蕎麥無(wú)麩質(zhì)面包研究進(jìn)展

馬 潔 馬 蕾 于笛笛 陳 曦 Fujita Kaori 辰巳英三 欒廣忠

(西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院1，楊凌 712100)(日本國(guó)際農(nóng)林水產(chǎn)業(yè)研究中心2，茨城 305-8686)

蕎麥(FagopyrumesculentumMoench.)是優(yōu)質(zhì)無(wú)麩質(zhì)食品原料[3]，富含纖維、礦物質(zhì)微量元素、多酚、糖醇、多肽等生物活性成分[4]，能預(yù)防心血管疾病、保護(hù)肝臟[5]，降低血糖和血甘油三酯水平[6]，幫助非胰島素依賴型病人提高血糖控制能力[7]，是公認(rèn)的低升糖指數(shù)食品[8]。除乳糜瀉患者需求外，部分非乳糜瀉患者認(rèn)為無(wú)麩質(zhì)食品有助于減肥及維持身體健康，促使其市場(chǎng)份額逐年高速增長(zhǎng)[9]。目前國(guó)外對(duì)無(wú)麩質(zhì)食品的研究主要集中于原料種類擴(kuò)展和品質(zhì)提升，市場(chǎng)現(xiàn)已銷售的無(wú)麩質(zhì)食品包括面條、面包、披薩、餅干、啤酒等[10]，其配方通常由玉米、大米、高粱、小米、馬鈴薯以及多種淀粉混合而成[11]，少數(shù)原料如大米、全谷物玉米可作為單一產(chǎn)品配方[12]，國(guó)內(nèi)僅有少數(shù)關(guān)于膠體[13]，乳化劑[14]、牛乳蛋白[15]對(duì)無(wú)麩質(zhì)面包品質(zhì)、無(wú)麩質(zhì)面條品質(zhì)影響的研究。由于無(wú)麩質(zhì)食品存在面團(tuán)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，產(chǎn)品感官品質(zhì)不佳[16]、碳水化合物和脂肪含量較高[17]、無(wú)法提供足量的膳食纖維、維生素、礦物質(zhì)[18]，制作成本和價(jià)格高于普通食品[19]等問(wèn)題，但面包制作原料選擇靈活、易于制作、儲(chǔ)存期長(zhǎng)，因此將蕎麥應(yīng)用于無(wú)麩質(zhì)面包加工，可豐富無(wú)麩質(zhì)產(chǎn)品種類、提高產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)。本文綜述蕎麥無(wú)麩質(zhì)面包配方、工藝及品質(zhì)改良研究進(jìn)展，以期為無(wú)麩質(zhì)食品開(kāi)發(fā)和蕎麥資源綜合利用提供參考。

1 蕎麥無(wú)麩質(zhì)面包工藝研究進(jìn)展

1.1 蕎麥無(wú)麩質(zhì)面包配方

世界上約有2/3的人以面包為主食，適合大規(guī)模機(jī)械化生產(chǎn)，是無(wú)麩質(zhì)食品較好的產(chǎn)品形式之一[10]，蕎麥面包原料性質(zhì)和配方?jīng)Q定面團(tuán)的加工特性，谷物粉組成和比例不同，面包品質(zhì)具有明顯差異。

表1 高蕎麥粉添加量無(wú)麩質(zhì)面包

研究者普遍關(guān)注最終產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和品質(zhì)。蕎麥可提高產(chǎn)品抗氧化能力和芳香物質(zhì)含量，有利于加工品質(zhì)提升和營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充[20]。適量蕎麥粉添加可豐富產(chǎn)品滋味[21]，但隨著蕎麥添加量增加，面包體積降低，面包芯顏色變暗[22]。目前蕎麥無(wú)麩質(zhì)面包配方主要有兩種：一種是由三種以上谷物粉組成，蕎麥粉作為輔料之一，添加量小于10%；另一種是以蕎麥粉為主，加入1～2種其他谷物粉，蕎麥粉添加量通常大于10%(表1)。

