《Food Research International》:Lactic fermentation-driven matrix remodeling of
Agaricus bisporus (J.E. Lange) Imbach flour modulates lipid, sugar, and antioxidant signatures in gluten-free bread
编辑推荐:
•乳酸发酵可改变双孢蘑菇面粉的特性,用于制作无麸质面包。•发酵后的面粉会改变糖分、脂质以及α-生育酚的含量。•相比添加量,发酵程度对面包抗氧化性能的提升作用更为显著。•发酵面包的碎屑更紧实,且口感更受消费者青睐。•过剩的蘑菇可被加工成具有功能性价值的循环食品原料。引言面包作为人类
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乳酸发酵可改变双孢蘑菇面粉的特性,用于制作无麸质面包。
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发酵后的面粉会改变糖分、脂质以及α-生育酚的含量。
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相比添加量,发酵程度对面包抗氧化性能的提升作用更为显著。
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发酵面包的碎屑更紧实,且口感更受消费者青睐。
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过剩的蘑菇可被加工成具有功能性价值的循环食品原料。
引言
面包作为人类食物已存在约14000年,至今仍是全球最常食用的主食之一(Arranz-Otaegui等,2018;Ribet等,2025)。它存在于众多文化中,既有传统的手工制作方式,也有现代的工业化产品。传统上,面包是用小麦粉、水、盐和发酵剂制成的,其中小麦因其含有的面筋而成为首选——面筋是由麦谷蛋白和麦胶蛋白组成的蛋白质成分。当这些蛋白质与水结合并经过机械搅拌后,会形成三维网络,赋予面团粘弹性,这对于气体保留和面包的结构形成至关重要(Mesta-Corral等,2024)。
由于临床需求或饮食偏好,市场对无麸质产品的需求不断增长,这促使人们开发出能够模拟传统小麦面包特性的替代品(El Khoury等,2018;?mídová & Rysová,2022)。无麸质面包的配方通常采用天然无麸质面粉和淀粉的混合物,如大米、玉米、木薯或土豆,再加入亲水胶体或树胶,以此弥补面筋的缺失,并模仿其粘弹性功能(Roman等,2020)。然而,这类替代品往往存在营养缺陷,因为它们通常由精制成分制成,纤维、蛋白质和生物活性化合物含量较低。引入营养价值较高的成分被证明是提升无麸质面包功能和感官品质的有效方法(Horstmann等,2017;Monteiro等,2021)。
在此背景下,食用蘑菇作为一种天然来源,富含高生物价值蛋白质、膳食纤维、B族维生素、矿物质以及具有抗氧化、抗炎和免疫调节作用的生物活性化合物(Kobus等,2024a;Lu等,2021)。除了营养价值外,蘑菇面粉在以小麦为基料的面包体系中还展现出技术功能,比如通过蘑菇蛋白质、膳食纤维与淀粉-面筋网络之间的相互作用,提高水分吸收率并改变面团结构(Salehi,2019;Sun等,2004)。近期,有一些研究探讨了将蘑菇面粉加入无麸质面包配方中的可能性。这些研究主要使用未经发酵的蘑菇品种,发现较高添加量会导致面包碎屑硬度增加、体积减小且结构更加紧密,这些变化通常与气体保留能力下降和面团硬度上升有关。尽管这类配方具有更好的抗氧化能力和更高的营养价值,但口感的恶化使得其在较高替代比例时难以被消费者接受(Kobus等,2024;Schneider & Zettel,2025)。需要强调的是,现有研究主要集中在未经发酵的蘑菇面粉以及不同种类的双孢蘑菇上,尚未系统研究发酵过程或不同蘑菇品种对面团结构、气体保留能力以及面包整体品质的影响。因此,发酵与未发酵食用蘑菇面粉在无麸质烘焙体系中的技术和功能作用仍需进一步了解(Kobus等,2024)。
