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面粉烘制蛋糕是一种复杂的化学过程。主要的化学变化包括：

1. 氧化还原反应：面粉中的淀粉质经过加热后分解成小分子的糊精，同时还有一部分淀粉质被氧化成二糖和低聚糖等较小分子的碳水化合物，并和蛋白质一起发生褐变反应，形成蛋糕特有的焦香味。

2. 酸碱中和反应：在添加发粉或小苏打的过程中，酸性材料（例如苹果酸）和碱性材料（例如小苏打）会发生酸碱中和反应，产生二氧化碳气体，从而使蛋糕面囊起来并变得松软。

3. 半乳糖水解：在添加牛奶或奶粉时，其中的乳糖会被水解成葡萄糖和半乳糖，这些糖类分子可以与面粉的蛋白质分子和基团结合，增加了面糊的粘性，使蛋糕中的气泡更加稳定。

4. 蛋白质变性：在面糊中添加鸡蛋，其中的蛋白质会被加热变性，从而形成网络状的结构，这种结构可以在发生酸碱中和反应时承受气泡生成的压力，使蛋糕更松软。

因此，面粉烘制蛋糕是一种复杂的化学反应，其中多种化学变化相互作用，共同产生了蛋糕独特的香味、口感和膨松性。