酶在面粉工業的應用介紹

ａ－淀粉酶和β－淀粉酶被認為是唯一的酶能夠用于面粉工業。但從二十年前，人們認識到半纖維素酶和最近認識的脂肪分解酶，這個觀點才被顯著地改變。正如表1所示，有很多種酶為了某一個用途而被適當使用，更說不定哪一種酶哪一天被發現而成為萬能的和用途廣泛的酶。 

半纖維素酶 　　

半纖維素酶是酶的一族。所有在表1中被列出的酶都能夠分解戊聚糖，但是它們對烘焙性質的影響是有很大的不同。假設戊聚糖和面筋質形成一個網絡，如果有較多的戊聚糖包含在這個網絡中，這個網絡將是比較硬的。這就是為什么較黑的小麥面粉和黑麥面粉的混合的面包會產生比白面粉面包較低的體積。通常認為添加戊聚糖能夠使所有種類面粉的面包體積增加。 　　

這些酶中的大多數是從曲霉菌品系衍生而來的，或者是半纖維素酶的特殊產物。大部分半纖維素酶是以半纖維素酶和淀粉酶的混合物的形式被使用的。想給出一個常規推薦劑量來使用這些酶是不可能的，因為沒有一個標準方法來決定半纖維素酶的活性。可能用于決定半纖維素酶的活性的方法如以還原糖的釋放量為基礎，粘性的降低，合成的或有色的分子分解等，但他們之間是很難相互有聯系的。這樣，即使有一個標準方法來決定半纖維素酶的活性，也不能得到一個與烘焙性質有關的結論，因為不同的原始的半纖維素酶作用于戊聚糖分子是太多種多樣了。 

蛋白酶 　　

蛋白酶（也叫蛋白鹽或縮氨酸酶）分解面筋分子中的蛋白鏈從而首先引起蛋白質結構的軟化然后導致蛋白質結構的瓦解，一個純的單一的蛋白酶只能分解少量的肽鍵從而引起有限的蛋白質結構的軟化。 　　

就一個短的面筋結構而言，一個輕微的蛋白質結構的軟化是需要的。在這種情況下，蛋白質結構的軟化和半胱氨酸的使用對于烘焙性質有一個相似的意義。蛋白水解反應與其說是半胱氨酸的作用不如說是與時間更相關。作為一個結果，蛋白酶活性水平的增加是隨著面團醒發時間的增加而增加的。這就是為什么在酶制劑制備中蛋白酶的純度是最值得考慮的因素。 　　

如果面粉蛋白質含量高，那么蛋白酶的使用就不是太至關重要的。蛋白酶是非常普遍的被用在平盤（土司面包面包的制造中，是因為軟化的面團正好填滿烘烤盤。蛋白酶在餅干和華夫餅干的制造中也是有很大的作用的，因為作餅干的面粉不需要面筋的彈性。 

用于小面包、薄脆餅干和華夫薄脆餅干的酶 　　

盡管高蛋白含量和強的面筋質面粉是在面包制作中不可缺少的，但是含量低的弱的面筋質面粉是更好的用于制作儲存時間長的耐久的烘焙食品。面團壓片后再反彈和小塊的面筋質混在華夫薄脆餅干面糊中是餅干類食的制作中所不期望的。這也是一個人們對弱的低面筋質面粉需求的一個原因。 　　

無論一種面粉是否含有弱的低的面筋質，面團壓片后反彈減低劑的使用是對餅干類食品制作的整個過程是非常有用的：均勻的薄片結構，加速的面團壓片過程和更好的面團壓片重復性，縮短或減掉的面團壓片間隙的休息時間，切后面片原有的形狀的保持，爐內收縮彎曲和餅干表面細裂縫的避免。適當的淀粉酶的選用也能使一些較貴的配料如用于增棕色的固體乳省略。而且，整個加工過程是不依賴于面粉品質的。 　　

