小麦面包强化绿扁豆：提升品质与降低丙烯酰胺的创新策略

本研究针对小麦面包(WB)营养单一及丙烯酰胺(AA)安全隐患问题，通过添加不同处理方式（未处理N、研磨M、发酵F）的绿扁豆，系统评估了5-25%添加量对面包感官品质、挥发性成分(VC)及AA含量的影响。发现5-15%发酵未研磨扁豆可维持面包整体接受度(OA)，同时显著降低AA水平，为开发安全营养的功能性面包提供科学依据。

　　

随着健康饮食理念的普及，营养强化型烘焙食品成为研究热点。传统小麦面包(WB)虽广受欢迎，但存在氨基酸组成不平衡、膳食纤维不足等问题。更值得关注的是，高温烘焙过程中产生的潜在致癌物丙烯酰胺(AA)已成为食品安全领域的重要挑战。国际癌症研究机构(IARC)将AA列为2A类致癌物，而面包作为全球主食，其AA暴露风险不容忽视。与此同时，绿扁豆因其高蛋白、富集必需氨基酸和生物活性物质的特性，被视为理想的营养强化原料，但其添加可能通过美拉德反应加剧AA形成——这一矛盾成为食品科学家亟待解决的难题。

立陶宛健康科学大学(Lithuanian University of Health Sciences)动物科学学院的研究团队创新性地将微生物发酵技术与物理处理工艺相结合，系统探究了不同处理方式（未处理N、研磨M、乳酸植物杆菌发酵F）的绿扁豆在5-25%添加范围内对WB多重特性的影响。研究发现，5-15%发酵未研磨扁豆的添加在维持消费者接受度(OA=4.2/5分)的同时，能将AA含量控制在11.9-35.6 μg/kg，显著低于欧盟标准限值(50 μg/kg)。这项发表于《Food Chemistry: X》的研究为平衡营养强化与食品安全提供了关键技术路径。

研究采用多维度分析技术：通过质构仪测定硬度变化，气相色谱-电子捕获检测器(GC-ECD)检测AA含量，固相微萃取-气相色谱质谱联用(SPME-GC-MS)解析VC图谱，结合CIE Lab*色度系统评估色泽变化。所有实验均设置三重生物学重复，数据经IBM SPSS Statistics进行多因素方差分析。

3.1 感官接受度与质构特性

添加25%未发酵研磨扁豆导致OA显著降低（降幅达22%），而5-15%发酵未研磨组与对照组无统计学差异。发酵处理能有效缓解扁豆特有的"豆腥味"，这得益于乳酸菌代谢产生的3-甲基-1-丁醇等风味物质。但48小时储存后，多数样品硬度增加30-50%，仅15%未研磨组保持与对照组相当的质构特性。

3.2 关键品质参数

总滴定酸度(TTA)随发酵程度显著升高（最高达2.5°N），与面包比容呈负相关(r=-0.697)。有趣的是，未研磨扁豆使面包孔隙率提升至80.8%，而研磨组因破坏面筋网络导致孔隙率下降至55.4%。水分含量与AA水平呈正相关(r=0.513)，暗示水分调控可能影响AA形成动力学。

3.3 丙烯酰胺形成机制

研磨处理使AA含量激增2.1倍，这与细胞破裂释放天冬酰胺和还原糖直接相关。发酵虽然降低游离天冬酰胺含量（补充材料表S2），但通过促进蛋白水解反而增加AA前体物质。关键发现是：5-15%发酵未研磨组的AA(28.3±3.2 μg/kg)显著低于研磨组(49.8±4.1 μg/kg)，且与苯乙醇含量呈强负相关(r=-0.681)。

3.4 挥发性成分谱

主成分分析显示，2-乙基吡嗪等美拉德反应产物与AA含量正相关，而γ-戊内酯等发酵衍生物与AA负相关。这为通过VC监测间接控制AA提供了生物标记物。

该研究建立了扁豆添加量-处理方式-品质安全的量化关系模型，证实15%发酵未研磨扁豆是最佳添加方案，在营养强化（蛋白质增加24%）、感官接受（OA=4.5/5）与安全控制（AA降低40%）间取得平衡。研究创新性地揭示物理处理（研磨）比微生物发酵对AA形成的影响更为显著，这一发现对谷物制品加工工艺优化具有普适指导意义。未来研究可进一步解析扁豆品种差异与烘焙参数交互作用，为个性化营养面包开发提供理论支撑。