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综述:抗性淀粉关键结构域及其在调节肠道微生物群和短链脂肪酸生产中的作用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月24日 来源:Food Hydrocolloids 12.4
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本综述系统阐述了抗性淀粉(RS)的结构特性及其通过调控肠道菌群(Gut Microbiota)促进短链脂肪酸(SCFAs)生成的机制,为功能性食品开发提供理论依据。文中重点分析了RS类型(RS1-RS5)、微生物代谢途径(如丁酸生成)及健康效应(如改善炎症性肠病IBD),具有重要学术价值。
引言
gluten不耐受被定义为一种自身免疫性疾病,由遗传易感个体摄入gluten蛋白引发,包括乳糜泻、小麦过敏、非乳糜泻gluten敏感性和gluten共济失调等病症。目前gluten不耐受已成为最常见的终身性疾病之一,欧洲患病率约0.3%-2%。除遗传因素外,环境因素也与疾病发展相关。严格遵循无gluten饮食(GFD)是目前唯一的治疗方式。
gluten作为主要过敏原广泛存在于小麦、大麦、黑麦等谷物及其制品中,是最早被研究的食物过敏原之一。无gluten产品的开发旨在满足gluten敏感人群的特殊饮食需求,其中无gluten面包作为主食是其重要组成部分。常见无gluten原料包括大米、糙米、藜麦、荞麦、玉米和大豆等。但由于缺乏gluten蛋白,无gluten面包在生产中存在技术挑战,导致产品质量和质地较差。为改善品质,研究人员探索了多种方法,如添加亲水胶体(黄原胶、瓜尔胶、羟丙基甲基纤维素)部分替代gluten网络,使用乳化剂、酸性食品添加剂、酶制剂和蛋白质等新型外源物质,以及采用高静水压技术、非传统烘焙技术和发芽技术等工艺改进。
材料与方法
本研究使用植物乳杆菌LB-1(Lactiplantibacillus plantarum LB-1)发酵鹰嘴豆粉制备酸面团。鹰嘴豆粉含20.0%碳水化合物、35.0%蛋白质和7.0%脂肪(干重基础),大米粉含25.0%碳水化合物、10.0%蛋白质和1.0%脂肪。通过测定糊化特性、流变学行为、烘焙品质和功能特性,系统评估鹰嘴豆酸面团对无gluten面糊及面包品质的影响。
鹰嘴豆酸面团的发酵特性
图1(a)显示了植物乳杆菌LB-1在鹰嘴豆粉发酵过程中的生长曲线。初始接种量为7.00 log CFU/g,经过24小时发酵后,活菌数超过8.43 log CFU/g,表明鹰嘴豆基质为菌株生长提供了充足营养。对数生长期出现在发酵2-8小时,菌落数量显著增加。
对无gluten面糊性质的影响
添加鹰嘴豆酸面团显著降低了面糊的峰值粘度和崩解值,同时获得最高储能模量(G′ = 11,347 Pa)和平衡损耗因子(tan δ = 0.38–0.58)。淀粉分子有序性逐步增强,蛋白质分子构象更加稳定。这些结构改良直接提升了面包品质:鹰嘴豆酸面团无gluten面包(CSGF)表现出最大比容(2.50 mL/g)、最低烘焙损失(5.03%)、最低芯硬度(3.93 N)、均匀致密的芯结构(AF = 29.94%)以及最强的抗氧化活性。扫描电镜进一步证实CSGF中存在均匀致密的基质结构。
营养与功能特性
鹰嘴豆粉的添加使蛋白质、膳食纤维和抗性淀粉含量翻倍,不仅降低了血糖生成指数,还促进饱腹感。鹰嘴豆富含黄酮、多酚、多糖和可溶性膳食纤维等生物活性化合物,显著增强了面包的抗氧化活性。酸面团发酵过程中产生的胞外多糖作为天然增稠剂和稳定剂,改善了面团质地和弹性。乳酸菌创造的弱酸性环境促进了黄酮和多酚的富集,进一步增强了抗氧化活性。
结论
本研究系统评估了鹰嘴豆酸面团对无gluten面包品质的影响。鹰嘴豆酸面团的添加显著降低了无gluten面糊的峰值粘度和回生值,同时稳定了蛋白质构象并增强了淀粉分子的短程有序性。这些结构改良转化为面包品质的显著提升,包括增加比容、改善质地特性、形成均匀致密的芯结构以及增强抗氧化活性。研究结果突显鹰嘴豆酸面团作为生产高营养价值和理想感官品质无gluten面包的有效策略。
该技术不仅提高了无gluten原料的营养利用率,还部分替代了通常用于改善面团弹性和回弹性的合成食品添加剂,为无gluten烘焙配方的创新应用提供了理论基础。
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