什么是谷蛋白?大面团背后的科学

近年来，面包、意大利面、披萨和糕点的无麸质替代品已经取得了长足的进展——这对麸质不耐症或患有乳糜泻的人来说是个好消息。但无论你是麸质狂热者还是像躲避瘟疫一样躲避麸质，重要的是要承认，这些无麸质复制品的成功取决于它们模仿麸质给予面团、面糊、面条和各种烘焙食品的结构和质地有多好。

那么是什么让谷蛋白如此难以复制，它是如何工作的呢?

麸质到底是什么?

面筋是一种有弹性，有弹性的蛋白质分子网络拉面反弹,比萨饼面皮口感很有嚼劲，而且面包它的内部结构。面筋的形成通常被总结为一个简单的公式——面粉+水+搅拌=面筋——但实际上，它稍微复杂一点:当某种谷物的面粉与水以某种方式混合时，面筋就形成了。

为了全面了解面筋，对面粉有一点背景知识是有帮助的。所有的面粉都是由谷物磨成的，而谷物实际上是由三种不同的可食用部分组成的种子。麸皮是谷物具有保护作用的纤维状外皮;胚芽是种子的胚胎，或发芽成新植物的部分;胚乳是细菌美味的淀粉食物来源。如果你觉得无聊，你可以在我们的全谷物指南但是这里要知道的重要的事情是，某些谷物的胚乳——比如小麦、大麦和黑麦——含有一对叫做谷蛋白和麦胶蛋白的蛋白质，它们是谷蛋白的组成部分。

含有谷蛋白和麦胶蛋白的面粉被称为“谷蛋白”或“潜在谷蛋白”。面粉,不含有这对蛋白质的食物——比如米粉、玉米粉、荞麦粉等等——会被标记为无谷蛋白。(无麸质面粉通常需要黄原胶、瓜尔胶或鸡蛋等稳定剂和增稠剂，才能在无麸质烘焙食品中产生类似的口感。)

*不包括标有面粉的研磨产品，如椰子粉、杏仁粉等。

当你向麸质面粉中加水时，会发生两件事:面粉中的淀粉分子会膨胀，而麸质蛋白分子会相互结合形成长而卷曲的链。

搅拌、揉面和长时间的休息都能促进面团的粘合，给它所需的拉伸和回弹——我们称之为弹性。然而，我们不能只依赖谷蛋白;如果我们这样做了，我们就会不断地与面团斗争，因为面团无法被做成面包。这就是麦胶蛋白派上用场的地方。

麦胶蛋白分子在水的存在下保持其紧凑的形状。食品科学家哈罗德·麦基(Harold McGee)在他的开创性著作中说食物与烹饪)意味着它们“就像滚珠一样，允许部分谷蛋白在不结合的情况下滑过彼此。”这种行为有助于面团的延展性，即它在烹饪或烘焙过程中塑形和保持形状的能力。

谷蛋白和麦胶蛋白的动态组合使面团具有粘弹性，也就是同时拉伸和成型的能力。起初，这两种蛋白质并没有很有组织地相互作用。

在面包插图:一步一步的指南，实现面包质量的结果在家里，美国测试厨房的厨师们把这些蛋白质想象成纠缠在一起的线团，“需要解开，绑在一起成为一个更长的片段，然后缝成一个更宽的薄片。”就像你不能用打结的线织布一样，在你成功地把麦胶蛋白和麦胶蛋白绑在一起做成面筋之前，你必须解开和拉直它们。ATK解释说:“液体进行解缠，混合将蛋白质捆绑在一起，揉捏将它们缝成一片。”

持续的搅拌和揉捏会使蛋白质分子组织成网状的基质，或者通常被称为面筋网，即前面提到的“薄片”。

面筋网对各种面糊和面团都很重要，从手拉面到煎饼到法棍面包。了解如何控制面筋的生长对于制作软而嫩的松饼、有弹性且有嚼劲的面条、有硬皮的面包以及像糕点一样的饼团——软而不硬。

控制好面筋

并不是所有的面筋网络都是一样的，面筋越多并不总是比越少好。一般的经验法则是，面筋发育较多的面团会产生更有弹性、有弹性的食物质地，而面筋发育较少的食物会更柔软或更细腻。

