《Journal of Cereal Science》:Effect of steeping duration on nutritional properties, flavor, and starch digestive characteristics of quinoa-wheat composite bread
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本研究针对藜麦面包因皂苷和异味导致的可接受性低、加工适应性差等问题,系统探究了不同浸泡时间(0、20、40、60分钟)对三色藜麦(黑、红、黄)复合面包品质的调控作用。通过分析营养成分、质构特性、体外抗氧化活性、淀粉消化动力学及挥发性风味物质,发现40分钟浸泡可有效去除皂苷、改善面包质地与风味,并维持较低的血糖生成指数(GI),为开发兼具营养与感官品质的低GI藜麦主食提供了理论依据。
随着糖尿病、高血压等慢性疾病发病率的年轻化趋势,全谷物食品因其健康价值日益受到关注。藜麦作为联合国粮农组织推荐的“全营养食品”,富含优质蛋白、膳食纤维和多酚等功能成分,但其含有的皂苷类物质会带来苦涩味,并破坏面包面团中面筋网络结构,导致面包体积缩小、质地硬化、风味不佳。如何平衡藜麦的营养价值与加工适应性,成为食品工业面临的挑战。
为突破这一瓶颈,四川旅游学院烹饪与食品科学工程学院的研究团队在《Journal of Cereal Science》发表论文,系统探讨了浸泡预处理对三色藜麦-小麦复合面包品质的综合性影响。研究通过模拟人体消化环境的体外实验,结合气相-离子迁移谱(GC-IMS)等技术,解析了浸泡时间对面包营养成分、质地、风味及淀粉消化特性的调控机制。
研究采用的关键技术方法包括:通过体外淀粉消化模型分析快速消化淀粉(RDS)、慢消化淀粉(SDS)和抗性淀粉(RS)含量;利用质构仪(TPA)测定硬度、弹性等参数;采用GC-IMS检测挥发性有机化合物(VOCs);并通过DPPH和FRAP法评估抗氧化活性。实验选用来自四川本地市场的黑、红、黄三色藜麦,浸泡时间设0、20、40、60分钟四个梯度,面包配方中藜麦粉添加量为12%(干基)。
3.1. 营养成分分析
浸泡处理对宏量营养素影响不显著,但延长浸泡时间会导致部分水溶性物质(如多酚)流失。黑藜麦(BCQ)与黄藜麦(YCQ)的碳水化合物含量随浸泡时间延长显著下降(p< 0.05),例如YCQ的碳水化合物从43.4 g(未浸泡)降至40.3 g(60分钟浸泡)。蛋白质和脂肪含量亦轻微减少,但浸泡对藜麦胚胎中富集的蛋白质、矿物质影响较小。
3.2. 色泽分析
浸泡时间对面包色泽参数L*(亮度)、a*(红绿值)、b*(黄蓝值)有显著调控作用。红藜麦(RCQ)和黄藜麦的L*值随浸泡延长而增加,面包色泽更亮;黑藜麦的L*值反而下降,可能与色素和灰分溶出有关。红藜麦经浸泡后a*值降低,感官评价最佳,说明浸泡可减轻藜麦的天然色泽对面包外观的干扰。
3.3. 质构特性
硬度与咀嚼性随浸泡时间延长呈下降趋势,其中红藜麦在浸泡20分钟后硬度从37.21 N降至29.39 N(p< 0.05)。弹性虽无显著变化,但整体质构更柔软。这是由于浸泡去除了皂苷对面筋网络的破坏作用,同时膳食纤维软化减轻了对网络结构的物理切割效应。黑藜麦在浸泡40分钟时表现出最低的硬度和咀嚼性,质构最优。
3.4. 比容分析
未浸泡的藜麦面包因皂苷干扰面筋形成,比容较低(如BCQ 00为2.02 mL/g)。随着浸泡时间延长,皂苷被去除,比容显著改善(如RCQ 03升至2.08 mL/g)。深色藜麦(BCQ、RCQ)的改善幅度大于黄藜麦,因其初始皂苷含量更高。
3.5. 体外抗氧化活性
DPPH和FRAP实验表明,浸泡导致抗氧化能力下降(p< 0.05),尤其是深色藜麦面包(BCQ 00、RCQ 00)的降幅更显著,与其较高的多酚含量流失有关。尽管浸泡改善了感官品质,但需权衡抗氧化物质的损失。
3.6. 淀粉消化特性
藜麦添加显著降低了面包的淀粉消化速率。未浸泡面包的RDS含量最低,RS含量最高,如BCQ 00的RS占比优于对照组。延长浸泡时间使RDS增加、RS减少,可能与膳食纤维和多酚的流失有关。红藜麦和黄藜麦在浸泡40分钟时GI值分别为85.6和90.3,仍低于白面包(94.6),表明适度浸泡可维持低GI特性。
3.7. 风味物质分析
GC-IMS鉴定出51种挥发性化合物,包括醛类(如糠醛、己醛)、醇类(如异丁醇)、酮类(如2-辛酮)和酯类(如己酸乙酯)。浸泡40分钟后,苯乙醛、己酸乙酯等呈果香、花香的物质信号增强,而具刺激性气味的戊醇等含量下降。红藜麦和黄藜麦在浸泡40分钟时风味轮廓最佳,呈现出清新的果香和烘焙香。
3.8. 感官评价
浸泡40分钟的面包在气味、组织度和口感上评分最高。未浸泡面包因皂苷残留有明显青草味和苦涩感,而浸泡后异味减弱,风味协调性提升。红藜麦和黄藜麦的面包在接受度上优于黑藜麦。
结论与意义
本研究明确浸泡预处理可通过去除皂苷、调整营养成分和风味物质,显著改善藜麦-小麦复合面包的食用品质。40分钟浸泡为最优条件,能在维持较低GI的同时提升面包的质地与风味。研究为藜麦在健康主食中的精准应用提供了技术路径,尤其适合需血糖管控的消费人群。未来需进一步优化浸泡工艺,平衡营养保留与品质提升的矛盾。