蜂花粉添加对基于米粉的无麸质面团微生物特性和质地特性的影响

《Applied Food Research》：Effect of bee pollen addition on microbial and textural characteristics of rice flour–based gluten-free dough

　　阿特菲赫·巴哈杜鲁（Atefeh Bahadorloo）|纳菲塞·达瓦蒂（Nafiseh Davati）|阿里尤·埃玛米法尔（Aryou Emamifar）
伊朗哈梅丹布阿里·西纳大学（Bu-Ali Sina University）食品工业学院食品科学与技术系

**摘要**
生产无麸质（GF）面包以替代小麦粉制成的面包，尤其是对于乳糜泻患者来说，是一项具有挑战性的任务，因为无麸质面包的质地较差、体积较小且营养价值有限。本研究探讨了添加蜂花粉（BP）和羟丙基甲基纤维素（HPMC）对以米粉为基础的无麸质面团（GFD）的质地和微生物特性的影响。制备了含有0%、3%和5%蜂花粉的面团样本，并分别添加或不添加3%的HPMC。结果显示，蜂花粉和HPMC显著降低了面团的弹性（p < 0.01），同时增加了面团的硬度（p < 0.01）。相反，蜂花粉的添加提高了面团的粘性、胶凝性和咀嚼性。所有面团样本中均未检测到霉菌。蜂花粉和HPMC的添加显著减少了面团中的酵母数量（p < 0.01），而乳酸菌的数量显著增加（p < 0.01）。扫描电子显微镜分析显示，蜂花粉和HPMC的添加促进了面团的糊化作用，并形成了变形的椭圆形颗粒；同时HPMC减少了孔隙的数量和蛋白质结构的可见性。含有HPMC的面团在发酵过程中高度增加，塌陷程度减小。这些结果表明，蜂花粉和HPMC有助于改善无麸质面包的质量，并具有在乳糜泻患者食品生产中应用的潜力。

**1. 引言**
面包是全球消费最广泛的食品之一，产量巨大但保质期较短。过去十年中，被诊断为乳糜泻的人数不断增加，这是一种由摄入含麸质食物引发的自身免疫性疾病，因此乳糜泻患者不能食用小麦制品（Conte等人，2016年）。这一情况为无麸质（GF）产品的开发创造了机会，特别是无麸质面包（Collar等人，2015年）。由于无麸质面团缺乏麸质，无法有效捕获发酵气体或在烘焙过程中形成稳定的结构，因此无麸质面包通常质地脆弱、内部组织松散、颜色较浅、体积小、营养价值低且风味不佳（Gallagher等人，2004年；Haixi等人，2025年；Houben等人，2012年）。为了解决这些问题，研究人员探索在无麸质配方中添加功能性成分，通常使用米粉或玉米粉以及羟丙基甲基纤维素（HPMC）等羟胶体和非麸质蛋白质来模拟麸质的功能（Capriles & Arêas，2014年；Manik & Nur，2021年）。为了提高乳糜泻患者的食品营养价值，其配方应富含功能性生物活性成分。近年来，天然的高营养化合物如蜂花粉因具有促进健康的潜力而受到关注。