稀有糖类（阿洛酮糖与塔格糖）对饼干面团流变特性及成品品质的影响机制研究

为解决烘焙食品中蔗糖替代难题，研究人员系统比较了稀有糖类（阿洛酮糖、塔格糖）与蔗糖对饼干面团热力学特性（Tg）、流变行为（G*）及成品感官品质的影响。研究发现，阿洛酮糖因更高的溶解度和类似蔗糖的质构特性，可作为更优替代品，而塔格糖则因低溶解度导致面团硬度增加（54%）和饼干水分升高（8.4%）。该研究为低糖健康烘焙食品开发提供了理论依据。

　　

随着全球健康政策的收紧（如英国HFSS法规），减少烘焙食品中的蔗糖添加成为行业迫切需求。然而，蔗糖在饼干制作中具有不可替代的功能性——从延缓淀粉糊化温度（T_g）到赋予产品松脆质地。稀有糖类如阿洛酮糖（D-allulose）和塔格糖（D-tagatose）因其低热量和相似甜度备受关注，但二者对烘焙体系的影响差异尚不明确。英国雷丁大学（University of Reading）的研究团队通过多尺度分析，首次揭示了这对C3/C4差向异构体在饼干制作中的独特行为。

研究采用差示扫描量热法（DSC）测定小麦粉-糖混合物的热力学参数，结合流变仪动态温度扫描分析面团G*模量变化，并系统评估饼干的水分活度（a_w）、尺寸和感官特性。通过训练有素的感官小组（n=14）进行描述性分析，建立30项感官属性图谱。

热力学特性
DSC显示，蔗糖使淀粉糊化温度升至94.5°C，显著高于稀有糖（约82°C）。这源于蔗糖更高的分子量（342 g/mol）和氢键密度（N_OH,s=4.48），其抗塑化效应更强。有趣的是，尽管阿洛酮糖与塔格糖互为差向异构体，二者T_g相近，但核磁共振数据显示其变旋异构体比例差异（阿洛酮糖α-吡喃糖占比61%，塔格糖达79%）可能影响水合能力。

流变学行为
温度扫描揭示面团结构演变的三个阶段：塔格糖面团在初期（35-55°C）即表现出最高G*值（约54%硬度增幅），与其低溶解度（58%）导致水分更多结合面筋蛋白相关。蔗糖面团则在高温段（>120°C）因糖类水解呈现独特刚性转变，这可能解释其冷却后脆性增强的特性。

饼干品质
塔格糖饼干因水分滞留（8.4% vs 蔗糖2.7%）导致扩散度最低（7 mm），质地柔软；阿洛酮糖饼干则呈现中间特性（水分6%，直径7.4 mm）。感官分析显示，蔗糖饼干的甜度评分最高（67.24/100），而稀有糖样品因美拉德反应产生显著"焦香"（burnt flavour评分38.09）和"棕色香料"气息（brown spices aroma）。值得注意的是，阿洛酮糖饼干的质构接近蔗糖对照组，但脆度（crunchiness）仍降低37%。

该研究首次阐明稀有糖的立体化学差异如何通过水分迁移和热力学行为影响烘焙产品品质。阿洛酮糖展现出替代蔗糖的潜力，尤其在保持质构相似性方面；而塔格糖更适合需要柔软质地的产品。未来需关注这些替代糖对丙烯酰胺等加工危害物的影响，以及通过复配策略优化感官体验。论文发表于《Food Hydrocolloids for Health》，为功能性烘焙原料开发提供了科学范式。