全麦面包烘焙过程中抗性淀粉生成机制与营养强化策略

岩蓉 张荣

摘 要：随着公众健康饮食意识的提高及慢性疾病预防需求的增长，富含膳食纤维、微量元素及生物活性成分的全麦面包日益受到关注。其中，抗性淀粉作为一种具有独特生理功能的碳水化合物，其在烘焙过程中的生成机制及其对全麦面包营养价值与功能特性的影响成为食品科学领域的重要研究课题。抗性淀粉不仅改变全麦面包的消化特性，还与多项健康益处相关，如改善肠道微生态、调节血糖反应及增强饱腹感等。本文重点探讨了全麦面包烘焙过程中抗性淀粉的生成机制，并据此提出针对性的营养强化策略，以提升其作为健康食品的价值，并为全麦面包的生产和研发提供有价值的参考，以满足消费者对营养均衡、功能性强的食品的诉求。

关键词：全麦面包；抗性淀粉；烘焙过程；生成机制；营养强化

Formation Mechanism of Resistant Starch and Nutrition Strengthening Strategy During Whole Wheat Bread Baking

YAN Rong， ZHANG Rong

（Xinjiang Industrial Economics School （Xinjiang Economic and Trade Technician College）， Urumqi 830013， China）

Abstract： With the improvement of the publics awareness of healthy eating and the increasing demand for chronic disease prevention， whole wheat bread rich in dietary fiber， trace elements and bioactive components has attracted increasing attention. Among them， resistant starch， as a carbohydrate with unique physiological functions， its formation mechanism during baking and its influence on the nutritional value and functional characteristics of whole wheat bread have become an important research topic in the field of food science. Resistant starch not only changes the digestibility of whole wheat bread， but also has many health benefits， such as improving intestinal microecology， regulating blood sugar response and enhancing satiety. This paper focuses on the formation mechanism of resistant starch in the whole wheat bread baking process， and accordingly puts forward targeted nutrition strengthening strategies to enhance its value as a healthy food， and provide valuable reference for the production and research and development of whole wheat bread to meet consumers demands for food with balanced nutrition and strong functionality.

Keywords： whole wheat bread; resistant starch; baking process; generation mechanism; nutritional fortification

如今，公众对健康饮食的关注度持续攀升，尤其对能有效预防慢性疾病的食物选择日益重视。全麦面包凭借其含有的丰富的膳食纤维、矿物质及抗氧化物质，已成为许多健康饮食的核心食材[1]。其中，抗性淀粉作为全麦面包中一种特殊类型的膳食纤维，由于其独特的生成机制、生理功能以及对整体健康效益的贡献，引起了食品科学领域的深度研究

兴趣。

1 抗性淀粉生成机制

1.1 物理结构变化

在烘焙全麦面包时，全麦粉中的淀粉颗粒经历了一系列转变以生成抗性淀粉。淀粉吸水膨胀并随着加热开始糊化，内部结构由结晶态变为溶胶态[2]。冷却阶段，淀粉发生“老化”，形成更稳定的结晶结构，增强对酶解的抵抗力，产生抗性淀粉。全麦面包的独特之处在于其麸皮和胚芽成分，其中富含的不可溶性膳食纤维在烘焙中构成物理障碍，限制淀粉酶的作用，从而增加了成品中抗性淀粉的含量。

1.2 化学改性

烘焙期间的高温热处理引发淀粉化学改性，促进抗性淀粉生成。热降解导致淀粉分子断裂，产生的短链分子因构象变化降低酶解效率，转化为抗性淀粉。热反应触发脱水、环化和异构化等反应，增强淀粉抗酶解性能[3]。全麦面包中特定温度下保持活性的内源酶，如麦芽糖糊精酶，适度水解淀粉成难消化的中短链糊精。非酶褐变反应，如美拉德反应，虽主要影响蛋白质和糖，但其副产物可能间接增加淀粉结构稳定性及抗酶解性。