蜂花粉在食品和医药领域有传统应用，具有预防多种疾病（包括心血管疾病、2型糖尿病和癌症）的作用，并具有抗炎特性（El-Seedi等人，2024年；Saad，2025年；Sanlier等人，2026年）。研究还表明，蜂花粉可增强人体细胞中的酚类物质含量和抗氧化活性，改善产品的氧化稳定性和保质期（Anjos等人，2019年；de Florio Almeida等人，2017年；Mashhadi等人，2024年；Novakovi?等人，2021年；Turhan等人，2017年；Yan等人，2021年）。蜂花粉是一种天然产物，其成分因来源、地理位置和气候条件而异。其功能性得益于其丰富的成分（Bogdanov，2012年）。Thakur和Nanda（2020年）对100多项研究的系统综述表明，蜂花粉约含有18.50%–84.25%的碳水化合物、4.50%–40.70%的蛋白质、0.41%–13.50%的脂质、0.15%–31.26%的纤维、0.50%–7.75%的灰分、2.77–28.49克/100克的葡萄糖、4.9–33.48克/100克的果糖、0.05–9.02克/100克的蔗糖、3.06–13,366.60毫克/千克的钾、234.40–9,587.00毫克/千克的磷、1.09–5,752.19毫克/千克的钙、44.00–4,680.53毫克/千克的镁、0.10–105.80毫克/千克的锌以及0.69–213.20毫克GAE/克的总酚类物质。蜂花粉的成分多样性对其功能特性起着关键作用。虽然本研究未直接分析所用蜂花粉的具体成分，但在文献报道的成分范围内可以合理解释其对面团特性的影响。显然，蜂花粉中的营养成分能有效促进乳酸菌（LAB）和酵母的生长（Reffai & Fechtali，2025年）。酸面团发酵通过产生香气化合物和通过乳酸菌及酵母的酶活性改变淀粉结构来提升面包质量（Islam & Islam，2024年）。面团的酸化以及微生物对淀粉和蛋白质的分解在储存过程中改善了面包的物理化学性质，有助于延缓陈化和增加硬度（Coretti等人，1998年；Dou等人，2023年）。多项研究表明，蜂花粉在烘焙产品中的应用可以显著提高产品的抗氧化活性、营养价值和感官品质（Aldarf等人，2023年；Conte等人，2018年；Ertosun等人，2023年；Goberto等人，2023年；Jalili等人，2022年；Yan等人，2021年）。然而，目前尚无研究探讨蜂花粉添加对发酵过程（如发酵时间和体积增加）或改善无麸质面粉面团质地缺陷的影响。假设将蜂花粉纳入无麸质面团配方中可以通过提供必需的营养成分来促进发酵，从而改善无麸质面包的感官品质。此外，蜂花粉中的多糖、纤维和蛋白质可能有助于改善其质地。本研究旨在评估蜂花粉和HPMC对发酵过程、微生物群落、质地特征以及米粉基无麸质面团宏观和微观变化的影响，最终目标是开发适合乳糜泻患者的优质无麸质面包。由于感官品质更适于在最终烘焙产品中进行评估，因此本研究未对其进行评价。这些分析已单独进行，将在其他报告中详细说明。

