./面粉品質改良劑研究、應用及安全研究現狀摘要：本文簡要介紹了面粉品質改良劑的概念及與優質小麥、專用面粉之間的關系,重點論述了面粉改良劑的種類、作用機理及安全現狀,最后提出了面粉改良劑的發展趨勢即天然、營養、高性能的面粉改良劑成為發展重點,加強面粉品質改良劑快速、簡便分析檢測新方法的研究,并探討了面粉質量安全的對策。PresentStatusofResearch,UtilizationandSafetyofWheatFlourImproversinChinaLiShuguoChenHuiLiXuemei<HeBeiUniversityofScienceandTechnology,ShijiazhuangAbstract:Thisarticleintroducedtheconceptsofwheatflourimproverandtherelationtohigh-qualitywheatandspecialpurposeflourinbrief.Thevariety,actionmechanism,effectivenessofflourimproveranditsapplicationinwheatflourindustrywasexpoundedinemphasis.Thesafetytohumanhealthofflourimproverswasdeeplyinvestigated.Thedevelopingtrendofflourimprovers,namelynatural,nutritionalandeffective,ispointedout.Therelevantcountermeasurestoimproveflourimproversmanagementguaranteeingthesafetyofwheatflourqualityforpeople’shealthandprotectingconsumer’sinterestsisputforwardintheend.KeyWords:Wheatflourimprover;Special-purposeflour;Qualitymanagement;Actionmechanism;Foodsafety面粉作為我國最主要的食物之一,是面制品加工的最重要的原料,其品質的好壞直接影響到面食品的質量,我國城鄉估計消費面粉9000萬噸。隨著經濟的發展,生活節奏的加快,工業化生產的面食品,品種和數量不斷增加,提高面食品的質量成為必然的客觀要求。為了滿足市場各種面食品對面粉質量的多種要求,國家糧食部門研究開發了九種食品專用粉即面包用小麥粉、面條用小麥粉、餃子用小麥粉、饅頭用小麥粉、發酵餅干用小麥粉、脆性餅干用小麥粉、蛋糕用小麥粉、糕點用小麥粉、自發小麥粉。面粉改良劑在現代專用粉的配制及面食品的加工中發揮著極其重要的作用,面粉改良劑又稱面粉添加劑或面粉處理劑,是專用于改善小麥粉及其制品品質,延長食品保質期,改善食品加工性能,增強食品營養價值的一類化學合成或天然物質。一、優質專用面粉與優質小麥和面粉改良劑之間的協同增效關系食品添加劑是食品工業的助推器,沒有食品添加劑就沒有現代食品工業,我國傳統食品就無法實現工業化、產業化和現代化,食品添加劑的生產和應用水平是一個國家食品工業現代化程度和發展水平的重要標志,食品添加劑的應用能進一步延長農產品的加工鏈條和產業鏈條,提高農產品的附加值和經濟效益。