基于响应面法优化面包加工工艺降低晚期糖基化终末产物(AGEs)的工业化应用研究

为解决面包中晚期糖基化终末产物(AGEs)引发慢性疾病风险的问题，研究人员通过响应面法(RSM)优化酵母、蔗糖、烘焙温度和时间等参数，成功将面包皮中蛋白结合型CML和CEL分别降至24.57±3.82 mg/kg和24.74±3.09 mg/kg，降幅达27.07%和18.67%，为工业化生产低AGEs健康面包提供可行方案。

　　

研究背景
面包作为全球主食，其高温加工过程中产生的晚期糖基化终末产物(Advanced Glycation End-products, AGEs)与糖尿病、心血管疾病等慢性病密切相关。其中N^ε
-羧甲基赖氨酸(CML)和N^ε
-羧乙基赖氨酸(CEL)是重要生物标志物，面包皮中含量可达33.69±2.95 mg/kg（CML）和30.42±1.31 mg/kg（CEL），是面包芯的5-20倍。目前工业界亟需在保持面包感官品质的同时降低AGEs的加工方案。

研究设计与方法
同济医学院团队通过单因素实验筛选酵母(0.5-2.0%)、蔗糖(15-30%)、黄油(6-12%)、烘焙温度(170-230°C)和时间(15-30分钟)对AGEs的影响，结合Box-Behnken设计(BBD)和响应面法(RSM)建立四因素三水平模型。采用超高效液相色谱-串联质谱(UHPLC-MS/MS)检测AGEs，电子鼻和感官评价(30人盲测)评估风味变化。

主要结果

1. 单因素实验：酵母1.5%时CEL达峰值36.04±2.24 mg/kg；蔗糖20%时CML/CEL最高；黄油添加无显著影响；190°C烘焙时AGEs生成最多。
2. RSM模型优化：建立CML/CEL的二次回归方程，确定最优参数为0.6%酵母、23%蔗糖、210°C烘焙15分钟，预测值CML 23.47 mg/kg、CEL 22.13 mg/kg，实测值偏差<12%。
3. 感官与风味：优化面包感官总分无差异(7.13±0.87)，但甜味和香气评分显著提升；PCA分析显示挥发性物质谱重叠率达88.1%。

结论与意义
该研究首次通过RSM实现面包AGEs的工业化可控降低，CML/CEL降幅超18%，且优化工艺未影响产品接受度。为食品工业提供兼顾健康与风味的加工方案，对预防AGEs相关慢性病具有重要公共卫生价值。论文发表于《Future Foods》，技术路线涵盖从实验室建模到工业化生产的全流程验证。