小麦面粉主要营养成分结构与其蛋白质和淀粉的性质变化
小麦面粉主要营养成分结构与其蛋白质和淀粉的性质变化
文|糕饼面食营养资深工匠杜德春
小麦面粉的营养成分结构如下：
水分：GB13±0.5%
蛋白质：8-14%
麦胶蛋白：醇溶性蛋白，pH 6.4-7.1
麦谷蛋白：溶于稀酸或稀碱，pH 6-8
不溶性蛋白，占80% 面筋的主要成分
麦球蛋白
麦清蛋白
酸溶蛋白
溶于水和稀盐酸溶液中，属于可溶性蛋白 。
碳水化合物：
占麦粒重的70%，面粉中的75%，包括淀粉、糊精、纤维素、游离糖和戊聚糖溶解性碳水化合物：指碳水化合物中能为人体消化利用部分包括淀粉、糊精和游离糖类。淀粉主要在胚乳，糖在胚芽及糊粉层，这两种占麦粒70%以上，以淀粉为主，糖约占10%，随着麦粒成熟，糖大多转化为淀粉。
小麦淀粉由19～26%直链淀粉和74～81%支链淀粉构成，前者50～300个葡萄糖基，后者300～500。直链淀粉易溶于温水，几乎无粘度，而支 链淀粉易形成粘糊。
粗纤维：大多含在麸皮中，不能为人体吸收，一般影响面粉质量，制粉工程中应除去。
脂肪：存在胚芽和糊粉层中，含量少，小麦中1～2%，虽是营养成份，多由不饱和脂肪酸组成，易氧化酸败使面粉或制品变味，制粉过程中一般除去。面粉中脂肪更少，低于1%。
维生素：小麦中维B1、B2、B5较多，还含有少量的维E、维A，微量的维C，但不含有维D。
矿物质：以灰分来测定、矿物质（钙、钠、磷、铁等）以盐类存在，将小麦或面粉完全燃烧之后的残留物绝大部分为矿物质盐类，也叫灰分。麦粒中1.5%-2.2%
面粉中灰粉很少，灰分大部分在麸皮中，小麦粉以灰分来分级，表示麸皮的除去程度。
面粉中的酶类：
1.淀粉酶：α-和β-淀粉酶,两种在焙烤食品上重要的酶。β-淀粉酶含量充足，而α-淀粉酶不足。可以使一部分α-淀粉(糊精)和β-淀粉水解转化为麦芽糖，作为酵母发酵的主要能量来源。
β-淀粉酶热不稳定，糖化水解作用在酵母发酵阶段；
α-淀粉酶将可溶形淀粉变为糊精，改变淀粉的流变性。它对热较为稳定，在70～75℃仍能进行水解作用，温度越高作用越快。α-淀粉酶大大影响了焙烤中面团的流变性，在烤炉中的作用可大大改善面包的品质。
2.蛋白酶：面粉中蛋白酶分为两种，一种能直接作用于天然蛋白质的蛋白酶，另一种是能将蛋白质分解过程中的中间生成物多肽类再分解的多肽酶。搅拌发酵过程起主要作用的是蛋白酶，它的水解作用减低面筋强度，缩短和面团时间，使面筋易于完全扩展。
3.脂肪酶：这种酶对面包，饼干制作影响不大，但对已调配好的蛋糕粉有影响，因为它可分解面粉里的脂肪成为脂肪酸，易引起酸败，缩短储藏时间。
面粉蛋白质与淀粉：
小麦蛋白质即作物小麦中所含有的蛋白质。根据溶解度，小麦蛋白质可分为溶于水的清蛋白、溶于盐溶液而不溶于水的球蛋白、溶于乙醇溶液的醇溶蛋白、不溶于中性盐溶液或乙醇的谷蛋白。小麦蛋白质含量与加工品质密切相关，不同用途的小麦面粉对小麦蛋白质含量要求不同，并且蛋白质质量决定着小麦的食品加工品质。
