《Food Chemistry》：Multi-model processing strategies for protein-enhanced pea bread
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本研究探讨了多模态加工策略对豌豆蛋白强化面包功能品质的影响。研究人员将爱尔兰豌豆籽粒（品种‘Carrington’）经超声（ultrasound, US）、微波（microwave, MW）及焙烤（roasting, R）单独或组合处理后，以35%豌豆-小麦复
本研究探讨了多模态加工策略对豌豆蛋白强化面包功能品质的影响。研究人员将爱尔兰豌豆籽粒（品种‘Carrington’）经超声（ultrasound, US）、微波（microwave, MW）及焙烤（roasting, R）单独或组合处理后，以35%豌豆-小麦复合粉制作面包。结果表明，多模态加工显著提升了含35%豌豆面包的功能特性，其中US+MW+R三重组合使面包比容最大且面包芯质地最柔软。处理还改善了水合动力学并延缓了面包老化进程。豌豆自身特性对面包的结构与品质具有显著影响。此外，加工处理对香气形成产生了积极的调节作用。该研究为开发优质植物蛋白强化烘焙产品提供了新的加工策略。
论文解读：多模态加工策略优化豌豆蛋白强化面包的结构、功能与风味
随着消费者对健康和环境可持续性的关注日益增强，全球食品体系正加速向植物基饮食转变。烘焙产品通过添加豆类蛋白和纤维来实现营养强化，豌豆因其丰富的蛋白质、膳食纤维、维生素和矿物质而成为重要原料。此外，豌豆还能通过固氮作用提高土壤肥力，具有良好的可持续性和经济效益。然而，豌豆粉部分替代小麦粉会稀释面筋网络并破坏面团基质，导致面包比容降低、质地变硬，并带来不良风味，这限制了豌豆在烘焙中的应用。传统加工方法如焙烤可以改善豌豆的感官和营养特性，新兴技术如超声（US）和微波（MW）也被证明可以改变蛋白质和淀粉的功能特性。但将这些技术单独或组合应用于豌豆籽粒，并系统评价其对强化面包品质的影响，此前研究不足。该研究旨在探究焙烤、超声和微波单独及组合处理对爱尔兰豌豆面包的技术-功能和营养特性的影响，相关论文发表在《Food Chemistry》上。
研究使用了爱尔兰豌豆籽粒（cv. Carrington，来源：Wynnes Ltd., Kildare, Ireland）作为原料，采用一体化设备（Model E200, Idco SAS, Marseille, France）进行超声（25 kHz, 200 W）、微波（1000 W）或二者联合（US+MW）处理，每次处理1 kg豌豆加2 L水，共4个循环，每循环3 min，循环间冷却5 min。处理后所有样品（包括仅浸泡30 min的对照组）均在170°C下焙烤16 min。未处理豌豆直接磨粉。另设商业匈牙利豌豆粉（CP；Mills & Folks, UK）和强筋小麦粉（W；Shackleton's Milling, Ireland）作对照。以35%豌豆粉和65%小麦粉制作面包，加水量由Mixolab测定。分析方法包括：共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）观察面包瓤微观结构；LECO燃烧法测蛋白质；NMR测脂肪；酶-重量法测膳食纤维；氨基酸分析仪测氨基酸谱；VolScan测比容；色度仪测颜色；C-Cell成像系统分析气孔结构；质构仪（TPA）测硬度、弹性等；SPME-GC-MS分析挥发性化合物。
研究结果分述如下。
3.1 Bread proximate composition and amino acid profile（面包近似组成和氨基酸谱）
添加豌豆粉显著提高了面包的蛋白质、灰分、脂肪和膳食纤维含量，且加工处理使爱尔兰豌豆面包的蛋白含量显著高于商业豌豆面包。处理后的面包水分含量升至约49–50%，比未处理面包（约42–43%）高，这与焙烤导致的蛋白变性和淀粉部分糊化增强吸水能力有关。氨基酸分析显示，豌豆粉的加入补充了小麦粉中限制性的赖氨酸、苏氨酸和亮氨酸，使必需氨基酸总量增加，而加工处理对氨基酸谱的影响很小。
3.2 Physical and structural properties of bread loaves（面包的物理和结构特性）
CLSM图像显示，豌豆面包中蛋白质（红色）和纤维（蓝色）明显多于小麦面包，形成致密不均匀的基质；处理后样品中纤维分布更细小且分散。所有豌豆面包的比容显著低于小麦面包，密度更高，这是面筋稀释和纤维干扰气体保留所致。但在爱尔兰豌豆面包中，IP+US+MW+R处理获得最高比容和最低密度，证明超声和微波具有协同效应。颜色方面，豌豆面包外壳和瓤的亮度降低，焙烤处理使外壳亮度更接近小麦面包。C-Cell气孔分析显示，豌豆面包的气孔数量、面积和直径均低于小麦面包，但IP+US+MW+R样品的细胞直径与小麦面包相等，表明其气孔结构更为开放。
3.3 Storage profiling - texture, moisture and A
w（储存期间的质构、水分和水活度）
第1天TPA结果表明，未处理豌豆面包的硬度显著高于小麦面包，而经焙烤或组合处理的面包硬度显著降低，其中IP+US+MW+R硬度最低且与小麦面包最接近。在7天储存期内，所有样品硬度逐渐增加，但小麦面包的硬化速率（35.3%）高于IP+US+MW+R（15.8%），说明组合处理延缓了老化。处理豌豆粉的面包在储存期间水分保持在45%以上，而未处理和商业豌豆粉面包低于42.5%；水活度在初期较高，第3天下降，第7天回升，总体上处理样品的水活度更高，有利于保持柔软度。
3.4 Volatile compound analyses（挥发性化合物分析）
共鉴定出93种挥发性化合物。小麦面包的挥发物丰度和多样性最低；豌豆粉的加入增加了大多数挥发物，尤其是醇类、醛类和萜烯类。焙烤处理（IP+R）使许多原始挥发物减少，但引入了焙烤特征香气；单独加入微波（IP+MW+R）显著增加了吡嗪、麦芽酚等Maillard反应产物，并提高了酵母代谢产物和脂质氧化产物；加入超声（IP+US+R）则增强了特定脂质氧化产物。三重组合IP+US+MW+R产生了更平衡的香气谱，有效掩盖了豌豆的豆腥味。
研究表明，豌豆粉的营养强化作用显著，但会给面包结构和风味带来挑战。焙烤可以改善质地和风味，而超声和微波的联合应用，特别是US+MW+R三重组合，能够协同改善面包的比容、硬度和香气。这一协同效应与超声和微波通过不同机制破坏豌豆蛋白-淀粉基质有关，两者共同作用可降低淀粉结晶度、改变蛋白质构象，从而改善面团粘弹性和气体保留能力。同时，焙