**2. 材料与方法**
2.1. 材料
蜂花粉于2023年7月从伊朗哈梅丹的当地养蜂人处获取，活性干酵母购自伊朗Razavi公司。所有化学化合物、溶剂和试剂均来自美国Sigma-Aldrich公司和德国达姆施塔特的Merck公司。
2.2. 无麸质面团的制备
按照Aldarf等人（2023年）的方法，使用研磨机（Toosshekan Khorasan公司，伊朗）将100克室温干燥的蜂花粉研磨并过筛。根据表1制备不同的无麸质面团配方。将干成分与油和90毫升40 ± 2°C的沸水混合后，使用电动混合器（Bonito HM-150D，德国）进行混合。首先用铲子搅拌成分，然后使用带有S形桨的电动混合器按照四步程序进行面团制作：中速1分钟、高速30秒、中速2分钟、高速最后30秒。将面团分装到45克模具中，在30°C下发酵1小时（Conte等人，2018年；Gujral等人，2003年）。

**表1. 不同配方面团的成分（%干重）**
| 组别 | 蜂花粉 | HPMC | 盐 | 糖 | 酵母 | 油 | BP | HPMC+BP |
|----|------|------|------|------|------|------|------|------|
| 对照 | 84.58 | | 2.22 | 4.54 | 3.33 | 6.66 | | | |
| 3%蜂花粉 | 84.58 | 3.00 | | 4.54 | | 3.33 | | |
| 3%HPMC | 84.58 | 3.00 | | 4.54 | | | | | |
| 3%HPMC+3%蜂花粉 | 84.58 | 3.00 | | 4.54 | | 6.50 | 3.00 | |
| 3%HPMC+5%BP | 84.58 | 3.00 | | 4.54 | 6.50 | 5.00 | | |
**注：BP代表蜂花粉，HPMC代表羟丙基甲基纤维素**
2.3. 微生物分析
根据Bahrami等人（2024年）和ISIRI（2008年）的方法，在发酵结束后进行微生物分析。面团样品在无菌条件下使用Bag Mixer（Interscience公司，法国）混合2分钟后进行系列稀释至10??。对于乳酸菌的计数，取适当稀释液的1毫升接种到Man Rogosa Sharpe琼脂（MRSA）平板上，在37°C下培养48小时。对于真菌的计数，将适当稀释液的0.1毫升涂布在酵母葡萄糖氯霉素琼脂（YGCA）平板上，在22°C下培养3–5天。
2.4. 面团质地的宏观和微观变化
通过摄影方法每隔5分钟观察发酵过程中样品的宏观变化。使用扫描电子显微镜（FEI Quanta 450 FEG，美国）在5 kV、15 kV和25 kV下观察冻干后的面团颗粒，放大倍数为500–8000倍（Kim等人，2003年）。图像处理使用ImageJ软件完成。
2.5. 质地特征分析
使用SANTAM仪器（伊朗）进行质地分析。将发酵面团放入内径50毫米、高度75毫米的杯子中。测试条件包括6千克的负载细胞、直径48毫米的圆柱形探针、15厘米的穿透深度、60毫米/分钟的测试速度和50%的压缩比，进行两次往复循环。根据力-时间曲线计算硬度、咀嚼性、胶凝性、粘性和弹性（Samie等人，2023年）。
2.6. 统计分析
使用ANOVA（SPSS v20）分析蜂花粉（0%、3%、5%）和HPMC（0%、3%）对面团特性的影响，随后通过LSD检验确定p < 0.01的显著差异。所有实验重复三次，结果以平均值±标准差（SD）表示。

**3. 结果与讨论**
3.1. 无麸质面团中的真菌和乳酸菌数量
酵母计数结果显示，蜂花粉和HPMC的水平对发酵后的酵母群体有显著影响（p < 0.01）。如图1(A)所示，随着蜂花粉含量的增加，酵母数量减少，其中含有HPMC和5%蜂花粉的样品中酵母数量最低（7.34 CFU/g），而不含蜂花粉或HPMC的配方中酵母数量最高（9.16 CFU/g）。尽管观察到酵母数量的变化，但在所有无麸质面团配方中均未检测到霉菌生长，表明发酵系统形成了抑制真菌生长的屏障。这种抑制效应可能是由乳酸菌和酵母的联合代谢活动引起的，它们通过酸化和产生抗菌代谢物改变了面团的微环境。先前的研究表明，有机酸（尤其是乳酸和乙酸）的积累会使面团pH值降低，不利于真菌繁殖（Moore等人，2008年；Sami等人，2020年）。此外，非离子形式的乳酸可以穿透真菌细胞膜，导致细胞内酸化并破坏细胞稳态（Lafuente等人，2024年）。挥发性发酵副产物如乙醇和乙酸乙酯进一步增强了抗菌效果（Axel，2015年）。这些相互作用机制共同解释了实验配方中完全没有霉菌的现象。类似的综合效应也可能解释了随着蜂花粉含量增加酵母数量减少的现象。特别是在含有HPMC和5%蜂花粉的配方中，乳酸菌发酵产生的酸化作用和有机酸浓度的增加为酿酒酵母创造了不利生长条件。蜂花粉添加导致酵母数量减少可能归因于蜂花粉的营养成分促进乳酸菌活动以及蜂花粉本身带来的发酵作用。

**结论**
本研究表明，蜂花粉和HPMC有助于改善无麸质面包的发酵过程、微生物群落、质地特征以及宏观和微观变化，有望开发出更适合乳糜泻患者食用的优质无麸质面包。由于感官品质更适合在最终烘焙产品中进行评估，因此本研究未对其进行评价。这些分析已单独进行，并将在其他报告中详细报告。此外，HPMC可能通过结合水分、减少水分可用性和增加酸度来抑制微生物生长，从而增强抗真菌效果。研究结果表明，不同浓度的BP和HPMC显著影响了培养后无麸质面团（GFD）中乳酸菌（LAB）的数量（p < 0.01）。请下载高分辨率图像（377KB）或全尺寸图像。

