乳酸菌发酵原位合成异麦芽/麦芽多糖：提升酸面团功能性与面包品质的新策略

本研究针对功能性碳水化合物在烘焙食品中的应用瓶颈，创新性地开发了基于内切葡聚糖酶水解-HPAEC-PAD检测的IMMPs定量方法，系统探究了酸面团中乳酸菌发酵合成异麦芽/麦芽多糖(IMMPs)的工艺优化。研究发现Limosilactobacillus reuteri TMW 1.106结合预糊化淀粉与淀粉脱支酶可使IMMPs产量提升5倍，首次证实面包制作过程中仍可持续合成α-1,6-糖苷键。该研究为开发具有益生元活性的功能性烘焙食品提供了新思路。

　　

论文解读

在追求健康饮食的当代社会，功能性烘焙食品的开发面临重大挑战。传统面包中快速消化的淀粉易导致血糖波动，而市售膳食纤维添加剂又常影响产品口感。酸面团作为古老的发酵工艺，其微生物代谢网络蕴藏着改造淀粉结构的天然潜力。近年研究发现，特定乳酸菌能通过4,6-α-葡聚糖转移酶(GtfB)将淀粉转化为富含α-1,6-糖苷键的异麦芽/麦芽多糖(IMMPs)——这类结构特殊的碳水化合物不仅具有益生元活性，还能延缓淀粉回生、改善面包质地。然而，如何在复杂的面团体系中定量监测IMMPs合成，以及如何通过工艺调控最大化其产量，始终是制约该技术应用的瓶颈问题。

德国研究人员在《Food Chemistry》发表的研究中，建立了一套完整的酸面团IMMPs合成监测与优化体系。研究团队创新性地采用内切葡聚糖酶特异性水解结合高效阴离子交换色谱-脉冲安培检测(HPAEC-PAD)技术，通过测定异麦芽糖释放量来量化α-1,6-糖苷键含量。该方法成功克服了面团复杂基质对多糖分析的干扰，回收率达76.1%。

关键方法
研究首先从8株乳酸菌中筛选IMMPs高产菌株，通过控制发酵温度(30-42°C)、时间(20-192h)和水粉比(1:1-3:1)优化工艺；引入预糊化淀粉和脱支酶(普鲁兰酶/异淀粉酶)增强底物可及性；建立基于线性葡聚糖水解的葡萄糖-异麦芽糖校正因子(0.320±0.004)；最后将优化工艺延伸至面包制作阶段，系统评估IMMPs的全程合成动态。

研究结果

3.1 分析方法开发
建立的酶解-色谱联用技术可特异性检测α-1,6-糖苷键，线性葡聚糖水解产物中葡萄糖与异麦芽糖摩尔比确定为0.320，该方法在面包基质中的回收验证显示良好准确性。

3.2 菌株筛选
Limosilactobacillus reuteri TMW 1.106表现突出，其20h发酵产生的葡聚糖当量(128mg/100g)显著高于其他菌株(45-72mg)。该菌株的GtfB型I酶系能高效催化线性α-1,6-链形成。

3.3-3.5 工艺参数
温度(30-42°C)和水粉比(1:1-3:1)对IMMPs合成影响有限，而发酵时间存在20-26h的关键窗口期，延长至192h并未进一步提升产量。

3.6 底物优化
预糊化面粉与普鲁兰酶联用使产量跃升至712mg/100g，较基础工艺提升5.6倍，证实淀粉糊化度与分支结构是限制转化效率的关键因素。

3.7 面包制作延伸
面包烘焙阶段仍持续产生α-1,6-糖苷键，优化组最终产品葡聚糖当量达197mg/100g，其中44%来自面团发酵阶段的合成。

结论与意义
该研究首次系统阐明了酸面团体系中IMMPs的合成规律，证实Llb. reuteri TMW 1.106与底物预处理协同可突破产量瓶颈。创新分析方法为复杂食品基质中特定糖苷键的定量提供了范本。更深远的意义在于，该工艺无需外源添加酶制剂，通过天然菌种代谢即可提升面包膳食纤维含量(理论最高达0.71%)，同时可能改善产品质构和抗老化性能。研究为开发"清洁标签"功能性烘焙食品提供了关键技术支撑，其建立的工艺参数对工业化生产具有直接指导价值。未来研究可进一步探索不同菌株GtfB酶系的表达调控机制，以及IMMPs分子结构与益生功能的构效关系。