鹰嘴豆预处理方法对强化面包微观结构及物理特性的影响研究

本研究针对鹰嘴豆粉强化面包的品质优化问题，探讨了发芽(GR)、焙烤(RR)和微粉化(MN)三种预处理方法对面包微观结构(μCT分析)和物理特性的影响。结果表明，GR处理显著提升蛋白质含量(22.1%干基)，RR和GR面包呈现更均匀的孔隙分布与更薄的细胞壁结构，其中GR面包的3D互连结构最优(欧拉数最低)。该研究为食品工业利用预处理技术开发高营养面包提供了科学依据。

　　

面包作为全球主食，其营养强化一直是食品科学的研究热点。鹰嘴豆(Cicer arietinum L.)富含蛋白质(22.4%)和膳食纤维(10.8%)，但抗营养因子(ANFs)限制了其在西方国家的应用。传统加工方法如发芽、焙烤和微粉化能降低ANFs，但这些预处理对面包微观结构的影响尚不明确。加拿大研究团队通过系统研究，揭示了不同预处理对鹰嘴豆强化面包品质的差异化影响。

研究采用X射线显微断层扫描(μCT)等先进技术，对五种面包配方(对照组、20%未处理及三种预处理鹰嘴豆粉)进行多维度分析。通过标准化烘焙实验、C-Cell成像和色差计等检测手段，全面评估了预处理对面包物理特性与微观结构的调控作用。

蛋白质含量分析显示，GR处理使蛋白质显著提升至22.1%(干基)，MN处理达21.5%，而RR处理与未处理组(UT)无显著差异。这归因于发芽过程中的干物质消耗和红外加热导致的蛋白浓缩效应。

在物理特性方面，所有鹰嘴豆面包重量均显著高于对照组(548.43g→557.50-562.10g)，但MN和RR面包的比容分别降低26.7%和17.6%。μCT三维重建揭示GR面包具有最优的开放孔隙率(较对照组提高23%)和最薄的细胞壁(0.47mm)，其欧拉数最低表明三维结构连通性最佳。

微观结构分析发现，GR和RR面包在孔隙均匀性方面表现突出，变异系数较MN面包低40%。特别是GR面包展现出独特的互连孔道网络，这与淀粉酶激活导致的CO₂释放增强有关。相比之下，MN面包因红外加热导致的蛋白变性，表现出更厚的细胞壁(0.50mm)和更高的封闭孔隙率。

研究通过主成分分析(PCA)证实，微观参数与C-Cell特性(细胞直径r=0.82)显著相关，而与色泽参数无显著关联。这为面包品质评价提供了新视角——微观结构而非颜色才是决定功能特性的关键因素。

该研究的创新性在于首次系统比较了不同预处理对鹰嘴豆面包μCT参数的调控规律。实践意义体现在：1)GR处理在提升营养的同时优化了面包质地；2)建立了预处理-微观结构-品质的关联模型；3)为食品工业选择预处理工艺提供了量化依据。未来研究可进一步优化发芽条件，平衡营养强化与质构特性的关系。论文发表在食品结构领域权威期刊《Food Structure》，为谷物加工技术创新提供了重要参考。