使用仪器解决高蛋白产品的生产难点

食品行业执行官最近出版 这里。

由产品和应用总监 Arnaud Dubat 撰写 肖邦科技，KPM Analytics 旗下的产品品牌。

蛋白质仍然是消费者的首选营养素。遵循更健康的饮食模式的愿望促使食品加工商将额外和独特的蛋白质纳入各种类别，包括零食和烘焙食品。非传统蛋白质成分和面粉的增加，可能包括豆类、大麻甚至昆虫粉，这给商业面包店和休闲食品加工商带来了机遇和挑战。正确的仪器可以帮助回答以下紧迫问题：

• 如何在配方中加入其他/新蛋白质，同时保持所需的产品特性，如质地、体积和整体稠度？
• 这些新的蛋白质品种将如何影响加工？

消费者认为蛋白质是理想的常量营养素

消费者趋势和饮食模式正在推动蛋白强化食品的开发和推出，包括烘焙食品和零食。根据 国际食品和信息理事会 (IFIC) 2022年食品与健康调查，蛋白质是所有年龄段的消费者首选的营养素，59％的美国成年人有意识地尝试在饮食中加入更多的蛋白质。

但是，并非任何类型的蛋白质都可以。消费者越来越多地选择植物基蛋白，原因多种多样，包括可持续性和更适合您的产品概况。仅举这种趋势结果的一个例子是，豌豆蛋白的销量正在飙升， 预计2018年至2025年全球复合年增长率为23.6％。

但是，除了具有优点外，新型蛋白质成分还给试图将其纳入产品开发（尤其是烘焙食品）的食品制造商带来了挑战。

蛋白质掺入带来挑战

任何面包师在制作蛋白质强化产品时的主要目标是尽可能接近原产品的外观、味道和质地。在与蛋白质强化相关的众多挑战中，实现这一目标的一个挑战是补水。粉末或面粉中蛋白质的含量或百分比基础会影响吸水率。

用于烘焙的植物蛋白可以包括简单的面粉、浓缩物或分离物，面粉的蛋白质含量介于 10-30% 之间，分离物的蛋白质含量高达 85%。

蛋白质浓度越高，吸水率越高。视用途而定，如果面粉没有吸收足够的液体或水，这可能会在成品中产生干燥、易碎的质地。另一方面，如果添加过多的水来补偿，面团可能会变得粘稠，从而导致可加工性问题。

蛋白质还会影响延展性和面团弹性以及最终产品的体积、结构和适口性。视来源而定，替代蛋白质可能会对口感和质地构成挑战。最重要的是，在配方中添加任何类型的蛋白质越多，对加工和最终产品特性的影响就越大。目标是取得适当的平衡。

配方设计师转向混合物或混合混合物

我们现在在市场上看到的是包括乳清和豆类在内的许多混合物和混合物。大麻粉正在流行，当然，各种公司都在尝试昆虫粉。

在制作混合物或混合物时，适当的分析可以帮助面包师确定用替代品替代小麦粉的适当水平。 一项研究是 应用科学 将含有浓缩豌豆蛋白和大豆蛋白浓缩物的面包与严格使用小麦粉制成的标准对照面包进行了比较。该研究用小麦粉代替了5％、10％和15％，发现至少含有10％的替代面粉允许在成品中提出 “高蛋白” 的说法。

蛋白质浓缩物添加量越高，面包屑颜色和外壳的强度越强。此外，与对照组相比，观察到蛋白质浓缩面包的面包体积、孔隙度和弹性形成鲜明对比。

总体而言，该研究推断，寻求营养声明的面包师可能会发现用蛋白质含量高的替代面粉代替小麦更容易。与蛋白质含量低的替代面粉相比，蛋白质含量较高的面粉在总配方中所占的百分比较低。这有助于减轻面团流变学和最终产品质地、外观和接受度中麸质的损失。

