全麥面包烘焙過程中抗性淀粉生成機制與營養強化策略

巖蓉 張榮

摘 要：隨著公眾健康飲食意識的提高及慢性疾病預防需求的增長，富含膳食纖維、微量元素及生物活性成分的全麥面包日益受到關注。其中，抗性淀粉作為一種具有獨特生理功能的碳水化合物，其在烘焙過程中的生成機制及其對全麥面包營養價值與功能特性的影響成為食品科學領域的重要研究課題。抗性淀粉不僅改變全麥面包的消化特性，還與多項健康益處相關，如改善腸道微生態、調節血糖反應及增強飽腹感等。本文重點探討了全麥面包烘焙過程中抗性淀粉的生成機制，并據此提出針對性的營養強化策略，以提升其作為健康食品的價值，并為全麥面包的生產和研發提供有價值的參考，以滿足消費者對營養均衡、功能性強的食品的訴求。

關鍵詞：全麥面包；抗性淀粉；烘焙過程；生成機制；營養強化

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，公眾對健康飲食的關注度持續攀升，尤其對能有效預防慢性疾病的食物選擇日益重視。全麥面包憑借其含有的豐富的膳食纖維、礦物質及抗氧化物質，已成為許多健康飲食的核心食材[1]。其中，抗性淀粉作為全麥面包中一種特殊類型的膳食纖維，由于其獨特的生成機制、生理功能以及對整體健康效益的貢獻，引起了食品科學領域的深度研究

興趣。

1 抗性淀粉生成機制

1.1 物理結構變化

在烘焙全麥面包時，全麥粉中的淀粉顆粒經歷了一系列轉變以生成抗性淀粉。淀粉吸水膨脹并隨著加熱開始糊化，內部結構由結晶態變為溶膠態[2]。冷卻階段，淀粉發生“老化”，形成更穩定的結晶結構，增強對酶解的抵抗力，產生抗性淀粉。全麥面包的獨特之處在于其麩皮和胚芽成分，其中富含的不可溶性膳食纖維在烘焙中構成物理障礙，限制淀粉酶的作用，從而增加了成品中抗性淀粉的含量。

1.2 化學改性

烘焙期間的高溫熱處理引發淀粉化學改性，促進抗性淀粉生成。熱降解導致淀粉分子斷裂，產生的短鏈分子因構象變化降低酶解效率，轉化為抗性淀粉。熱反應觸發脫水、環化和異構化等反應，增強淀粉抗酶解性能[3]。全麥面包中特定溫度下保持活性的內源酶，如麥芽糖糊精酶，適度水解淀粉成難消化的中短鏈糊精。非酶褐變反應，如美拉德反應，雖主要影響蛋白質和糖，但其副產物可能間接增加淀粉結構穩定性及抗酶解性。

1.3 交聯與復合物形成

烘焙過程中，淀粉不僅經歷自我結構重組，還會與其他生物大分子，如多糖和蛋白質，發生交聯與復合物生成反應，增加抗性淀粉含量。酯化、交聯等化學反應促使淀粉與非淀粉多糖、蛋白質等構建起以共價鍵鏈接的復合物。在全麥面包中，富含的阿拉伯木聚糖、β-葡聚糖等膳食纖維，通過氫鍵、離子鍵或疏水作用與淀粉結合，形成復雜的網絡結構，阻礙淀粉酶接近和作用，增強抗消化性。面包內的麥醇溶蛋白、麥谷蛋白等蛋白質，通過分子間交聯或直接與淀粉結合，形成立體網絡結構，既穩固面團又利于抗性淀粉形成。此類復合物在消化時酶解困難，更多淀粉抵達結腸供微生物發酵，從而有利于全麥面包中抗性淀粉含量的積累。

