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小麦面粉和焙烤食品的关系
小麦、面粉与焙烤食品(暂定)
(中国农业科学院王光瑞)
小麦、面粉与焙烤食品在人类生活、社会发展和科学研究中占有极其重要的位置,尤其在以面粉为主食的国家中三者是研究和生产着永恒的主题。
小麦、面粉与焙烤食品及小麦与食品的品质内在联系,学者和有关专家进行了卓有成效地研究,许多科学论断为我们选育小麦品种、加工专用粉和优质食品所利用,创造出能够生产(烤制)被市场和消费者欢迎的优质小麦和专用粉。
随着生产力的提高、经济的发展、饮食结构的变化和人们对焙烤食品近乎苛求的需要,进一步广泛和深入研究焙烤食品对小麦和面粉的品质要求愈来愈重要。
过去很长时间,由于计划经济,温饱问题和饮食习惯,我国小麦、面粉和焙烤食品的生产和研究停留在“单打一”的阶段,农业部门选育高产小麦,商业部(现粮食局)生产通用粉,轻工部负责加工大陆面制品(主要是饼干、精面类),长期的条块分割和运作,形成三个小市场和三个“小业务”,致使原料生产和加工脱解,障碍了食品工业的发展。
近20余年,我国经济发展迅猛,人民生活水平打幅度提高,伴随着经济全球化和加入WTO,我国正在逐渐形成农业产业化的新格局,“产、加、销”和“科、工、贸”等////结构的出现,为原料生产和加工提供了有机的结合的契机。
优质专用小麦的选育、生产和研究及专用面粉的开发和利用取得了长足进步,一批面包和饼干专用小麦品种在专用粉生产中发挥着可以替代部分进口小麦得作用,种类繁多得焙烤食品丰富着寻常百姓得餐桌。
市场和消费者得高水准得需要,加速了对小麦、面粉与焙烤食品的品质的深入探讨。
众所周知,小麦、米二大粮食作物,小麦的种植区域之广、种植和研究者之多、产量和种类之广和贸易量之大均列世界前茅,小麦在我国农业生产中所处的重要地位是显而易见的。
小麦品质的优劣直接关系到面粉和食品的产量,关系到食品市场的走向和消费者的利益(健康水平)。
小麦有此神通主要是因为其制品丰富多彩,如蒸制品、煮制品、烙制品、烤制品等,是其它作物不能媲美的。
从大都市到边陲(国防)随处可见小麦制品,小麦品质与其制品关系是密不可分的。
由于其制品///繁,本文仅就焙烤食品中的面包和饼干对其品质的要求进行探讨,希望起着以点带面的作用。
一、面包对小麦、面粉的品质要求方法
面包的种类(主食、点心……)多达12///种,不同类型的面包对小麦品质要求差异较大,这里仅介绍被世界///焙烤试验///用来鉴定面包(软式面包)质量的有关指标,测定其物化指标全部用面粉完成,故面包对小麦和面粉(品质面粉、非专用粉)的品质要求在这个定义上是一致的。
评价面粉质量的指标多达124种,如吹泡主动仪、控仲仪、粉质仪、粉度仪……所测得的各项指标均与粉质关系密切。
目前比较成///又为国内普及的粉质仪上主要指标形成稳定时间评价值正被广泛采纳,用这些指标评估面包对面粉的品质要求更为切合实际。
1、形成时间内函与烘烤品质关系
形成时间,顾名思义是指水、面相互作用形成面团的时间,这个过程虽然是简单的机械作用和普通的物化(水分、氧化)反应。
实际上它关系到烘焙行为的正负向发展趋势,决定着产品的质量。
我国小麦的形成时间一般在1-20min间变化,以3-4min的小麦面粉形成时间居多,平均在3min左右。
国外面包小麦面粉的形成时间一般都在5-9min间变化。
不同食品对面团形成时间要求在4-9min,或在长些。
表117个种品6个品质性状在6个环境下的平均值(不同地区、年份)
—————————————————————————————————
品种名称形成时间蛋白质含量沉淀值面包体积面包评分
(min)(%)(ml)(cm3)(min)
Dacia2.916.142.485791.6
CA8373.014.923.569771.8
墨4763.315.332.680787.1
平抗8号3.515.133.5753795
CA8143.515.726.467670.9
CA8634.514.136.772683.1
Lancota4.814.638.677283.7
太原1365.516.945.185088.2
C6095.816.345.983389.5
CA8645.116.242.083392.6
#4376.816.040.686790.6
Arkan7.616.341.489591.5
F26-278.617.637.489693.8
Lovrin3712.016.438.081188.0
813113.919.641.292292.7
82y329017.717.050.685992.
