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酶与面粉工业

   日期:2010-12-31     来源:www.cnenzyme.com    作者:酶网    浏览:1063    评论:0    
核心提示:很长一段时间以来,a-淀粉酶和β-淀粉酶被认为是唯一的酶能够用于面粉工业。但从二十年前,人们认识到半纤维素酶和最近认识的脂肪分解酶,这个观点才被显著地改变。正如表1所示,有很多种酶为了某一个用途而被适当使用,更说不定哪一种酶哪一天被发现而成为万能的和用途广泛的酶。 半纤维素酶   半纤维素酶是酶的一族。所有在表1中被列出的酶都能够分解戊聚糖,但是它们对烘焙性质的影响是有很大的不同。假设戊聚糖和面筋质形成一个网络,如果有较多的戊聚糖包含在这个网络中,这个网络将是比较硬的。这就是为什么较黑的小麦面
很长一段时间以来,a-淀粉酶和β-淀粉酶被认为是唯一的酶能够用于面粉工业。但从二十年前,人们认识到半纤维素酶和最近认识的脂肪分解酶,这个观点才被显著地改变。正如表1所示,有很多种酶为了某一个用途而被适当使用,更说不定哪一种酶哪一天被发现而成为万能的和用途广泛的酶。 半纤维素酶   半纤维素酶是酶的一族。所有在表1中被列出的酶都能够分解戊聚糖,但是它们对烘焙性质的影响是有很大的不同。假设戊聚糖和面筋质形成一个网络,如果有较多的戊聚糖包含在这个网络中,这个网络将是比较硬的。这就是为什么较黑的小麦面粉和黑麦面粉的混合的面包会产生比白面粉面包较低的体积。通常认为添加戊聚糖能够使所有种类面粉的面包体积增加。   这些酶中的大多数是从曲霉菌品系衍生而来的,或者是半纤维素酶的特殊产物。大部分半纤维素酶是以半纤维素酶和淀粉酶的混合物的形式被使用的。想给出一个常规推荐剂量来使用这些酶是不可能的,因为没有一个标准方法来决定半纤维素酶的活性。可能用于决定半纤维素酶的活性的方法如以还原糖的释放量为基础,粘性的降低,合成的或有色的分子分解等,但他们之间是很难相互有联系的。这样,即使有一个标准方法来决定半纤维素酶的活性,也不能得到一个与烘焙性质有关的结论,因为不同的原始的半纤维素酶作用于戊聚糖分子是太多种多样了。 蛋白酶   蛋白酶(也叫蛋白盐或缩氨酸酶)分解面筋分子中的蛋白链从而首先引起蛋白质结构的软化然后导致蛋白质结构的瓦解,一个纯的单一的蛋白酶只能分解少量的肽键从而引起有限的蛋白质结构的软化。   就一个短的面筋结构而言,一个轻微的蛋白质结构的软化是需要的。在这种情况下,蛋白质结构的软化和半胱氨酸的使用对于烘焙性质有一个相似的意义。蛋白水解反应与其说是半胱氨酸的作用不如说是与时间更相关。作为一个结果,蛋白酶活性水平的增加是随着面团醒发时间的增加而增加的。这就是为什么在酶制剂制备中蛋白酶的纯度是最值得考虑的因素。   如果面粉蛋白质含量高,那么蛋白酶的使用就不是太至关重要的。蛋白酶是非常普遍的被用在平盘(土司面包面包的制造中,是因为软化的面团正好填满烘烤盘。蛋白酶在饼干和华夫饼干的制造中也是有很大的作用的,因为作饼干的面粉不需要面筋的弹性。 用于小面包、薄脆饼干和华夫薄脆饼干的酶   尽管高蛋白含量和强的面筋质面粉是在面包制作中不可缺少的,但是含量低的弱的面筋质面粉是更好的用于制作储存时间长的耐久的烘焙食品。面团压片后再反弹和小块的面筋质混在华夫薄脆饼干面糊中是饼干类食的制作中所不期望的。这也是一个人们对弱的低面筋质面粉需求的一个原因。   