酒石酸氢钾80 酸性焦磷酸钠/钙72 磷酸铝钠100 硫酸铝钠100 2.2 生物膨松剂 常用生物膨松剂为酵母。酵母在发酵过程中,由于酶类 的作用,使糖类发酵生成酒精及二氧化碳气体,而使面团起 发,体积增大,并具有弹性,同时产生醛、 酮、 酸等风味物质。 3 品质改良剂 国产小麦从营养品质看,粗蛋白质和赖氨酸含量与国外 小麦差距不是很大,但从加工品质来看,面筋强度、 烘焙性能、 流变学特性等远不如国外优良品种。针对我国小麦 “软麦不 软,硬麦不硬” 的特点,需要添加面粉品质改良剂以生产合乎 市场需求的各类食品专用粉,如面包专用粉、 糕点专用粉等。 面粉品质改良剂主要有强筋剂、 减筋剂、 酶制剂、 乳化剂等。 3.1 强筋剂 具有增筋作用的物质主要是氧化剂,另外,乳化剂谷朊 粉、 大豆粉也有增强面筋的作用。常用于增筋作用的氧化剂 主要有溴酸钾(K BrO3)、 维生素C和偶氮甲酰胺(ADA)。 3.1.1 溴酸钾(K BrO3) 分子质量167.00 u ,白色菱形结晶或结晶性粉末,无臭, 相对密度3.6 ,熔点为350,加热到370 时分解为K Br和 7刘梅森等:面粉改良剂综述/ 2003年第10期 O2,常温下稳定,易溶于水,为强氧化剂,能抑制蛋白质分解 酶活性,提高面筋质量。 K BrO3是一慢性反应氧化剂,在和面过程中基本不起作 用,而在发酵期间起作用。它对粉质拉伸曲线中的各项指标 都有较大影响。但对延伸性影响不大,而抗延伸性阻力则有 较大增加,对面包体积有较大影响。随着添加量的增加,面 包体积不断增加,但达到一定程度后,面包的体积则不再继 续增大,反而有减小趋势。 现代医学证明,K BrO3具致癌性,G B2760 - 96规定,其最 大允许添加量为0.03 g/ kg ,欧美等发达国家以往禁止在面制 品中使用,我国目前还在使用,但禁止使用是发展趋势。 3.1.2 维生素C 在所有面筋改良剂中,维生素C是唯一的还原剂,在干 面粉状态下并不起作用,但面粉经搅拌后,由于内触媒 (Cata 2 lase) 的作用,可将维生素C变成脱氢抗坏血酸,因而具氧化 作用。搅拌时由于氧气充分,产生脱氢反应,发酵时由于氧 气不足,则吸收氧原子的反应成了主要反应,使面筋中SH 减少,SS增加。维生素C为中速作用剂,反应在搅拌及 发酵过程中进行。它对粉质拉伸曲线中的各项指标影响很 大,与其他几种氧化剂相比,对面团的延伸性及弹性影响最 大,延伸性幅度减小,抗延伸性阻力大幅度增加。 维生素C是一种营养强化剂,无毒副作用,还能增强面 粉营养价值,因此,相对而言,使用维生素C比较安全。可以 增加面包体积,改善面包结构。 3.1.3 偶氮甲酰胺(ADA) 分子质量116.08 u ,黄色至橘红色结晶性粉末,无臭,熔 点约180,高温下分解为N2、CO2、 和NH3,几乎不溶于水和 大多数溶剂。属快速作用剂,反应在面团搅拌过程中就完成 了,是K BrO3的替代品。当使用质量较好的进口小麦时,很 小的添加量即可获得满意效果。如果过量,粉质曲线会出现 马鞍状的双峰,第2个峰过后曲线迅速下降,宽度变窄,这 时,稳定时间明显减小,弱化度增加,弹性变小,拉伸曲线的 延伸性、 抗延伸性阻力和拉伸面积都大大减小。 G B2760 - 96规定,最大使用量为45 mg/ kg ,由于ADA为 快速氧化剂,能与维生素C反应,因此应尽量避免维生素C 与ADA直接接触,否则有爆炸危险。 