漆酶与阿魏酸协同调控水溶性阿拉伯木聚糖面团的流变特性及烘焙品质机制研究

【编辑推荐】针对全谷物面团加工性能调控难题，江南大学团队通过预水合协同漆酶(LAC)催化水溶性阿拉伯木聚糖(WSAX)与阿魏酸(FA)体系，系统探究其对面团流变特性(G′、G″、Jmax )、热稳定性(TG′max 、TGA)及烘焙品质的影响。研究发现预水合处理显著提升面团粘弹性，LAC-FA协同降低水分迁移率(T21 、T22 、T23 )，为功能性面团改良提供新策略。

　　

随着健康饮食理念的普及，全谷物食品因其丰富的膳食纤维成分备受关注。其中，水溶性阿拉伯木聚糖(WSAX)作为谷物麸皮中的关键非淀粉多糖，能够通过与面团组分的相互作用显著影响加工特性。然而，现有研究对WSAX与酚酸类物质的协同作用机制仍不明确，特别是外源添加阿魏酸(FA)与漆酶(LAC)催化体系对富含WSAX面团的调控效果存在争议。部分研究表明FA可能促进蛋白质聚集，而另一些实验则发现其会弱化面筋网络。这种矛盾现象制约了功能性面团产品的开发。

针对这一科学问题，江南大学的研究团队在《Food Hydrocolloids》发表了系统性研究成果。该研究创新性地采用预水合协同LAC催化WSAX-FA体系，通过流变学分析、热重分析(TGA)、低场核磁共振(LF-NMR)等技术，揭示了酶法交联对面团多尺度结构的调控机制。

关键技术方法包括：1) 预水合处理WSAX与FA的LAC催化反应体系；2) 频率扫描和温度扫描测定面团流变参数(G′、G″、tanδ)；3) LF-NMR分析水分迁移特性(T₂₁
、T₂₂
、T₂₃
)；4) 差示扫描量热法(DSC)和TGA评估热稳定性；5) 质构仪测定面包品质参数。

【频率扫描】结果显示预水合处理组G′和G″显著高于直接混合组，LAC-FA协同使J_max
降低21.3%，证实酶法交联能有效增强面团粘弹性。

【水分分布】LF-NMR数据表明LAC催化使结合水T₂₁
从2.32 ms降至1.30 ms，不易流动水T₂₂
和自由水T₂₃
分别降低34.0%和38.5%，说明交联反应改善了水分保持能力。

【热稳定性】DSC检测发现LAC预水合使面团热变性温度T_G′max
提升7.2°C，TGA显示重量损失率从76.55%降至70.01%，证实交联网络增强了热稳定性。

【烘焙特性】LAC处理有效缓解了FA导致的面包硬度增加，咀嚼性提升23.6%，比容增大11.2%，表明酶法修饰可平衡营养强化与感官品质的矛盾。

该研究首次阐明预水合LAC催化WSAX-FA交联的级联反应机制：LAC通过氧化FA形成酚氧自由基，促进WSAX分子间二阿魏酸酯(DFA)交联，进而构建三维网络结构。这种网络不仅通过氢键增强水分束缚，还能通过物理屏障作用延缓淀粉回生。研究结果为全谷物面团品质调控提供了理论依据，开发的预水合酶法处理工艺，为高膳食纤维烘焙食品的工业化生产提供了技术支撑。值得注意的是，该策略克服了传统物理/化学改性可能破坏营养的缺陷，符合清洁标签食品的发展趋势。未来研究可进一步优化LAC-FA的摩尔比和反应动力学参数，以实现对面团加工性能的精准调控。