桂花与黑米复配改良小麦面包烘焙品质及挥发性风味成分的作用机制与健康功效研究

本研究针对高血糖指数面包的健康风险，通过添加桂花粉和黑米粉部分替代小麦粉，系统探究其对面包烘焙品质、淀粉消化特性及挥发性风味的影响。结果表明复配配方可显著提升总酚含量（TPC），降低快速消化淀粉（RDS）比例，并富集酮类、醇类等香气成分，为开发低GI功能性面包提供了科学依据。

　　

随着全球糖尿病和肥胖人群的持续增长，低血糖指数（GI）食品的开发成为食品科学领域的研究热点。面包作为世界范围内广泛消费的主食，因其高快速消化淀粉（RDS）含量可能导致餐后血糖急剧上升，长期食用可能增加代谢性疾病风险。近年来，通过添加天然功能性成分改良面包品质已成为重要研究方向。黑米（Oryza sativa L.）富含花青素和膳食纤维，具有抑制碳水化合物消化酶的活性，但其深色和特殊质地可能影响面包感官特性；桂花（Osmanthus fragrans Lour.)则以独特香气和丰富的多酚类物质著称，能弥补黑米的风味缺陷并中和色泽。然而，二者复配使用对面包综合品质的影响尚未系统研究。

本研究通过将桂花粉（3%、6%、9%）和黑米粉（2%、4%）以不同比例替代小麦粉，制备了10种面包样品，系统分析了其烘焙特性、淀粉消化性、挥发性风味成分及感官品质。论文发表于《Journal of Future Foods》，为功能性烘焙食品的开发提供了理论和实践依据。

研究采用的关键技术方法包括：质构分析（TPA）测定面包硬度、弹性等参数；色差仪测定面包色泽（L、a、b*值）；体外模拟消化结合葡萄糖氧化酶法测定快速消化淀粉（RDS）、慢消化淀粉（SDS）和抗性淀粉（RS）含量；扫描电镜（SEM）观察面包微观结构；气相色谱-质谱联用（GC-MS）分析挥发性香气成分；感官评价由30名经过培训的志愿者进行七点评分。所有实验均重复三次，数据采用SPSS进行统计学分析。

3.1. 面包烘焙品质

质构特性显示：随着桂花粉和黑米粉添加量增加，面包硬度显著上升（从4.14×10^-3 kg增至11.10×10^-3 kg），咀嚼性增强，而弹性和凝聚性下降。比容（SV）从6.86×10^-3 m³/kg降至6.03×10^-3 m³/kg，表明面筋网络结构因外源蛋白和膳食纤维的稀释作用而弱化。色差分析表明：添加后面包亮度（L值）降低，红绿色值（a值）增加，颜色趋于深褐色，但适量添加（如SO3B2样品）仍处于可接受范围。

3.2. 酚类化合物含量

总酚含量（TPC）随桂花粉和黑米粉添加而显著增加，二者多酚成分呈现协同增效效应。黑米中的花青素和桂花中的黄酮类化合物共同贡献了抗氧化活性，但过量添加（如SO9B4）可能因热加工导致多酚聚合而使TPC略微下降。

3.3. 体外消化特性

添加复合粉显著降低了快速消化淀粉（RDS）和总淀粉（TS）含量，同时增加了抗性淀粉（RS）比例。SO9B4样品的RDS最低（11.39 g/100g），淀粉消化指数（SDI）从31.14%降至21.81%。这归因于多酚与消化酶的相互作用以及膳食纤维的物理包埋效应，延缓了淀粉消化速率。

3.4. 扫描电镜分析

SEM图像显示：对照组面包内部呈多孔疏松结构，而添加复合粉后孔洞被填充，结构更致密。适量添加（如SO3B2）形成连续均匀的 gluten 网络，但过量添加（如SO9B4）会导致裂纹和结构塌陷，与质构结果一致。

3.5. GC-MS挥发性成分分析

共鉴定出166种挥发性化合物，主要包括醇类、酯类、酮类和醛类。添加复合粉后，3-甲基-1-丁醇、2-甲基-1-丁醇等特征醇类含量显著增加，赋予面包麦芽、香蕉和桂花香气。酮类（如β-紫罗兰酮）和醛类（如苯甲醛）来源于美拉德反应，丰富了面包的香气层次。SO6B4样品香气成分最丰富，感官评价得分最高。

3.6. 感官评价

感官评分表明：适量添加（SO6B2、SO6B4）在香气、口感方面获得最高偏好，而过量添加（SO9B4）因颜色过深和质地过硬导致接受度下降。香气评分与GC-MS结果高度吻合，证实桂花粉的增香作用。

本研究结论表明：桂花粉与黑米粉的复配添加可有效改善面包的营养功能和风味特性。其中6%桂花粉+4%黑米粉（SO6B4）的配方在保持可接受质构和色泽的同时，显著提升了多酚含量、降低了淀粉消化率，并富集了挥发性香气成分。该研究为开发具有低GI特性和丰富风味的功能性面包提供了创新方案，对促进健康食品产业发展具有重要实践意义。