摩洛哥品种燕麦粉融入传统摩洛哥面包的研究——营养、加工及感官变化的响应面建模(Response Modeling)

《Journal of Ethnic Foods》：Integrating oat flour from Moroccan varieties into traditional Moroccan bread: response modeling of nutritional, technological, and sensory changes

　　

研究人员用六种摩洛哥燕麦材料（含四种食用型品系及两个对照品种）的面粉部分替代软小麦(Triticum aestivum L.)面粉制备小麦–燕麦复合面包，旨在提高营养价值同时保持传统面包品质。燕麦粉添加量为总粉质量的10%至100%(w/w)，对成品面包测定营养成分〔蛋白质、β-葡聚糖(β-glucan)及灰分〕、加工特性〔比容(specific loaf volume)、芯部密度(crumb density)、水结合力(water absorption capacity, WAC)与油结合力(oil absorption capacity, OAC)及芯部色泽〕以及感官属性（柔软度、弹性、黏着性及风味）。响应面建模(Response modeling)揭示燕麦添加比例对各项指标呈非线性且品种特异性影响。模型验证显示预测性能可接受至良好，决定系数(R2)为0.620–0.939，调整后R2(adjusted R2)为0.538–0.925，关键营养响应的失拟检验(lack of fit)不显著。提高燕麦比例可提升β-葡聚糖(β-glucan)与矿物质含量，但过量替代会降低面包体积与芯部质地。若干感官属性在中等燕麦添加水平（约15–30%）表现良好，更高比例则劣化。整体合意性(Combined desirability)分析表明平衡配方取决于品种特异的最适添加量而非最高燕麦含量。Abtah品种在约30%中等添加量下技术与感官综合表现最佳；Al Fawze在约15–20%中等添加水平亦具高合意性，证实其为有潜力的燕麦强化配方。综上，最优配方取决于燕麦品种与添加比例，实用目标范围为燕麦粉15–30%，可在营养改善与文化可接受性间取得平衡。

论文解读：摩洛哥品种燕麦粉融入传统摩洛哥面包——营养、加工及感官变化的响应面建模

该研究由摩洛哥研究团队完成，论文发表于《Journal of Ethnic Foods》。在北非饮食结构中，传统摩occan面包（khubz/khubz dar）是每日主食，承载重要的文化与社交意义。然而传统精制小麦面包膳食纤维与β-葡聚糖(β-glucan, mixed-linkage (1→3)(1→4)-β-D-glucan)含量较低。燕麦(Avena sativa L. 六倍体；Avena nuda L. 二倍体裸燕麦)因富含可溶性β-葡聚糖、矿物质及较优质蛋白被视为理想的营养强化原料，但燕麦不含面筋(gluten)，过量替代会稀释小麦面筋网络，削弱面团持气能力与比容(specific loaf volume)，导致芯部致密、黏糯、感官评分下降。摩洛哥近年培育出种间杂交（A. sativa × A. magna 或 A. sativa × A. murphyi 回交A. sativa）食用型燕麦品系，但缺乏其对传统面包品质影响的系统评估。因此研究人员开展本研究，以明确不同摩洛哥燕麦品种及添加水平对小麦–燕麦复合面包营养、技术及感官属性的影响，并通过响应面建模(response surface modeling, RSM)与整体合意性分析(overall desirability analysis, Derringer and Suich multi-response optimization)确定兼顾营养强化与传统品质的最优配方。

主要关键技术方法

研究人员选用六种摩洛哥产燕麦材料〔四种新育食用型六倍体/二倍体品系：Al Fawze(A. sativa, 六倍体, 种间杂交(A. sativa×A. murphyi)×A. sativa)、Abtah(A. sativa, 六倍体, 类似背景)、Hamdali(A. sativa, 六倍体, (A. sativa×A. magna)×A. sativa)、Niema(A. sativa, 六倍体, 同Hamdali背景)；两个对照：Nezha(A. nuda, 二倍体裸燕麦, 人食/饲用兼用)、Bounejmate(A. nuda, 二倍体裸燕麦, 饲用对照)〕及摩洛哥登记软小麦品种"Kanz"(Triticum aestivum L.)为基底。按燕麦粉占总粉质量0%（对照）、10%、15%、20%、25%、30%、100%(w/w)替代小麦粉制备传统圆扁形khubz面包（直捏法straight-dough method，加水53%、酵母1.5%、盐1%，200℃焙烤20 min，n=3次独立焙烤重复）。检测指标包括：营养成分——水分（105℃恒重法干基计算）、粗蛋白(Kjeldahl法, 换算系数6.25)、β-葡聚糖(β-glucan, 酶法AACC 32-23.01/AOAC 995.16, Megazyme试剂盒)、灰分(550℃马弗炉)；加工特性——芯部色泽(L, a, b* CIE Lab系统)及白度指数(whiteness index, IB = 100－√[(100－L)²＋a²＋b*²])、水结合力(WAC, 离心法, g水/g样品干基)、油结合力(OAC, 类似离心法)、比容(specific loaf volume, 菜籽置换法AACC 10–05, cm³/g)与密度(g/cm³)；感官评价——40人面板(20名训练员+20名未训练消费者)，随机三码编号，9分快感/强度标尺评定外壳色泽、外壳厚度、酥脆度、芯色泽、柔软度(softness)、弹性(elasticity)、黏着性(stickiness, 取最小化)、均一性及整体接受性。数据采用含燕麦添加百分比线性项与二次项、品种分类固定因子及其交互项、重复随机效应的二阶多项式混合模型(mixed polynomial response surface model)拟合，并以整体合意性函数(各单项合意度d∈[0,1]，整体合意度为几何均值)优化配方，软件为R 4.5.1，显著性p<0.05。

