面粉加工行业是怎么用酶和除酶的

发布时间:2026-11-03   浏览次数:4次

面团里的酶,从不缺席

从烫面的那点甜,到面包改良剂里的六种酶:面食加工为什么绕不开酶


面粉看起来是"死"的。它安静地待在袋子里,只要不遇水,几乎所有生化反应都慢到可以忽略。一旦加水,面粉里那些被干燥"冻住"的酶就开始工作。

这些酶不是添加剂。它们在小麦灌浆时就已经被写进籽粒,磨成粉以后仍然留在面粉里。所以更准确的说法是:面食加工从来不是"要不要加酶"的问题,而是"酶在什么时候、以多大活性、作用于什么底物"的问题。

本文把这条线索拆成七段:面粉自带什么酶、烫面的甜从哪来、面条为什么避不开酶、酵母和面粉怎么分工、工业上补哪几种酶、标准化靠什么实现、以及"彻底无酶"要付什么代价。


一、面粉自带一套酶系统,加水就是开关

小麦籽粒里天然存在多种水解酶和氧化还原酶,主要包括 α-淀粉酶、β-淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、脂氧合酶、多酚氧化酶和植酸酶。这些酶在干燥面粉中的反应速率极低,原因是水分活度不足——酶需要水作为反应介质,也需要水让底物扩散到活性中心。加水、升温,这两个条件同时满足,酶就被启动了。

这里有一个容易被忽略的事实:面粉的酶活不是常数。同一品种在不同年份、不同产地,酶活可以差出很多。小麦成熟期遇到高温或降雨,籽粒会在穗上提前启动淀粉酶合成,行业里分别叫晚熟α-淀粉酶(late maturity α-amylase, LMA)和穗发芽。Newberry 等人在 2018 年的研究里指出,LMA 会使高分子量 TaAMY1 型 α-淀粉酶在糊粉层中持续存在,直接拉低降落数值(Falling Number),进而影响制粉和烘焙品质(Newberry et al.)。

降落数值因此成为制粉厂最常用的"读酶"指标:数值越低,说明 α-淀粉酶活性越高。这个指标之所以重要,是因为小麦内源酶的水平本身就处在一个很窄的适宜区间——低了发酵无力,高了面团发黏。

面粉微观结构示意:淀粉颗粒嵌在蛋白质基质中,加的水渗入后,酶分子(青色)开始从颗粒表面脱离并作用于淀粉边缘。示意图,非真实显微照片,比例经艺术处理。

二、烫面的甜:一次极短的酶反应窗口

用热水和面做烫面饼,成品会带一点回甜。这个现象值得仔细拆,因为它的因果链比通常说的要短。

第一步是可验证的:热水使淀粉糊化。生淀粉以致密的颗粒形式存在,淀粉酶难以接近;糊化打开颗粒结构以后,淀粉链才暴露出来,成为酶的良好底物。汤种面包工艺正是利用这一点——把部分面粉用热水调成糊,让淀粉预先糊化("汤种面包")。

第二步也是可验证的:小麦 β-淀粉酶的最适反应温度是 55 ℃,在 50 ℃ 保温 30 分钟会失去一半活性,55 ℃ 下的半衰期只有 23 分钟(Daba et al. 249–51)。β-淀粉酶是一种外切酶,它从淀粉链的非还原端依次切下 α-1,4 键,产物只有麦芽糖。麦芽糖的甜度约为蔗糖的三分之一,但它是实实在在的还原糖,舌头尝得出来。

两步叠在一起,结论就出来了:热水冲入面粉的瞬间,面团内部存在明显的温度梯度。只有那些温度落在 50–60 ℃ 区间、并且在 β-淀粉酶失活之前的那几分钟里,糊化的淀粉才会被切成麦芽糖。窗口很窄,但确实存在。

