韧性面团的调制

出处:按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《焙烤工业实用手册》第238页(5373字)

面团的调制就是将预处理过的原辅材料按照要求配合好,然后在调粉机中加入定量的水(或不加水),用搅拌的方式制成适于加工饼干的面团或浆料的过程。

面团的调制是饼干生产中非常关键的一道环节。面团调制得是否适当,直接关系到产品的外形、花纹、酥松度以及内部的结构等性能,不仅对产品质量有重要影响,而且对成形操作能否顺利进行起着决定性的作用。

(一)面团形成的基本过程

1.蛋白质和淀粉的吸水

面团是由面粉中的两种面筋性蛋白质及面粉本身的淀粉和其他辅助材料组成的。面团调制并不是各种材料简单的物理混合,而是一系列物理、化学作用的结果。面团调制开始时,面粉中的部分蛋白质和淀粉开始吸水。当面筋性蛋白质遇水时,水分子与蛋白质的亲水基团互相作用形成水化离子,随着搅拌的进行,蛋白质胶粒吸水也继续进行。此反应在蛋白质颗粒表面进行,是放热反应,吸水量不大,体积增加不明显,这时尚有部分面粉粒子未接触到水分,呈干粉状态,配料中的其他成分也没有被搅拌均匀。这一阶段物料呈分散的非均匀状态混合形式。

2.面团的形成

蛋白质胶粒表面吸水后,在机械的继续搅拌下,物料与水分逐渐混合均匀,干粉减少,蛋白质胶粒和淀粉也不断吸收水分,并使水分进入胶粒内部。由于胶粒内部有相对分子质量低的可溶性物质存在,当吸水作用进一步进行时,就形成了足够的渗透压,水分子便以渗透和扩散的方式进入蛋白质胶粒内部,使胶粒的吸水量大增,反应不放热。吸水作用的结果,使蛋白质胶粒之间形成一个连续的膜状基质,并同时将吸收水分的淀粉颗粒覆盖在面团内。从物理状态上看,面团的体积显着膨胀,这就是面筋的涨润,面团也就初步形成了。在面团形成过程中,吸收到胶粒内部的水称为水化水或结合水;分布在胶粒表面的水称为附着水,充塞于面筋网络结构中。

3.面团的成熟

上述面团中的面筋网络,在搅拌桨叶的继续搅拌下,与其他物料的结合程度差异减少,水分分布均匀,整个面团的调制达到成熟阶段,此时面团具有工艺上所要求的软硬度,有适度的弹性和塑性,光滑而柔润。

(二)影响面团形成的主要因素

1.面粉中蛋白质的质与量

吸水后的小麦蛋白质分子互相结合,形成具有一定弹性和黏性、不溶于水的胶状物——面筋质,它形成焙烤食品的骨架。由于小麦粉中所含蛋白质的种类与比例不同,形成的面筋质数量与性质也各不相同。其中麦谷蛋白是相对分子质量高的蛋白质,它在决定面团面筋质性质方面起重要作用。相对分子质量高的蛋白质分子表面积很大,容易产生非共价键的聚合作用,部分剩余蛋白质的碎片起了侧向黏接的作用,可以抵抗骨架的歪扭并带有一定的弹性。而相对分子质量较小的麦胶蛋白只能形成不太牢固的聚合体,但也能促使面团的膨胀。

面筋性蛋白质吸水涨润的程度与面团调制时加水的速度、温度、物料添加的次序、搅拌的时间以及调制的方式都有关系。例如,加水缓慢,会使面筋蛋白质吸水迅速而充分,反之则吸水慢而不充分,这是由于小麦粉中蛋白质通常可与2倍的水结合,淀粉可与1/3的水结合的缘故。在一般情况下,面粉中蛋白质的吸水量占面团总吸水量的60%~80%,所以说蛋白质的质与量决定着面团的吸水量。

各种小麦粉因种类性状不同,以化学和物理形式结合的水量也不同。面粉的吸水力随其蛋白质化学结合形式和蛋白质性质不同而异,面筋质越多、灰分越少的小麦粉吸水量越大。在制粉工艺中,淀粉粒受伤较多,或面粉的原含水量较低、粒度较细时,都会使面粉在调制面团时的吸水量增加。