图1. 不同配方无麸质面团中的酵母（A）和乳酸菌（B）数量。误差条表示三次重复测量的标准偏差。不同字母表示统计学上的显著差异（p < 0.05）。根据图1(B)，随着BP浓度的增加，乳酸菌数量增加，在含有HPMC和5% BP的配方中达到最高值8.3 CFU/g，而仅含HPMC的样本中乳酸菌数量最低（7.83 CFU/g）。含有BP和HPMC的配方比不含HPMC的配方拥有更多的乳酸菌。这些观察结果得到了Mora-Adames等人（2021年）的研究支持，他们报告说BP可以通过酵母、厌氧乳酸菌和蜂源酶进行微生物发酵，产生富含乳酸菌的益生菌产品，当加入食品基质中时可以增强乳酸菌群落。Rezaei等人（2013年）也报告说，瓜尔胶和阿拉伯胶等水胶体可以通过捕获空气和减少水分来保护冷冻酸奶中的乳酸菌细胞，从而在压力条件下最小化细胞膜损伤。此外，他们还表明，瓜尔胶对水分的吸收会导致有机酸浓度增加，进而降低pH值，为乳酸菌的增殖创造有利条件，并抑制竞争性微生物的生长。

BP与HPMC共同发挥抗微生物作用的科学机制和内在原因涉及无麸质面团基质内的生化抑制和物理化学限制。在分子层面上，HPMC通过羟基介导的氢键结合自由水分子，将可移动的水转化为不易获得的结合水。这降低了水分活度（aw），更重要的是，减少了分子的流动性，直接限制了微生物的酶促反应、底物运输和细胞代谢（Rosell等人，2001年；Sabanis & Tzia，2011年）。同时，BP中的多糖成分进一步促进了水分的隔离，增强了自由水的可用性。这种受限的水相抑制了微生物增殖所需的渗透平衡和养分扩散。此外，BP衍生的酚类化合物和黄酮通过干扰微生物细胞膜、破坏脂质双层、增加膜通透性和诱导细胞内氧化应激来发挥直接的抗微生物作用，从而损害膜完整性、酶功能以及依赖ATP的代谢途径（Denisow & Denisow-Pietrzyk，2016年；Pascoal等人，2014年）。从结构角度来看，HPMC在面团基质中形成一种致密的凝胶状水胶体网络，作为氧气和可溶性养分的扩散屏障。这一屏障效果对于抑制霉菌特别重要，因为霉菌孢子需要足够的氧气传递和局部水分来进行发芽和菌丝生长（Cao等人，2023年；Seekles，2023年；Sephton-Clark & Voelz，2018年）。因此，BP-HPMC组合系统建立了多种内在的抑制机制，包括减少水分流动性、膜破坏和质量传递限制，共同抑制了微生物的生长。与酵母数量的变化相一致，培养后所有无麸质面团配方中都没有检测到霉菌生长，表明该发酵系统建立了多重抑制霉菌发展的屏障。

3.2 无HPMC无麸质面团的微观变化
如图2所示，扫描电子显微镜（SEM）观察表明，对照组和3% BP样品显示出均匀分布的表面孔隙，而5% BP配方则显示出较大且分布不规则的孔隙，细小孔隙较少。与Srikanlaya等人（2018年）的发现类似，这些孔隙可能是由于BP刺激酵母和乳酸菌活动产生的二氧化碳释放形成的气泡细胞结构。5% BP面团的结构不规则性可归因于聚合物组成的不均匀性、面团强度的不一致以及二氧化碳压力分布的不均匀性。面团膨胀分析进一步支持了这些结构差异，5% BP样品的效果比对照组和3% BP样品更为明显。