化学组成(Chemical composition)

研究人员测定各配方面包的蛋白质、β-葡聚糖(β-glucan)及灰分含量，发现燕麦添加比例及品种均显著影响组成(p<0.05)。完全替代时蛋白达最高，但同比例下品种间存差异；β-葡聚糖随燕麦比例急剧上升，100%燕麦面包最高，品种亦影响最终含量（Abtah与Niema在20–30%即达较高β-葡聚糖）；灰分随燕麦添加升高。表明"最优"不仅是多加燕麦，而是依品种选合适比例——中低比例(15–30%)即可获营养增益且工艺可行，过高比例虽营养最高但工艺与感官严重劣化。

技术品质(Technological quality)

水结合力(WAC)随燕麦比例升高明显增大，源于燕麦β-葡聚糖等可溶性多糖的高持水性；油结合力(OAC)受品种影响明显。白度指数(IB)因燕麦麸皮与酚类使芯部变暗，且具品种效应。比容(specific loaf volume)随燕麦替代下降、密度上升，尤以>20–30%明显，因缺面筋且β-葡聚糖增稠限制气体膨胀。品种间有差异：Hamdali、Bounejmate、Nezha在15–25%替代时维持尚可比容与适中密度，同时WAC偏高、IB尚可。

感官属性(Sensory attributes)

以二阶多项式模型拟合感官得分发现柔软度、弹性、风味多在15–30%燕麦添加时保持或略优于纯麦对照，超此范围下降；黏着性随燕麦比例升高增加（β-葡聚糖持水致芯部偏湿黏）。品种有差异：Al Fawze与Abtah在中低比例维持较好感官品质；对照品种Nezha、Bounejmate响应曲线较平或峰值偏低；100%燕麦面包弹性差、黏性高。说明感官质量非线性变化，最佳窗口为15–30%，且品种依赖。

营养成分与感官属性的关系(Relationship between nutritional and sensory attributes)

研究人员做线性回归发现总蛋白与风味、柔软度、黏着性几乎无线性关系——面包质构受面筋网络稀释主导而非总蛋白量。β-葡聚糖含量升高与弹性降低显著相关(R²=0.11, p=0.004)，与黏着性变化相关(R²=0.06, p=0.032)，并趋向下降低柔软度，印证β-葡聚糖干扰连续面筋网、增黏限弹。

整体合意性与最优配方(Overall desirability and optimal formulation)

整体合意性分析整合营养（蛋白、β-葡聚糖最大化）、技术（比容最大化）及感官（柔软度、弹性、风味最大化，黏着性最小化）。纯小麦对照Kanz合意性最高（基准）。燕麦强化配方中，Abtah在约30%添加时整体合意性最高；Al Fawze在约15–20%添加具高合意性。100%燕麦替代合意性普遍低于中等比例。证实应依品种定中等替代比例，Abtah与Al Fawze为兼顾烘焙性能、质地与风味之优选材料。

讨论与结论翻译

研究结果表明存在明显的品种效应，小麦–燕麦复合面包品质不仅取决于燕麦粉添加百分比，也取决于所用燕麦基因型。增加燕麦比例改善了营养谱（尤其是β-葡聚糖与蛋白质含量），但过度替代负面影响面包体积与感官品质。基于合意性分析，小麦对照Kanz仍是最佳参照配方；在燕麦强化面包中，Abtah于中等添加量（尤其约30%）展现最佳技术与感官平衡，Al Fawze于中等水平（尤其约15–20%）也具前景。从营养角度看，Abtah与Niema可用于β-葡聚糖强化（需优化配方条件）；从营养与社会角度看，燕麦强化摩洛哥面包有助提高膳食纤维摄入、提升本土燕麦种质价值，并使传统主食具功能性。未来需在更大摩洛哥消费者群体中验证配方，并针对各燕麦–小麦混合体系优化加水量等工艺参数以进一步提升品质。