1.1.1 低蕎麥粉添加量無(wú)麩質(zhì)面包

Moore等[31]采用無(wú)麩質(zhì)面包原料配方為玉米淀粉(54%)，糙米粉(25%)，大豆粉(12.5%)，蕎麥粉(8.5%)，Mezaize等[32]以大米粉、玉米粉、玉米淀粉和馬鈴薯淀粉為原料，加入膠體和不同來(lái)源蛋白質(zhì)制作面包，通過(guò)優(yōu)化得到的配方中蕎麥粉含量為5%。當(dāng)蕎麥粉添加量<10%時(shí)，復(fù)配粉除大米粉等一些常見(jiàn)的谷物粉外，還包括糙米粉、大豆粉、高粱粉、埃塞俄比亞畫(huà)眉草粉(teff)、藜麥粉、羽扇豆粉、鷹嘴豆粉等，復(fù)配目的是為彌補(bǔ)無(wú)麩質(zhì)食品營(yíng)養(yǎng)不平衡的缺陷，采用天然原料提高產(chǎn)品中膳食纖維、礦物質(zhì)、抗氧化物質(zhì)的含量[33]。

1.1.2 高蕎麥粉添加量無(wú)麩質(zhì)面包

表1為高蕎麥粉添加量無(wú)麩質(zhì)面包，當(dāng)蕎麥粉添加量>10%時(shí)，復(fù)配的谷物粉按使用頻率為：大米粉>玉米淀粉>馬鈴薯淀粉>玉米粉>小麥淀粉>其他谷物粉，大米粉營(yíng)養(yǎng)成分優(yōu)良、適口性好，致敏性低，適合作為無(wú)麩質(zhì)食品配方基料[34]，因此大多數(shù)蕎麥無(wú)麩質(zhì)面包最主要的原料為蕎麥粉和大米粉。

由此，從治理模式創(chuàng)新以及協(xié)同治理等角度出發(fā)，在治理理論中治理主體權(quán)責(zé)界定形成了多中心治理、整體性治理、協(xié)同治理等多種各有側(cè)重的治理體系[1]。多元主體下的治理模式有助于政府簡(jiǎn)政放權(quán)，優(yōu)化公共服務(wù)，更好地建設(shè)服務(wù)型政府，但在具體運(yùn)行中政府、企業(yè)、個(gè)人、非營(yíng)利組織等相關(guān)主體該發(fā)揮其怎樣的職能？受到哪些因素的限制和約束？在協(xié)同治理的過(guò)程中受到哪些制度激勵(lì)使主體間合作共治？

1.1.3 加水量

1.2 工藝

蕎麥面包通常含有兩種以上原料，添加一定量的油、鹽、糖、酵母等輔料，加水經(jīng)混合、水合作用、發(fā)酵及烘烤四個(gè)階段制得[40]。無(wú)麩質(zhì)面團(tuán)的制作大多采用20～30 ℃的溫水和面，和面時(shí)先低速再高速，有利于原料的充分水合，和面時(shí)間通常為5～12 min；發(fā)酵時(shí)間一般為10～40 min[35]。

缺乏面筋蛋白的無(wú)麩質(zhì)面團(tuán)常以“面糊(batter)”而非可操作的“面團(tuán)(dough)”狀態(tài)出現(xiàn)[41]，類似蛋糕面糊，流動(dòng)性強(qiáng)、凝聚性低。無(wú)麩質(zhì)面糊(面團(tuán))無(wú)法保留酵母產(chǎn)生的CO2，這些氣體一部分在發(fā)酵初期散失，另一部分氣體形成了不穩(wěn)定、不規(guī)則的氣孔[42]。蕎麥粉加水可形成面團(tuán)，但黏彈性差、結(jié)構(gòu)松散，制作的面包比容小，易破碎[43]。

2 蕎麥無(wú)麩質(zhì)面包品質(zhì)改良研究進(jìn)展

蕎麥面團(tuán)無(wú)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、持氣性差，無(wú)法鑲嵌淀粉顆粒，不易成型，因此常需要模具[44]。與小麥面包相比，新鮮無(wú)麩質(zhì)面包表皮開(kāi)裂、顏色寡淡、體積小、口感不佳[34]，面包芯水分含量高、黏性大，放置一段時(shí)間后，面包硬化、掉渣、易碎，易老化[45]。當(dāng)前改良無(wú)麩質(zhì)面團(tuán)加工特性和面包品質(zhì)的思路主要是通過(guò)引入豆類[26]、假谷物[46]、堅(jiān)果類[47]、果蔬類[48]等平衡產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)；通過(guò)發(fā)芽[49]、酸面團(tuán)發(fā)酵[50]等增加蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和生物活性成分的含量；添加多糖類增稠劑提高焙烤產(chǎn)品水分含量[11]；利用酶處理[51]、高壓處理[52]、熱處理[53]等改變?cè)闲再|(zhì)；運(yùn)用淀粉[35]、外源蛋白[52]、膠體[54]等組合替代或模擬麩質(zhì)蛋白的性質(zhì)改善面包、面條、餅干等產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和口感。