KS44824.616.946.791294.1
表1给出了17个品种6个品质性状在6个环境下的平均值,随着形成时间的延长面包体积增大和面包评分增加的趋势非常明显[4]。
尤其是国内小麦品种两者相关极为显著。
说明粉质仪测得的形成时间是反映面团流变学特性的重要指标。
面团形成过程是一个极为复杂的过程,随着面筋的形成面团的粘弹性逐渐表现出来,在不断的机械作用下,面筋形成的越多,面团的质量和面团的粘性越好,弹性就越大,机械消耗的能量随之增加,揉和时间(形成时间)也相应延长。
若小麦粉蛋白质和湿面筋含量较高且质量较好,其形成时间一定较长,反之较短。
此类小麦粉多属强筋粉范畴,可用来烤制优质面包。
在实验中发现,有些品种形成时间较短(2min左右),有些品种则高达20min,用这样两种面粉焙烤面包都得到了满意的结果。
如表1中的Dacia和KS448的形成时间分别为2.9和24.6min,烤出的面包评分却相差无几。
这种现象在国外品种中多见。
这就向我们提出了一个新问题:
用来烤制面包的小麦粉是否形成时间越长越好和最适形成时间应在哪个范围。
我国小麦品种种类很多,硬质小麦较少[7.8]。
其直接用来生产强力粉进。
其直接用来生产强力粉进而烤制优制面包的品种更是寥寥无几。
主要特点是形成时间短(2.96min、稳定时间不长(3.19min)、吸水率(56%)偏低[2.11]。
当面粉厂以这些品种做为主要原料时,形成时间应在4.5-6.0min之间选择,小于3min的面粉筋力较差,大于10min的面粉在制作食品时耗能(和面时)太多。
如果以进口小麦(美、加)为主配之以国产小麦形成时间可相应短些,进口小麦的遗传基础好,形成时间和稳定时间都较为理想,吸水率也高,利用国产小麦的白度、出粉率等优势与进口小麦的遗传基础好,形成时间和稳定时间都较为理想,吸水率也较高,利用国产小麦的白度、出粉率等优势与进口小麦相搭配,品质性状和遗传基础(高分子量麦谷蛋白亚基类型与组成)得到了互补,面粉质量会有很大提高。
2、稳定时间内///与烘烤品质关系
稳定时间又称稳定性(耐揉性)。
面团形成后,揉面钵、电动机和自动记录系统仍处在工作状态,面团在不断搅揉情况下,一方面空气中的氧使裸露在外面的///基氧化、形成二硫键,使面团的结构更加致密,其弹性和粘性(延伸性)也相应增加。
另一方面面团要克服和面机具的剪切力,以抵制过早的面团崩塌和面筋解体,随着时间的延长该现象不可避免的将会到来,这段时间称稳定时间。
稳定时间的长短反映面团的耐揉性,即对剪切力降解有较强的抵抗力。
稳定时间越长,面团的韧性越好,面筋强度越大,面团的处理性质越好(焙烤面包过程)。
用我国大面积种植的小麦生产的面粉稳定时间均在3min左右,5min以下的约占85%[11]。
部分优质小麦可达10-30min,面团的稳定时间对焙烤业至关重要,在国家标准(GB/T1789///-1999,优质小麦强筋小麦)中,对强筋小麦面团稳定时间提出明确规定,即一等强筋小麦≥10分钟,二等强筋小麦≥7.0分钟。
表2第二届农业博览会部分获奖品种几个品质指标
品种名称稳定时间蛋白质沉降值面包评分
(min)(%)(ml)(cm3)
甘92-10326.615.755.295.0
钢91-4610.120.547.594.5
中优1613.819.658.097.5
钢82-12218.620.948.294.5
罗卜林26.918.265.091.5
野猫28.520.063.892
小冰麦3328.520.948.294.5
新安农2号39.018.771.395
安农9116848.020.067.295.0
.国内贸易部谷物油脂化学研究所测定(1995年)
表3第二届部分面包用小麦品种质鉴评会的几个品质指标
稳定时间蛋白质沉降值面包评分
品种名称
(min)(%)(ml)(cm3)
92-7982.115.027.060.0
9207622.913.659.075.5