蛋白质质量决定着小麦的食品加工品质。清蛋白和球蛋白约占蛋白的10%，主要存在于糊粉层、胚和种皮中，是可溶性蛋白。许多研究结果表明，清蛋白氨基酸组成比较平衡，特别是赖氨酸、色氨酸和蛋氨酸含量较高，但清蛋白与谷蛋白、干面筋含量、面包体积、面包评分呈显著或极显著负相关，与拉伸长度呈显著负相关。小麦制粉后，保留在面粉中的蛋白质主要是醇溶蛋白和谷蛋白，因此，清蛋白和球蛋白营养价值虽高，但对蛋白质的加工品质作用微小。醇溶蛋白和谷蛋白为贮藏蛋白质，是组成面筋的主要成分，约占小麦籽粒蛋白质的80%左右，二者的数量和比例关系决定着面筋质量，醇溶蛋白约占蛋白质总量的40%-50%，富有粘性、延展性和膨胀性。谷蛋白约占小麦蛋白质总量的35%-45%，决定面筋的弹性，其在面粉、面筋中的含量多少和质量好坏与面包烘烤品质有关。谷蛋白与面包体积，面包评分呈显著正相关。小麦中还存在着大量不能被水、盐、乙醇或稀碱溶解的剩余蛋白质，剩余蛋白质的数量与面团强度和面包烘烤品质之间存在着很好的正相关关系，对小麦品种品质具有重要影响。
根据溶解度，小麦蛋白质可分为溶于水的清蛋白(albumins)、溶于盐溶液而不溶于水的球蛋白(globuiins)、溶于乙醇溶液的醇溶蛋白(gliadins)、不溶于中性盐溶液或乙醇的谷蛋白(glutenins)。醇溶蛋白和谷蛋白是重要的储存蛋白。其中，醇溶蛋白赋予小麦蛋白质粘性，而一谷蛋白赋予小麦蛋白质弹性。两种储存蛋白均含有丰富的谷氨酸(主要以谷氨酞胺形式存在)与脯氨酸。工业用小麦蛋白质粉(俗称谷阮粉)含75%以上的蛋白质，其中醇溶蛋白占40-50%，谷蛋白占35-45%。小麦蛋白质分子间的非共价键如氢键、离子键与疏水键等可促进醇溶蛋白与谷蛋白团聚，从而影响小麦蛋白质面团的结构与物理性质。
在五谷杂粮中、为何小麦能够胜出？成为人类的主食-餐桌、baking.
小麦蛋白质:有五种结构:麦胶蛋白，麦谷蛋白，麦清蛋白，麦球蛋白，酸溶蛋白。
在所有谷物类只有小麦具有面筋性蛋白（麦胶40-50%、麦谷40-50%蛋白），小麦的麦胶40-50%、麦谷40-50%蛋白是独一性的，任何粮食都不具备这种蛋白含量；小麦是唯一可以能保持网络住面团气体的谷物，而其它则不能，所以在制作粗粮品时候必须勾兑一定比例的小麦；衡量面筋的质量可以用弹性、韧性 、可塑性、延伸性、 比延伸性的物理特性来对比。
蛋白质的温度变性：蛋白质的吸水性则根淀粉相反，根据试验，蛋白质在常温下，不会发生变性（指热变性），吸水率高，水温在30度时，蛋白质能结合150%左右的水温，经揉搓，便成柔软而有弹性的胶体组织-俗称面筋；但水温升至60~70度以上时，蛋白质就开始热性变，逐渐凝固，筋力下降，弹性合延伸性减退，吸水率降低，只有粘度稍有增加。即温度越高，蛋白质变性越大，筋力和亲水性更加衰退。
根据面粉中淀粉和蛋白质的这些物理性能，人们按照不同点心制品的不同要求，用不同的水温来调制不同的面团，制作出适合人们需要的点心。
面粉中主要含有糖类、蛋白质、脂肪、灰分和水分等化学成分，其中蛋白质占16%左右。蛋白质中较为重要的成份有麦胶蛋白、麦谷蛋白、清蛋白及球蛋白四种，而麦胶蛋白、麦谷蛋白占蛋白质总量的80%以上。麦胶蛋白和麦谷蛋白均不溶于水，但对水有较强的亲合作用，遇水吸水膨胀形成一种柔软的胶状物，这便是面筋的主要成分。这两种蛋白质被称为面筋蛋白。当我们取一定的面粉加入适量的清水调制成软硬适度的面团时，稍作静置，然后放入清水中揉洗直至水清澈为止，最后剩下的灰白色柔软胶状物即被称为湿面筋。在面粉的质量等级标准中，湿面筋的含量是其关键参数。
淀粉:能够溶解于热水的可溶性淀粉叫直链淀粉；只能在热水中膨胀，在冷水中可以溶解叫支链淀粉。一般禾谷类淀粉中直链淀粉的含量为20%-25%,豆类淀粉为30%-35%，糯性粮食的支链淀粉78%-85%。各种粗粮（玉米，小米，高粱，莜麦，豆类，薯类）的淀粉性质是以分子形状、聚合度、尾端基、碘反应、吸附碘量、凝沉性质、配合结构、x射线衍射分析、乙酰衍生物来比较衡量；而品质是以色泽、口味、杂质、水分量、酸度、灰分量、蛋白质量、斑点、细度、白度、脂肪、二氧化硫量、铅量、砷量来敲定。
