蕎麥無麩質面包研究進展

馬 潔 馬 蕾 于笛笛 陳 曦 Fujita Kaori 辰巳英三 欒廣忠

(西北農林科技大學食品科學與工程學院1，楊凌 712100)(日本國際農林水產業研究中心2，茨城 305-8686)

蕎麥(FagopyrumesculentumMoench.)是優質無麩質食品原料[3]，富含纖維、礦物質微量元素、多酚、糖醇、多肽等生物活性成分[4]，能預防心血管疾病、保護肝臟[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]，是公認的低升糖指數食品[8]。除乳糜瀉患者需求外，部分非乳糜瀉患者認為無麩質食品有助于減肥及維持身體健康，促使其市場份額逐年高速增長[9]。目前國外對無麩質食品的研究主要集中于原料種類擴展和品質提升，市場現已銷售的無麩質食品包括面條、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]，少數原料如大米、全谷物玉米可作為單一產品配方[12]，國內僅有少數關于膠體[13]，乳化劑[14]、牛乳蛋白[15]對無麩質面包品質、無麩質面條品質影響的研究。由于無麩質食品存在面團結構不穩定，產品感官品質不佳[16]、碳水化合物和脂肪含量較高[17]、無法提供足量的膳食纖維、維生素、礦物質[18]，制作成本和價格高于普通食品[19]等問題，但面包制作原料選擇靈活、易于制作、儲存期長，因此將蕎麥應用于無麩質面包加工，可豐富無麩質產品種類、提高產品營養。本文綜述蕎麥無麩質面包配方、工藝及品質改良研究進展，以期為無麩質食品開發和蕎麥資源綜合利用提供參考。

1 蕎麥無麩質面包工藝研究進展

1.1 蕎麥無麩質面包配方

世界上約有2/3的人以面包為主食，適合大規模機械化生產，是無麩質食品較好的產品形式之一[10]，蕎麥面包原料性質和配方決定面團的加工特性，谷物粉組成和比例不同，面包品質具有明顯差異。

表1 高蕎麥粉添加量無麩質面包

研究者普遍關注最終產品的營養價值和品質。蕎麥可提高產品抗氧化能力和芳香物質含量，有利于加工品質提升和營養補充[20]。適量蕎麥粉添加可豐富產品滋味[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]。目前蕎麥無麩質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 低蕎麥粉添加量無麩質面包

Moore等[31]采用無麩質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，加入膠體和不同來源蛋白質制作面包，通過優化得到的配方中蕎麥粉含量為5%。當蕎麥粉添加量<10%時，復配粉除大米粉等一些常見的谷物粉外，還包括糙米粉、大豆粉、高粱粉、埃塞俄比亞畫眉草粉(teff)、藜麥粉、羽扇豆粉、鷹嘴豆粉等，復配目的是為彌補無麩質食品營養不平衡的缺陷，采用天然原料提高產品中膳食纖維、礦物質、抗氧化物質的含量[33]。

1.1.2 高蕎麥粉添加量無麩質面包

表1為高蕎麥粉添加量無麩質面包，當蕎麥粉添加量>10%時，復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，大米粉營養成分優良、適口性好，致敏性低，適合作為無麩質食品配方基料[34]，因此大多數蕎麥無麩質面包最主要的原料為蕎麥粉和大米粉。

由此，從治理模式創新以及協同治理等角度出發，在治理理論中治理主體權責界定形成了多中心治理、整體性治理、協同治理等多種各有側重的治理體系[1]。多元主體下的治理模式有助于政府簡政放權，優化公共服務，更好地建設服務型政府，但在具體運行中政府、企業、個人、非營利組織等相關主體該發揮其怎樣的職能？受到哪些因素的限制和約束？在協同治理的過程中受到哪些制度激勵使主體間合作共治？

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，加水經混合、水合作用、發酵及烘烤四個階段制得[40]。無麩質面團的制作大多采用20～30 ℃的溫水和面，和面時先低速再高速，有利于原料的充分水合，和面時間通常為5～12 min；發酵時間一般為10～40 min[35]。

缺乏面筋蛋白的無麩質面團常以“面糊(batter)”而非可操作的“面團(dough)”狀態出現[41]，類似蛋糕面糊，流動性強、凝聚性低。無麩質面糊(面團)無法保留酵母產生的CO2，這些氣體一部分在發酵初期散失，另一部分氣體形成了不穩定、不規則的氣孔[42]。蕎麥粉加水可形成面團，但黏彈性差、結構松散，制作的面包比容小，易破碎[43]。

2 蕎麥無麩質面包品質改良研究進展

蕎麥面團無網狀結構、持氣性差，無法鑲嵌淀粉顆粒，不易成型，因此常需要模具[44]。與小麥面包相比，新鮮無麩質面包表皮開裂、顏色寡淡、體積小、口感不佳[34]，面包芯水分含量高、黏性大，放置一段時間后，面包硬化、掉渣、易碎，易老化[45]。當前改良無麩質面團加工特性和面包品質的思路主要是通過引入豆類[26]、假谷物[46]、堅果類[47]、果蔬類[48]等平衡產品營養；通過發芽[49]、酸面團發酵[50]等增加蛋白質、脂質和生物活性成分的含量；添加多糖類增稠劑提高焙烤產品水分含量[11]；利用酶處理[51]、高壓處理[52]、熱處理[53]等改變原料性質；運用淀粉[35]、外源蛋白[52]、膠體[54]等組合替代或模擬麩質蛋白的性質改善面包、面條、餅干等產品的結構和口感。