2.糖油的反水化作用

糖具有强烈的反水化作用,油脂的反水化作用虽不像糖那样强烈,但也是一种重要的反水化物质。面粉中面筋性蛋白质吸水涨润反应是依靠胶粒内部的浓度所造成的渗透压力使水分子以扩散的方式渗透到蛋白质分子中去的,使吸水量大增,面筋质大量形成,面团弹性增强,黏度相应降低。如果面团中含有较多的糖,特别是调制时加入了糖浆,由于糖具有吸湿性,会吸收蛋白质胶粒之间的游离水分,使胶粒外部浓度增加,胶粒内部的水分向外转移,从而降低蛋白质胶粒的涨润度,使调粉过程中面筋质形成程度降低,弹性减弱。这就是糖在面团调制过程中的反水化作用。双糖比单糖的反水化作用大,大约每增加1%的糖,面团吸水率就会降低6%。油脂的反水化作用是因为油脂能吸附在蛋白质分子表面,形成一层不透性的薄膜,阻止水分子向胶粒内部渗透,并在一定程度上减少表面毛细管的吸水面积,使面筋吸水减弱,得不到充分涨润。另外,油脂的存在也使蛋白质胶粒之间的结合力下降,使面团的弹性降低,韧性减弱,这种作用随着油脂温度的升高而变得更为强烈。

3.调制面团时的温度

温度是形成面团的主要条件之一。面团的温度越低,面筋的结合力也就越差,起筋变得迟缓。反之,面筋蛋白质的吸水力会增大,其涨润作用也随之增强。当温度达到30℃时,面筋蛋白质的涨润就会达到最大限度,在此温度条件下,如果加水充足,蛋白质的吸水量可为150%~200%。此时,淀粉的吸水量也可达到自身质量的30%。淀粉粒吸的水主要是附着水,体积增加不大。温度升高时,吸水量增大,当温度超过其糊化温度界限(53~64℃)时,淀粉能大量吸收水分,体积大大增加,黏度也大幅度增长。

面团的调制温度要根据面粉中面筋的含量与特性、水温、室温、油脂等辅料的情况灵活掌握。

4.加料次序

小麦粉与其他原辅材料的混合顺序与面团中面筋质的形成有很大关系。当需要面团有较大韧性时,可在面粉中直接加水混合均匀。若需面团塑性较大时,就应先将砂糖、油脂、奶粉等与水混合均匀,然后再投入面粉进行搅拌,也可先将小麦粉与油脂拌匀,再加入其余原辅材料及少量水进行调制,以抑制面团起筋。

5.调制时间

若要使面团充分形成面筋,混合时间应适当加长,并且应将某些捏合后的面团放置一段时间,以使面筋继续形成。若需要含面筋量少的面团,则调制的时间就应适当减少。

6.调制的方式

调制面团时都使用搅拌机(和面机)进行混合作业。由于各类饼干制品的要求不同,因此对搅拌机桨叶与搅拌速度的选择也不同。面团搅拌时间稍长时,容易起筋;但时间过长时,面筋又会因被拉断而失去弹性。因此,调制韧性面团时,可用卧式双桨及立式双桨调粉机;调制酥性面团时,可用作用面较大的桨叶,如肋骨形桨叶,其较大的剪断力可控制面团的筋力。另外,还可通过调节搅拌机桨叶的旋转速度来改善面团的性能。

(三)韧性面团的调制

韧性面团俗称“热粉”,是因这种面团在调制完毕时具有比酥性面团高的温度而得名的。韧性面团在调制过程中,通过搅拌、撕拉、揉捏、甩掼等处理,原料得以充分混合,并使面团的各种物理特性(弹性、软硬度、可塑性等)都得到较大的改善,为后道工序创造必要的条件。韧性面团的调制要求是:调得软一些,使面团具有较强的延伸性和适度的弹性,柔韧而光滑,并有一定程度的可塑性,适合于制作凹花有针孔的饼干。这种面团制成的饼干其涨发率较酥性饼干大得多。

