巖蓉 張榮

摘 要：隨著公眾健康飲食意識(shí)的提高及慢性疾病預(yù)防需求的增長(zhǎng)，富含膳食纖維、微量元素及生物活性成分的全麥面包日益受到關(guān)注。其中，抗性淀粉作為一種具有獨(dú)特生理功能的碳水化合物，其在烘焙過程中的生成機(jī)制及其對(duì)全麥面包營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與功能特性的影響成為食品科學(xué)領(lǐng)域的重要研究課題?？剐缘矸鄄粌H改變?nèi)溍姘南匦?，還與多項(xiàng)健康益處相關(guān)，如改善腸道微生態(tài)、調(diào)節(jié)血糖反應(yīng)及增強(qiáng)飽腹感等。本文重點(diǎn)探討了全麥面包烘焙過程中抗性淀粉的生成機(jī)制，并據(jù)此提出針對(duì)性的營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化策略，以提升其作為健康食品的價(jià)值，并為全麥面包的生產(chǎn)和研發(fā)提供有價(jià)值的參考，以滿足消費(fèi)者對(duì)營(yíng)養(yǎng)均衡、功能性強(qiáng)的食品的訴求。

關(guān)鍵詞：全麥面包；抗性淀粉；烘焙過程；生成機(jī)制；營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化

Formation Mechanism of Resistant Starch and Nutrition Strengthening Strategy During Whole Wheat Bread Baking

YAN Rong， ZHANG Rong

（Xinjiang Industrial Economics School （Xinjiang Economic and Trade Technician College）， Urumqi 830013， China）

Abstract： With the improvement of the publics awareness of healthy eating and the increasing demand for chronic disease prevention， whole wheat bread rich in dietary fiber， trace elements and bioactive components has attracted increasing attention. Among them， resistant starch， as a carbohydrate with unique physiological functions， its formation mechanism during baking and its influence on the nutritional value and functional characteristics of whole wheat bread have become an important research topic in the field of food science. Resistant starch not only changes the digestibility of whole wheat bread， but also has many health benefits， such as improving intestinal microecology， regulating blood sugar response and enhancing satiety. This paper focuses on the formation mechanism of resistant starch in the whole wheat bread baking process， and accordingly puts forward targeted nutrition strengthening strategies to enhance its value as a healthy food， and provide valuable reference for the production and research and development of whole wheat bread to meet consumers demands for food with balanced nutrition and strong functionality.

Keywords： whole wheat bread; resistant starch; baking process; generation mechanism; nutritional fortification

如今，公眾對(duì)健康飲食的關(guān)注度持續(xù)攀升，尤其對(duì)能有效預(yù)防慢性疾病的食物選擇日益重視。全麥面包憑借其含有的豐富的膳食纖維、礦物質(zhì)及抗氧化物質(zhì)，已成為許多健康飲食的核心食材[1]。其中，抗性淀粉作為全麥面包中一種特殊類型的膳食纖維，由于其獨(dú)特的生成機(jī)制、生理功能以及對(duì)整體健康效益的貢獻(xiàn)，引起了食品科學(xué)領(lǐng)域的深度研究

興趣。

1 抗性淀粉生成機(jī)制

1.1 物理結(jié)構(gòu)變化

在烘焙全麥面包時(shí)，全麥粉中的淀粉顆粒經(jīng)歷了一系列轉(zhuǎn)變以生成抗性淀粉。淀粉吸水膨脹并隨著加熱開始糊化，內(nèi)部結(jié)構(gòu)由結(jié)晶態(tài)變?yōu)槿苣z態(tài)[2]。冷卻階段，淀粉發(fā)生“老化”，形成更穩(wěn)定的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)對(duì)酶解的抵抗力，產(chǎn)生抗性淀粉。全麥面包的獨(dú)特之處在于其麩皮和胚芽成分，其中富含的不可溶性膳食纖維在烘焙中構(gòu)成物理障礙，限制淀粉酶的作用，從而增加了成品中抗性淀粉的含量。