Jalili等人（2022年）报告称，适量的BP（6–9%）通过增强水分吸收来提高面团粘度，促进气泡细胞的均匀形成，而过量的BP会导致面团变硬和孔隙不均匀。Bleha等人（2019年）解释说，BP含有耐酸的外壁和敏感于酸的内壁。在发酵过程中，酸通过外壁孔隙扩散并降解内壁层，释放出细胞质中的糖分，为微生物发酵提供能量，从而增加气体产量并形成更大的孔隙。凝胶化分析显示，对照组面团的凝胶化程度最低，而3% 和5% BP添加后凝胶化程度增加。BP可能增强了乳酸菌的活动和酸化作用，降低了pH值，促进了淀粉的凝胶化和蛋白质的变性。Ammar等人（2020年）也展示了类似的效果，当高蛋白、高纤维面粉（alhydwan面粉）包裹淀粉颗粒时，在烘焙温度下增强了凝胶化强度，并产生了不透明的表面层。此外，alhydwan面粉中的高纤维含量导致了连续的结构，与片状结构无关。在本研究中，BP中的蛋白质和纤维含量以及增加的酸度可能共同促进了更大的凝胶化作用，这与Brochard等人（2021年）的报告一致，他们发现富含BP的栗子面团中的凝胶化作用得到了增强。对照组样本中没有蛋白质结构，但在3% 和5% BP样本中出现了厚壁结构，这归因于BP中的蛋白质含量（Chernenkova等人，2019年）。关于淀粉形态，对照组面团含有完整的球形颗粒（约1 μm）， typical of native starch。相比之下，含有BP的样本显示出椭圆形颗粒和细小刺状颗粒（约3 μm），对应于BP颗粒。BP颗粒的形状和表面纹理自然多变，呈现圆形、略长形、椭圆形或多边形，表面可能光滑、有刺、致密或起皱，或者在干燥过程中出现纵向裂纹（Bleha等人，2019年；El-Kholy等人，2019年）。在本研究中，高温干燥产生了更小、起皱的颗粒，这与Isik等人（2021年）的研究结果一致，他们发现新鲜BP颗粒的表面更加均匀、光滑且较大。这是由于水分流失和颗粒表面糖分之间的桥接作用，使颗粒看起来收缩和起皱。

此外，Mora-Adames等人（2021年）表明，BP在发酵过程中会发生结构降解，变得膨胀、凝胶化和变形。与此一致，本研究在含有BP的样本中发现了中心有凹痕的凝胶化淀粉颗粒（约5 μm）、膨胀的淀粉颗粒（约4 μm）和多边形颗粒（约3 μm）。总体而言，对照组面团中完整的淀粉和BP颗粒最为丰富，而在3% BP和5% BP配方中逐渐减少，这可能是由于BP引起的凝胶化作用。

3.3 含HPMC无麸质面团的微观变化
对微观结构特征的分析（图3）显示，不含BP的面团包含许多细小孔隙以及一些大而分布不规则的孔隙（10和28 μm）。添加BP（3%和5%）显著增加了凝胶化的非多孔区域的范围，5% BP配方由于淀粉完全凝胶化，表面几乎完全被堵塞。HPMC的存在进一步减少了含BP样品中的孔隙数量和大小，这与它的吸水性、增粘性和成胶行为一致，导致孔隙堵塞。类似的水胶体引起的结构致密化现象也出现在黄原胶和CMC在无麸质基质中的情况（Ammar等人，2020年；Mert等人，2016年）。

在含HPMC的面团中，主要的颗粒结构包括变形的淀粉和BP颗粒（多边形约3.6 μm；中心有凹痕约6 μm；起皱约2.5 μm）。在3% BP样品中，仍可见少量未膨胀的完整淀粉颗粒（约7.1 μm），而在5% BP面团中，淀粉颗粒已无法辨认，这归因于酸度增加导致的凝胶化加剧和颗粒破坏。在没有BP和3% BP的样品中观察到膨胀的淀粉颗粒（约4 μm），但在5% BP中则不存在。从不含BP到3% 和5% BP配方的凝胶化程度逐渐增加，导致表面越来越明亮和均匀。随着HPMC的添加，面团结构变得更加致密，淀粉颗粒几乎完全被凝胶覆盖而不可见，这与Sudha和Rao（2009年）报道的水胶体介导的颗粒遮蔽效应一致。含HPMC的面团（不含BP和3% BP）表现出由颗粒-HPMC相互作用形成的假蛋白质网络，具有厚壁。3% BP样品还显示了与BP蛋白质相关的细纤维蛋白结构。这种结构在5% BP样品中不存在，因为凝胶化作用过度和HPMC的存在。Ahlborn等人（2005年）表明，在无麸质面包中添加黄原胶和非麸质蛋白质（如鸡蛋和牛奶蛋白）可以产生类似含麸质面包的蛋白质结构，这与3% BP样品的当前发现一致。Noorlaila等人（2017年）指出，HPMC的中等增稠能力有助于面团结构的稳定，防止沉淀和塌陷，这归因于其亲水性和与淀粉颗粒的有效相互作用。这些作者还报告说，黄原胶增强了蛋糕配方中蛋白质网络的连续性，从而形成致密、紧凑且壁厚的基质。本研究中观察到的结构模式与Ahlborn等人（2005年）；Maghsoud等人（2024年）；Sudha和Rao（2009年）的先前报告一致。