就在不久前的一个周末，我们的运营经理克里斯蒂娜和她蹒跚学步的孩子一起做华夫饼。为了让他有事做(对一个两岁的孩子来说很难做到这一点)，她没有注意到他搅拌面糊的力度有多大，于是做出来的华夫饼变得很有弹性。但积极的搅拌只是操纵面筋结构的一种方式，而诸如你使用的面粉类型、你加入的水的量以及你在面团中加入的其他成分等因素都可以促进或阻止面筋的形成。华体会应用下载

面粉的种类

选择合适的面粉是到目前为止你要做的最重要的决定，如果你需要麸质的话。一般来说，蛋白质含量较高的面粉——更多的谷蛋白和麦胶蛋白——会形成更强、更复杂的谷蛋白网络*。

这就是为什么你会在超市里发现这么多种类的小麦粉都标有特定用途的标签，比如面包粉、蛋糕粉或糕点粉。全麦、硬面包、面包和通用面粉含有9%到15%的蛋白质，是面包和意大利面等较有嚼劲的食物的理想选择。蛋白质含量较低的是糕点和蛋糕面粉，蛋白质含量在7%到9%之间，非常适合做鲜嫩、精致的烘焙食品。

大麦和黑麦虽然蛋白质含量相对较高，但由于它们含有戊聚糖分子，所以潜在的谷蛋白含量较少。当与水混合时，戊聚糖会吸收水分，保持住它，并形成一种粘性凝胶，阻碍面筋的发育。小麦也含有戊聚糖，但含量要小得多，它有助于面筋的形成，而不是干扰面筋的发育。

然而，仅仅因为其中一些面粉的蛋白质水平相似，并不意味着它们在做成面团时的反应方式相同。其他因素也在起作用:谷物胚芽和麸皮的存在或不存在都会影响面筋的发育。锋利的纤维状麸皮颗粒，你会在全麦面粉中发现，在面筋形成的过程中，它会切断面筋，使面团和面包更致密。

水量

除非在面粉中加入水，否则面筋无法形成，所以水或任何水基液体在面团和面糊中都和面粉一样重要。加入的水越多，面粉的水分就会越多，面粉中的蛋白质——谷蛋白和麦胶蛋白——就能更快地分解和理顺，为谷蛋白的形成做好准备。

含水量也会影响面团的初始质地。干燥的面团比较结实，不易扩展;湿面团往往更软更粘。

如果你是一个经验丰富的面包师，你可能对“水合作用水平”和“面包师百分比”等术语很熟悉，这些公式是从面粉的重量开始，然后添加水作为重量的百分比。例如，含有1000克面包粉和700毫升水的面团有70%的水合作用。面包师经常使用这些比例来调整食谱的大小，或者帮助改变面筋的形成过程或水平。

低水合作用的面团——大约60%或更少——像以前那样让百吉饼而且拉面它们最初是硬的，产生的食物更有嚼劲。

水分含量在60 - 70%之间的面团包括Neapolitan-style披萨，意大利面以及大多数面包(包括法棍面包和乡村面包)。例如，我们的首选乡村面包的水合率为70%，刚开始是比较柔软的面团，但烘烤后变成了硬皮面包，内部有嚼劲和质感。

佛卡夏面包和夏巴塔面包往往是高水化程度的面包，水化程度达到70%或更高。所有的水都有助于稀释面筋网，并产生更柔软、更湿润的面包，有一个开放的通风和充满大口袋的面包屑。

不管加了多少水，一旦面团成型，就必须进行混合、揉捏或其他操作，以便将现在形成的面筋编织成坚固的“片状”。

混合，揉捏和其他手法

任何对面团的手工操作，无论是搅拌、揉面还是折叠，都可以发展或帮助“缝制”面筋“薄片”。但是，正如我们之前讨论的，有时面包师可能想要鼓励面筋的形成，有时他们可能想要抑制面筋的形成。幸运的是，很容易记住手工操作对面筋形成的影响:任何面团或面糊混合或揉得越多，它的面筋网络就越强。

要制作柔软的松饼、煎饼或华夫饼，搅拌时使用轻触很重要。对于硬皮法棍面包或耐嚼的披萨来说，情况正好相反。

在面粉和水混合的第一阶段，面筋形成了，但它混合在一起——凌乱，或“扭曲”，玛德琳·卡曼写道烹饪的新方法:好烹饪的艺术、技术和科学．她写道，对于面包或面条团，当你开始揉面时，你“把面筋分子扔进了一种紧张不安的状态”，但在面团内部，“平行线已经排列成……非常细的长颗粒的面筋。”虽然肉眼看不到这些键，但可以看到面包师所说的“面筋链”，这是面筋形成的证据。