烫面的作用序列示意:热水注入干面粉,淀粉颗粒吸水膨胀、表面开裂糊化,随后被 β-淀粉酶切成双环状的麦芽糖分子并游离出来。图中所绘为机理示意,颗粒大小、分子形态与时间尺度均已放大处理,不代表真实比例。

这里必须纠正一个常见的说法。 很多科普把"烫面回甜"归因于两个来源:唾液淀粉酶和面粉内源淀粉酶。唾液淀粉酶不参与和面——它只在食物入口之后才接触面团,"越嚼越甜"是口腔里发生的事,无法用来解释面团里已经生成了糖。把这两件事并列,逻辑上是混的。烫面面团里如果确实有麦芽糖,只能是内源淀粉酶在加热过程中生成的。

至于酶解贡献了甜味的多少比例,目前没有公开的定量数据。 我在检索中没有找到测定烫面面团麦芽糖含量的研究。所以合理的表述是:机理成立,占比未知。烫面"回甜"的相当一部分,可能来自糊化淀粉更易被唾液消化的即时释放,而不是面团里预先积累的糖——这一条属于我的推断,不是实验结论。

三、面条:酶一直在场,只是没人给它署名

面条的制作过程看起来"温和":常温水、室温醒发、压片、切条。但正是常温和水分,给了内源酶最舒服的工作条件。制面工艺里的"熟化"环节,一部分作用就是让水分均匀分布、面筋松弛,同时也不可避免地让酶继续作用。

内源酶对面条的影响是双向的,而且负面居多:

酶类
过量时的后果
工业对策
α-淀粉酶、β-淀粉酶
面团黏度下降、煮面浑汤、断条
选用低淀粉酶活性的面条专用粉,控制降落数值
蛋白酶
水解面筋,湿面筋数量与质量下降,口感发软
控制面粉精度,避免使用发芽小麦
脂肪酶、脂氧合酶
游离脂肪酸升高、酸败;类胡萝卜素被氧化漂白
降低麸星与胚的混入,控制储藏条件
多酚氧化酶(PPO)
酚类物质氧化生成黑色素,面条放置后褐变
选育低 PPO 品种,提高制粉精度

多酚氧化酶这一条有明确的产业证据。澳大利亚谷物研究与发展中心(GRDC)的项目报告指出,白盐面和黄碱面的褐变同时取决于蛋白质含量、PPO 对酚类底物的氧化以及非 PPO 反应,其中 PPO 活性的遗传差异能解释大部分褐变差异(GRDC)。

所以"面条避不开酶"这句话是对的,但方向要改一下:面条加工对酶的态度不是"利用",而是"压制"。制粉厂提高精度、降低灰分,本质上就是在减少酶的载体——因为小麦的酶主要集中在糊粉层和胚里,麸星越少,带进面粉的酶越少。

四、酵母的酶:一场跨物种的分工

酵母在面团里的角色常被简化成"产气"。但酵母不能直接吃淀粉,它必须先等别人把淀粉切开。

面包面团中,淀粉被淀粉酶持续分解为低聚糖和麦芽糖,麦芽糖才是无糖面团里酵母的主要碳源(Ostergaard et al. 34–50)。这里的分工很清楚:面粉提供酶,酵母提供发酵能力。

酵母自身也确实带酶,但定位需要说准:

  • 转化酶(invertase,Suc2)
     定位在周质空间,也就是细胞膜外侧。蔗糖在细胞外被它水解成葡萄糖和果糖,这两种单糖再被转运进细胞(Ostergaard et al. 34–50)。
  • 麦芽糖酶(maltase,MalS)
     定位在细胞内。麦芽糖先由透性酶运进细胞,再由胞内麦芽糖酶水解。
  • 蛋白酶与肽酶
     主要位于液泡,用于分解吸收氮源。酵母利用面粉蛋白的能力有限,因为面粉蛋白在面团 pH 下溶解度很低。