我國小麥品種眾多,高達6000多種,但總體品質難以適應現代面制食品多樣化、優質化的要求,主要表現在：如面筋低、籽粒小、水分小、皮色紅、麥毛長、腹溝深、含雜多；優質小麥比例小并且沒有做到專種、專儲、專門加工,造成多品種小麥混雜,故穩定性差。盡管近年來我國農業科技工作者培育并推廣了幾十種優質小麥品種如XX的豫麥34、XX的8901、XX的XX17等,同時國家為推廣優質小麥也出臺了許多措施,如對小麥實行優質優價、對劣質小麥退出保護價等,為我國優質專用面粉的發展做出了一定的貢獻,但由于我國農業種植生產的集約化水平較低,無法保證小麥品質的均一性,其次我國地形、氣候多變,優良品種在不同地區種植易發生品質退化；中國傳統面制主食的多樣性和復雜性,對小麥品質提出要求遠比西方的面包、蛋糕和比薩等復雜得多,所以近期內僅僅靠原料小麥來解決我國各類專用面粉的問題是不可能,也不現實,國家糧食總局曾對122種國內培育出的優質小麥進行品質測試,在4056份樣品中,各項指標都符合國家標準的只有79個,占全部樣品的17．3％。達到優質小麥國家標準的只有6～7個品種。根據西方發達國家的經驗,由于種種原因,小麥也經常存在品質下降或波動的問題,影響面粉的烘焙品質,通過各種面粉改良劑,可以有效地平衡不同地區、不同年份小麥的烘焙品質,尤其是可以解決在儲存過程中導致的品質下降,這些國家開發應用的面包用的食品添加劑達200～300種。不同種類面制品對小麥粉的加工性能的基本要求是不同的,面包、面條需要高筋粉,饅頭、餅干、餃子需要中筋粉,大多數糕點如蛋糕、月餅、桃酥等需要低筋面粉。如果面粉筋性不符合某種食品的品質要求,就無法生產出合格的專用功能的面制品。所謂優質小麥是能夠基本上達到制作某一類面制品質量標準的,面筋蛋白質含量和比例相互協調的專用小麥。優質小麥是生產專用面粉的基礎,品質改良劑是提升面制品檔次的重要措施。根據目前國內外的情況,解決我國小麥品質不佳和穩定性差的缺陷,在面粉后處理階段,合理應用面粉品質改良劑提升面粉品質,是最迅速有效的手段,面粉改良劑決定了我國面粉尤其是專用面粉品質的總體水平。二、面粉改良劑的種類及作用機理面粉品質改良劑的研究和應用在國內外已有近百年歷史,據不完全統計,目前已經列入國家使用衛生標準的品種如面包、餅干、面條、糕點等各類品質改良劑,己有50～60種,主要有增白劑、強筋劑、減筋劑、乳化劑、酶制劑及品質調節劑等：1.1面粉增白劑：主要有過氧化苯甲酰,偶氮甲酰胺,二氧化氯等,通過促進面粉中類胡蘿卜素、葉黃素等的氧化,使類胡蘿卜素共軛雙鍵斷裂成共扼較少的無色化合物,從而提高面粉的白度。過氧化苯甲酰是一種自由基引發劑,添加后需要幾小時才分解產生引發類胡蘿卜素氧化所需的自由基。過氧化苯甲酰本身還原成安息香酸<苯甲酰>具有防腐和殺菌作用。目前我國面粉企業普遍使用以過氧化苯甲酰為主要成分的增白劑,我國食品添加劑委員會1996年規定過氧化苯甲酰在面粉中允許添加最大劑量為0.06g/kg。用于面粉的氣體氧化劑的漂白效果各不相同,但它都能有效地改善面粉的焙烤性質。用二氧化氯處理面粉僅略微改變了面粉的色澤,但用處理過的面粉所制成的面團的性質卻得到改善。氯氣<常含少量亞硝酰氯>廣泛用于軟麥蛋糕粉的漂白和改良,氯氣氧化產生鹽酸并略微降低了pH值,因而改善了蛋糕的焙烤品質。由空氣通過一個強大的電弧而產生的四氧化氮和其他氧化物或氮氣只是具有中等效力的漂白劑,但經它們處理的面粉卻具有良好的焙烤品質,在西方國家的蛋糕粉后處理中使用。1.2強筋劑：在制粉過程中,由于機械力的作用,面粉中的蛋白質<—S一S一>鍵斷裂為<一SH>鍵,使面筋的筋力和持氣性下降。面粉中的<一SH>基及<一S一S一>基決定著面團的筋力。