荞麦无麸质面包研究进展

马 洁 马 蕾 于笛笛 陈 曦 Fujita Kaori 辰巳英三 栾广忠

(西北农林科技大学食品科学与工程学院1，杨凌 712100)(日本国际农林水产业研究中心2，茨城 305-8686)

荞麦(FagopyrumesculentumMoench.)是优质无麸质食品原料[3]，富含纤维、矿物质微量元素、多酚、糖醇、多肽等生物活性成分[4]，能预防心血管疾病、保护肝脏[5]，降低血糖和血甘油三酯水平[6]，帮助非胰岛素依赖型病人提高血糖控制能力[7]，是公认的低升糖指数食品[8]。除乳糜泻患者需求外，部分非乳糜泻患者认为无麸质食品有助于减肥及维持身体健康，促使其市场份额逐年高速增长[9]。目前国外对无麸质食品的研究主要集中于原料种类扩展和品质提升，市场现已销售的无麸质食品包括面条、面包、披萨、饼干、啤酒等[10]，其配方通常由玉米、大米、高粱、小米、马铃薯以及多种淀粉混合而成[11]，少数原料如大米、全谷物玉米可作为单一产品配方[12]，国内仅有少数关于胶体[13]，乳化剂[14]、牛乳蛋白[15]对无麸质面包品质、无麸质面条品质影响的研究。由于无麸质食品存在面团结构不稳定，产品感官品质不佳[16]、碳水化合物和脂肪含量较高[17]、无法提供足量的膳食纤维、维生素、矿物质[18]，制作成本和价格高于普通食品[19]等问题，但面包制作原料选择灵活、易于制作、储存期长，因此将荞麦应用于无麸质面包加工，可丰富无麸质产品种类、提高产品营养。本文综述荞麦无麸质面包配方、工艺及品质改良研究进展，以期为无麸质食品开发和荞麦资源综合利用提供参考。

1 荞麦无麸质面包工艺研究进展

1.1 荞麦无麸质面包配方

世界上约有2/3的人以面包为主食，适合大规模机械化生产，是无麸质食品较好的产品形式之一[10]，荞麦面包原料性质和配方决定面团的加工特性，谷物粉组成和比例不同，面包品质具有明显差异。

表1 高荞麦粉添加量无麸质面包

研究者普遍关注最终产品的营养价值和品质。荞麦可提高产品抗氧化能力和芳香物质含量，有利于加工品质提升和营养补充[20]。适量荞麦粉添加可丰富产品滋味[21]，但随着荞麦添加量增加，面包体积降低，面包芯颜色变暗[22]。目前荞麦无麸质面包配方主要有两种：一种是由三种以上谷物粉组成，荞麦粉作为辅料之一，添加量小于10%；另一种是以荞麦粉为主，加入1～2种其他谷物粉，荞麦粉添加量通常大于10%(表1)。

1.1.1 低荞麦粉添加量无麸质面包

Moore等[31]采用无麸质面包原料配方为玉米淀粉(54%)，糙米粉(25%)，大豆粉(12.5%)，荞麦粉(8.5%)，Mezaize等[32]以大米粉、玉米粉、玉米淀粉和马铃薯淀粉为原料，加入胶体和不同来源蛋白质制作面包，通过优化得到的配方中荞麦粉含量为5%。当荞麦粉添加量<10%时，复配粉除大米粉等一些常见的谷物粉外，还包括糙米粉、大豆粉、高粱粉、埃塞俄比亚画眉草粉(teff)、藜麦粉、羽扇豆粉、鹰嘴豆粉等，复配目的是为弥补无麸质食品营养不平衡的缺陷，采用天然原料提高产品中膳食纤维、矿物质、抗氧化物质的含量[33]。

1.1.2 高荞麦粉添加量无麸质面包

表1为高荞麦粉添加量无麸质面包，当荞麦粉添加量>10%时，复配的谷物粉按使用频率为：大米粉>玉米淀粉>马铃薯淀粉>玉米粉>小麦淀粉>其他谷物粉，大米粉营养成分优良、适口性好，致敏性低，适合作为无麸质食品配方基料[34]，因此大多数荞麦无麸质面包最主要的原料为荞麦粉和大米粉。