2.1 添加多糖、纖維或其衍生物

多糖及其衍生物分子結(jié)構(gòu)中的基團(tuán)能與水、蛋白質(zhì)、淀粉、脂質(zhì)等分子發(fā)生作用，形成分子質(zhì)量較大的復(fù)合體[55]，通過(guò)控制水分子的移動(dòng)和模擬面筋蛋白黏彈性影響面團(tuán)流變特性和形成時(shí)間，提高發(fā)酵和焙烤時(shí)面團(tuán)的持氣和持水力，使其具有良好的黏彈性，同時(shí)促進(jìn)氣孔形成，軟化面包芯、提高面包比容[42]。目前面包品質(zhì)改良常用的多糖和膠體包括羥丙基甲基纖維素(HPMC)、羥甲基纖維素(CMC)、瓜爾豆膠、果膠、黃原膠、卡拉膠、菊粉、瓊脂糖、β-葡聚糖等。

2.2 酸面團(tuán)發(fā)酵

酸面團(tuán)通常由谷物粉和水混合，加乳酸菌和酵母在30 ℃發(fā)酵24 h，產(chǎn)生CO2、醛酮和乳酸等物質(zhì)，乳酸菌能保持某些生物活性物質(zhì)以達(dá)到抑菌效果[57]，使蕎麥面包氣孔分布更均勻[58]，加新鮮酸面團(tuán)或凍干酸面團(tuán)可減少添加劑的使用。面團(tuán)的部分酸化有利于結(jié)構(gòu)成分的形成[59]，可縮短面包生產(chǎn)時(shí)長(zhǎng)、降低面包硬度，延緩面包老化[60]，延長(zhǎng)產(chǎn)品貨架期[61]，賦予面包特殊風(fēng)味，發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的有機(jī)酸、酶和胞外多糖等成分可提升面包營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

2.3 TG酶處理

谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶(Transglutaminase, TG)通過(guò)賴氨酸和谷氨酰胺促進(jìn)蛋白質(zhì)共價(jià)交聯(lián)，幫助形成面筋網(wǎng)絡(luò)，常用于改善高含量蛋白質(zhì)食品的結(jié)構(gòu)特性或降低面筋蛋白的含量[65]，且富含賴氨酸的蕎麥粉是TG酶良好的作用基質(zhì)。Smerdel等[66]研究擠壓谷物粉(大米粉、玉米淀粉、馬鈴薯粉、蕎麥粉)中加入不同來(lái)源的蛋白質(zhì)(蛋清粉、大豆粉和酪蛋白)并輔以TG，結(jié)果顯示TG酶最好的底物是擠壓蕎麥粉和蛋清粉，可增加面包硬度和咀嚼性。Renzetti等[67]發(fā)現(xiàn)當(dāng)TG添加量為10 U/g時(shí)，原料結(jié)合水能力上升，蕎麥面糊的假塑性體特性顯著增加，蕎麥面包焙烤損失和硬度下降，體積減小，三維共聚焦圖像顯示TG促進(jìn)蛋白質(zhì)復(fù)合體形成從而改善面包微觀結(jié)構(gòu)。TG酶處理能改善蕎麥粉持水能力，使面包硬度和焙烤損失降低，咀嚼性增加，但對(duì)面包體積有不良影響，因此要確定好酶添加量。

