面筋与淀粉的特性及在不同温度下的变化

面筋与淀粉的特性及在不同温度下的变化

在食品加工和烘焙领域，面筋与淀粉的特性及其在不同温度下的变化是至关重要的科学知识。本文将深入探讨面筋的分类、淀粉的物理变化规律，以及它们在食品加工中的具体应用，为食品科学爱好者和从业者提供专业指导。

焙烤食品及其面米制品或原粮加工，都是以小麦、稻米、谷物、杂粮等的蛋白质与淀粉的加热方式来制熟；常为烤、烙、煮、蒸、煎、炸等热加工方式，让蛋白质与淀粉在加热的过程中发生变化的食品焙烤工艺学。
我们必须要知道蛋白质与淀粉的这些成分与各种特性变化，就好像我们建筑工程中的：水泥、钢筋混凝土结构。若蛋白质是钢筋；则淀粉为水泥；譬如水泥的型号：325#、525#、625#；如钢筋的型号：6号钢筋、8号钢筋等等。
那么我们在整个面米制品加工的食品工程学中，譬如对于制品的保湿保鲜、抗老化、增香增色等等系统工程；都必须熟知系统工程的“所以然与其所以然”。

面筋（小麦蛋白质）

麦胶蛋白
麦谷蛋白
麦球蛋白
麦清蛋白
麦醇蛋白

面筋蛋白是小麦蛋白质的最主要成分，面筋是使小麦粉能形成面团的具有特殊物理性质的蛋白质。面粉加入适量的水揉搓成一块面团，泡在水里30~60min，用清水将淀粉及可溶性部分洗去，剩下的有弹性像橡皮似的物质，称为湿面筋，去掉水分的面筋称为干面筋。

面筋质在
18～24为低筋面粉
26～36为中筋面粉
36～46为高筋面粉。

面米制品的蛋白质与淀粉的温度物理变化

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℃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℃左右时，吸水和膨胀率还很低，粘度变动也不大，但水温达53℃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，产生黏性，水温越高，黏性也越大。

譬如面皮、米皮则为淀粉糊在100℃高温下胶粘成透明白色的皮（特别是小麦淀粉制作的面皮）。

蛋白质的吸水性则跟淀粉相反。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℃时，蛋白质能结合150%左右的水分，经揉搓，变成柔软而有弹性的胶体组织-一俗称面筋;但水温升至60~70℃以上时，蛋白质就开始热变性，逐渐凝固，筋力下降，弹性和延伸性减退，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面米制品的焙烤点心。

小麦淀粉与稻谷类淀粉

淀粉是人们膳食中的主要热量来源，在我国居民消耗的总热量中，有70%以上来自淀粉，欧美等国一般占45%左右。日本则介于中间，约占 60%左右。当今营养学家认为，人体总热量的60%~70%由淀粉提供较为合理。

若淀粉食入过多，则脂肪不足;若淀粉食入过少，则脂肪过剩，易得肥胖症而引起一系列心血管营养疾病。

淀粉是面粉中主要的营养物质。约占面粉重量的67%。小麦淀粉以白色固体粉粒的形式存在，一般为圆形粒状，平均直径约20~22μm，发热量为17.3kJ/g。

淀粉的结构:淀粉是葡萄糖的自由聚合体，根据葡萄糖分子之间连接方式的不同而分为直链淀粉和支链淀粉两种。在小麦淀粉中，直链淀粉约占 1/4，支链淀粉占 3/4。

淀粉的糊化和老化:当淀粉与水共存并加热时，受热后水分渗入颗粒内部，淀粉粒会吸水膨胀，使淀粉粒增大，当加热至一定温度时，淀粉粒会突然膨胀到原来体积的数十倍甚至数百倍，颗粒逐渐破裂与其他颗粒结合产生黏性，使物料黏度提高，这种现象称为淀粉的糊化作用。