由此，从治理模式创新以及协同治理等角度出发，在治理理论中治理主体权责界定形成了多中心治理、整体性治理、协同治理等多种各有侧重的治理体系[1]。多元主体下的治理模式有助于政府简政放权，优化公共服务，更好地建设服务型政府，但在具体运行中政府、企业、个人、非营利组织等相关主体该发挥其怎样的职能？受到哪些因素的限制和约束？在协同治理的过程中受到哪些制度激励使主体间合作共治？

1.1.3 加水量

1.2 工艺

荞麦面包通常含有两种以上原料，添加一定量的油、盐、糖、酵母等辅料，加水经混合、水合作用、发酵及烘烤四个阶段制得[40]。无麸质面团的制作大多采用20～30 ℃的温水和面，和面时先低速再高速，有利于原料的充分水合，和面时间通常为5～12 min；发酵时间一般为10～40 min[35]。

缺乏面筋蛋白的无麸质面团常以“面糊(batter)”而非可操作的“面团(dough)”状态出现[41]，类似蛋糕面糊，流动性强、凝聚性低。无麸质面糊(面团)无法保留酵母产生的CO2，这些气体一部分在发酵初期散失，另一部分气体形成了不稳定、不规则的气孔[42]。荞麦粉加水可形成面团，但黏弹性差、结构松散，制作的面包比容小，易破碎[43]。

2 荞麦无麸质面包品质改良研究进展

荞麦面团无网状结构、持气性差，无法镶嵌淀粉颗粒，不易成型，因此常需要模具[44]。与小麦面包相比，新鲜无麸质面包表皮开裂、颜色寡淡、体积小、口感不佳[34]，面包芯水分含量高、黏性大，放置一段时间后，面包硬化、掉渣、易碎，易老化[45]。当前改良无麸质面团加工特性和面包品质的思路主要是通过引入豆类[26]、假谷物[46]、坚果类[47]、果蔬类[48]等平衡产品营养；通过发芽[49]、酸面团发酵[50]等增加蛋白质、脂质和生物活性成分的含量；添加多糖类增稠剂提高焙烤产品水分含量[11]；利用酶处理[51]、高压处理[52]、热处理[53]等改变原料性质；运用淀粉[35]、外源蛋白[52]、胶体[54]等组合替代或模拟麸质蛋白的性质改善面包、面条、饼干等产品的结构和口感。

2.1 添加多糖、纤维或其衍生物

多糖及其衍生物分子结构中的基团能与水、蛋白质、淀粉、脂质等分子发生作用，形成分子质量较大的复合体[55]，通过控制水分子的移动和模拟面筋蛋白黏弹性影响面团流变特性和形成时间，提高发酵和焙烤时面团的持气和持水力，使其具有良好的黏弹性，同时促进气孔形成，软化面包芯、提高面包比容[42]。目前面包品质改良常用的多糖和胶体包括羟丙基甲基纤维素(HPMC)、羟甲基纤维素(CMC)、瓜尔豆胶、果胶、黄原胶、卡拉胶、菊粉、琼脂糖、β-葡聚糖等。

2.2 酸面团发酵

酸面团通常由谷物粉和水混合，加乳酸菌和酵母在30 ℃发酵24 h，产生CO2、醛酮和乳酸等物质，乳酸菌能保持某些生物活性物质以达到抑菌效果[57]，使荞麦面包气孔分布更均匀[58]，加新鲜酸面团或冻干酸面团可减少添加剂的使用。面团的部分酸化有利于结构成分的形成[59]，可缩短面包生产时长、降低面包硬度，延缓面包老化[60]，延长产品货架期[61]，赋予面包特殊风味，发酵过程中产生的有机酸、酶和胞外多糖等成分可提升面包营养价值。