无论一种面粉是否含有弱的低的面筋质,面团压片后反弹减低剂的使用是对饼干类食品制作的整个过程是非常有用的:均匀的薄片结构,加速的面团压片过程和更好的面团压片重复性,缩短或减掉的面团压片间隙的休息时间,切后面片原有的形状的保持,炉内收缩弯曲和饼干表面细裂缝的避免。适当的淀粉酶的选用也能使一些较贵的配料如用于增棕色的固体乳省略。而且,整个加工过程是不依赖于面粉品质的。   表2给出了一个添加和不添加蛋白酶(a麦芽BK5020)的小面包配方。最后一行是小面包维度的对比。长度/宽度比(平均25个小面包)显示,在添加酶的小面包中长度和宽度没有不同,而没添加酶的小面包中显示出有一个方向的收缩。由于蛋白酶缓解了面团内部的大部分张力,这个产品在烘烤过程中有一个较小的弯曲变形倾向。   由于华夫薄脆饼干制作的面糊中包含有大量的水。所以较低的面糊粘性和所有成分的均匀分部对于华夫薄脆饼干的均匀组织结构的产生是非常必要的。低面筋面粉用于华夫薄脆饼干制作是很好的,但是很难避免在面糊搅拌过程中的面筋小块的产生。这些面筋小块将堵塞筛子和喂料管,从而导致加工速度的减慢,产生不均匀的表面棕色和给出不稳定的质量的烘烤产品。   溶解的水解酶的混合体是能分解所有的水溶面糊中的面筋质,从而导致一个均匀组织结构和一个最佳流动性质的好的面糊。由于面糊粘性的降低,水的用量在配方中可以减少,这样可以降低烘烤过程中的能量消耗和提高烤炉的生产力。而且,由于面糊中水的吸收量的减少,华夫薄脆饼干的密度增加从而使饼干更脆并且脆性保持更长。这样的酶对于一批产品的制作时间低于l0min的半连续制作过程是最合适的,因为酶只需要几分钟的反应时间。 变态亚硫酸氢钠的替代物   变态亚硫酸氢钠(SMB)是一个很强的还原剂,它能分解面筋质含有的二硫键键与键之间的联接和二硫键内键与键之间的联接,从而导致面团抵抗力或面糊粘性的立即降低。SMB是很便宜并且容易使用,因此许多国家一直在华夫薄脆饼干和薄脆饼干的生产中使用SMB。不好地是,SMB破坏维生素B1,而且能使较敏感的人引起健康问题。此外,SMB抑制褐变反应和使人感到尝试过后的硫磺味。用酶去取代SMB不但是有益于健康的选择,而且也起到决定性的技术作用,例如能使反应完全的面团性质稳定而使面团性质与新鲜的面团性质相似;华夫面糊的加水量的降低和华夫薄脆饼干的密度和稳定性的控制。   当淀粉测定记录仪测试的时候,添加SMB和酶的面团都表现出一个对揉捏抵抗力的降低。SMB的反应应该是更快的,它的降低可能是因为空气氧的存在,一些被SMB分解的二硫键在连续搅拌后又被恢复而使一些揉捏抵抗力被恢复。当所有酶中的物质完全降解后,酶的较慢的但是持久稳固的反应导致一个最低的揉捏抵抗力。 葡糖氧化酶   葡糖氧化酶通常是从霉菌曲霉菌(themoldAspergillus)衍生而来的,有时是从(Aspergillus)种类衍生而来的。蜂蜜也是葡糖氧化酶的丰富的来源,酶源于蜜蜂的咽囊。然而,它的适宜性是由于它载体的味道而受到限制。   葡糖氧化酶的在面团中的作用是去氧化葡萄糖,借助于空气的帮助形成葡(萄)糖酸,在过程中微小的变酸发生是可以忽略的。它在面团中的另一个作用是使水转变成为过氧化氢。这个氧化剂作用于面筋质中硫醇基,直接地或通过几个其它的路径对二硫键的形成产生诱导作用因而使蛋白质更紧密,在这个过程中的限制因素是氧的实用性。除其他的化学反应消耗氧之外,在实际开始发酵之前酵母也需要氧来呼吸而不是发酵。这意味着只有面团的表面具备这个葡糖氧化酶反应的条件,因为那里有足够的氧可以利用,这个限制能通过面团制备中的技术措施去解决。