《LWT》：Use of pregelatinzed starch and pea proteins to improve nutritional value of traditional brioche: consequences on dough rheology and final product quality
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为应对高脂烘焙食品的健康挑战，本研究创新性地将预糊化淀粉与豌豆蛋白引入脂肪含量降低30%的布里欧修面团。该配方成功改善了面团流变特性与成品体积，并使产品营养评分（Nutriscore?）从E级提升至D级，为开发兼具良好感官与营养价值的烘焙食品提供了新策略。
布里欧修，这种充满黄油香气、口感柔软绵密的法式甜面包，在全球范围内，尤其是在法国超市的烘焙产品销售额中占据了近半壁江山，深受消费者喜爱。然而，美味的背后常伴随健康隐忧。传统布里欧修的脂肪含量高达14.7克/100克，其中饱和脂肪酸占比可观，这使其在法国通行的食品营养评分体系Nutriscore?中仅获得代表“需节制食用”的E级评分。在追求健康饮食的今天，如何在保留其诱人风味与质地的前提下，有效降低脂肪含量，成为食品科学家和烘焙工业面临的一项既诱人又棘手的挑战。脂肪在烘焙中并非“无用之物”，它对于形成面团适当的软硬度和延展性、提升发酵过程中的气体保留能力、以及赋予成品蓬松体积和柔软质地都至关重要。简单地减少黄油用量，往往会导致面团过硬、成品体积塌陷、口感变差等一系列问题。那么，是否存在一种“两全其美”的方案，既能显著“减脂”，又不牺牲布里欧修的灵魂——那美妙的质地与口感呢？近期，一项发表在食品科学领域知名期刊《LWT》上的研究，为这个问题提供了一个富有前景的答案。
为了探究改良方案，研究人员运用了多种关键技术方法。他们设计了包含传统配方对照、仅减少脂肪的配方（FRD）以及四个添加了不同比例（1.3至5.0克/100克面粉）预糊化蜡质玉米淀粉（PGS）与豌豆蛋白分离物（PPI）混合物的低脂配方。在面团分析阶段，使用Alveolab评估了面团的韧性（P）、延展性（L）和烘焙强度（W）；利用Mixolab测定了面团的稠度（C1）、剪切耐受性和芯部硬度潜力；通过流变仪分析了面团的粘弹性行为（G‘， G“， tan δ）；并采用不对称流场流分离技术（AF4）分析了小麦蛋白质聚集体的分子特征。在成品分析方面，通过体积扫描仪测定布里欧修体积与密度，并利用质构仪进行质地剖面分析（TPA），评估其硬度（Fmax）、弹性和内聚性。所有实验均至少重复三次，并使用统计软件进行差异显著性分析。
3.1. 面团分析
3.1.1. Alveolab
研究结果显示，单纯减少约40%的黄油（FRD配方）会使面团韧性（P）和延展性（L）均显著增加，烘焙强度（W）也随之上升。这表明脂肪减少反而促使面筋网络结构更强。然而，当在低脂基础上添加PGS和PPI混合物后，面团的流变行为发生显著改变。随着PGS+PPI添加量的增加，面团韧性（P）呈剂量依赖性大幅上升，最高增加了365%，但延展性（L）和弹性指数（Ie）却急剧下降。特别是添加量为5克/100克时，面团变得非常僵硬。这说明PGS和PPI的加入极大地增强了面团的强度和刚性，但牺牲了其延伸性能。PGS因其高水合能力，可能增强了淀粉与面筋之间的相互作用，从而促进了更强连续面筋网络的形成。
3.1.2. Mixolab
Mixolab测试进一步证实了上述趋势。减少脂肪后，面团稠度（C1）增加，而添加PGS+PPI后，稠度进一步提升了41%至89%，这有助于改善高脂面团通常过软、粘手、不易操作的问题。然而，随着PGS+PPI添加量的增加，面团的剪切耐受性下降，表明它们抵抗过度搅拌的能力不如面筋网络。在加热过程中，PGS+PPI的添加影响了面团的“热弱化”行为。值得注意的是，添加2.5克/100克的PGS+PPI能在一定程度上降低“芯部硬度潜力”，这预示着PGS中含有的乙酰化蜡质玉米淀粉可能有助于减缓淀粉回生，从而可能改善成品的柔软度保持性。但过高的添加量（如5克/100克）则会导致冷却后稠度（C5）过高，可能使成品芯部变硬。