2.1 添加多糖、纖維或其衍生物

多糖及其衍生物分子結構中的基團能與水、蛋白質、淀粉、脂質等分子發生作用，形成分子質量較大的復合體[55]，通過控制水分子的移動和模擬面筋蛋白黏彈性影響面團流變特性和形成時間，提高發酵和焙烤時面團的持氣和持水力，使其具有良好的黏彈性，同時促進氣孔形成，軟化面包芯、提高面包比容[42]。目前面包品質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 酸面團發酵

酸面團通常由谷物粉和水混合，加乳酸菌和酵母在30 ℃發酵24 h，產生CO2、醛酮和乳酸等物質，乳酸菌能保持某些生物活性物質以達到抑菌效果[57]，使蕎麥面包氣孔分布更均勻[58]，加新鮮酸面團或凍干酸面團可減少添加劑的使用。面團的部分酸化有利于結構成分的形成[59]，可縮短面包生產時長、降低面包硬度，延緩面包老化[60]，延長產品貨架期[61]，賦予面包特殊風味，發酵過程中產生的有機酸、酶和胞外多糖等成分可提升面包營養價值。

2.3 TG酶處理

谷氨酰胺轉氨酶(Transglutaminase, TG)通過賴氨酸和谷氨酰胺促進蛋白質共價交聯，幫助形成面筋網絡，常用于改善高含量蛋白質食品的結構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。Smerdel等[66]研究擠壓谷物粉(大米粉、玉米淀粉、馬鈴薯粉、蕎麥粉)中加入不同來源的蛋白質(蛋清粉、大豆粉和酪蛋白)并輔以TG，結果顯示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]發現當TG添加量為10 U/g時，原料結合水能力上升，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促進蛋白質復合體形成從而改善面包微觀結構。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 添加蛋白質原料

在無麩質面包中加入蛋白質可強化面團的網絡結構，促進蛋白質和淀粉的相互作用，蛋白質水解產生的多種肽可增加面包風味，豐富面包的營養成分。常用的蛋白質包括植物蛋白和動物蛋白，乳粉可使無麩質面包呈現類似面筋網絡的結構[34]，Moore等[31]發現加入乳粉可使無麩質面包形成蛋白質連續相，有利于提升面包儲存品質。Mezaize等[32]發現蕎麥蛋白質可增加法式面包比容，軟化面包芯。因此蛋白質的添加能改善面包發酵性能，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，結果顯示加入綠色貽貝水解蛋白(green mussel protein hydrolysates)可提高面包發酵性能，增加體積，改善外觀，免疫學試驗證明適宜乳糜瀉患者食用。

3 蕎麥無麩質面包營養評價

4 結論與展望

通過前面文獻分析可知，蕎麥多與其他谷物粉復配制作面包，添加纖維或多糖、酸面團發酵、酶處理或添加蛋白質可改善面團加工特性和面包品質，提高蕎麥無麩質面包抗氧化能力和礦物質含量。但在加工及品質方面還存在以下主要問題：面團無法形成網狀結構，持氣性差，容易出現塌陷，操作性不佳；面包體積偏小，儲存一段時間后出現掉渣、面包芯硬化、老化速度快等問題。建議今后的研究應關注以下幾個方面：

原料預處理：1)蕎麥產品會呈現一定苦味，限制了產品的開發和消費，采用適當的技術手段在不影響產品營養的基礎上消除苦味，改善產品適口性；2)擠壓、預糊化等手段可改變原料的性質，發芽和烘烤可通過水解提高氨基酸含量，增加風味物質，但目前在蕎麥無麩質面包中并無深入研究和應用；3)天然成分對蕎麥無麩質面團和面包的改良機制和作用；

工藝改良：1)膠體和酶對產品品質都有改善作用，關注多種膠體或多種酶的協同作用和機理研究，及對面團流變學和微觀結構的影響；2)關注酸面團發酵技術中微生物的變化、產品功能特性改善和安全性以及發酵前后對黃酮含量的影響；3)添加外源蛋白后蛋白質網絡形成機理和效果；4)對無麩質面包老化的改善。

免疫學驗證：目前較少關注乳糜瀉病人對無麩質食品的免疫學反應，建議驗證產品是否適合長期食用且不造成過敏反應。

我國是蕎麥種植大國，但目前蕎麥的消費仍集中在我國干旱、半干旱冷涼高原山區和少數民族聚集的邊遠地帶，是產區人民的傳統主食和主要經濟來源，缺乏深加工產品。當前國外市場上已有較成熟的無麩質食品，但中國的無麩質食品研究仍處于起步階段，將集營養、保健、藥用價值為一體的蕎麥制成符合國內消費習慣的無麩質產品，可促進產品類型多樣化，提高營養品質來滿足乳糜瀉患者需求，隨著未來研究的深入，無麩質食品將會受到更廣泛的關注。