预饱和玉米麸皮开发高纤维小麦面包：水分活度调控对面包品质的影响机制

为解决高纤维面包因麸皮添加导致的品质劣变问题，研究人员通过调控预水合玉米麸皮的水分活度（aw ），系统探究其对面包微观结构及质构特性的影响。研究发现，当aw 达0.9976（饱和状态）时，面包比容、硬度、弹性和内聚性最接近白面包对照组，因饱和麸皮不再竞争水分，保障了面筋网络形成。该研究为高纤维面包的工业化生产提供了无需添加剂的水分调控策略。

　　

随着健康饮食理念的普及，高纤维面包市场需求激增，但麸皮添加导致的品质问题始终是行业痛点。玉米麸皮虽富含不溶性膳食纤维（IDF），却会通过物理阻隔、阿魏酸（FA）介导的交联反应及水分竞争三重机制破坏面筋网络，导致面包体积缩水、质地粗糙。传统解决方案依赖化学添加剂或复杂工艺，成本高且消费者接受度低。美国研究团队另辟蹊径，提出通过精准调控预水合玉米麸皮的水分活度（a_w
）来破解这一难题。

研究团队采用水分活度梯度设计（0.9875–0.9990），将预水合玉米麸皮替代20%面粉，保持配方总水量不变。通过质构分析、比容测定和显微成像等技术，系统评估不同a_w
麸皮对面包品质的影响。

材料与方法
研究选用美国Cargill公司提供的玉米麸皮（80.4%总膳食纤维），经超离心研磨至304.8±8.6μm粒径。关键实验技术包括：1）水分活度仪测定预水合麸皮a_w
；2）质构仪分析面包硬度、弹性和内聚性；3）激光共聚焦显微镜观察面筋-淀粉微观结构；4）阿基米德排水法测定面包比容。

结果与讨论
微观结构与质构特性
a_w
=0.9976的饱和麸皮组面包表现出最优品质：比容较非饱和组提升23%，硬度降低37%，弹性和内聚性达白面包90%以上。显微结构显示，该组面筋网络连续完整，麸皮颗粒均匀分散，而低a_w
组出现明显面筋断裂带。

水分竞争机制
当麸皮a_w
<0.9976时，其持续吸收面团自由水，导致面筋蛋白脱水重构，网络强度下降；而a_w

0.9976时，过量自由水削弱面筋交联密度。饱和麸皮因水分吸附平衡，不再干扰面团水相分配。

阿魏酸交联效应
红外光谱证实，非饱和麸皮中游离FA与面筋形成IDF-FA-面筋三元复合物，致密化面包瓤结构。饱和处理使FA优先与麸皮多糖结合，减少其对面筋的干扰。

结论与意义
该研究揭示预水合麸皮a_w
调控是改善高纤维面包品质的关键：饱和状态（a_w
=0.9976）能同时规避水分竞争和FA有害交联，使面包品质接近白面包水平。这一发现突破性地证明，无需添加剂或复杂工艺，仅通过物理性水分管理即可实现麸皮的高比例添加，为清洁标签高纤维食品开发提供新范式。论文发表于《Food Chemistry》，对谷物加工行业具有直接指导价值。