表2給出了一個添加和不添加蛋白酶(a麥芽BK5020)的小面包配方。最后一行是小面包維度的對比。長度／寬度比（平均25個小面包）顯示，在添加酶的小面包中長度和寬度沒有不同，而沒添加酶的小面包中顯示出有一個方向的收縮。由于蛋白酶緩解了面團內部的大部分張力，這個產品在烘烤過程中有一個較小的彎曲變形傾向。 　　

由于華夫薄脆餅干制作的面糊中包含有大量的水。所以較低的面糊粘性和所有成分的均勻分部對于華夫薄脆餅干的均勻組織結構的產生是非常必要的。低面筋面粉用于華夫薄脆餅干制作是很好的，但是很難避免在面糊攪拌過程中的面筋小塊的產生。這些面筋小塊將堵塞篩子和喂料管，從而導致加工速度的減慢，產生不均勻的表面棕色和給出不穩定的質量的烘烤產品。 　　

溶解的水解酶的混合體是能分解所有的水溶面糊中的面筋質，從而導致一個均勻組織結構和一個最佳流動性質的好的面糊。由于面糊粘性的降低，水的用量在配方中可以減少，這樣可以降低烘烤過程中的能量消耗和提高烤爐的生產力。而且，由于面糊中水的吸收量的減少，華夫薄脆餅干的密度增加從而使餅干更脆并且脆性保持更長。這樣的酶對于一批產品的制作時間低于l0min的半連續制作過程是最合適的，因為酶只需要幾分鐘的反應時間。 

變態亞硫酸氫鈉的替代物 　　

變態亞硫酸氫鈉(SMB)是一個很強的還原劑，它能分解面筋質含有的二硫鍵鍵與鍵之間的聯接和二硫鍵內鍵與鍵之間的聯接，從而導致面團抵抗力或面糊粘性的立即降低。SMB是很便宜并且容易使用，因此許多國家一直在華夫薄脆餅干和薄脆餅干的生產中使用SMB。不好地是，SMB破壞維生素B1，而且能使較敏感的人引起健康問題。此外，SMB抑制褐變反應和使人感到嘗試過后的硫磺味。用酶去取代SMB不但是有益于健康的選擇，而且也起到決定性的技術作用，例如能使反應完全的面團性質穩定而使面團性質與新鮮的面團性質相似；華夫面糊的加水量的降低和華夫薄脆餅干的密度和穩定性的控制。 　　

當淀粉測定記錄儀測試的時候，添加SMB和酶的面團都表現出一個對揉捏抵抗力的降低。SMB的反應應該是更快的，它的降低可能是因為空氣氧的存在，一些被SMB分解的二硫鍵在連續攪拌后又被恢復而使一些揉捏抵抗力被恢復。當所有酶中的物質完全降解后，酶的較慢的但是持久穩固的反應導致一個最低的揉捏抵抗力。 葡糖氧化酶 　　葡糖氧化酶通常是從霉菌曲霉菌(themoldAspergillus）衍生而來的，有時是從(Aspergillus)種類衍生而來的。蜂蜜也是葡糖氧化酶的豐富的來源，酶源于蜜蜂的咽囊。然而，它的適宜性是由于它載體的味道而受到限制。 　　

葡糖氧化酶的在面團中的作用是去氧化葡萄糖，借助于空氣的幫助形成葡（萄）糖酸，在過程中微小的變酸發生是可以忽略的。它在面團中的另一個作用是使水轉變成為過氧化氫。這個氧化劑作用于面筋質中硫醇基，直接地或通過幾個其它的路徑對二硫鍵的形成產生誘導作用因而使蛋白質更緊密，在這個過程中的限制因素是氧的實用性。除其他的化學反應消耗氧之外，在實際開始發酵之前酵母也需要氧來呼吸而不是發酵。這意味著只有面團的表面具備這個葡糖氧化酶反應的條件，因為那里有足夠的氧可以利用，這個限制能通過面團制備中的技術措施去解決。例如，由攪拌工具提供超氧壓力或額外的氧。 

