射频加热米粉对无麸质面包烘焙品质的调控效应

《Journal of Food Engineering》:Modulatory effects of radio-frequency heating of rice flour on baking quality of gluten-free bread

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月14日 来源:Journal of Food Engineering 5.8

编辑推荐:

   •射频凝胶化米粉(RFGRF)使无麸质米面包品质更佳。•糊化度(GD)和替代水平影响米面包品质。•RFGRF减少了原淀粉颗粒,促进了更一体化的基质形成。•最优配比显示出相对较强的氢键相互作用。•较高的糊化度和替代水平与较差的气孔稳定性相关。引言麸质相关疾病的发病率不断上升,加

  
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    射频凝胶化米粉(RFGRF)使无麸质米面包品质更佳。
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    糊化度(GD)和替代水平影响米面包品质。
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    RFGRF减少了原淀粉颗粒,促进了更一体化的基质形成。
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    最优配比显示出相对较强的氢键相互作用。
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    较高的糊化度和替代水平与较差的气孔稳定性相关。

引言

麸质相关疾病的发病率不断上升,加之注重健康的消费者广泛采用无麸质(GF)饮食,极大地加速了对无麸质产品的需求(Abou-Elsoud等人,2026)。作为一种重要的无麸质产品,米面包面临严峻的加工瓶颈:缺乏麸质导致无法形成连续且具有弹性的网络结构以保留气体,最终导致面团弹性和内聚力差,面包体积低且质地较差(Fan等人,2026)。现有研究试图添加亲水胶体、蛋白质或酶制剂来模拟麸质的粘弹性(Chen等人,2025)。然而,这些方法往往与消费者对"清洁标签"产品的偏好相冲突,且未能从根本上解决米粉基质固有的结构局限性。
因此,研究关注点日益转向米粉的直接物理改性,采用热处理方法在不添加外来添加剂的情况下重构淀粉和蛋白质(Yan等人,2024)。然而,传统加热方法(如挤压、热湿处理或蒸汽)受限于缓慢的导热传热、温度分布不均以及表面过热等问题,这些问题均可能损害面粉的功能特性(Feng等人,2026)。射频(RF)加热作为一种先进的介电加热技术,通过电磁能量驱动的体积加热克服了上述局限,能够实现材料整体的快速升温(Wang等人,2026)。可控的射频暴露已被证明能诱导淀粉部分糊化,并显著改变多种无麸质谷物(包括大米、玉米和藜麦)的加工特性(Chen等人,2026a;Hu等人,2026a)。
糊化度(GD)是决定改性面粉功能特性的关键参数(Xu等人,2026)。此外,我们此前的研究已证明,控制糊化度可以作为量化射频改性效果的关键指标(Hu等人,2025a)。众所周知,最佳的糊化度对于提高产品质量至关重要,因为糊化不足和过度糊化都会产生不利影响。例如,糊化度为69.58%的甘薯淀粉在小麦面团中产生了最佳品质,而糊化度超过30%的土豆粉则被发现会破坏馒头的内部组织结构(Li等人,2022;Xu等人,2026a)。改性面粉的替代水平同样对烘焙产品品质产生深远影响。然而,现有研究结果并不一致:一些研究观察到10%的改性米粉能改善面包品质,而另一些研究则报告30%替代率时面团加工性能更优(Villanueva等人,2019;Yan等人,2024)。这些差异表明,改性面粉的影响不仅取决于其糊化度,还取决于其在配方中的比例。尽管如此,尽管已有部分研究利用射频技术改善了无麸质面粉的加工特性,但将这些改性面粉应用于烘焙的系统性研究仍十分匮乏。
基于此,本研究旨在(1)通过射频加热制备糊化度(45-90%)精确可控的米粉,并以5%、15%和30%的替代水平将其纳入无麸质面包配方中;(2)系统表征糊化度和替代水平对米面团的微观结构、糊化特性、流变学特性、发酵特性和结构特性的影响;(3)从比容(SV)、质地和内部孔结构等方面评估所得面包品质,并通过相关性分析探讨面团特性与面包品质之间的关系。本研究预期能为生产清洁标签和高品质米面包提供理论基础。

各章节摘要

原材料

粳稻(品种:稻花香2号)购自中国陕西省杨凌区,其主要营养成分组成已在我们的先期研究中报道(Hu等人,2025a)。将大米磨成粉,过100目筛,密封于不透气的袋中,于4 °C避光保存。干酵母、食盐和糖购自当地超市。所有使用的化学试剂均为分析纯级别。

米面团和面包的制备

将300 g米粉分散于…中制备米浆

X射线衍射分析

面团的X射线衍射图谱和相对结晶度(RC)如图2A和B所示。所有样品均呈现典型的A型结晶模式,在15°、23°处有强衍射峰,在17°/18°处有双峰,与射频米粉(RRF)一致(Qu等人,2027)。这证实了RFGRF的添加仅改变了淀粉微晶的数量和有序度,并未改变面团基质中淀粉固有的晶体类型。在固定糊化度下,较高的替代水平导致…

结论

本研究证明,不同糊化度和替代水平的RFGRF配方在米面团理化性质和无麸质米面包品质方面表现出显著差异。RFGRF的添加改变了面团的结构性、流变学和糊化特性,以及面团在发酵和烘焙过程中的体积变化。在所研究的配方中,G60-15%表现出最佳的整体面包品质,具有最高的比容(SV)、最低的回硬度(10.36 N)以及…

CRediT作者贡献声明

胡东生:撰写 – 初稿,方法学,调查研究,形式化分析。袁佳洪:可视化,形式化分析,数据管理。张德瑞:验证,调查研究,数据管理。李瑞:监督,软件,概念化。李梦歌:可视化,方法学,形式化分析。王少金:撰写 – 审阅与编辑,监督,项目管理,概念化

未引用参考文献

Wang等人,2026a。

利益冲突声明

作者声明不存在已知的竞争性财务利益或个人关系,这些利益或关系可能被认为会影响本文所报告的工作。

致谢

作者衷心感谢国家自然科学基金面上项目(32673148)提供的资金支持。此外,我们感谢科学指南针(www.shiyanjia.com)提供结构表征服务。
胡东生|张德瑞|袁佳洪|李梦歌|李瑞|王少金
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