淀粉糊化后易于消化。淀粉糊化的本身就是由β-淀粉转化为a-淀粉，a-淀粉在常温下缓慢冷却失水而逐渐变硬、由无序的a-淀粉自动排列成有序的β-淀粉的现象称作淀粉凝沉，也称为淀粉的回生或老化。

淀粉凝沉的主要原因是由于结晶化所造成的。当a-淀粉常温常压下缓慢冷却时,淀粉分子会逐渐向低能态的结晶化转移，形成排列有序地平行胶束，再度恢复糊化前的β-淀粉结构。

淀粉回生的利用与防止:回生后淀粉不再被水溶解，也不易被酶水解，口感粗糙，不易消化，即使再次加热，也难以达到原有的糊状状态。

在食品生产中，粉丝的制作，就是利用这个原理，即先将淀粉糊化，再成形、冷却烘干，使a淀粉转化为β-淀粉，食用.时，下锅久煮不烂，有良好的适口性。

面皮及其米皮也是利用淀粉糊化在100度高温下糊化成熟的加工方式。

但在米面食品的生产中，回生后的制品口感粗糙，不易消化，所以防止淀粉的回生老化是非常重要的。如方便米粉、面包等必须采取措施防止和延缓淀粉的老化。

添加适当的稳定剂和乳化剂、酶制剂、保湿剂、锁水剂、增稠剂等、对于防止淀粉的回升有一定的作用，但糊化后的淀粉若进行迅速干燥，急速降低其所含的水分，则原先糊化的淀粉分子来不及重排，就会以原来散乱的状态与邻近的分子连接固定下来。

这种制品在加水复原后也和刚刚糊化好的淀粉一样容易消化，方便面和方便米饭的生产就是基于这一原理，各种以小麦淀粉或稻米制品或谷物类制品均是这种淀粉加热糊化的加工方式。

淀粉在焙烤工艺（面米制品）中的作用主要有如下几点。

①淀粉与面筋组成一个完整的面团。湿面筋网状结构中含有淀粉，淀粉中含有面筋，互相交织成一个立体结构的面团。面包之所以能保持一定的形状，是与淀粉的作用分不开的。就像盖房子浇注钢筋混凝土一样，面筋好比是钢筋，起着骨架作用，淀粉好比是水泥，填充在钢筋之间，形成了一个稳定的组织结构。

②淀粉是面筋的稀释剂，可调节面筋的胀润度。面粉中含面筋多时，可添加淀粉，降低面筋的百分比，冲淡面筋的浓度。在饼干生产中，一般面筋的弹性过大，或面筋的含量过多，常常加入5%~10%的淀粉，来调节面筋的胀润度，增加面团的可塑性，降低弹性，使产品不收缩、不变性。生产中一般选用玉米淀粉或小麦淀粉为佳。

在韧性饼干中，常加入淀粉，可使其黏性、弹性、结合力降低，使操作顺利、饼干形态完整、酥性提高。如果在饼干中加淀粉过量，会使饼干变得僵硬、易碎。

③淀粉可为酵母的呼吸和发酵提供碳素源。淀粉属碳水化合物，在淀粉酶的作用下，可分解成单糖，供酵母繁殖生长，促进其发酵。

④淀粉为食品提供一定的色、香、味。淀粉在糊化和分解过程中，放出葡萄糖和糊精等，会在焙烤过程中产生特有的风味。

⑤淀粉具有糊化作用，可使面团的黏性提高，使产品的表面光滑、美观。

小麦淀粉在50℃开始膨胀，65℃开始糊化。糊化后吸收大量水分，形成糊精等产物，使制品表面光滑、明亮、洁白、细腻等。

⑥变性淀粉及异构淀粉则具有对面米制品（焙烤食品）增稠、乳化、螯合、拮抗、保湿、锁水、延缓水分分子逃逸速度、抗老化、抗冻等很多作用（更多文献见杜老师相关原创文献）