因此"酵母胞内产生转化酶"这个说法是不准确的:转化酶的作用发生在细胞外围,产物才进入细胞。这个细节看着琐碎,但它决定了工程上的一个判断——想让酵母更快起发,直接补蔗糖不如补一点淀粉酶,因为后者能持续从淀粉里"放糖",而蔗糖是一次性的。

五、添加的酶:把不可控变成可计算

面粉的酶活随年份和产地波动,这对手工制作影响不大,对日产量几十万个面包的工厂就是灾难。现代烘焙工业的解法是:不再依赖面粉自带的酶,而是把需要的酶按功能和剂量补进去。

目前工业上使用最广的几类酶,作用机理和效果如下:

酶
EC 编号
作用底物与机理
产品层面的效果
真菌 α-淀粉酶
3.2.1.1
水解破损淀粉为糊精和低聚糖
为酵母持续供糖,增大体积,改善表皮色泽
麦芽糖淀粉酶
3.2.1.1(来源不同)
修饰支链淀粉外侧链,减缓淀粉回生
延缓老化,延长货架期柔软度
木聚糖酶
3.2.1.8
水解阿拉伯木聚糖主链,释放结合水
改善面团延展性与持气性,提高体积
葡萄糖氧化酶
1.1.3.4
氧化葡萄糖生成葡萄糖酸内酯和过氧化氢,氧化面筋蛋白巯基形成二硫键
增强筋力与面团稳定性,可替代化学氧化剂
脂肪酶
3.1.1.3
水解甘油三酯,原位生成单甘酯等极性脂
面团更稳定,瓤更细白,体积增大
蛋白酶
3.4
有限水解面筋蛋白
弱化过强面筋,缩短搅拌时间;饼干中防止收缩变形
谷氨酰胺转氨酶
2.3.2.13
催化蛋白质分子间交联
强化无麸质面团与冷冻面团的结构

这张表里的每一条都有文献支撑。Chowdhury 等人在 2024 年的综述中系统梳理了这几类酶在面团流变学、发酵、质构和货架期四个维度上的作用,并特别指出酶制剂正在替代化学氧化剂和部分乳化剂,以适应清洁标签的需求(Chowdhury et al.)。

酶的四个作用靶点示意:橄榄色扁平织带代表阿拉伯木聚糖纤维束,浅金色宽带代表面筋蛋白网络,圆形颗粒为淀粉粒,琥珀色球滴为脂质;青色方块示意酶分子分别附着在四类底物上。本图为机理示意,非真实显微照片,各组分尺寸与数量比例经简化处理。

其中两条机理值得单独说:

葡萄糖氧化酶为什么能"增强筋道"。 它把葡萄糖氧化成葡萄糖酸内酯,同时释放过氧化氢;过氧化氢进一步氧化面筋蛋白中的巯基,促使其形成二硫键交联。面筋网络因此变得更紧密,持气能力上升。这条路径替代的是溴酸钾这类化学氧化剂,后者因安全性问题已在多数国家被禁用。

木聚糖酶为什么能"消除木聚糖的不良影响"。 小麦面粉中的阿拉伯木聚糖分为水可溶和水不溶两类。水不溶性阿拉伯木聚糖(WUAX)吸水能力很强却不肯放水,还会打断面筋网络的连续性。木聚糖酶水解它的主链后,结合水被释放出来,面筋网络的连续性得以恢复,面团延展性和持气性同时改善。全麦粉和高纤面粉中这个问题最突出,因为麸皮带来了大量 WUAX。

六、标准化:酶制剂真正的商业价值

面食行业有一句行话:手工做得好不好看手艺,工厂做得好不好看原料。原料的麻烦在于,面粉是农产品。

同一款面粉,今年的蛋白含量、酶活、吸水率都可能和去年不同。手工师傅可以靠手感调整加水量,工厂的连续生产线不行。酶制剂的价值就在这里:它把不可控的生物变量,变成了一个可以按克称量、可以复配、可以批次验证的工艺参数。

具体来说,酶制剂给工厂带来三件事:

  1. 补偿面粉差异。
     面粉酶活偏低时补淀粉酶,筋力偏弱时补葡萄糖氧化酶或谷氨酰胺转氨酶。
  2. 减少对化学添加剂的依赖。
     葡萄糖氧化酶替代溴酸钾,脂肪酶替代部分乳化剂,配料表更短。
  3. 进入"加工助剂"的监管通道。
     绝大多数酶在焙烤过程中已经变性失活,在多数市场按加工助剂管理,不需要在配料表中列出。这条规则各国并不统一,欧盟、美国、中国的具体要求存在差异,出口企业需要逐案核对。

但酶不是越多越好,这一点在工业上摔过跤。α-淀粉酶加过量,淀粉被过度降解,面包瓤会发黏、甚至塌陷;蛋白酶加过量,面筋网络直接崩溃,面团立不起来。酶制剂应用的核心从来不是"选哪种酶",而是"用多少、和谁复配"。

七、要"无酶",代价在面筋

如果一定要做出完全不含活性酶的面食,面粉在使用前必须经过灭酶处理。工业上的手段包括干热处理、蒸汽处理、过热蒸汽、微波和挤压,统称热处理面粉(heat-treated flour)。

热处理的第一个目的是灭酶,第二个目的常常被忽略:降低微生物负荷。这两个目的都指向同一类产品——那些不再经过充分加热、或者加热不足的食品,比如即食面团、饼干面团、酱料增稠和婴幼儿食品。

代价也随之而来。热处理在灭活酶的同时,会使面筋蛋白变性。蛋白质一旦变性,形成连续网络的能力就下降。所以热处理面粉不适合做需要强面筋网络支撑的发酵面包,而适合做那些本来就不依赖面筋强度的产品:饼干、软饼干、蛋糕面糊、用泡打粉化学膨松的焙烤品、部分平面包(flatbread),以及即食或半熟面团。

这里要纠正原文表述里的两处偏差。

第一处是"只能用于"这四个字。约束条件不是绝对的品种清单,而是面筋功能的丧失程度。热处理强度低时,面粉仍能用于部分焙烤品;强度高时,连饼干面团都会失去应有的延展性。决定因素是温度、时间、水分三者的组合,而不是一个固定的产品名单。

第二处是关于挤出零食。挤压膨化过程中的高温、高压、强剪切和低水分环境,本身就足以让酶失活。所以挤出零食"不含活性酶"是工艺的结果,不必以"使用无酶面粉"为前提。把因果倒过来说,会让人误以为必须先买灭酶面粉才能做挤出零食。

还有一点需要说清楚:热处理很难把酶活做到绝对零。灭活率取决于温度、时间、水分和酶的种类,低水分条件下酶的耐热性通常更高。所以"完全不含酶"是一个营销化的说法,工程上更准确的表述是"酶活被降低到可接受水平"。

八、结语

把上面七段连起来看,面食加工的本质就清楚了:它是一场对酶活性的调度。

温度决定酶能不能活,水分决定酶能不能动,时间决定酶能做多少事,pH 和底物浓度决定酶做得快不快。工艺师的每一个动作——和面用多少度的水、醒发多久、烘烤曲线的前段升温多快——本质上都是在给酶排班。

烫面把酶的工作窗口压缩到几分钟,换来一点甜;面条用低温高精度面粉把酶压到最低,换来清爽的口感;面包厂用添加酶把波动抹平,换来每天一样的面包;灭酶面粉把酶彻底关掉,代价是放弃了面筋。

四条路,四种取舍,没有一条是"没有酶"。这就是这个话题真正的意思:酶不是面食加工的配角,它是那个一直在场、从不缺席、也从不需要被邀请的角色。


参考文献(MLA 格式)

Chowdhury, Md Anamul Hasan, et al. "Enzyme Applications in Baking: From Dough Development to Shelf-Life Extension." International Journal of Biological Macromolecules, vol. 282, pt. 4, 2024, article 137020.