<一SH>基轉化成<一S一S一>基的數目越多,面團的筋力越強。<一SH>基轉化成<一S一S一>基主要靠氧化作用。雖然在制粉和面粉貯藏過程中,面粉也會發生氧化反應,但反應速度非常緩慢,完全氧化大約需要數月的時間,自然熟化過程難以適應現代食品工業需要。因此在面粉中添加氧化劑可以加快這個熟化過程,主要的氧化劑有溴酸鉀、碘酸鉀、抗壞血酸、偶氮甲酰胺、過硫酸銨等,因其可改善面團的筋力,又稱為面粉強筋劑。澳酸鉀是一種氧化劑,它作為面團改良劑被廣泛應用,在面包制作使用已有80余年歷史。在酵母發酵將面團的pH降低至足以激化溴酸鉀時,它才起作用。因此,在加工過程中溴酸鉀的作用很慢,但它能使面包的體積增加,均勻性得到提高,面包心和面包質構也得到改善。維生素C在化學上表現為兩性,即同時具有氧化性和還原性。在氧化性強的介質中表現為還原性,在還原性介質中表現為氧化性。抗壞血酸是安全的面粉強筋劑,它的添加量不受嚴格限制。維生素C加入面粉作為改良劑,不是為了營養的目的。氯氣與淀粉發生反應對烘焙品質影響最大。氯氣與淀粉發生反應產生變性淀粉。這種淀粉比一般淀粉能吸收更多的水分。氯氣與蛋白質的反應主要是打斷蛋白質分子內部及分子之間的氫鍵,同時也打斷蛋白質分子間的肽鍵,增加蛋白質的分散性及面筋的可溶性,使面糊的粘度增加,從而提高持氣性,增加蛋糕體積。1.3減筋劑：減筋劑實質上是一種還原劑,它的作用機理與氧化劑相反,它將面粉面筋蛋白質分子中的"-S-S-"基還原成"-S-H基,使面筋蛋白質由大分子結構斷裂成小分子結構,從而降低了面團的彈性、韌性,起到了減筋作用。減筋劑常用在生產餅干、蛋糕的軟麥粉中。制成品口感松脆、柔軟。目前較常用的減筋劑有L-半光氨酸、蛋白酶、亞硫酸鈉等,面粉減筋劑主要用于糕點粉和餅干粉中,允許最大使用量為70mg／kg。1.4乳化劑乳化劑的特點是具有兩性基團,即極性的親水基與非極性的親油基<疏水基>。單一的乳化劑分子趨于構成空氣/水以及油/水界面,可減少不相容界面之間的張力。乳化劑中親水基、親油基的數值與乳化劑的性能有很大的關系。親水基團的分子量與總的分子量的關系叫親水親油平衡值,用數字表示。高值表示高的親水特性,適用于面包。低值表示高的親油特性,適用于蛋糕。作為面粉添加劑的乳化劑應當是粉狀的。低用量<最高至0.5%>的硬脂酰—α—一乳酰乳酸鈣和類似的乳化劑能改善面團的混和性質以及增加面包的體積。類似地,親膠體能提高面團的持水能力和改變面團和焙烤產品的其他性質。如：角叉膠、羧甲基纖維素、角豆膠和甲基纖維素。甲基纖維素和羧甲基纖維素能延遲面包的老化和走味。在貯藏過程中,它們能防止水分向面包表面遷移。角叉膠<0.1%>可使甜面團制品的內部質構松軟。在炸面圈中加入某些親水膠體<如0.25%羧甲基纖維素>能顯著地減少煎炸時吸收的脂肪量。此效果顯然是因為面團性質的改良以及炸面圈表面形成更有效的水合阻隔才產生的。目前我國的乳化劑主要有分子蒸餾單甘酯、硬脂酰乳酸鈣－鈉及其"二次開發"的復配產品等,添加量為面粉用量的千分之一左右。添加一定量的乳化劑,能改善面團流變,延緩回生,具有較好的保鮮作用。1.5發酵劑發酵劑分為生物發酵劑和化學發酵劑兩類。生物發酵劑為酵母,酵母是一種話的生物體,干燥后進入休眠狀態。是面粉廠生產自發粉的主要添加劑之一。當和面加水后,水分、溫度等條件合適,酵母則開始分裂發酵,產生大量的二氧化碳氣體使面團發酵膨脹；化學發酵劑多為碳酸鹽一類化合物,最常用的是碳酸氫鈉,在烘焙制品中產生二氧化碳氣體,使面團發松并帶氣孔．籍以制成結構松軟、形態宜人和可口的成品。