2 營養強化策略

2.1 原料選擇與處理

2.1.1 原料甄選

在制定營養強化策略時，對抗性淀粉含量有特殊要求的產品，如全麥面包，首先要從源頭上確保原料具備高抗性淀粉含量。這需要對全麥品種進行細致篩選，尤其關注那些自然富含抗性淀粉或者經過遺傳改良、傳統育種技術優化以提高抗性淀粉含量的品種。這些特定品種的小麥籽粒，其外殼（麩皮）、胚芽等部位保存完整，富含未經深度加工破壞的抗性淀粉結構，為最終產品提供豐富的抗性淀粉基礎。

2.1.2 預處理技術

預處理是提升原料中抗性淀粉含量的關鍵步驟。其中，濕磨法和蒸汽爆破是兩種有效的預處理手段。濕磨法通過在較低溫度下保持原料適度濕潤狀態進行研磨，避免了高溫導致的淀粉分子結構破壞，有利于保留抗性淀粉的天然結構，保持其生物活性。而蒸汽爆破利用瞬時高壓蒸汽對原料進行處理，內部瞬間壓力差會使部分易消化淀粉結構破裂，同時可能觸發抗性淀粉的生成機制，提高其在原料中的比例。

2.1.3 全麥粉粒度調配

全麥粉的粒度直接影響其在烘焙過程中的糊化特性以及最終產品的口感。粗粒全麥粉雖然富含抗性淀粉，但由于其顆粒較大，可能導致成品面包質地過于粗糙，不符合消費者的口感偏好。反之，細粒全麥粉雖然易于糊化，烘焙出的產品口感細膩，但糊化過程可能會降低抗性淀粉含量。因此，在實際生產中，需要科學調配不同粒度全麥粉的比例，尋求功效與口感的平衡。

2.2 烘焙工藝優化

2.2.1 溫度調控

烘焙溫度是影響淀粉糊化程度及抗性淀粉形成的關鍵因素。在烘焙初期，設定較高的溫度可以迅速使淀粉升溫至糊化點，啟動淀粉的糊化反應。之后適時降低溫度并延長烘焙時間，使得糊化的淀粉有機會經歷充分的老化過程，即從溶膠態轉變為更穩定的結晶態，從而生成更多的抗性淀粉。這種分階段的溫度控制策略，既保證了淀粉的初始糊化，又為后續的抗性淀粉生成創造了有利條件。

2.2.2 濕度管理與冷卻工序

烘焙時水分管理對淀粉結構變化至關重要，適宜的水分活度促進淀粉氫鍵重排，有利于抗性淀粉生成及提高成品穩定性。冷卻環節對淀粉老化不可或缺，延長冷卻時間可使淀粉在溫和條件下充分老化，提升抗性淀粉含量。采用分段或低溫慢烤技術，能在減少高溫損害的同時有效轉化淀粉，避免抗性淀粉過度分解，最大限度保持其營養價值，確保最終產品不僅富含抗性淀粉，還具備良好的口感品質。

2.3 酶制劑應用

酶制劑在優化抗性淀粉生成方面發揮著獨特作用。例如，α-淀粉酶抑制劑能夠特異性地抑制淀粉水解酶的活性，延緩淀粉在烘焙過程中的早期糊化，使得更多淀粉有機會轉化為抗性形式[4]。轉谷氨酰胺酶則通過催化蛋白質與淀粉之間的交聯反應，改變淀粉粒周圍環境，間接影響淀粉的糊化行為，促進抗性淀粉結構的形成。這些酶制劑的應用不僅有助于增加面包中的抗性淀粉含量，還能通過改善面筋網絡結構，增強面包的彈性和體積穩定性，提升產品的整體感官品質和市場接受度。

2.4 功能性添加劑

功能性添加劑的合理運用是提升全麥面包抗性淀粉含量及營養價值的重要手段[5]。抗性糊精和改性纖維素等添加劑可以直接作為抗性淀粉的補充來源，融入面包結構中，增加總抗性淀粉含量。它們與天然淀粉分子間相互作用，形成更為復雜而穩定的抗性結構，增強面包的持水性，延長成品保質期。這些添加劑往往具有低熱量、低糖特性，有助于滿足消費者對低糖、低熱量食品的需求，符合現代健康飲食趨勢。