875643.015.335.877.5
2333.212.627.377.0
烟校D50633.538.369.0
齐84103.614.633.876.5
75C1264.415.943.275.5
丰优3号4.416.043.580.0
豫麦294.614.539.076.0
表2中列举了“获奖品种”和“评优品种”的部分品质数据。
两表中的稳定时间基本符合标准的要求,///麦稳定时间大于6min的都在金牌榜内。
获金奖的面包用小麦的稳定时间变幅分别在10-40min。
安农91168等品种稳定时间高达48min却未获金奖,上述事实给我们如下启迪:
其一,“标准”所规定的稳定时间基本上符合客观规律,面包用粉稳定时间长些为好;其二,表2中稳定时间差值高达41.4min,而面包最后评分仅差6分。
同为金牌的面包评分为94.5分的钢91-46和新安农2号的稳定时间相差近38min,说明稳定时间在一个较大的范围内,均可获得最佳烘焙结果;其三,来自全国17个省市的全部供试79个品种中,稳定时间大于12min面包品质表现均佳,10min以下的品种中有少部分烘焙品质较好,甘92-1032就是齐中一例。
表3中列出的稳定时间低于5min得参试品种,虽然也有较好的烘焙性能,但太多品种却无法烘制出商城面包来。
结合我们今年所测的部分北京市售面包粉的稳定时间均在9-12min之间,因此,优质面包专用粉的稳定时间应在12+0.5min。
其四,面包用粉稳定时间长些固然好,但却给面包师和育种家带来许多麻烦。
我国很大一部分的面包师还不能根据生产密某种类型的面包而进行合理的面粉搭配。
许多人仍将面包粉做为面包通用粉生产不同种类的面包,经常要求面粉适合制作工艺,很少考虑如何利用好这些专用粉,如果面团的稳定时间过长,势必延长和面,发酵和醒发的时间,同时要改变工艺流程,不仅造成时间浪费,也使厂家蒙受经济损失。
小麦是面粉的原料,育种家要根据市场的需要选育高产优质品种。
许多育种佳竭一生精力只能培育出1-2个可以生产利用上的品种,如果再加入质量因素就更难上加难。
尤其是选育稳定时间较长的品种将花的力气更大、育种年限更长,不能满足高速发达的市场需求;其五,每年我们购进100-150亿斤小麦和大量的优质专用粉,为弥补我国目前小麦稳定时间过短提供了搭配伙伴,只要掌握各种小麦和面粉搭配的要诀完全可以满足生产面包专用粉的需要。
近年来,我国培育出一批优质面包用小麦品种,许多品种的品质已接近或达到国外同类小麦品种的水平,一些厂家利用这些品中一配置出和进口金象粉相媲美的面包专用粉。
3.形成时间和稳定时间对烘焙品质的共同贡献
上面分别谈到了形成时间和稳定时间对焙烤品质的影响。
在我们得到的几千个数据中,大体有下列5中情况:
1.形成时间长,稳定时间也长;2.形成时间短,稳定时间较长;3.形成时间很短,稳定时间特长;
4.形成时间短,稳定时间也端;5.形成时间非常长,稳定时间极短。
第一种情况,用实验室方法(AACC)烤出的面包体积大,评分高,其他如沉淀值、湿面筋等品质指标也相应的高。
此类品种国外较多,国内不多见。
例如82Y93243形成时间26min,稳定时间42min,美形成时间27min,稳定时间34.5min,#406形成时间19min,稳定时间50min以上……,上述品种面包评分均在92分以上,第2种和第4种情况在我国小麦品种中多见,为现在大多数面粉厂利用的国产小麦原料,其形成时间较短,稳定时间较长更被面粉厂所青睐。
可以用单一的此类小麦面粉来烤制普通面包。
若配之以部分家麦或美麦效果会更理想。
第3种和第5种情况在国内外均罕见,这类小麦品种可以视作基因库,用途极为广泛,可以直接用来生产高筋力面包专用粉,若搭配第2和第4种情况的面粉其品质改良状况非常明显。
第3种情况如KS431形成时间7min,稳定时间36min;KS4488形成时间6min,稳定时间41.4min,忻79-2060形成时间3min,稳定时间26min,墨476形成时间3.3min稳定时间32.6min。