在生產過程中,和面和烘焙過程之間可能需要等一段時間,作用比較緩慢的酸或鹽類,如焦磷酸氫鈉、磷酸二氫鈣等,同碳酸氫鈉以適當的比率配合使用,以產生足夠的氣體,形成光滑柔軟的面團,在烘焙過程中還能穩定地放出氣體。1.6酶制劑：酶制劑是一種綠色食品添加劑,是最安全的面粉改良劑,近幾年來在我國面粉行業得到較廣泛。主要品種有α－淀粉酸、戊聚糖酶、木聚糖酶、脂肪酶、蛋白酶、葡萄糖氧化酶、纖維素酶等。葡萄糖氧化酶〔Glucoseoxidase在氧氣存在的條件下能將葡萄糖轉化為葡萄糖糖酸,同時產生過氧化氫。過氧化氫是一種很強的氧化劑,能夠將面筋分子中的巰基<－SH>氧化為二硫鍵<－S－S－>從而增強面筋的強度。葡萄糖氧化酶能顯著地改善面粉的粉質特性,延長穩定時間,減小軟化度,提高評價值,改善面粉的拉伸特性,增大抗拉伸阻力,改善面粉的糊化特性,提高最大粘度,降低破損值,結果,就可形成更耐攪拌,干而不粘的面團,最佳添加劑量為0.04％。葡萄糖氧化酶能有效地提高面條的咬勁,改善面條的表面狀態。蛋白酶〔Protease面團中的面筋蛋白經蛋白酶處理后,可改善其機械特性和烘焙品質。細菌來源的胞內蛋白酶很少在面包中應用,因為它對面筋的網絡結構有不良影響,在使用強筋麥時,可使用蛋白水解酶來軟化面團,可降低面團的彈性并提高其延展性,從而改善了機械特性。細菌胞內蛋白酶可取代焦亞硫酸鈉<metabisulfite>應用于餅干、脆片、甜點、比薩制作,如果使用焦亞硫酸鈉,會使維生素遭到破壞和形成過量的氣體。在另一方面,胞外蛋白酶可用于改善面包皮的顏色和面包的口味。現在已經開發出了一些特定的胞外蛋白酶只水解外端氨基酸,這樣可釋放一些亮氨酸和苯丙氨酸,這兩種氨基酸都是面包芳香味的構成物質。脂酶<Lipase>脂酶的系統名為EC3.1.1.3,在烘焙業中應用較新。一些脂酶能水解脂肪成單酰甘油和二酰甘油,單酰甘油能與淀粉結合形成復合物,從而延緩淀粉的老化,使得面包心松軟。脂酶通常與少量脂肪一起使用,要不,面粉中脂肪含量太低而達不到這種效果。如果不外加脂肪,脂酶還是能起到一定此外添加α—淀粉酶的面包專用粉,可延緩面包老化程度和延長貨架期；半纖維素酶可以提高面筋網絡的彈性,增強對過度攪拌的耐受力,改善面團的可操作性及穩定性；日本研究開發的轉谷氨酰胺酶,能使蛋白質分子內和分子間發生交連,蛋白質和氨基酸之間交聯,從而使分散顆粒狀態的蛋白質分子呈網絡交聯狀態,并使小塊狀食品又重新粘合,從而能更好地改善面條的強度、彈性和口感。1.7品質調節劑：面粉品質調節劑的種類較多,目前國內外常用的有變性淀粉、植物膠、磷酸鹽等,這些品質調節劑大多用在各類面條專用粉或速凍專用粉中使用,主要是調節面粉的工藝品質、食用品質和抗凍裂。1.8營養強化劑在加工高精度面粉<低出率面粉>時,要將麥胚和麩皮去掉,以得到灰分低,粉色好,食用品質高的精制面粉。從營養學的角度看,面粉加工精度與營養物質的保留成負相關,尤其是維生素和礦物質等人體必需的微量營養素的損失比較高,為了改善我國居民的營養健康水平,國家公共營養改善中心推出"7＋1"營養強化面粉配方,在XXXX和XXXX的試點表明,普及和推廣營養強化面粉能有效改善城鎮居民的膳食營養水平和身體健康水平。主要的營養強化劑包括：維生素類如VA,VB1、VB2、葉酸、煙酸等,礦物質和微量元素如鈣、鐵、鋅、硒等和氨基酸類如賴氨酸、精氨酸、蛋氨酸等。三、面粉改良劑的安全現狀2.1面粉增白劑的超標使用我國1996年的食品添加劑標準規定過氧化苯甲酰在面粉中允許添加最大劑量為0.06g/kg,但有的面粉廠家為了片面追求面粉的白度,增白劑的添加量嚴重超標,甚至超過規定標準的一倍以上,這對人體健康是有害的。