3.1.4 过氧化钙 对面团作用也是快速的,效果类似维生素C,添加后粉 质曲线变成双峰,拉伸曲线中的抗延伸性阻力增加幅度较 大,延伸性大幅减小。相比其他氧化剂,较少使用。 3.2 减筋剂 制作糕点、 饼干等需要低筋粉。目前我国江苏地区种植 的低筋麦已经供不应求,市场对低筋专用粉的需求量不断增 大,为此需要在现行的面粉中添加减筋剂以达到生产低筋专 用粉的目的。常用的减筋剂主要有:L2半胱氨酸、 蛋白酶。 3.2.1 L2半胱氨酸 L2半胱氨酸具还原性,它对面粉的影响来自2个方面: 其一是可以激活面粉中木瓜蛋白酶活性,木瓜蛋白酶可分解 面筋蛋白质,从而软化面筋,这种对面筋蛋白质的改变不随 面团静置时间延长而增加;其二是直接参与氧化还原反应, 使SS键还原为SH,从而软化面筋。 L2半胱氨酸可以降低面团弹性,增加延伸性。 3.2.2 蛋白酶 蛋白酶能分解蛋白质,破坏面筋结构,改变面团性质。 但与L2半胱氨酸相比,蛋白酶的用量不易掌握,一旦过量则 导致不可逆性后果,通常少用。 3.2.3 亚硫酸氢钠 亚硫酸氢钠为还原剂,作用机理是裂解SS,这种作 用具可逆性,但该物并不专一性地作用蛋白质,可能对其他 物质造成破坏。 3.3 面粉用酶制剂 用于面粉品质改良的酶制剂主要有 2淀粉酶、 蛋白酶、 戊聚糖酶、 葡萄糖氧化酶、 脂肪酶、 谷氨酰胺转氨酶等。这些 酶制剂从不同角度对面制品品质进行改良,包括提供酵母能 料、 保鲜、 改善组织、 调理面团、 增白、 强筋、 减筋等。 3.4 乳化剂 3.4.1 常用乳化剂 3.4.1.1 硬脂酰222乳酸钙和硬脂酰222乳酸钠 (CSL 、 SSL) 为W/ O型乳化剂,可与小麦中面筋蛋白结合,增强面筋 的弹性及稳定性,减少糊化,使面团膨松柔软,且耐揉不粘, 缩短面团的发酵时间,增大产品体积及防止老化。 这2种乳化剂是面粉用乳化剂量最大的,其作用主要是 强筋,同时具有保鲜等其他作用。 3.4.1.2 二乙酰酒石酸单(双)甘酯(Datem) Datem对增大面包体积非常有效,它能作用于面筋蛋白, 提高面筋网络的持气性。0.5 %(以面粉质量计)的用量可以 增大面包体积12 %以上。此外,Datem还能提高冷冻面团的 稳定性。但是Datem对面包的保鲜效果比较差,其组织结构 也较差,因此在实际操作中,应该与其他乳化剂等复配使用。 3.4.1.3 蔗糖脂肪酸酯(S. E) S. E是一种优良的食品乳化剂,可使食品中抗氧化剂分 散,协同提高产品的保存期,它还具抗老化作用,能与淀粉形 成络合物,使其糊化温度明显上升,防止淀粉结晶,增强面粉 抗老化性,从而增强面制食品的柔软性并延长了货架寿命。 但单纯使用效果不太理想,应与其他产品复配使用。 3.4.1.4 分子蒸馏单甘酯(DMG) 饱和脂肪酸单甘酯具有一条比较直的脂肪酸链,可与面 粉中的直链淀粉结合成一种复合物,这种复合物在加热焙烤 时不溶于水,不能形成凝胶,在面包放置一段时间后,这部分 淀粉不会恢复为结晶态,从而延缓了面包的老化。此外, DMG还可以提高淀粉的糊化温度,降低面团粘度,提高面包 体积。DMG在蛋糕中也有很好的作用,能明显改善蛋糕的体 积和组织结构,而且搅拌速度也有所提高。 4 酵母食料 酵母是许多面制品生产过程中必须用到的一种原料,为了 使酵母在面制品中发挥应有的作用,经