作为麦克斯在他的面包制作系列中解释道我们揉得越多，面筋就变得越发达和有组织，面团就变得更硬更紧。(使用电动搅拌机或食品加工机搅拌和揉面团比手工搅拌更快形成面筋。)

高水合作用的面包和面团通常被广泛揉捏，以确保它们形成强大的面筋网络，以实现和保持它们在烹饪前后所需的质地和形状。我们的锅佛卡夏例如，在80%的水合作用下，最初产生的面团是粘性的。但是混合的过程和随后面团的折叠有助于吸收空气，同时也加强了面筋网，以保持其形状。

同样，我们的拉面配方规定了62 - 68%的水合率，但由于面团经过了揉捏、扭曲、旋转和拉伸，足够的面筋形成了理想的弹性和延伸性水平。

一个例外是免揉面包你只需将面粉、水、盐和酵母混合，让混合物在室温下放置12到24小时。虽然我们称之为“不按摩”，但实际上有很多按摩在进行——只是发生在微观层面上。当酵母消化糖分时，它产生的二氧化碳被捕获在气泡中，有效地搅动和操纵蛋白质分子形成一个有组织的面筋网。

许多面包师使用所谓的窗玻璃测试来检查面筋的发展。这是一个简单的练习，你用你的手用你的手指从面团团中拉出一块面团，轻轻地拉伸它，但要绷紧。“一个发育良好的面团可以被拉伸到半透明的程度，”弗朗西斯科·米戈亚(Francisco Migoya)说现代面包,写道。面筋在面团被分割成型的过程中会再次绷紧和重组。成型过程中产生的张力有助于面团以稳定的速度膨胀，形成均匀的面包。”

但要注意，过度混合是可能发生的。积极的，持续的揉捏超过一段时间会削弱和撕裂面筋网。这可能是可取的，就像蒂姆的情况一样手拉拉面．尽管在KitchenAid台式搅拌机中揉了两个小时，但他的一个试验面团弹性低，延伸性高。

不过，过度搅拌对面包是不利的。卡曼说，一开始，过度工作的面团“更黏，几乎出汗了”。然后，“面团不再保持弹性，而是……会变得非常有弹性，因为谷蛋白和麦胶蛋白分子失去了交联的能力。”这时面筋会失去形状，面团也一样，面团在烘烤时无法保持其发面，体积变差，面包屑变得粗糙。想了解更多关于这个和其他常见烘焙错误的信息，你可以查看我们的解决坏面包问题的指南．

温度

唯一的时间温度是面筋的一个因素发展是当一个项目也涉及生物(如酵母)发酵．低温会减缓发酵过程，让面筋链的形成“迎头赶上”。更高的温度会加速它，迫使面筋网络更努力、更快地工作。

想象一下:你的面包面团在汩汩作响，面筋网在做它应该做的事情，捕获气泡，形成气囊。在凉爽的秋日，这是轻而易举的事。但假设这是一个炎热的夏天，你的厨房温度徘徊在华氏82度左右。较高的室温加速了发酵，当酵母迅速将糖转化为二氧化碳时，气泡形成和膨胀的速度超过了面筋网所能容纳的速度。由此产生的面筋网络将会受到压力和不完善，因为它从来没有机会变得足够强大，以捕获所有产生的气体。

如果二氧化碳产生的压力超过了面团的承受能力，它甚至会撕裂空气袋，释放出所有被困住的气体，使面团泄气。产生的面团被称为防过度，在烘焙过程中不会因为面筋结构的削弱或破裂而膨胀太多。

高温是使所有类型面团中的面筋网络变硬的原因。当面团煮成面条或烤成面包时，你辛勤工作形成的结构——将面粉和水混合，揉捏或放置面团——就已经成型了。

煮熟的面皮在212华氏度的温度下持续煮一段时间后会凝固。当面条或意大利面被煮熟时，它会吸水、膨胀、变软，并将一些表面淀粉释放到水中。面筋使有嚼劲的意大利面具有标志性的咬合力。麦基解释说，当“热水渗透到面条中心，但那里的淀粉颗粒吸收相对较少，淀粉-面筋基质保持牢固时，就会出现这种质地。”