Daba, Tadessa, et al. "Characterization and Solvent Engineering of Wheat β-Amylase for Enhancing Its Activity and Stability." Enzyme and Microbial Technology, vol. 51, no. 5, 2012, pp. 245–51.

Grains Research and Development Corporation. "UA545 — Characterisation and Recombination of Wheat Grain Components that Determine Colour and Colour Stability in Asian Noodles." GRDC, grdc.com.au/research/reports/report?id=493. Accessed 3 Nov. 2026.

Newberry, Marcus P., et al. "Does Late Maturity Alpha-Amylase Impact Wheat Baking Quality?" Frontiers in Plant Science, vol. 9, 2018, article 1356.

Ostergaard, Steen, et al. "Metabolic Engineering of Saccharomyces cerevisiae." Microbiology and Molecular Biology Reviews, vol. 64, no. 1, 2000, pp. 34–50.

InnoGrain. "Thermally Treated Flours." innograin.uva.es, innograin.uva.es/?p=1585. Accessed 3 Nov. 2026.



16
2021.09
宋宵因从吃到用了解酶10你知道吗?生物酶是环境友好型产品

如题,酶一直都是环保的产品。这些生物分子在生化反应中起到催化剂的作用,这以为着,它们会触发底物系统中的某些成分的反应,但不会在其中被消耗掉。因此,一个酶分子可以引起几千或数百万个底物分子的转化,这也是其能在非常低的剂量下起到作用的原因。常见的,每吨底物中只需要添加一克酶(纯酶蛋白),就能达到理想的效果。例如,在食品工业中,酶和糖、乳化剂或亲水胶体能起到类似的作用,但达到同样的效果,这些添加剂必须以酶的100倍或1000倍的剂量添加。


而且,酶的生产成本比较低。大多数工业用酶都是由微生物发酵生产的,而发酵用的原料一般是玉米浆、麦麸、大豆粉、豆渣等农副业副产品,在体积几百立方米的发酵罐中培养,这与种植粮食和经济作物相比,资源(土地、水、能源、肥料等)的消耗非常低,而这些资源却是农业生产所必需的。

此外,酶对温度和水酸碱度的要求比较低,半数以上的酶可以在自然温度中很好的发生作用,这就很大程度上节省了能源。特别是酶在很多领域对酸和碱的替代,为保护环境做出了贡献。具有代表性的有淀粉糖生产领域、棉麻加工领域、皮革处理领域等。
昆蓝生物是国内酶制剂应用技术推动者,我们的使命是宣传用酶制剂来保护环境和减缓全球变暖及其危害的重要性;目的是教导群众如何在生产和生活中使用酶制剂。
我们希望越来越多的人们赞赏酶的有效性,每个人都会为了更健康的居住环境来尽自己所能用酶制剂来防治地球变暖。

如果您对酶的环保性感兴趣,就请加入我们的行列,使用酶制剂,造福更多的行业吧。
16
2021.09
宋宵因从吃到用了解酶11市售“酵素”可以补充人体生物酶吗?


近些年,“酵素”作为一种新的饮品,在日本和台湾地区风靡,国内市场上形形色色的酵素也如雨后春笋般攻城略地。与其他地区的饮品不同,到了国内,酵素成为一种能“美容养颜,包治百病,结合传统中医药和现代工艺技术防治疾病,能补充人体细胞所需酶”的良药。事实真实如此吗?


