不同发酵方法对青稞重组面团及面包品质的影响机制研究

为解决高膳食纤维青稞在谷物制品中利用率低、加工性能差的问题，研究人员系统评估了直接发酵(STD)、酸面团发酵(SBD)和海绵面团发酵(SPD)对青稞重组面团及面包品质的影响。结果表明，SPD法使面团结合水比例提升2.73%，显著增强持水性；其面包硬度、弹性最接近对照组，感官评分最高(7.2分)，且最大比容达2.54 mL/g。该研究为功能性谷物面包加工提供了关键技术支撑。

　　

随着健康饮食理念的兴起，富含β-葡聚糖(β-glucan)和酚类化合物的青稞(Hordeum vulgare L. var. nudum)成为功能性谷物研究的热点。然而，青稞面粉中谷蛋白(gliadin)和麦谷蛋白(glutenin)含量低，难以形成强韧的面筋网络，导致面包比容小、质地松散，这严重制约了其在烘焙工业中的应用。目前，通过添加小麦面筋(vital wheat gluten)制备重组面团是主流解决方案，但不同发酵工艺对重组体系的影响机制尚不明确。

为攻克这一技术瓶颈，来自海南科技职业大学的Shiyuan Yang、Taotao Zhang等研究团队在《LWT》发表论文，首次系统比较了直接发酵(STD)、酸面团发酵(SBD)和海绵面团发酵(SPD)三种工艺对青稞重组面团及面包品质的影响。研究采用低场核磁共振(LF-NMR)分析水分迁移、傅里叶变换红外光谱(FTIR)解析蛋白质二级结构，结合动态流变测试、质构分析(TPA)和扫描电镜(SEM)等多维技术手段，建立了发酵工艺-面团结构-面包品质的关联模型。

3.1 LF-NMR分析

通过CPMG脉冲序列测定横向弛豫时间(T₂)，发现SPD面团结合水比例(A₂₁%)达14.53%，较对照组提升2.73%，显著增强持水性(p<0.05)。自由水比例(A₂₃%)降至4.33%，表明预发酵阶段促进了水分再分布。

3.2 FTIR分析

酰胺I带(1700-1600 cm^-1)去卷积显示，SPD面团β-折叠含量(35.44%)与对照组(34.13%)相当，显著高于STD组(27.00%)，证实其能形成更有序的蛋白质构象。

3.3 TPA分析

SPD面包硬度(892.31 g)最接近小麦面包(798.45 g)，咀嚼性降低23.7%。酸面团发酵(SBD)因24小时预发酵导致pH下降，面团网络稳定性受损，硬度显著增加(p<0.05)。

3.4 动态频率扫描

在1Hz频率下，SPD面团的储能模量(G'=10784.13 Pa)和损耗模量(G"=4183.26 Pa)与对照组最为接近，tan δ值(0.39)显示其具有理想的粘弹性平衡。

3.5 微观结构

SEM图像揭示SPD面包呈现连续均匀的面筋网络，而SBD样品存在微小孔洞。淀粉颗粒完全糊化，但青稞特有的盘状淀粉颗粒仍清晰可见。

3.7 面包品质

SPD面包比容(2.54 mL/g)显著高于STD(2.12 mL/g)，感官评分达7.2分(9分制)，主要得益于其近似小麦面团的流变特性和稳定的面筋网络。

该研究创新性地证明，海绵面团发酵(SPD)通过多重协同效应——包括预发酵产生的有机酸、小麦面筋的补充以及青稞β-葡聚糖的相互作用，显著优化了重组面团的加工性能。特别是4小时的预发酵时长既能激活内源酶活性，又避免了过度酸化对面筋网络的破坏，这一发现为高纤维谷物面包的工业化生产提供了关键技术参数。从产业应用角度看，该成果不仅拓展了青稞在健康主食领域的应用场景，更为燕麦、藜麦等无麸质谷物的品质改良提供了可借鉴的工艺模板。