1.2 化學(xué)改性

烘焙期間的高溫?zé)崽幚硪l(fā)淀粉化學(xué)改性，促進(jìn)抗性淀粉生成。熱降解導(dǎo)致淀粉分子斷裂，產(chǎn)生的短鏈分子因構(gòu)象變化降低酶解效率，轉(zhuǎn)化為抗性淀粉。熱反應(yīng)觸發(fā)脫水、環(huán)化和異構(gòu)化等反應(yīng)，增強(qiáng)淀粉抗酶解性能[3]。全麥面包中特定溫度下保持活性的內(nèi)源酶，如麥芽糖糊精酶，適度水解淀粉成難消化的中短鏈糊精。非酶褐變反應(yīng)，如美拉德反應(yīng)，雖主要影響蛋白質(zhì)和糖，但其副產(chǎn)物可能間接增加淀粉結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及抗酶解性。

1.3 交聯(lián)與復(fù)合物形成

烘焙過程中，淀粉不僅經(jīng)歷自我結(jié)構(gòu)重組，還會(huì)與其他生物大分子，如多糖和蛋白質(zhì)，發(fā)生交聯(lián)與復(fù)合物生成反應(yīng)，增加抗性淀粉含量。酯化、交聯(lián)等化學(xué)反應(yīng)促使淀粉與非淀粉多糖、蛋白質(zhì)等構(gòu)建起以共價(jià)鍵鏈接的復(fù)合物。在全麥面包中，富含的阿拉伯木聚糖、β-葡聚糖等膳食纖維，通過氫鍵、離子鍵或疏水作用與淀粉結(jié)合，形成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，阻礙淀粉酶接近和作用，增強(qiáng)抗消化性。面包內(nèi)的麥醇溶蛋白、麥谷蛋白等蛋白質(zhì)，通過分子間交聯(lián)或直接與淀粉結(jié)合，形成立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，既穩(wěn)固面團(tuán)又利于抗性淀粉形成。此類復(fù)合物在消化時(shí)酶解困難，更多淀粉抵達(dá)結(jié)腸供微生物發(fā)酵，從而有利于全麥面包中抗性淀粉含量的積累。

2 營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化策略

2.1 原料選擇與處理

2.1.1 原料甄選

在制定營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化策略時(shí)，對(duì)抗性淀粉含量有特殊要求的產(chǎn)品，如全麥面包，首先要從源頭上確保原料具備高抗性淀粉含量。這需要對(duì)全麥品種進(jìn)行細(xì)致篩選，尤其關(guān)注那些自然富含抗性淀粉或者經(jīng)過遺傳改良、傳統(tǒng)育種技術(shù)優(yōu)化以提高抗性淀粉含量的品種。這些特定品種的小麥籽粒，其外殼（麩皮）、胚芽等部位保存完整，富含未經(jīng)深度加工破壞的抗性淀粉結(jié)構(gòu)，為最終產(chǎn)品提供豐富的抗性淀粉基礎(chǔ)。

2.1.2 預(yù)處理技術(shù)

預(yù)處理是提升原料中抗性淀粉含量的關(guān)鍵步驟。其中，濕磨法和蒸汽爆破是兩種有效的預(yù)處理手段。濕磨法通過在較低溫度下保持原料適度濕潤(rùn)狀態(tài)進(jìn)行研磨，避免了高溫導(dǎo)致的淀粉分子結(jié)構(gòu)破壞，有利于保留抗性淀粉的天然結(jié)構(gòu)，保持其生物活性。而蒸汽爆破利用瞬時(shí)高壓蒸汽對(duì)原料進(jìn)行處理，內(nèi)部瞬間壓力差會(huì)使部分易消化淀粉結(jié)構(gòu)破裂，同時(shí)可能觸發(fā)抗性淀粉的生成機(jī)制，提高其在原料中的比例。

