蓬灰的魔法

原文发表于科学松鼠会：

所谓“操纵面粉里的面筋蛋白”，就是改变它所处的环境，使得它们自愿或者非自愿地听从人们的指令。面筋蛋白跟其他蛋白质一样，属于意志不坚定、很容易受环境影响的“软骨头”。只要周围的酸碱度、盐度、温度等发生变化，它们就会放弃“自我”。

比如说，当pH值升高（即碱性增加）时，面筋蛋白中巯基上的氢原子就更加容易离家出走，从而使得面筋蛋白之间的交联更加容易发生。不知道中国人的祖先是如何发现某些湖水或者泉水可以使面条更加筋道的，总之用这样的“天然碱水”来制作碱面，可以算得上是国人对于世界食品技术的一大贡献。在当今的食品科学研究中，要探讨面粉改性剂的作用，碱水（kansui）往往会被拿来作为比较的基准。

碱面的特征是硬、筋道、浅黄色、特有的“碱面味”。根据化学分析，碱水的化学成分主要是碳酸钾和碳酸钠。它们具有弱碱性，加到面团中，可以把面团的pH值升高到9～11之间。在这个pH值下，面筋蛋白的交联程度明显增加，因而更硬、更“筋道”。面粉中还有一些天然的色素，在中性或者偏酸性的环境中是无色的。而在碱性环境中，就会呈现出浅黄色，这就是碱面总是发黄的原因。做馒头的时候如果加碱过多，pH太高，就会导致面筋蛋白网络太紧密，产生的气体难以膨胀，得到的馒头也就很“死”，并且呈现出黄色。至于面条在这个pH值下为什么会有那种特有的味道，还没有得到很好的解释。不过对于公众来说，知道这种风味的产生跟pH值有关也就够了。

如果注意过商店里卖的馄饨皮（在不同的地区，馄饨也叫做抄手、云吞等），会发现有的是黄色，有的则比较白。黄色的可以做得很薄（所谓的“超薄云吞皮”），而白色的都很厚。这就是因为黄色的加了碱，更加筋道，延展性更好，可以做得比较薄而不破。而白的那些，面筋蛋白交联度比较低，就只能靠厚度来保证完整了。

蓬灰的作用跟“碱水”完全一样。蓬灰是燃烧干枯的“蓬草”得到的灰烬，其中主要的成分也是碳酸钾。在没有化学知识指导的情况下，找到把草灰加到面粉里的办法，让人不得不感叹民间智慧的神秘来历。知道了面筋蛋白的八卦，也就很容易理解：如果没有蓬灰中的碳酸钾来帮助面筋蛋白形成紧密的网络结构，就无法拉出纤细而筋道的面条来。

高科技拉面剂

有许多“经验”确实充满了智慧，但是经验毕竟只是经验，难以举一反三，也难以触类旁通。有的时候，甚至“不灵”了也不好寻找原因。如果把“经验”当作研究对象，使用科学方法和手段搞清楚其中的基本原理，就能够扩大它的应用范围，并且避免其局限。

蓬灰拉面虽然很“地道”，足以引发人们对旧时的回忆，但它的局限也是明显的：首先，不利于大规模生产——大量地种植蓬草来燃烧制取“蓬灰”，可以算是一种很浪费自然资源的做法；其次，质量不可控——天然植物中还可能存在有砷等有毒元素。蓬灰作为添加剂在拉面中使用量并不大，其中的砷等有毒物质不会达到有害的地步。但是，它毕竟是饮食中砷的来源之一。对于这类完全有害无益的物质，人们会希望“能避免则避免”。

在拉面中，蓬灰起到了“面粉改良”的作用，人们把它叫做“拉面剂”。市场上销售的拉面剂除了“天然蓬灰”，还有科研人员按照蓬灰的有效成分用碳酸钾等物质配制而成的“蓬灰替代品”。这样的替代品可以精确控制组成，并且降低无效和有害的杂质含量。如果要把拉面进行现代化、标准化生产，那么质量稳定、成分可控的“蓬灰替代品”就是一种必然需求。

这样的拉面剂还只是一种简单模仿。当我们明白了拉面剂和面筋蛋白的关系，就会设想：除了碱，还有没有其他办法能够增加面筋蛋白的交联？感谢生物化学的发展，这个问题的回答是肯定的：有，而且不止一种。

如果说蓬灰的作用是让面条更筋道，那么，基于现代科学开发的“面粉改性剂”，则可以让我们随心所欲地控制面食的口感——想让它筋道，它就得筋道；想让它蓬松，它就得蓬松。

前面说了，升高pH值可以促进二硫键的形成。既然二硫键的形成在生物化学上是一个氧化过程，我们也就可以使用“氧化剂”来实现，比如碘酸钾就可以氧化“巯基”，去掉它们的氢原子，让它们连接起来。相反，如果我们希望面食更松软，就要防止面筋蛋白之间的交联。这时候，就要加入“还原剂”来实现，谷胱甘肽（GSH）就可以让巯基上的氢原子老老实实地待着——只要巯基保持完整，二硫键就无法形成。所以如果嫌蛋糕不够松软，就可以加入一些谷胱甘肽来改善。

更有趣的还是抗坏血酸，也就是通常说的维生素C。它本来是一种抗氧化剂，按理应该保护巯基氢原子的。可是把它加到面团中，却起到了碘酸钾那样的氧化效果——减少了巯基，增加了二硫键，使面团更加筋道了。

原来，抗坏血酸很容易被氧化，失去一个氢原子而成为“脱氢抗坏血酸”。面粉中有一种酶，叫做“脱氢抗坏血酸还原酶”，顾名思义就是给脱氢抗坏血酸加上一个氢原子，让它恢复原形。这种酶的专一性很强，它是从谷胱甘肽身上夺取氢原子——而实际上，它的真名是“谷胱甘肽脱氢酶”。面粉中本来有一些谷胱甘肽，被这种酶“脱”去了氢原子，也就失去了保护巯基的作用。加谷胱甘肽可以使得面团更蓬松，减少了它，自然也就使得面团更加“筋道”了。也有学者认为，脱氢抗坏血酸可以直接夺取巯基上的氢原子，从而促使二硫键形成。无论哪种机理，宏观看来，通常作为抗氧化剂的维生素C，居然在面团中起的是氧化剂的作用！

这些面粉改性剂，都还只是围绕着二硫键的形成做文章。而另一种更强大的改性方案，是让其他的氨基酸发生连接。有一种强大的酶叫做谷氨酰胺转移酶（Transglutaminase，简称TG），它可以把任何蛋白质中的谷氨酰胺和赖氨酸拉到一起，强行让它们联手。前面说面筋蛋白营养的时候，提过它的赖氨酸含量比较低，不过那是针对人体的氨基酸需求来说的。对于让面筋蛋白发生交联，其中的赖氨酸和谷氨酰胺是足够丰富了。而且这种“强扭的链接”，同样非常坚固。

2010年9月，许多新闻媒体报道了兰州交通大学的科研人员开发出“新型拉面剂”的消息。据称这种拉面剂采用“符合酶制剂、氨基酸以及盐类物质”，“摒弃了普通拉面剂中不宜用作面条制品添加剂的成分”。不管该产品是否真的能够让拉面爱好者们满意，至少它的思路和理念是值得赞许的，至于效果如何，就让时间来检验吧。