物理加工豆粉在无麸质蛋糕生产中的性能评估：淀粉-蛋白质结构调控与感官品质优化研究

为解决无麸质烘焙产品结构松散、口感不佳的难题，加拿大圭尔夫大学食品科学系团队通过干热处理（DH）、挤压（extrusion）和高压处理（HPP）改性豆粉，系统评估其淀粉-蛋白质相互作用对蛋糕品质的影响。研究发现DH处理豆粉因保留完整淀粉颗粒并形成改性蛋白基质，其蛋糕孔隙率（38%）最接近氯化小麦粉对照（42%），但感官分析显示所有豆粉蛋糕在风味、质构上仍显著差异。该研究为高蛋白无麸质烘焙产品开发提供了新思路。

　　

随着乳糜泻和 gluten-free 饮食需求的增长，无麸质烘焙市场迅速扩张，但现有产品常面临结构塌陷、口感粗糙的困境。豆类作为高蛋白原料虽具潜力，但其致密的淀粉-蛋白质复合结构限制了加工性能。加拿大圭尔夫大学（University of Guelph）食品科学系的 Navneet 团队在《Food Structure》发表研究，通过物理加工技术破解豆粉应用瓶颈。

研究采用干热处理（190℃/15min）、挤压（30%水分/250rpm）和高压处理（500MPa/3min）三种方法改性海军豆粉，结合RVA粘度分析（含50%蔗糖溶液模拟蛋糕体系）、冷冻电镜观察蛋糕面糊微观结构，并开展仪器化质地分析与50人感官评价。关键发现包括：DH处理豆粉因形成改性蛋白基质包裹完整淀粉颗粒，在蔗糖溶液中展现最高粘度（较未处理粉提升2.3倍），其蛋糕孔隙率达38%最接近小麦粉对照；但所有豆粉蛋糕硬度（299-765g）显著高于对照（206g），且感官评分显示"豆腥味"和"致密质地"是主要差异点。

淀粉-蛋白质协同调控结构

通过RVA测试发现，氯化小麦粉在95℃保持阶段粘度达4801±114cP，而豆粉体系因淀粉含量低（40-50% vs 小麦粉70-75%）且存在天然屏障结构，粘度显著偏低。DH处理通过蛋白基质重构促进淀粉吸水膨胀，使蛋糕面糊中淀粉颗粒均匀嵌入连续相（图2c），而挤压处理导致淀粉预糊化，面糊失去支撑骨架（图2d）。

品质缺陷的根源解析

仪器测试显示豆粉蛋糕L^*值降低（58.3-70.0 vs 小麦粉76.4），△E>5表明明显色差，这与全豆粉含种皮多酚有关。质构分析揭示高硬度（667±26g）和低粘聚性（0.56±0.00）源于纤维颗粒打断淀粉-蛋白长程作用网络，冷冻电镜证实未处理豆粉面糊气孔稀疏且分布不均（孔隙率仅15%）。

加工技术的协同效应

尽管HPP处理未显著改变蛋白二级结构，但可能通过增强表面疏水性稳定气泡，使蛋糕孔隙率（23%）优于未处理组。感官CATA分析指出，70%受试者认为所有豆粉蛋糕"更致密"，而DH处理组因粘度优势在"湿润感"评分上表现最佳。

该研究首次建立豆粉RVA蔗糖体系粘度与蛋糕品质的关联规律，证实物理加工可部分弥补豆粉的功能缺陷。作者建议通过配方优化（如缓释膨松剂）、豆粉分级（去除种皮）和复合加工（DH+HPP协同）进一步提升产品品质，为开发清洁标签的高蛋白无麸质烘焙食品提供了理论依据和技术路径。