1.3 交联与复合物形成

烘焙过程中，淀粉不仅经历自我结构重组，还会与其他生物大分子，如多糖和蛋白质，发生交联与复合物生成反应，增加抗性淀粉含量。酯化、交联等化学反应促使淀粉与非淀粉多糖、蛋白质等构建起以共价键链接的复合物。在全麦面包中，富含的阿拉伯木聚糖、β-葡聚糖等膳食纤维，通过氢键、离子键或疏水作用与淀粉结合，形成复杂的网络结构，阻碍淀粉酶接近和作用，增强抗消化性。面包内的麦醇溶蛋白、麦谷蛋白等蛋白质，通过分子间交联或直接与淀粉结合，形成立体网络结构，既稳固面团又利于抗性淀粉形成。此类复合物在消化时酶解困难，更多淀粉抵达结肠供微生物发酵，从而有利于全麦面包中抗性淀粉含量的积累。

2 营养强化策略

2.1 原料选择与处理

2.1.1 原料甄选

在制定营养强化策略时，对抗性淀粉含量有特殊要求的产品，如全麦面包，首先要从源头上确保原料具备高抗性淀粉含量。这需要对全麦品种进行细致筛选，尤其关注那些自然富含抗性淀粉或者经过遗传改良、传统育种技术优化以提高抗性淀粉含量的品种。这些特定品种的小麦籽粒，其外壳（麸皮）、胚芽等部位保存完整，富含未经深度加工破坏的抗性淀粉结构，为最终产品提供丰富的抗性淀粉基础。

2.1.2 预处理技术

预处理是提升原料中抗性淀粉含量的关键步骤。其中，湿磨法和蒸汽爆破是两种有效的预处理手段。湿磨法通过在较低温度下保持原料适度湿润状态进行研磨，避免了高温导致的淀粉分子结构破坏，有利于保留抗性淀粉的天然结构，保持其生物活性。而蒸汽爆破利用瞬时高压蒸汽对原料进行处理，内部瞬间压力差会使部分易消化淀粉结构破裂，同时可能触发抗性淀粉的生成机制，提高其在原料中的比例。

2.1.3 全麦粉粒度调配

全麦粉的粒度直接影响其在烘焙过程中的糊化特性以及最终产品的口感。粗粒全麦粉虽然富含抗性淀粉，但由于其颗粒较大，可能导致成品面包质地过于粗糙，不符合消费者的口感偏好。反之，细粒全麦粉虽然易于糊化，烘焙出的产品口感细腻，但糊化过程可能会降低抗性淀粉含量。因此，在实际生产中，需要科学调配不同粒度全麦粉的比例，寻求功效与口感的平衡。

2.2 烘焙工艺优化

2.2.1 温度调控

烘焙温度是影响淀粉糊化程度及抗性淀粉形成的关键因素。在烘焙初期，设定较高的温度可以迅速使淀粉升温至糊化点，启动淀粉的糊化反应。之后适时降低温度并延长烘焙时间，使得糊化的淀粉有机会经历充分的老化过程，即从溶胶态转变为更稳定的结晶态，从而生成更多的抗性淀粉。这种分阶段的温度控制策略，既保证了淀粉的初始糊化，又为后续的抗性淀粉生成创造了有利条件。

2.2.2 湿度管理与冷却工序

烘焙时水分管理对淀粉结构变化至关重要，适宜的水分活度促进淀粉氢键重排，有利于抗性淀粉生成及提高成品稳定性。冷却环节对淀粉老化不可或缺，延长冷却时间可使淀粉在温和条件下充分老化，提升抗性淀粉含量。采用分段或低温慢烤技术，能在减少高温损害的同时有效转化淀粉，避免抗性淀粉过度分解，最大限度保持其营养价值，确保最终产品不仅富含抗性淀粉，还具备良好的口感品质。

2.3 酶制剂应用

酶制剂在优化抗性淀粉生成方面发挥着独特作用。例如，α-淀粉酶抑制剂能够特异性地抑制淀粉水解酶的活性，延缓淀粉在烘焙过程中的早期糊化，使得更多淀粉有机会转化为抗性形式[4]。转谷氨酰胺酶则通过催化蛋白质与淀粉之间的交联反应，改变淀粉粒周围环境，间接影响淀粉的糊化行为，促进抗性淀粉结构的形成。这些酶制剂的应用不仅有助于增加面包中的抗性淀粉含量，还能通过改善面筋网络结构，增强面包的弹性和体积稳定性，提升产品的整体感官品质和市场接受度。