例如,由搅拌工具提供超氧压力或额外的氧。 脂肪分解酶   脂肪酶是另外一种很有用的酶,但它的价值被低估了很长时间。脂肪酶使无极性油脂转变成甘油二醋和甘油一酯(即乳化剂)。在小麦面粉中也有极性油脂,如磷脂和醣脂类(表3),它们能被一些特殊的脂肪酶和磷脂酶转变成更亲水的溶解形式。   酶促乳化剂(甘油二酯和甘油一酯)导致面团强度增加和面包体积的增大,但是不能使货架期延长。这是和被添加到面包配方中的甘油一酯和甘油二醋的作用进行对比的。由于这个甘油一酯和甘油二酯与淀粉的相互作用使面包的老化率降低,但对面包体积的增长作用是有限的。最大的可能是,酶促乳化剂对面包体积增长的显著作用是因为它们已经为了改善面筋质的性质而位于面团内一个合适的位置,从而使面包体积的增大,但就抗老化作用而言,在面团内没有足够多量的酶促乳化剂可用于降低淀粉的老化。   是否面团必需要有较高的脂肪含量这个话题还在争议中,如果是,是什么脂肪能使脂肪酶有效的工作。根据 Mithlenchemie的发现,脂肪减小脂肪酶的功效,可能是由于脂肪酶(即面粉油脂)被干扰从而转移了目标。还有一个由脂肪酸产生的特殊味觉问题,这个问题已经成为大众化的问题。然而,脂肪酶在确定的某些地方也是相当有用的。 馒头   中国的馒头根据它的种类的变化,通常由低的和中等面筋含量的小麦面粉来制成的。准备过程有时与西方的面包相类似,但最后产品是被放在蒸笼里用蒸汽蒸熟,而不是烤炉烘烤。因此,馒头的外貌同面包相比有一些不同。普通的馒头重30-120g,呈圆形或刀切方形。   酶,如淀粉酶或半纤维素酶能改善和提高馒头的全部面貌。脂肪酶似乎是很理想地用于一些种类的馒头制作。特别是在长时间的揉和和醒发后,我们可以看到,对稳定面团和体积的增大有一个戏剧性的影响。然而,这个影响不能被所有的面团准备方法得到。   脂肪酶有利于用在使面团成片的处理中。这可能是由于更大面积的面团暴露于空气氧中。脂水解酶使脂肪酸暴露于小麦脂肪氧合酶的作用中,在这个反应中,由于氧的存在小麦脂肪氧合酶变为氢过氧化物酶,这些将依次与面粉中各个成份反应。除了面团强度增加外,由于类胡萝卜的氧化面粉增白的作用也同时发生。由刊旨肪酶是以脂肪酸的特殊形式存在于甘油三酸脂中,不是所有的脂肪酶都适合于馒头品质的改善。 面条   脂肪酶对于面条加工中的作用也是显著的。 Pastazym是以脂肪酶为主的多种酶的混合物。脂肪酶是面条增白和坚硬的主要原因。脂肪酶对面条的这两个主要作用不仅在实验室中被观察到,也在消费者被感觉到,当然,它有一定的限制。意大利面条是由杜伦麦制造的而唯一不能被酶改善,同时鸡蛋的使用也遮盖了酶的作用。最大的作用是得到面条只能由硬的或软的小麦面粉制造。增白作用不是总是需要的因为有些消费者喜欢黄色的面条。尽管如此,不过,在这个情况它也是有用的。假如一个有斑点或灰色的面粉被使用,酶能减少斑点和较黑的颜色因此提供了一个亮的背景和合标准的带有黄色着色剂的食品。 澳酸钾的取代物   从全球的观点看,烘焙用的溴酸钾如能被取代,那将不会是太惊人的但是更重要的。这个极其有效并且便宜的烘焙改良剂由于健康的原因正在被更多的国家禁止。远离各种各样的氧化剂,使用氧化酶是人们早期对取代溴酸钾的挑战。这些酶原来是有益的,事实证明,淀粉酶、木聚糖酶和现今的脂肪酶如和安全的氧化剂象抗坏血酸混合,将在不远的将来起到更有效的作用。氧化酶也仍然支持它们的功能。
 
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