國家質檢總局市場抽檢表明20XX全國15000面粉樣品中總合格率僅34.6%,其中主要是增白劑嚴重超標。20XX6月XX省質監局公布了小麥粉監督檢查結果,合格率為93.5％,整體狀況較好,不合格項目均是過氧化苯甲酰超標,即小麥粉增白劑超標。過氧化苯甲酰增白劑超標,會破壞面粉的營養,導致面粉中的類胡蘿卜素、葉黃素等天然成分喪失,而且過氧化苯甲酰水解后產生的苯甲酸,進入人體后要在肝臟內進行分解,長期過量食用會對肝臟造成嚴重的損害,引發多種疾病,短期過量食用會使人產生惡心、頭暈、神經衰弱等中毒現象。據了解,我國今后將對食品添加劑標準做出重大調整,質檢部門計劃將面粉增白劑列入禁止使用的添加劑之一。面粉增白劑的超標是由兩種原因造成的,一是添加量嚴重超標；二是添加總量按標準添加,但由于混合機械和工藝的原因,造成分散混合不均勻,也會使部分增白面粉中過氧化苯甲酰超標。2．2溴酸鉀〔Potassiumbromate增筋劑溴酸鉀作為焙烤制品的品質改良劑,其應用有數十年的歷史。作為一種慢速氧化劑,改善面團結構和流變性、增強筋力和彈性,使焙烤制品獲得滿意的口感。我國也較早地將溴酸鉀列為面粉品質改良劑,國家標準GB-2760規定其用量為0.03g/kg。但規定焙烤后不得有殘留。但是上世紀80年代日本和英國經長期研究和發現,溴酸鉀在焙烤后有殘留物,對動物有致癌毒性,為此FAO/WHO聯合食品添加劑專家委員會<JECFA>于1994年撤消了溴酸鉀在面粉中使用的ADI值。其安全評價如下:不適于用作小麥粉處理。歐盟也在食品添加劑及其編號名單中取消了溴酸鉀。鑒于溴酸鉀致癌的可能性,我國衛生部決定自2005年7月1日起,取消溴酸鉀作為面粉處理劑在小麥粉中使用。但20XX６月天津市食品安全委員會辦公室在對全市范圍的小麥粉食品安全專項整治工作中發現了XX五得利面粉等１２種不合格產品,進行了公開曝光,作出了下架退市、停止銷售的處理決定。抽檢中發現小麥粉流通領域主要存在的問題是：部分企業違規添加國家明令禁止的溴酸鉀添加劑。隨著停止溴酸鉀在面粉使用,開發溴酸鉀的替代品也成為熱點研究課題,目前已有中國食品發酵研究所、XX輕工研究所、XX輕工院等開發出以酶制劑和乳化劑為主的復合面粉品質改良劑,應用效果以達到甚至超過溴酸鉀的效果。2．3違禁工業化工物質假冒面粉改良劑,對人體健康造成嚴重威脅一些不法商家為獲暴利,增加面粉的白度,在面粉中添加吊白塊、熒光粉、鈦白粉、亞氯酸鹽、硫磺等違禁工業化學物質,冒充面粉改良劑。吊白塊是甲醛次硫酸氫鈉,是工業常用漂白劑,并非食品添加劑,攝入10g就可使人致死；硫磺中含有鉛、砷、鉈等,用于熏蒸漂白時可以形成鉛蒸氣、氧化砷、氧化鉈等有毒物質附于熏蒸物表面；亞氯酸鹽是工業常用的氧化劑；熒光粉是工業常用的增白劑；最近又發現用硫脲增白、增筋面條,面條表觀光亮、略帶半透明,煮熟后爽滑有彈性,口感不錯。但是硫脲是一種劇毒的化學漂白劑,應用于紡織品的漂白,是用硫化氫和石灰作用生成硫氫化鈣,在與氰氨化鈣作用而成。人體攝入硫脲不僅危害健康,據歐盟資料介紹,甚至能導致死亡。2．4有些廠家為了降低生產成本,以工業用磷酸鈣鹽、滑石粉作為增白劑載體,造成面粉質量安全問題。2．5溴酸鉀的替代品使油脂酸敗加劇導致異味產生作為面粉增筋劑的溴酸鉀,自2005年7月1日起被禁用后,國內開發出許多替代物并應用于面包專用粉中,其中使用較多的是脂肪酶、過氧化鈣及葡萄糖氧化酶等〔特別是脂肪酶。