面粉中的淀粉与蛋白质都具有亲水性，但这种亲水性的大小随着水温不同而变化，从而形成不同水温的水调面团。
根据试验，面粉中的淀粉，在常温条件下，其性质基本不变，吸水率低，水温在30度时，淀粉只能结合30%左右水分，颗粒也不膨胀，仍能保持硬粒状态；水温在50度左右时，吸水和膨胀率还很低，粘度变动也不大，但水温达53度以上时，淀粉的性质就发生明显的变化，即淀粉溶于水而膨胀糊化，水温越高，糊化程度越高，吸水量也就越大，且淀粉颗粒膨胀至原体积的几倍。即淀粉溶于水中，产生粘性，水温越高，粘性也越大。
淀粉30度时能结合30%水，60度时，膨胀率与糊化程度及吸水率发生阶梯式跃变；温度高淀粉分子颗粒膨胀原体积的多倍 且淀粉溶于水中，产生粘度 粘性越大，（遇热胶粘，遇冷胶凝）。
糕饼工程的主流框架是蛋白质与淀粉的骨架构造；所以研究明白蛋白质与淀粉的轮廓是至关重要的；现代衍生的乳化、发酵、保鲜、增味、增香、增色等baking技术都是建立在以蛋白质与淀粉构造的主流构架之上的。
淀粉在常温下不溶于水，但当水温至53℃以上时，淀粉的物理性能发生明显变化。淀粉在高温下溶胀、分裂形成均匀糊状溶液的特性，称为淀粉的糊化。
淀粉分为直链淀粉和支链淀粉，直链淀粉易溶于水,较粘稠,易消化,支链淀粉则相反。
直链淀粉是由葡萄糖 以α-1,4-糖苷键结合而成的链状化合物，能被淀粉酶水解为麦芽糖。能溶于热水而不成糊状。遇碘显蓝色。梗米、灿米含有较多的直链淀粉。
蛋白质的温度变性：
蛋白质的吸水性则根淀粉相反，常温下，不会发生变性（指热变性），吸水率高，水温在30度时，蛋白质能结合150%左右的水温，经揉搓，便成柔软而有弹性的胶体组织-俗称面筋；但水温升至60~70度以上时，蛋白质就开始热性变，逐渐凝固，筋力下降，弹性合延伸性减退，吸水率降低，只有粘度稍有增加。即温度越高，蛋白质变性越大，筋力和亲水性更加衰退。
也就是说在面团饧面阶段、蛋白质喜欢10-40℃温度的条件，它就开心；若60-100℃温度，它就不开心。
淀粉冷暖知多少：
面粉的淀粉，在常温条件下，其性质基本不变，吸水率低，水温在30度时，淀粉只能结合30%左右水分，颗粒也不膨胀，仍能保持硬粒状态；水温在50度左右时，吸水和膨胀率还很低，粘度变动也不大，但水温达53度以上时，淀粉的性质就发生明显的变化，即淀粉溶于水而膨胀糊化，水温越高，糊化程度越高，吸水量也就越大，且淀粉颗粒膨胀至原体积的几倍。即淀粉溶于水中，产生粘性，水温越高，粘性也越大。
淀粉30度时能结合30%水，60度时，膨胀率与糊化程度及吸水率发生阶梯式跃变；温度高淀粉分子颗粒膨胀原体积的多倍 且淀粉溶于水中，产生粘度 粘性越大，（遇热胶粘，遇冷胶凝）。
淀粉的性格是：
30℃吸水率30%
40℃吸水率40%
50℃吸水率50%
53-60℃ 吸水率增加自身吸水率的二三倍（淀粉分子裂变）。
根据蛋白质与淀粉的这些科学变化，我们设计有冷水面团、温水面团、热水面团、烫水面团而唤醒面团不同麦香色香味美的饕餮。
当然你吃到的酿皮、凉粉、面筋等各种美食，实际就是蛋白质与淀粉的衍生品；焙烤、面点、面食、糕饼、白案、糕点、点心亦如此！
杜德春：
中国首席焙烤食品工程博士