2.4 功能性添加剂

功能性添加剂的合理运用是提升全麦面包抗性淀粉含量及营养价值的重要手段[5]。抗性糊精和改性纤维素等添加剂可以直接作为抗性淀粉的补充来源，融入面包结构中，增加总抗性淀粉含量。它们与天然淀粉分子间相互作用，形成更为复杂而稳定的抗性结构，增强面包的持水性，延长成品保质期。这些添加剂往往具有低热量、低糖特性，有助于满足消费者对低糖、低热量食品的需求，符合现代健康饮食趋势。

2.5 营养复合设计

2.5.1 益生元与肠道健康

在全麦面包中添加益生元，如菊粉、低聚果糖等，旨在通过提供有益微生物（如双歧杆菌和乳酸菌）所需的营养底物，刺激肠道有益菌群的增殖与活性。这些益生元不易被人体消化，却能在结肠中被有益菌利用，促进短链脂肪酸（Short-Chain Fatty Acids，SCFAs）的生成，如乙酸、丙酸和丁酸。SCFAs不仅能为肠道细胞提供能量，维持肠道屏障功能，还能调节免疫反应，改善炎症状态，甚至影响脂肪代谢和糖耐量[6]。益生元与抗性淀粉的协同作用，进一步优化肠道微生态环境，增强肠道健康效应，有助于预防便秘、炎症性肠病、肥胖症及相关代谢紊乱。

2.5.2 抗氧化剂与心血管保护

添加抗氧化剂，如维生素E、茶多酚等，旨在增强全麦面包的抗氧化能力。维生素E是一种脂溶性抗氧化剂，能够防止细胞膜中的多不饱和脂肪酸被氧化，维护细胞膜完整性；而茶多酚等植物来源的抗氧化剂具有清除自由基、抑制脂质过氧化、抗炎、抗血栓等作用。这些抗氧化剂与全麦面包中天然存在的抗氧化物质（如酚酸、黄酮类化合物）相互配合，形成一个强大的抗氧化防御网络，有助于防止氧化应激引起的细胞损伤，特别是在心血管系统中，能够预防动脉粥样硬化的形成，降低心脏病和中风的风险。

2.5.3 心血管保护性脂类物质

通过在全麦面包中添加具有心血管保护作用的脂类物质，如共轭亚油酸（Conjugated Linoleic Acid，CLA）、植物甾醇等，可以调节血脂代谢，降低心血管疾病风险。CLA作为一种具有多种生物活性的多不饱和脂肪酸，被认为能够减少体内脂肪积累、改善胰岛素敏感性、抑制炎症反应，并可能通过多种机制降低“坏”胆固醇（低密度脂蛋白胆固醇，Low-Density Lipoprotein Cholesterol，LDL-C）水平，

提高“好”胆固醇（高密度脂蛋白胆固醇，High-Density Lipoprotein Cholesterol，HDL-C）含量。植物甾醇则通过结构类似性竞争性抑制胆固醇在肠道内的吸收，从而降低血液中总胆固醇和LDL-C水平。

3 结语

全麦面包烘焙过程中抗性淀粉的生成受多种因素影响，深入理解其生成机制并采取针对性的营养强化策略，有助于开发出具有更高抗性淀粉含量、更优健康效益的全麦面包产品。未来研究应继续探索新型烘焙技术、生物工程技术在优化抗性淀粉生成及整体营养价值方面的应用，以满足消费者对健康、营养食品日益增长的需求。

参考文献

[1]杨子姗，郑锦玲，徐率，等.抗性淀粉与人类健康[J].现代食品，2022，28（10）：132-136.

[2]江南大学.一种改善全麦面包消化特性的方法：202311135421.0[P].2023-12-05.

[3]侯梦雅.低GI全麦面包的研究及其改善血糖效果评价[D].武汉：华中农业大学，2023.

[4]王玉婉，涂政，叶阳.超微茶粉对全麦面包品质及其淀粉消化特性的影响[J].食品科学，2021，42（1）：79-85.

[5]牛海力，卢柏志，马朗天，等.藜麦淀粉和藜麦抗性淀粉的理化性质[J].食品研究与开发，2023，44（18）：45-52.

[6]张雅琦，阮长青，张东杰，等.抗性淀粉的分析方法研究进展[J].中国粮油学报，2023，38（3）：188-195.