就面包而言，当面包内部的面团达到155-180华氏度时，凝固过程就开始了。在面团烘烤的过程中，由于面粉中的淀粉继续糊化或吸水膨胀，困在网络中的二氧化碳和水蒸气会膨胀，直到它们的细胞壁无法进一步拉伸。当面包的中心温度超过华氏212度，也就是水的沸点时，面粉中的淀粉开始变干。这就变成了面包屑，我们要感谢面筋网，它确保了面包最终充满了角落和缝隙，或密而有嚼劲，或软而黏。

盐

在面团的世界里，盐提供的不仅仅是味道——它增强了面筋。如果任其发展，谷蛋白蛋白会自然地相互排斥。根据麦基的说法，按面粉重量的比例加入1.5 - 2%的盐，实际上可以促进它们的结合。在开发拉面的配方时，Tim Chin测试了加盐和不加盐的面团，看看盐对面团的结构和质地是否有明显的影响。不加盐的面团又松又粘，很难做。在等式中加入盐会使面团更有弹性，更容易处理和拉成细面条。

不过，有时你并不想强化面筋，烘焙界所谓的“柔嫩剂”可以帮助你。华体会应用下载

嫩肉粉

到目前为止，我们关注的是主要由面粉和水组成的面团。但许多面团和面糊含有的成分可以抑制或限制面筋的发展，鼓励柔软或柔软的质地华体会应用下载。恰当地说，它们被称为柔嫩剂。

糖在许多面包食谱中以少量的量出现，因为它可以启动酵母的发酵作用。华体会体育手机端APP但在大量使用时，它被认为是一种柔嫩剂。它的工作原理是在水分子与谷蛋白和麦胶蛋白结合之前附着在水分子上，中断面粉的正常水合作用，并在最初延迟谷蛋白的形成。这有助于使面团柔软湿润，就像奶油蛋卷一样，即使在揉捏后形成了一些面筋结构。

黄油、蛋黄、油或牛奶等脂肪会使奶油蛋卷、白面包和巴卡面包等面团“变嫩”，因为它们通过包裹谷蛋白和麦胶蛋白来限制面筋的生长。一旦被脂肪包裹，蛋白质就很难结合，形成更短的面筋链。烘焙之后，面包的外皮会更柔软，面包屑会更松软。

同样，脂肪有助于不含酵母的薄面团，如派皮和司康饼，保持鲜嫩。拉斯·帕森斯(Russ Parsons)写道:“在加水之前添加到面粉中，(脂肪)覆盖在面粉颗粒上，本质上是防水淀粉，所以当加水和面团搅拌时，这些面筋的形成要困难得多。如何解读薯条．

一些意大利面和面团含有蛋黄或油，可以保持它们的形状和线更柔软，尽管揉了很多。正如妮基在她身上发现的新鲜意大利面深潜在美国，全蛋黄的意大利面面团制成的面条“更丝滑”，而用油过多的意大利面面团制成的面条“更软、更糊状、更没有弹性”。

因此，虽然脂肪可以使面团变嫩，但它也可以过度抑制面筋的形成，而揉面可能有助于形成或维持良好的面筋网，也可能不会。为了更好地控制所有这些因素，专业人士有时会使用化学技巧。虽然我们不推荐它们，但了解它们的功能还是值得的。

面团调节剂

面团调理师被认为是大型商业面包店的多面手。它们主要用于强化面筋网络，增强面包屑结构，延长多种面团和烘焙食品的保质期*。但在家庭烹饪中，它们并不是现成的——在大多数家庭烹饪项目中，它们确实不是必需的。

*大多数面团调理剂都含有乳化剂(增加水分吸收和面筋强度)、盐和酸(优化面筋发育)、催熟剂(增强或减弱面筋)、酶(促进面筋褐变和延缓面筋老化)和促进发酵的添加剂的混合物。

最新的面包烘焙热潮为我们提供了一个近距离观察面筋内部运作的机会，你现在有了广泛的面筋知识——从面筋是什么到增加或限制其发展的各种因素。关于麸质以及它如何影响各种面团的研究似乎数不胜数，这要感谢现代烹饪公司的卡门、麦基和米戈亚等有科学头脑的厨师，他们的现代面包如果你想深入了解我们的PALS谷蛋白和麦胶蛋白是如何发挥其魔力的，这些书值得一看。