不含HPMC的面团显示出更多样化和均匀分布的孔隙；然而，将BP增加到5%会导致更大的、更明显的孔隙。相比之下，添加HPMC显著降低了孔隙率，改善了结构均匀性，并增强了凝胶化作用，尤其是在较高BP浓度下。不含BP的面团仅含有球形淀粉颗粒，而添加BP引入了额外的椭圆形、多边形和变形颗粒。随着BP浓度的增加，特别是在HPMC存在的情况下，颗粒变形加剧，完整淀粉颗粒的占比减少。总体而言，这些发现证实了BP和HPMC在促进凝胶化、调节孔隙结构以及重塑无麸质面团系统的颗粒和蛋白质样微观结构方面的协同作用。总之，HPMC的存在导致了孔隙率的降低、结构均匀性的提高以及蛋白质结构的可见性降低。结果表明，在HPMC存在下添加BP显著降低了孔隙率，而在不含HPMC的配方中，将BP浓度从3%增加到5%反而增加了孔隙率和孔隙数量。如前所述，这种对比行为反映了BP和HPMC在面团基质中的不同相互作用。在没有HPMC的情况下，由于其蛋白质和脂质成分以及相关的微生物活性，BP促进了气泡细胞的形成，从而增加了孔隙率。然而，在较高BP浓度（5%）下，观察到不规则的孔隙分布，这归因于微生物活动的异质性和二氧化碳产生的不均匀性，这种情况也出现在面团系统内的非均匀气体压力分布中。相反，HPMC的存在调节了BP的效果，降低了孔隙率。羟基纤维素通过吸水性和凝胶网络的形成，能够生成更细小、更紧密的气泡细胞，同时防止孔隙过度生长或聚集。总体而言，这些发现表明，HPMC和BP的联合使用可以有效控制面团结构并降低孔隙率，而在不含羟基纤维素的系统中，BP可以用作有效的孔隙增强剂。3.4. 无麸质面团的宏观变化显示不同配方之间存在显著差异（图4a）。在对照面团中，由于酵母代谢产生的二氧化碳，前30分钟高度增加了约50%，随后在35分钟时结构崩溃，最终高度仅达到初始高度的三分之一。下载：下载高分辨率图像（2MB）下载：下载完整尺寸图像图4. 无麸质面团质地的宏观变化 a，对照；b，3% BP；c，5% BP；d，3% HPMC；e，3% HPMC + 3% BP；f，3% HPMC + 5% BP。相比之下，不含HPMC但含有3% BP的面团（图4b）在整个60分钟内持续膨胀，最终高度几乎是初始高度的两倍，并且面团表面产生了更多气泡。这种行为归因于BP带来的营养物质增强了发酵过程（Horstmann等，2019）。不含HPMC但含有5% BP的面团（图4c）在早期膨胀最快，35分钟内高度几乎翻倍，但在40分钟时结构崩溃，60分钟时的最终高度比初始高度增加了50%。由于缺乏麸质和HPMC，面团无法保持网络中产生的大量气体，导致快速崩溃。含有3% HPMC的面团（图4d）在45分钟时高度接近初始高度的三倍，50分钟时仅有轻微崩溃，因此最终高度略低于初始高度的三倍。这种膨胀程度和延迟的崩溃与HPMC保持水分和稳定气泡细胞的能力一致（Srikanlaya等，2018）。将3% HPMC与3% BP结合使用（图4e）进一步增强了发酵作用，50分钟时高度达到三倍，但在55分钟时出现局部崩溃和部分溢出，60分钟时有从模具中溢出的趋势。这表明虽然BP显著增强了发酵作用（甚至达到失控的程度，即溢出模具），但现有的HPMC不足以在过高的气压下维持结构完整性。因此，需要BP和HPMC之间的配方依赖性平衡，以优化发酵体积而不影响稳定性。在同时含有3% HPMC和5% BP的面团（图4f）中，50分钟时高度也达到了初始高度的三倍，55分钟时仅有轻微的表面崩溃和大量气泡形成。抵抗完全崩溃以及倾向于不脱离容器地溢出表明HPMC和BP蛋白质对 matrix 强度的协同作用。BP可能增加了多糖和蛋白质含量，从而像羟基纤维素一样有助于气体保持。