2.5 營養復合設計

2.5.1 益生元與腸道健康

在全麥面包中添加益生元，如菊粉、低聚果糖等，旨在通過提供有益微生物（如雙歧桿菌和乳酸菌）所需的營養底物，刺激腸道有益菌群的增殖與活性。這些益生元不易被人體消化，卻能在結腸中被有益菌利用，促進短鏈脂肪酸（Short-Chain Fatty Acids，SCFAs）的生成，如乙酸、丙酸和丁酸。SCFAs不僅能為腸道細胞提供能量，維持腸道屏障功能，還能調節免疫反應，改善炎癥狀態，甚至影響脂肪代謝和糖耐量[6]。益生元與抗性淀粉的協同作用，進一步優化腸道微生態環境，增強腸道健康效應，有助于預防便秘、炎癥性腸病、肥胖癥及相關代謝紊亂。

2.5.2 抗氧化劑與心血管保護

添加抗氧化劑，如維生素E、茶多酚等，旨在增強全麥面包的抗氧化能力。維生素E是一種脂溶性抗氧化劑，能夠防止細胞膜中的多不飽和脂肪酸被氧化，維護細胞膜完整性；而茶多酚等植物來源的抗氧化劑具有清除自由基、抑制脂質過氧化、抗炎、抗血栓等作用。這些抗氧化劑與全麥面包中天然存在的抗氧化物質（如酚酸、黃酮類化合物）相互配合，形成一個強大的抗氧化防御網絡，有助于防止氧化應激引起的細胞損傷，特別是在心血管系統中，能夠預防動脈粥樣硬化的形成，降低心臟病和中風的風險。

2.5.3 心血管保護性脂類物質

通過在全麥面包中添加具有心血管保護作用的脂類物質，如共軛亞油酸（Conjugated Linoleic Acid，CLA）、植物甾醇等，可以調節血脂代謝，降低心血管疾病風險。CLA作為一種具有多種生物活性的多不飽和脂肪酸，被認為能夠減少體內脂肪積累、改善胰島素敏感性、抑制炎癥反應，并可能通過多種機制降低“壞”膽固醇（低密度脂蛋白膽固醇，Low-Density Lipoprotein Cholesterol，LDL-C）水平，

提高“好”膽固醇（高密度脂蛋白膽固醇，High-Density Lipoprotein Cholesterol，HDL-C）含量。植物甾醇則通過結構類似性競爭性抑制膽固醇在腸道內的吸收，從而降低血液中總膽固醇和LDL-C水平。

3 結語

全麥面包烘焙過程中抗性淀粉的生成受多種因素影響，深入理解其生成機制并采取針對性的營養強化策略，有助于開發出具有更高抗性淀粉含量、更優健康效益的全麥面包產品。未來研究應繼續探索新型烘焙技術、生物工程技術在優化抗性淀粉生成及整體營養價值方面的應用，以滿足消費者對健康、營養食品日益增長的需求。

參考文獻

[1]楊子姍，鄭錦玲，徐率，等.抗性淀粉與人類健康[J].現代食品，2022，28（10）：132-136.

[2]江南大學.一種改善全麥面包消化特性的方法：202311135421.0[P].2023-12-05.

[3]侯夢雅.低GI全麥面包的研究及其改善血糖效果評價[D].武漢：華中農業大學，2023.

[4]王玉婉，涂政，葉陽.超微茶粉對全麥面包品質及其淀粉消化特性的影響[J].食品科學，2021，42（1）：79-85.

[5]牛海力，盧柏志，馬朗天，等.藜麥淀粉和藜麥抗性淀粉的理化性質[J].食品研究與開發，2023，44（18）：45-52.

[6]張雅琦，阮長青，張東杰，等.抗性淀粉的分析方法研究進展[J].中國糧油學報，2023，38（3）：188-195.