第5种情况如京引优1号,形成时间19min,稳定时间2min。
从以上几种情况看来,形成时间长,稳定时间稍短,稳定时间长、形成时间短,稳定时间长、形成时间长,形成时间较长、稳定时间较长的品种都可直接用来烤制面包,说明形成时间和稳定时间有互补性,对烘焙品质的改善有着共同贡献。
如果用稳定时间短和形成时间也短的面粉焙烤面包,失去两者的互补、绝对烤不出优质面包。
4、评价值与焙烤品质的关系
表4
从表4看出,代表蛋白效应(蛋白质数量和质量)的沉降值,虽与面包评分、多数流变性指标以及蛋白质数量指标呈极显著相关,但就相关系数大小比较,不极评价值、面积、抗延伸力等流变性指标与面包品质的相关程度高。
以反映谷蛋白性的抗延伸力作指标虽沉降值好些,但忽视了面筋蛋白中纯蛋白的作用,不能反映面团粘弹性协调程度。
表4中数据进一步证明了抗延伸力不是最理想的品质指标,他与面包评分的相关系数(r=0.6801**)小于拉伸面积和粉质仪多项指标与面包评分的相关系数。
在粉质仪象多品质指标中,评价值不仅与形成时间、稳定时间、公差指数等3项指标存在极显著相关性,而且与沉降值、拉伸面积、面包评分等综合指标以及非蛋白指标的指标(降落值)均存在极显著相关性。
上述指标与面包评分的相关系数大小排序为:
评价值(r=0.8449**)>稳定时间(r=0.7617**)>形成时间(r=0.7563**)>拉伸面积(r=0.7448**)>抗延伸力(r=0.6801**)>沉降值(r=0.5771**)。
可见,评价值是反映面粉各成分特性的最好的焙烤品质间接指标。
目前,国内外多用评价值与其他子项指标联合的亚基品质综合评价方法,指标多而功能重复,常导致反映面粉某些品质成分过重或某些品质过轻,如缺少公差指数指标,则反映不出面粉中一淀粉酶活性(公差指数与降落值的r=0.5574**)。
评价值作为面粉烘焙品质理想指标的应用,不仅简化品质评价程序,而且为制定新的亚基评分系统提供了客观保障。
5、品种聚类解折品质指标与面粉品质关系
表5
表5给出了用类平均法聚类,按10个主要品质指标,降86个小麦品种聚为4大类。
第一类评价值高,稳定时间过长,抗延伸力过大,面团硬而脆。
焙烤品质欠佳,数特强力粉小麦。
这类小麦含优质亚基和亚基组合,基因型好,可作为优质源加以利用,加工专用粉时经科学搭配可以提高面粉的筋力;第二类面团形成与稳定时间较长(达到美国国家事物管理局对面包小麦的要求),面团弹性好,数强力粉小麦,可作为面包专用粉的主要原料;第三类的各项品质指标中等或中等偏上,我国大部分麦区均有此类品种,其粉数中力粉,可制作饺子、面条、馒头等;第四类除蛋白质外各项指标偏低,是生产饼干、糕点的理想原料。
6、HMW—GS与焙烤品质的关系
高分子麦谷蛋白亚基(HMW—GS)对小麦焙烤品质的贡献,以为国内外学者所证实,使小麦品质从“宏观”进入微观评价阶段,即从环境、环境与遗传互作跨进分子生物学质域。
近年,我们在前人成果的基础上,进行了一些有益的探索,为HMW—GS对焙烤品质的贡献提供了左证。
表6
表7
探讨各HMW—GS的品质,用含有同一种亚基的所有品种的每个品质指标的均值,来分析各亚基品质的差异(表7)。
表7中GIu-1D5+10的全部品质指标均好于其它亚基;GIu-1B20的品质表现均差;GIu-1B7+9和GIu-1B7+8对品质贡献相近,1B7+8略好于1B7+9;GIu-1A和2*在各项品质指标中均好于Nn11。
其它亚基对品质贡献的大小,不同指标间各有差异,如GIu-1B7亚基在用抗延伸力均值大小代表烘焙品质好坏评其品质时,它仅次于1D5+10亚基,居第二位;若以稳定时间均值为评判标准,它仅好于1B20和1D4+12。
综上所述,具有优质焙烤品质的小麦品种的HMW—GS应该是1A2*、1B7+8、1D5+10。
如果一个品种不具备3个亚基或亚基对,选具有1A2*、1B7+8、1D5+10的三个品种进行科学搭配,实现“基因”重组,变会具有上述效果。