蛋白质与麸质水平有关

麸质是被视为功能性面粉和非功能性面粉之间的分界线。因此，它有助于提高小麦作为烘焙用途最广泛的面粉的声誉。

小麦粉的蛋白质水平与麸质含量相关。硬质小麦比软小麦含有更高的蛋白质和麸质。通常，与由糕点粉（8-9％蛋白质）和饼干或蛋糕（5-8％蛋白质）制成的糕点相比，面包、百吉饼甚至椒盐脆饼等烘焙食品的结构依赖于麸质和更高的蛋白质含量（12-14％）。

麸质是使面团成为面团的原因，因此除其他特性外，它具有可延展性并保留气体以形成适当的形状和质地。

当将替代蛋白粉与小麦粉混合使用时，必须考虑所选小麦粉的蛋白质含量以及所选小麦粉的麸质含量，才能使面团正常发育。

蛋白质只是总方程的一部分

麸质的特性有助于说明这样一个事实，即初步的面粉分析所提供的信息只是完整分析为指导烘焙过程所能提供的信息的一小部分。

Dough 是一个复杂的系统，具有多个相互作用的组件。加热蛋白质会改变其结构以及与其他成分的相互作用。面团的整体行为及其最终结果与配方中包含的面粉、淀粉和其他成分之间的相互作用，以及混合时间、静置时间以及时间和温度有关。客观的分析工具可以量化面团的行为和流变特性。

分析测试为面包师提供的有用信息应该可以回答以下问题：

• 这种材料在面团中的表现如何？
• 打样和烘焙过程中会发生什么？
• 为了达到适当的面团稠度，应该加多少水？
• 这种成分和相应的配方调整会影响混合时间吗？
• 如果将另一种蛋白质与小麦粉混合在一起，则小麦粉应含有多少蛋白质？

例如，对两种混合了小麦粉的板球蛋白粉进行的一轮分析测试回答了其中许多问题。测试确定了板球粉的最佳掺入量，并测量了这些蛋白粉对从面团形成到最终面包的整个生产过程的影响。

测试发现，用最多5％的板球蛋白粉代替传统的小麦粉是可行的。增加数量会严重影响可扩展性。面团膨胀和气体滞留不良导致面包体积减少并减少了空气电池的数量。这也导致了更快的失速。

市场上有许多种类的昆虫粉末可供选择，每种昆虫粉的行为方式可能不同，需要对每种类型进行独立分析。

分析工具可以更清晰地描绘面团质量

面团表征器提供了 普遍的 和 综合的 分析混合过程中、加热和冷却周期以及不同混合速度下的面团行为。

通用 这意味着面团表征器可以分析各种类型的面粉的行为，例如白面粉、全谷物、大米、玉米、高粱、大豆、亚麻、苋菜、土豆、荞麦、藜麦、小米、特夫等。

它是 综合的 因为它在整个面团生产周期中评估了六个面团质量标准：

• 吸水率
• 混合的影响（发育和稳定性）
• 麸质耐热
• 最大粘度
• 淀粉酶活性
• 淀粉逆行

分析过程还具有多种用途，为面包师提供了多种测试方案，以便使用只有 50 克选定面粉或 75 克面团样本的少量样本来最好地表征面团的行为。

有一次，面包师遇到了吸水率高和面团发粘的问题。在使用分析工具进行调查后，面包师了解到这种情况是由于过多的淀粉受损以及与蛋白质的平衡不佳所致。面包师能够通过为磨坊商（面粉供应商）制定新的指导方针来纠正这个问题，同时还根据对面团性能的更深入了解来调整生产过程。

验证烘焙过程

仪器分析使面包师能够更快地验证成分或加工参数。这消除了多次生产测试的严格、耗时和昂贵的过程。面包师能够快速完成测试阶段并重返生产阶段。

此外，与仅分析蛋白质含量而不考虑影响面团形成和陈年特性的测试方法相比，它提供了更全面的测试模型。

从整体上看，面包师可以调整配方，以达到理想的面团性能和更好的可加工性。此外，该分析极大地加快了配方调整和新产品测试。公司可以推出新产品以降低成本和提高投资回报率。

Arnaud Dubat 是该公司的产品和应用总监 肖邦产品线 的 KPM 分析。他拥有农业食品行业科学与技术硕士学位和战略营销硕士学位。他的总部设在法国巴黎。