这些观察结果与Conte等人（2018）的观点一致，他们强调气泡形成、稳定和保持决定了无麸质面团的性能，而羟基纤维素和辅助蛋白质弥补了无麸质基质本身较弱的气体保持能力。HPMC还通过其气体保持和水分结合能力、对酸和还原剂的结构韧性以及凝胶形成行为进一步增加了膨胀高度（Zhang，2023）。Srikanlaya等人（2018）证实了蛋白质（如大豆蛋白分离物和乳清蛋白）与HPMC共同在维持结构、减少崩溃和增加体积方面的增强作用。在不含HPMC的配方中，含有3% BP的面团表现出最佳的发酵和结构稳定性平衡。在含有HPMC的样本中，5% BP配方实现了最高的膨胀率且崩解最小，表明BP诱导的发酵活性与HPMC介导的结构强化之间的最佳相互作用。3.5. 无麸质面团样品的质地分析ANOVA显示，BP和HPMC的含量显著影响了面团的所有质地参数（p < 0.01），包括硬度、粘合性、胶粘性、弹性、咀嚼性和粘附性（表2）。在不同配方中，硬度、粘合性和胶粘性表现出相似的趋势：最低值——硬度4.25 N、粘合性0.061、胶粘性0.28 N——出现在不含HPMC但含有3% BP的面团中，而最高值——硬度35.6 N、粘合性0.46、胶粘性16.94 N——出现在仅含HPMC的样本中。在不含HPMC的样本中，3% BP降低了与硬度相关的参数，而5% BP则相对于对照组提高了这些参数，这可能是由于BP中的蛋白质、纤维和多糖含量增强了水分吸收并增加了结构硬度。类似的保护效果也在富含南瓜粉的米粉面团（Samie等，2023）和添加枣椰子花粉的酸奶（El-Kholy等，2019）中观察到。表2. 基于米粉的无麸质面团的质地分析。空细胞硬度（N）%弹性粘合性粘附性（N·s）胶粘性（N）咀嚼性（N）对照6.4785 ± 0.03048e78.145 ± 0.20506d0.1635 ± 0.01061b?42.88 ± 0.02828a1.013 ± 0.00424e79.305 ± 0.12021e3% BP 无 HPMC4.2506 ± 0.06993f31.3 ± 0.02828e0.061 ± 0.00566f?63.765 ± 0.27577c0.28 ± 0.01414f8.35 ± 0.29698f5% BP 无 HPMC9.185 ± 0.03536d85.89 ± 0.04243c0.373 ± 0.00283a?148.935 ± 0.37477f3.48 ± 0.05657d297.445 ± 2.34052d3% HPMC 无 BP35.605 ± 0.57276a74.75 ± 0.35355a0.4645 ± 0.00495c?64.82 ± 0.53740d16.94 ± 0.22627a1270.595 ± 19.09895a3% HPMC 含 3% BP32.9 ± 0.28284b33.46 ± 0.32527b0.436 ± 0.00566e?54.97 ± 0.32527b14.625 ± 0.67175b474.24 ± 5.48715c3% HPMC 含 5% BP30.805 ± 0.3182c63.84 ± 0.16971b0.426 ± 0.00566d?137.66 ± 0.50912e13.28 ± 0.01414c871.71 ± 34.49267b不同的字母表示统计学上的显著差异（p < 0.05）。BP：蜜蜂花粉，HPMC：羟丙基甲基纤维素。添加3% HPMC显著提高了硬度、粘合性和胶粘性，这与它的强吸水性和凝胶形成能力一致（Shin等，2017）。然而，在这些含有HPMC的系统中加入3%或5% BP会降低这些参数，表明BP引起的酸化可能导致HPMC水解，从而降低粘度、使蛋白质变性、改变静电相互作用、分解大分子并改变聚合物间的相互作用，可能抵消HPMC产生的刚性（Punitha等，2020；Y?lmaz & Koca，2020）。