众所周知,酶是一种具有专一性催化能力的活性蛋白质或RNA,常见的酶由动植物微生物细胞提取、微生物发酵制得,已广泛应用于食品加工、饲料、纺织、化工、医药、生物能源等领域。除了部分蛋白酶、淀粉酶等消化酶和脱氢酶、氧化还原酶用在人体健康领域外,大部分酶制剂只是作为食品加工助剂,用在食品加工过程中,随后灭活。尚无获得食品生产许可,可直接作为食品实用的酶。那市场上的“酵素”是能直接通过口服来补充人体细胞酶的食品吗?小编根据市售酵素的特点进行了分析。

一、厂家云“酵素就是酶”
针对这种说法,小编建议大家从以下两点判断
1. 看配料表
小编从市场上调研了几个“酵素”产品,主要原料无外乎是糖、水、果汁、多聚木糖、多聚果糖、发酵提取液、防腐剂等。基本没有出现酶的字眼,有销售人员说发酵提取液就是酶,呃,如果这样就算的话,那咱们厨房里的酱油、醋岂不是更物美价廉、安全健康的酵素酶了。
2. 看食品生产许可证
小编查询市面上的多种酵素的生产许可证,附录常见的许可项目是果汁饮料、固体饮料、饮料等,额,还真没有看到有酶的字眼。
二、酵素内含有多种中药成分
话说中药是可以随便用到饮料中的吗?既然是生产许可证上写的是饮料,那么纯中药没有药品生产许可证和GMP认证证书肯定是不能用在酵素中的。或许有食药同源的东西,但你在饮料里加入大量中药的话,小编还真不敢食用。

三、酵素里有大量益生菌
有的商家指着桌面上的玻璃瓶说酵素里有大量活的益生菌。这个,如果你的生产许可证上是饮料,产品不灭菌就销售真的可以?菌落数不超标?如果你真的有乳酸菌产品的生产许可,但常温下保质期一两年的产品里真的能有活菌?若是那样,超市的酸奶为什么费力耗电冷藏着,保质期也只有一个月呢、
四、酵素可调理身体,防治百病
既然没有药品或保健品的生产许可,一个饮品怎么就能治病了?那还用辛辛苦苦投入大量人力财力研发药品吗?
配料里如果有多聚木糖、多聚果糖的话,确实能加快排便,对便秘者可能有效果。但是正常人来说,你喝多了不怕拉肚子吗?

当然,如果你觉得酵素口感不错,确实可作为饮品服用。但如果是身体抱恙,需要医治的话,还是该看病看病,该吃药吃药,世上尚无能防治百病的饮料。
16
2021.09
宋宵因从吃到用了解酶12 酶是食品添加剂还是加工助剂?

从吃到用了解酶12 酶是食品添加剂还是加工助剂?


您听说很多食品在工业生产中会用到生物酶,但是为什么我们看到的食品包装配方表里很难找到有酶的名称呢?就像,我们都知道葡萄糖生产过程中用了淀粉酶,为什么配方表里没有呢?

其实,这是由于在我国,酶作为一种特殊的食品添加剂,被归为加工助剂一类。依据我国目前的相关法规,食品加工助剂是不需要标注在包装盒标签上的。这样处理的原因是,在生产过程中,只是少量添加,在低含量水平下(ppm计),它们是易于消化的蛋白质,在食品应用中是非常安全的。

目前,我国批准的食品工业用酶,都是经过长期验证安全无害的微生物发酵生产,或者是动植物组织提取生产的,工程菌生产的生物酶不允许用于食品工业。

在欧盟,自2015年开始重新评估所有酶的使用安全性。由欧洲食品安全局(EFSA)对酶制剂以及所用稳定剂、保存剂、载体进行评估。最晚可能要到2025年完成这项工作,届时会公布一份食品工业允许使用的酶的清单,还可能要求生产厂家在标签上注明使用了作为加工助剂的酶。

笔者个人认为,酶作为食品添加剂和加工助剂应该在标签上注明。因为公开才能让人们更多的了解酶,接受酶,减少人们对归入食品添加剂范畴的酶制剂的安全性的担忧。

当某一天,您在食品标签上看到淀粉酶、蛋白酶、糖化酶等生物酶的名字时,请不要担心安全性,毕竟,在很多食品的生产工艺中,酶制剂替代了硫酸、盐酸、氢氧化钠的作用,使我们能吃到更加安全可靠的食品。

希望,生物酶给我们的生活带来越来越多的美好!