2.4 添加蛋白質(zhì)原料

在無(wú)麩質(zhì)面包中加入蛋白質(zhì)可強(qiáng)化面團(tuán)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)蛋白質(zhì)和淀粉的相互作用，蛋白質(zhì)水解產(chǎn)生的多種肽可增加面包風(fēng)味，豐富面包的營(yíng)養(yǎng)成分。常用的蛋白質(zhì)包括植物蛋白和動(dòng)物蛋白，乳粉可使無(wú)麩質(zhì)面包呈現(xiàn)類似面筋網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)[34]，Moore等[31]發(fā)現(xiàn)加入乳粉可使無(wú)麩質(zhì)面包形成蛋白質(zhì)連續(xù)相，有利于提升面包儲(chǔ)存品質(zhì)。Mezaize等[32]發(fā)現(xiàn)蕎麥蛋白質(zhì)可增加法式面包比容，軟化面包芯。因此蛋白質(zhì)的添加能改善面包發(fā)酵性能，使面包更加柔軟，延緩面包老化。Vijaykrishnaraj等[26]將蕎麥粉、大米粉、鷹嘴豆粉按70∶20∶10混合，結(jié)果顯示加入綠色貽貝水解蛋白(green mussel protein hydrolysates)可提高面包發(fā)酵性能，增加體積，改善外觀，免疫學(xué)試驗(yàn)證明適宜乳糜瀉患者食用。

3 蕎麥無(wú)麩質(zhì)面包營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)

4 結(jié)論與展望

通過(guò)前面文獻(xiàn)分析可知，蕎麥多與其他谷物粉復(fù)配制作面包，添加纖維或多糖、酸面團(tuán)發(fā)酵、酶處理或添加蛋白質(zhì)可改善面團(tuán)加工特性和面包品質(zhì)，提高蕎麥無(wú)麩質(zhì)面包抗氧化能力和礦物質(zhì)含量。但在加工及品質(zhì)方面還存在以下主要問(wèn)題：面團(tuán)無(wú)法形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，持氣性差，容易出現(xiàn)塌陷，操作性不佳；面包體積偏小，儲(chǔ)存一段時(shí)間后出現(xiàn)掉渣、面包芯硬化、老化速度快等問(wèn)題。建議今后的研究應(yīng)關(guān)注以下幾個(gè)方面：

原料預(yù)處理：1)蕎麥產(chǎn)品會(huì)呈現(xiàn)一定苦味，限制了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和消費(fèi)，采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段在不影響產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)的基礎(chǔ)上消除苦味，改善產(chǎn)品適口性；2)擠壓、預(yù)糊化等手段可改變?cè)系男再|(zhì)，發(fā)芽和烘烤可通過(guò)水解提高氨基酸含量，增加風(fēng)味物質(zhì)，但目前在蕎麥無(wú)麩質(zhì)面包中并無(wú)深入研究和應(yīng)用；3)天然成分對(duì)蕎麥無(wú)麩質(zhì)面團(tuán)和面包的改良機(jī)制和作用；

工藝改良：1)膠體和酶對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)都有改善作用，關(guān)注多種膠體或多種酶的協(xié)同作用和機(jī)理研究，及對(duì)面團(tuán)流變學(xué)和微觀結(jié)構(gòu)的影響；2)關(guān)注酸面團(tuán)發(fā)酵技術(shù)中微生物的變化、產(chǎn)品功能特性改善和安全性以及發(fā)酵前后對(duì)黃酮含量的影響；3)添加外源蛋白后蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)形成機(jī)理和效果；4)對(duì)無(wú)麩質(zhì)面包老化的改善。

免疫學(xué)驗(yàn)證：目前較少關(guān)注乳糜瀉病人對(duì)無(wú)麩質(zhì)食品的免疫學(xué)反應(yīng)，建議驗(yàn)證產(chǎn)品是否適合長(zhǎng)期食用且不造成過(guò)敏反應(yīng)。

我國(guó)是蕎麥種植大國(guó)，但目前蕎麥的消費(fèi)仍集中在我國(guó)干旱、半干旱冷涼高原山區(qū)和少數(shù)民族聚集的邊遠(yuǎn)地帶，是產(chǎn)區(qū)人民的傳統(tǒng)主食和主要經(jīng)濟(jì)來(lái)源，缺乏深加工產(chǎn)品。當(dāng)前國(guó)外市場(chǎng)上已有較成熟的無(wú)麩質(zhì)食品，但中國(guó)的無(wú)麩質(zhì)食品研究仍處于起步階段，將集營(yíng)養(yǎng)、保健、藥用價(jià)值為一體的蕎麥制成符合國(guó)內(nèi)消費(fèi)習(xí)慣的無(wú)麩質(zhì)產(chǎn)品，可促進(jìn)產(chǎn)品類型多樣化，提高營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)來(lái)滿足乳糜瀉患者需求，隨著未來(lái)研究的深入，無(wú)麩質(zhì)食品將會(huì)受到更廣泛的關(guān)注。