韧性面团的调制要分两个阶段来控制。第一阶段是使面粉吸水。面筋颗粒的表面首先吸水,水分向面筋内部渗透,最后内部吸收大量水分,体积膨胀,充分涨润,使面筋蛋白质水化物彼此连结起来,形成了面团。随着搅拌的进行,各种物料逐渐分布均匀,面筋中的各种化学键已经形成,面团内部逐渐形成网状结构,结合紧密,软硬适度,具有一定的弹性。第二阶段是将已经形成的面筋在搅拌机的搅拌下不断拉伸撕裂,使其逐渐超越弹性限度而使弹性降低。此时,会手感面团回软,这是面团中蛋白质网络被破坏,弹性降低而反映出来的面团流变性的变化。面团的弹性显着减弱,是调粉完毕的重要标志。

可以说韧性面团所发生的质量问题绝大部分是由于面团未充分调透,调粉操作中未曾很好地完成第二阶段的全过程,被操作者误认为已经成熟而进入辊轧和成形工序所致。当然,也并不排除确有调过“火候”的情形。为此,调制好韧性面团,应注意以下几个方面:

1.正确使用淀粉原料

调制韧性面团时,通常需使用一定量的小麦淀粉或玉米淀粉作为填充剂,使用淀粉的目的是为了稀释面筋浓度,限制面团的弹性,还可以适当缩短调粉时间,且亦能使面团光滑,黏性降低,可塑性增加,成品形态好,花纹保持能力增强。一般淀粉的使用量为小麦粉的5%~10%。淀粉使用过量,则不仅使面团的黏结力下降,还会使饼干的涨发率减弱,破碎率增加,造成成品率下降。反之,若淀粉使用量不足5%,则冲淡面筋的效果不明显,起不到调节面团涨润度的作用。

2.控制面团的温度

韧性面团温度较高,一般控制在38~40℃。这样有利于降低其弹性、韧性、黏性和柔软性,使后续操作顺利,提高制品质量。如果面团温度过高,面团易走油和韧缩,饼干易变形,保存期也会变短;如果温度过低,所加的固体油易凝固,面团变得硬而干燥,面带易断裂,成形困难,色泽不匀。另外温度过低,所加的面团改良剂反应缓慢,起不到降低弹性、改变组织的效果,影响质量。为此,冬天可将85~95℃的糖水直接冲入小麦粉中,这样在调粉过程中就会使部分面筋变性凝固,从而降低湿面筋的形成量,同时也可以使面团温度保持在适当范围内,有时还采用将面粉预热的办法来确保面团有较高的温度;夏天则需用温水调粉。

3.添加改良剂

添加面团改良剂可以调节面筋的涨润度,控制面团的弹性并缩短面团的调制时间。常用的面团改良剂为含有二氧化硫基团的各种无机化合物,如前述的亚硫酸氢钠和焦亚硫酸钠等。

4.掌握面团的软硬度

韧性面团通常要求调得较软些,这样可使面团调制时间缩短,延伸性增大,弹性减弱,成品的疏松度提高,面片压延时的光洁度提高,面带不易断裂,操作顺利,质量提高。面团含水量应保持在18%~24%。

要保证面团的柔软性,除了要用热水调粉外,还要保证调粉第二阶段的正确完成。第二阶段完成的标志是面团的硬度开始降低。采用双桨卧式调粉机时,调制时间应控制在20~ 25min,转速控制在25r/min左右。

5.面团的静置措施

在使用强力粉调制面团或面团弹性过强时,可在调粉完毕后静置15~20min,有的甚至用静置30min以上再生产的办法来降低弹性。面团长时间被搅拌机桨拉伸、揉捏,产生了一定强度的张力,但是面团内部各处张力大小分布很不均匀。面团调制完毕后内部张力还一时降不下来,这就要将面团放置一段时间,使拉伸后的面团恢复松弛状态,自然降低其内部的张力,同时也使面团的黏性有所降低。面团的静置作用是调粉过程所不能代替的,但也不能千篇一律地采用静置方法,如果调粉完毕后,面团的各种物理性状都已符合要求,就不必再静置了。

6.面团的终点判断

面团调制好后,面筋的网状结构被破坏,其中的部分水分向外渗出,面团明显变柔软,弹性显着减弱,面团表面光滑且颜色均匀,有适度的弹性和塑性,撕开面团,其结构如肉丝状,用手拉伸则出现较强的结合力,拉而不断,伸而不缩,这便是调粉完毕的标志。

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