二、饼干、蛋糕对小麦和面粉的品质要求
饼干与蛋糕是焙烤食品中的一大门类,五花八门。
每一种对小麦和面粉的品质均有特定的要求,与面包相比研究难度更胜几筹。
好在该类食品大都形成传统模式,其工艺和制作程序基本定型,并且对小麦质量要求不甚苛刻,软质小麦即能满足一般要求。
生产优质饼干和蛋糕制品的原料质量要求却很高。
目前选育出的大部分软质小麦能达到质量要求的少之又少,一些特殊种类的饼干蛋糕原料上需进口或利用国产小麦和面粉进行科学搭配。
研究饼干、蛋糕对小麦和面粉品质要求的目的正基于此。
面包对小麦和面粉的质量要求已概述,饼干、蛋糕和面包均属焙烤食品,前者需软麦和低面粉,后者需硬麦和高面粉。
对个物化测定的品质性状仅有高、低或程度上的差异,///在前///章节///述的内容基不///上,略做重点软麦与酥性饼补充。
1.饼干品质与蛋糕品质的相关性
表8饼干品质与蛋糕品质相关
表8中饼干和蛋糕总分呈极显著///相关,说明二者对软质小麦品质要求基本一致,可将饼干用软麦与蛋糕用软麦//为一类。
2.软麦品质与饼干品质相关性分析
表9软麦品质与饼干品质相关关系
表9为软麦品质与酥性饼干品质简单相关系数表。
从中可见,饼干总分、比容、胀发率与沉降值、吸水率,饼干总分与评价值、吸水率呈极显著负相关。
比容与评价值,胀发率与吸水率,饼干总分与评价值、吸水率呈极显著负相关。
在表9中粗蛋白质会量除与口//呈极显著负相关外,与其它饼干性状相关皆不显著,湿面筋会量除与口//、底部呈显著负
相关外,与其它饼干品质相关不显著。
而反映蛋白质“质量”的沉降值和粉质仪测定值与饼干有较多的相关性,说明软麦品质中,蛋白质的“数量”和“质量”共同影响饼干品质,并且质量比数量的作用更为重要。
3.软麦品质对饼干品质的通径分析
表10软G麦品质对饼干品质的通径分析
通过分析显示,对饼干总分和比容影响最大的软麦品质是形成时间,对口//影响最大的是粗蛋的含量,这与表9中的简单相关所得的结论是一致的。
稳定时间对饼干总分、比容、口//的通经系数皆为正值,在饼干总分的逐步回//方程中稳定时间回//系数亦是正值,说明在稳定时间较短小麦品种的范围内,对饼干的品质影响是正//应的。
4.稳定时间、形成时间与饼干品质的关系
表11农业部首届饼干、蛋糕用软麦鉴评会部分优质品种的几个品质指标
稳定和形成时间对面包品质的正向效应不言而喻对饼干、蛋糕
一类烤制品的品质则是负向的。
近20年来,我们测定了数十个适于做饼干的小麦品种,并对市场畅销的饼干、蛋糕专用粉进行了反//控制,发现此类品种和面粉的形成时稳定时间分别为1.5±0.5分钟和2.0±0.5分钟。
在农业部今年召开的小麦鉴评和几届产销陷//楼会上,评出的优质软麦的形、稳时间均在这个范围。
将95年首届饼干、蛋糕用软麦鉴评会专//评出的优质软麦指标列在表11中。
从中可见,稳定时间在0.4-1.9分钟,其中获重奖的7203品种的稳定时间仅有0.4分钟。
综上所述,将软麦品质指标列于表12中,仅供专业人员参考。
表12饼干用软麦品质指标.
在软麦食品中最重要的是饼干和蛋糕。
对软麦食品中最重要的是饼干和蛋糕。
对饼干品质影响最大的软麦品质是面团的某些流变特性和沉降值。
低的吸水率和面团强度对良好的饼干品质是十分重要的。
面团强度过大使饼干外形收缩,导致酥松性差而影响口感。
面团强度也不宜太小,一定的面团强度有利于比饼干胀发和保持外形。
蛋白质和面筋含量与反应饼干品质的口感负相关,形成时间对饼干品质的相关性很显著。
说明蛋白质和面筋含量对饼干品质作用是间接的,他们通过其“质量”(流变学特性和沉降值)对饼干起作用。
所以软麦品质育种中仅仅注意低蛋白质选择是不够的,必须同时对软麦的流变学特性进行选择。
5.HMW-GS与饼干品质的关系
高分子麦含量白亚基及其组合形成不仅对面包品质有较大影响,
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