2.3 TG酶处理

谷氨酰胺转氨酶(Transglutaminase, TG)通过赖氨酸和谷氨酰胺促进蛋白质共价交联，帮助形成面筋网络，常用于改善高含量蛋白质食品的结构特性或降低面筋蛋白的含量[65]，且富含赖氨酸的荞麦粉是TG酶良好的作用基质。Smerdel等[66]研究挤压谷物粉(大米粉、玉米淀粉、马铃薯粉、荞麦粉)中加入不同来源的蛋白质(蛋清粉、大豆粉和酪蛋白)并辅以TG，结果显示TG酶最好的底物是挤压荞麦粉和蛋清粉，可增加面包硬度和咀嚼性。Renzetti等[67]发现当TG添加量为10 U/g时，原料结合水能力上升，荞麦面糊的假塑性体特性显著增加，荞麦面包焙烤损失和硬度下降，体积减小，三维共聚焦图像显示TG促进蛋白质复合体形成从而改善面包微观结构。TG酶处理能改善荞麦粉持水能力，使面包硬度和焙烤损失降低，咀嚼性增加，但对面包体积有不良影响，因此要确定好酶添加量。

2.4 添加蛋白质原料

在无麸质面包中加入蛋白质可强化面团的网络结构，促进蛋白质和淀粉的相互作用，蛋白质水解产生的多种肽可增加面包风味，丰富面包的营养成分。常用的蛋白质包括植物蛋白和动物蛋白，乳粉可使无麸质面包呈现类似面筋网络的结构[34]，Moore等[31]发现加入乳粉可使无麸质面包形成蛋白质连续相，有利于提升面包储存品质。Mezaize等[32]发现荞麦蛋白质可增加法式面包比容，软化面包芯。因此蛋白质的添加能改善面包发酵性能，使面包更加柔软，延缓面包老化。Vijaykrishnaraj等[26]将荞麦粉、大米粉、鹰嘴豆粉按70∶20∶10混合，结果显示加入绿色贻贝水解蛋白(green mussel protein hydrolysates)可提高面包发酵性能，增加体积，改善外观，免疫学试验证明适宜乳糜泻患者食用。

3 荞麦无麸质面包营养评价

4 结论与展望

通过前面文献分析可知，荞麦多与其他谷物粉复配制作面包，添加纤维或多糖、酸面团发酵、酶处理或添加蛋白质可改善面团加工特性和面包品质，提高荞麦无麸质面包抗氧化能力和矿物质含量。但在加工及品质方面还存在以下主要问题：面团无法形成网状结构，持气性差，容易出现塌陷，操作性不佳；面包体积偏小，储存一段时间后出现掉渣、面包芯硬化、老化速度快等问题。建议今后的研究应关注以下几个方面：

原料预处理：1)荞麦产品会呈现一定苦味，限制了产品的开发和消费，采用适当的技术手段在不影响产品营养的基础上消除苦味，改善产品适口性；2)挤压、预糊化等手段可改变原料的性质，发芽和烘烤可通过水解提高氨基酸含量，增加风味物质，但目前在荞麦无麸质面包中并无深入研究和应用；3)天然成分对荞麦无麸质面团和面包的改良机制和作用；

工艺改良：1)胶体和酶对产品品质都有改善作用，关注多种胶体或多种酶的协同作用和机理研究，及对面团流变学和微观结构的影响；2)关注酸面团发酵技术中微生物的变化、产品功能特性改善和安全性以及发酵前后对黄酮含量的影响；3)添加外源蛋白后蛋白质网络形成机理和效果；4)对无麸质面包老化的改善。

免疫学验证：目前较少关注乳糜泻病人对无麸质食品的免疫学反应，建议验证产品是否适合长期食用且不造成过敏反应。

我国是荞麦种植大国，但目前荞麦的消费仍集中在我国干旱、半干旱冷凉高原山区和少数民族聚集的边远地带，是产区人民的传统主食和主要经济来源，缺乏深加工产品。当前国外市场上已有较成熟的无麸质食品，但中国的无麸质食品研究仍处于起步阶段，将集营养、保健、药用价值为一体的荞麦制成符合国内消费习惯的无麸质产品，可促进产品类型多样化，提高营养品质来满足乳糜泻患者需求，随着未来研究的深入，无麸质食品将会受到更广泛的关注。