在含有黄原胶的配方中也观察到了类似的调节效应，其中高分子量胶质通过聚合物缠结和氢键及聚合物缠结形成的复杂聚集物增加了结构粘度（Torres-Pérez等，2024），而BP则通过在肉基基质中软化结构产生相反的效果（Turhan等，2014）。弹性和咀嚼性表现出类似的配方依赖性模式。在不含HPMC的面团中，3% BP降低了这两个参数，而5% BP则超过了对照组的值。最低的弹性（31.3%）和咀嚼性（8.35 N）出现在含有3% BP的样本中，而最高的弹性（85.89%）和咀嚼性（1270.59 N）分别出现在含有5% BP的不含HPMC的面团和仅含HPMC的面团中。HPMC降低了弹性，但相对于对照组显著提高了咀嚼性，当存在BP时，这种效应更加明显，含HPMC的面团的咀嚼性显著增加。他们将这种效应归因于较高的蛋白质和纤维含量，这提高了糊化温度并促进了面团基质内的气泡膨胀，从而增加了体积和孔隙率，最终提高了弹性。BP和HPMC都显著影响了面团的粘附性（p < 0.01）。在不含HPMC的配方中，增加BP含量提高了粘附性，其中5% BP样本的粘附性最高（–148.93 N·s），而对照组样本的粘附性最低（–42.88 N·s）。同样，研究表明将南瓜粉加入米粉面团中可以增加粘附性，这归因于南瓜粉引起的较高粘度。增加的粘度阻止了面团结构内的气泡分散，从而通过气泡间的连接增强了粘附性。此外，HPMC与对照组相比提高了面团的粘附性，可能是由于其粘度增强作用，而将5% BP加入含有HPMC的面团中进一步增强了粘附性。这些效应与HPMC促进淀粉颗粒聚集、改变颗粒移动性和在基质中捕获额外水分的能力一致（Rodriguez-Sandoval等，2015；Shin等，2017）。总体而言，这项研究的质地结果支持了之前的发现，包括Chernenkova等人（2019）；El-Kholy等人（2019）；Samie等人（2023）；Shin等人（2017）的观点，即BP倾向于通过酸化和生物分子相互作用增加粘附性并改变结构，而HPMC主要增强刚性、粘度和水分保持能力。4. 结论本研究探讨了无麸质面粉（GFD）固有的结构弱点，这是生产高质量烘焙产品的主要技术障碍，特别是对于患有乳糜泻的人来说。研究结果表明，BP和HPMC在增强GFD性能方面具有互补作用。BP刺激了酵母和乳酸菌的代谢，加速了发酵，并促进了淀粉糊化，从而增加了面团的膨胀。然而，在没有结构稳定剂的情况下，过量的BP会导致气体产生超过面团的保持能力，从而导致早期崩溃。HPMC通过增强粘度、水分保持能力和气体保持能力显著加强了无麸质基质，延缓了崩溃，并提高了网络稳定性。当两者结合使用时，BP增强了生物活性，而HPMC维持了结构完整性，其中3% BP（无HPMC）和5% BP + HPMC配方显示出最佳的发酵性能、微观结构均匀性和质地质量平衡。总体而言，BP和HPMC的协同使用为改进无麸质面团系统的技术功能性提供了有希望的策略。这些结果为开发适合乳糜泻患者需求的结构改进和营养丰富的无麸质烘焙产品提供了机制基础。资金支持这项研究得到了伊朗哈马丹Bu-Ali Sina大学的支持（资助编号40383）。伦理声明本研究不涉及任何人类或动物实验。参与同意所有合作者都愿意参与这项手稿的撰写。出版同意所有作者都愿意发表这份手稿。作者贡献声明Atefeh Bahadorloo：可视化、验证、软件、资源、方法论、调查、数据分析、数据管理、概念化。Nafiseh Davati：写作——审稿与编辑、写作——初稿、监督、资源管理、方法论、调查、资金获取、数据管理、概念化。Aryou Emamifar：方法论、调查、数据分析。