双孢蘑菇是全球栽培和消费最广泛的食用蘑菇品种之一,因为它味道温和、营养丰富、含有多种生物活性化合物,且适用范围广。不过,新鲜蘑菇属于易腐产品,水分含量高且代谢活跃,因此保质期短,损耗严重。因此,尽管这些蘑菇在营养上仍适合食用,但由于外观缺陷或新鲜度下降,很大一部分双孢蘑菇会被丢弃或贬值。在这种情况下,将过剩的新鲜蘑菇转化为脱水面粉是一种有效的回收策略,既能让它们重新进入食物链,又能延长保质期,减少食物浪费(Barua等,2024;Calleja-Gómez等,2025;Mirabella等,2014;S?awińska等,2022)。此外,通过乳酸发酵还能进一步提升这一潜力,因为该过程不仅能提高生物活性化合物的生物利用率,还能改善产品的感官特性。经过发酵、干燥和研磨处理后的蘑菇,可以变成稳定的功能性原料,应用于各种食品中(Jab?ońska-Ry?等,2019;Sawant等,2025;Zhao等,2022)。
基于此,本研究旨在探究乳酸发酵如何改变双孢蘑菇面粉的基质结构,以及这些结构和成分的变化如何影响无麸质面包的面团流变特性、气体保留能力、碎屑结构以及营养功能特性。为此,我们将天然双孢蘑菇面粉和发酵后的双孢蘑菇面粉按不同比例加入大米-玉米-木薯混合体系中,以研究基质与体系之间的相互作用。研究重点在于发酵过程中游离糖、脂肪酸、α-生育酚及抗氧化能力的重新分布,以及它们与面团膨胀程度和面包口感之间的关系。这项研究的意义在于揭示真菌基质生物转化如何重新定义蘑菇面粉在无麸质体系中的结构-功能关系(Yu等,2025)。此外,将过剩的双孢蘑菇转化为稳定的发酵面粉原料,也符合循环食品设计理念和可持续发展目标。
章节摘要
材料
这些蘑菇面粉来自葡萄牙布拉干萨当地市场收购的过剩新鲜双孢蘑菇子实体。这些蘑菇仍适合人类食用,符合食品级标准,但由于外观缺陷或商业价值降低,并非用于直接零售。这些蘑菇经过清洗、切片后,使用工业脱水机在40℃下脱水72小时(Klarstein Master Jerky 300,Klarstein,柏林)。
大米-玉米-木薯混合面粉的营养化学成分及技术功能
对大米-玉米-木薯混合面粉的表征可为分析用未经发酵和发酵双孢蘑菇面粉部分替代后对面团和面包产生的变化提供技术和营养学依据。
这种混合面粉的含水量较低(12.0 ± 0.5 g/100 g干重),处于面粉储存的安全范围内(Awol等,2023),这主要得益于其中较高的谷物占比。其主要宏观营养素为非纤维碳水化合物(83.1 ± 0.5 g/100 g)。
结论
本研究结果表明,乳酸发酵是一种有效的基质重塑策略,能够重新定义双孢蘑菇面粉在无麸质面包体系中的结构-功能关系。发酵过程中蘑菇基质的生物转化显著影响了面团的膨胀行为、气体保留能力以及碎屑结构,这说明蘑菇基质的改变与以淀粉为基础的面包体系的粘弹性表现之间存在直接关联。
除此之外
CRediT作者贡献说明
Ana Saldanha:论文撰写——初稿撰写、研究工作、数据整理。Mikel A?ibarro-Ortega:研究工作、数据整理。Diogo Salvati:研究工作、数据整理。Dejan Stojkovi?:研究工作。Jovana Petrovi?:研究工作。Lillian Barros:论文撰写——审阅与编辑、项目监督。Manuel A. Coimbra:论文撰写——审阅与编辑、项目监督。Manuel Gomez:研究工作。Laura Roman:研究工作、数据整理。Jo?o C.M. Barreira:论文撰写——审阅与编辑。Maria Inês Dias:论文撰写——
未引用参考文献
Achalu, Tessema和Ayele,2025
Curti等,2022
Mauro, Vela和Ronda,2023
Mohamed等,2024
Nadeem等,2010
Qiu等,2024
Singh, Saini, Kumar, Chawla和Kaushik,2025
Verbeke, Debonne, Versele, Van Bockstaele和Eeckhout,2024
Wang, Liu, Zhang和Lian,2024
Xu等,2021
Zhang, Ruan, Cheng, Zhou和Liang,2019
利益冲突声明
作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益冲突或个人关系。
Ana Saldanha|Mikel A?ibarro-Ortega|Diogo Salvati|Dejan Stojkovi?|Jovana Petrovi?|Lillian Barros|Manuel A. Coimbra|Manuel Gomez|Laura Roman|Jo?o C.M. Barreira|Maria Inês Dias