脂肪酶的主要作用是分解脂肪產生具乳化作用的單苷脂、雙苷脂及脂肪酸；而過氧化鈣及葡萄糖氧化酶均導致過氧化氫及氣氧氣產生,其結果除加強面團筋外,還氧化面團中的其他物質,用其生產的面包出現了令人厭煩的異味,如肥皂味、奶嘔吐味及臭味等,由此帶來的新的食用安全隱患,值得面粉改良劑研究者進一步研究新型面粉增筋劑。此外,在質量抽檢中出現的質量問題還有農藥殘留超標和重金屬含量超標等,但這些與面粉改良劑無關。4、我國面粉品質改良劑的發展和監督管理對策隨著人們健康和食品安全問題的日益重視,食品消費回歸大自然,崇尚綠色天然,己成為一種潮流。因此我國食品添加劑行業,提出了大力開發"天然營養多功能性添加劑"的發展方針,國家發改委、國家經貿委和農業部把天然營養功能性的食品添加劑列入"十·五"新產品開發指南。因此今后我國面粉及面制食品改良劑的發展趨勢應該是遵循"安全、合理、有效、有限",的基本原則。4．1利用現代生物工程技術研究開發天然面粉品質改良劑在溴酸鉀和過氧化苯甲酰被禁止使用后,開發其安全可靠的替代品成為面粉品質改良的瓶頸問題,應用生物工程技術等現代高新技術,采用新型酶制劑和其它安全、天然的成分,開發出以酶制劑為主體的新型高效的面粉品質改良劑如葡萄糖氧化酶、脂肪氧化酶、α-淀粉酶、半纖維素酶、木聚糖酶、蛋白酶、植酸酶等,酶的催化效率高,能顯著提高面粉的拉伸、糊化等加工性能和感官指標,同時酶制劑由于不是化學合成品、性價比高、使用方便等優勢,應用前景廣闊。此外利用天然植物成分如生大豆粉和脫脂大豆粉中的具有活性的脂肪氧化酶的作用,也能增加面粉的白度。例如在法國和一些不許使用化學漂白劑的歐洲國家,面粉廠廣泛采用具有脂肪氧化酶活性的豆粉來漂白面粉,除了增白作用外,脂肪氧化酶還可以增加面團的耐柔性和其他一些流變學性質,從而提高產品的質量。4．2采用復配技術研制開發多功能的面粉品質改良劑根據協同增效原理和方便使用的原則,面粉品質改良劑的研制與開發技術采用多種配料進行復合配制,共同混合使用,可以起到增效的效果。如將乳化劑、增筋劑、漂白劑、酶制劑、保鮮劑等經過科學配制、均勻混合,達到高度均質狀態,可得到同時具備增筋、漂白、保鮮、促進發酵、改善質構等多種功能,并起到協同增效作用的復合多功能面粉品質改良劑。4．3加強面粉品質改良劑的安全性風險評估、快速分析檢測等新技術、新方法研究近兩年國家對食品的抽查結果表明,食品添加劑已經成為導致產品質量不合格的重要因素,成為食品安全的巨大黑手。即使在國內外應用幾十年的添加劑如溴酸鉀等也被發現具有安全隱患,因此加強對各類面粉品質改良劑的安全性研究,進行全面客觀的風險評估,及時將具有安全隱患的添加劑剔除,保證面粉質量的安全。面粉改良劑品種眾多,各種新型改良劑不斷出現,面粉流通經營渠道分散,其監督管理、分析檢測比較復雜,因此盡快完善對各種面粉改良劑的檢測方法,研究快捷、簡易、準確、可靠的檢測分析方法,確立標準試驗方法,提高檢測效率和抽檢率。4．4我國的食品添加劑標準應該根據添加劑的最新研究進展進行及時的修訂在美國被批準和允許使用的食品添加劑就有5500多種。我國食品工業盡管起步很晚,但發展卻十分迅速。而伴隨著食品工業的發展,我國食品添加劑行業也發展很快。目前我國批準和允許使用的食品添加劑已有22大類1700多個品種,但制定限量標準的僅有700多種,遠遠不能適應現代食品工業和食品質量安全監督管理的要求,因此根據國內外食品添加劑的最新研究進展,現行的國家標準、行業標準進行整合和修訂,淘汰一些過時的標準,并盡可能采用國際標準,加快與國際接軌的步伐,從而減少國際貿易中標準不統一造成的技術壁壘。在新的食品添加劑標準中,明確