3.1.3. 粘弹性行为
流变学分析揭示，在20°C下，脂肪对维持面团的粘弹性结构起着关键作用。单纯减少脂肪（FRD）会使面团的剪切应力（τ）和复数模量（G）下降约36%。而添加PGS+PPI可以有效补偿脂肪减少带来的粘弹性损失，使G和τ值恢复甚至超过对照组水平。其中，添加1.3和2.5克/100克PGS+PPI的面团，其粘弹性行为与对照组最为接近。所有面团的弹性模量（G‘）均高于粘性模量（G“），表现为典型的弹性主导行为。
3.1.4. 分子特征
通过AF4对蛋白质聚集体的分析发现，脂肪的存在有利于形成高分子量的蛋白质聚集体。减少脂肪后，聚集体分子量（Mw）下降。有趣的是，添加PGS+PPI后，虽然聚集体分子量继续降低，但其质量分数却增加了。这表明PGS和PPI的引入促进了更多、但分子量较小的蛋白质聚集体的形成。研究人员推测，PGS分子可能与谷蛋白聚集体发生相互作用，形成一种强韧的复合物，这从分子层面解释了为何面团韧性会大幅增强。
3.2. 烘焙后布里欧修的分析
3.2.1. 体积测定
产品的体积和密度是衡量烘焙成功与否的关键指标。令人惊喜的是，单纯减少脂肪并增加小麦粉（FRD）就能使布里欧修体积增加4.3%，密度降低7.7%。而添加1.3克/100克PGS+PPI的配方表现最佳，与对照组相比，体积增加了19.5%，密度降低了16.6%。直观对比也显示，改良配方的布里欧修内部气孔更大、更不规则，而对照组的气孔则小而规则。这得益于改良面团更好的气体保留能力。然而，当PGS+PPI添加量超过2.5克/100克时，由于面团过硬，反而限制了发酵和烘烤过程中的膨胀，导致成品体积变小、密度增高。
3.2.2. 质构分析
质地分析表明，单纯减少脂肪会使成品芯部硬度（Fmax）显著增加。然而，添加1.3克/100克PGS+PPI后，成品硬度可恢复至与对照组相当的水平。这归因于两个因素：一是PGS中的蜡质玉米淀粉具有抗回生特性，有助于保持柔软度；二是成品密度降低，结构更蓬松。当添加量过高时，硬度再次上升。在弹性和内聚性方面，PGS+PPI的添加会略微降低成品的弹性和内聚性，说明该混合物虽能模拟面筋网络的部分功能，但无法完全复刻其所有的质构特性。
3.3. 改良配方益处概述
综合各项指标，脂肪减少30%并添加1.3克/100克PGS+PPI的配方在多数方面均优于或等同于传统配方。营养计算显示，该配方的能量、总脂肪和饱和脂肪含量均显著降低，其Nutriscore?评分从E级（19分）提升至D级（15分），营养状况得到明确改善。感官接受度测试也带来了好消息：100名品评员给出了7.4/9的喜好度评分，且87%的品评员认为其柔软度“恰到好处”。
本研究得出结论，在布里欧修生产中，用少量乙酰化预糊化蜡质玉米淀粉（PGS）与非功能性豌豆蛋白分离物（PPI）的混合物替代部分小麦粉，可以成功补偿高达30%的脂肪减少所带来的负面流变学影响。关键在于添加量的精准控制：1.3克/100克面粉的添加量是最佳点。在此比例下，不仅能有效改善面团的加工性能（如增加稠度），还能显著提升终产品的品质，获得体积更大、密度更低、且硬度与传统产品相当的布里欧修。而过高的添加量则会因过度增强面团韧性、损害延展性而导致反效果。这项研究的成功之处在于，它没有仅仅进行简单的“成分替代”，而是通过引入PGS和PPI这种功能性混合物，系统性地调控和重塑了面团的微观结构（如蛋白质聚集体形态）和宏观流变特性，从而在“减脂”与“保质地”之间找到了一个精巧的平衡点。其意义不仅在于为开发更健康的布里欧修及其衍生品（如小餐包、潘妮托尼等）提供了具体、可行、且经过全面评估的配方方案，更在于为复杂烘焙体系（含糖、蛋、奶、脂）的配方改良提供了新的思路和方法论参考。未来，进一步剖析PGS与PPI各自的作用机制及二者的协同效应，将有助于我们更深入地理解并设计下一代营养与口感俱佳的烘焙食品。