脂肪分解酶 　　

脂肪酶是另外一種很有用的酶，但它的價值被低估了很長時間。脂肪酶使無極性油脂轉變成甘油二醋和甘油一酯（即乳化劑）。在小麥面粉中也有極性油脂，如磷脂和醣脂類（表3)，它們能被一些特殊的脂肪酶和磷脂酶轉變成更親水的溶解形式。 　　

酶促乳化劑（甘油二酯和甘油一酯）導致面團強度增加和面包體積的增大，但是不能使貨架期延長。這是和被添加到面包配方中的甘油一酯和甘油二醋的作用進行對比的。由于這個甘油一酯和甘油二酯與淀粉的相互作用使面包的老化率降低，但對面包體積的增長作用是有限的。最大的可能是，酶促乳化劑對面包體積增長的顯著作用是因為它們已經為了改善面筋質的性質而位于面團內一個合適的位置，從而使面包體積的增大，但就抗老化作用而言，在面團內沒有足夠多量的酶促乳化劑可用于降低淀粉的老化。 　　

是否面團必需要有較高的脂肪含量這個話題還在爭議中，如果是，是什么脂肪能使脂肪酶有效的工作。根據 Mithlenchemie的發現，脂肪減小脂肪酶的功效，可能是由于脂肪酶（即面粉油脂）被干擾從而轉移了目標。還有一個由脂肪酸產生的特殊味覺問題，這個問題已經成為大眾化的問題。然而，脂肪酶在確定的某些地方也是相當有用的。 

饅頭 　　

中國的饅頭根據它的種類的變化，通常由低的和中等面筋含量的小麥面粉來制成的。準備過程有時與西方的面包相類似，但最后產品是被放在蒸籠里用蒸汽蒸熟，而不是烤爐烘烤。因此，饅頭的外貌同面包相比有一些不同。普通的饅頭重30-120g,呈圓形或刀切方形。 　　

酶，如淀粉酶或半纖維素酶能改善和提高饅頭的全部面貌。脂肪酶似乎是很理想地用于一些種類的饅頭制作。特別是在長時間的揉和和醒發后，我們可以看到，對穩定面團和體積的增大有一個戲劇性的影響。然而，這個影響不能被所有的面團準備方法得到。 　　

脂肪酶有利于用在使面團成片的處理中。這可能是由于更大面積的面團暴露于空氣氧中。脂水解酶使脂肪酸暴露于小麥脂肪氧合酶的作用中，在這個反應中，由于氧的存在小麥脂肪氧合酶變為氫過氧化物酶，這些將依次與面粉中各個成份反應。除了面團強度增加外，由于類胡蘿卜的氧化面粉增白的作用也同時發生。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適合于饅頭品質的改善。 

面條 　　

脂肪酶對于面條加工中的作用也是顯著的。 Pastazym是以脂肪酶為主的多種酶的混合物。脂肪酶是面條增白和堅硬的主要原因。脂肪酶對面條的這兩個主要作用不僅在實驗室中被觀察到，也在消費者被感覺到，當然，它有一定的限制。意大利面條是由杜倫麥制造的而唯一不能被酶改善，同時雞蛋的使用也遮蓋了酶的作用。最大的作用是得到面條只能由硬的或軟的小麥面粉制造。增白作用不是總是需要的因為有些消費者喜歡黃色的面條。盡管如此，不過，在這個情況它也是有用的。假如一個有斑點或灰色的面粉被使用，酶能減少斑點和較黑的顏色因此提供了一個亮的背景和合標準的帶有黃色著色劑的食品。 澳酸鉀的取代物 　　

從全球的觀點看，烘焙用的溴酸鉀如能被取代，那將不會是太驚人的但是更重要的。這個極其有效并且便宜的烘焙改良劑由于健康的原因正在被更多的國家禁止。遠離各種各樣的氧化劑，使用氧化酶是人們早期對取代溴酸鉀的挑戰。這些酶原來是有益的，事實證明，淀粉酶、木聚糖酶和現今的脂肪酶如和安全的氧化劑象抗壞血酸混合，將在不遠的將來起到更有效的作用。氧化酶也仍然支持它們的功能。