2.1.3 全麥粉粒度調(diào)配

全麥粉的粒度直接影響其在烘焙過程中的糊化特性以及最終產(chǎn)品的口感。粗粒全麥粉雖然富含抗性淀粉，但由于其顆粒較大，可能導(dǎo)致成品面包質(zhì)地過于粗糙，不符合消費(fèi)者的口感偏好。反之，細(xì)粒全麥粉雖然易于糊化，烘焙出的產(chǎn)品口感細(xì)膩，但糊化過程可能會(huì)降低抗性淀粉含量。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，需要科學(xué)調(diào)配不同粒度全麥粉的比例，尋求功效與口感的平衡。

2.2 烘焙工藝優(yōu)化

2.2.1 溫度調(diào)控

烘焙溫度是影響淀粉糊化程度及抗性淀粉形成的關(guān)鍵因素。在烘焙初期，設(shè)定較高的溫度可以迅速使淀粉升溫至糊化點(diǎn)，啟動(dòng)淀粉的糊化反應(yīng)。之后適時(shí)降低溫度并延長(zhǎng)烘焙時(shí)間，使得糊化的淀粉有機(jī)會(huì)經(jīng)歷充分的老化過程，即從溶膠態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦€(wěn)定的結(jié)晶態(tài)，從而生成更多的抗性淀粉。這種分階段的溫度控制策略，既保證了淀粉的初始糊化，又為后續(xù)的抗性淀粉生成創(chuàng)造了有利條件。

2.2.2 濕度管理與冷卻工序

烘焙時(shí)水分管理對(duì)淀粉結(jié)構(gòu)變化至關(guān)重要，適宜的水分活度促進(jìn)淀粉氫鍵重排，有利于抗性淀粉生成及提高成品穩(wěn)定性。冷卻環(huán)節(jié)對(duì)淀粉老化不可或缺，延長(zhǎng)冷卻時(shí)間可使淀粉在溫和條件下充分老化，提升抗性淀粉含量。采用分段或低溫慢烤技術(shù)，能在減少高溫?fù)p害的同時(shí)有效轉(zhuǎn)化淀粉，避免抗性淀粉過度分解，最大限度保持其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，確保最終產(chǎn)品不僅富含抗性淀粉，還具備良好的口感品質(zhì)。

2.3 酶制劑應(yīng)用

酶制劑在優(yōu)化抗性淀粉生成方面發(fā)揮著獨(dú)特作用。例如，α-淀粉酶抑制劑能夠特異性地抑制淀粉水解酶的活性，延緩淀粉在烘焙過程中的早期糊化，使得更多淀粉有機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)化為抗性形式[4]。轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶則通過催化蛋白質(zhì)與淀粉之間的交聯(lián)反應(yīng)，改變淀粉粒周圍環(huán)境，間接影響淀粉的糊化行為，促進(jìn)抗性淀粉結(jié)構(gòu)的形成。這些酶制劑的應(yīng)用不僅有助于增加面包中的抗性淀粉含量，還能通過改善面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)面包的彈性和體積穩(wěn)定性，提升產(chǎn)品的整體感官品質(zhì)和市場(chǎng)接受度。

2.4 功能性添加劑

功能性添加劑的合理運(yùn)用是提升全麥面包抗性淀粉含量及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要手段[5]?？剐院透男岳w維素等添加劑可以直接作為抗性淀粉的補(bǔ)充來源，融入面包結(jié)構(gòu)中，增加總抗性淀粉含量。它們與天然淀粉分子間相互作用，形成更為復(fù)雜而穩(wěn)定的抗性結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)面包的持水性，延長(zhǎng)成品保質(zhì)期。這些添加劑往往具有低熱量、低糖特性，有助于滿足消費(fèi)者對(duì)低糖、低熱量食品的需求，符合現(xiàn)代健康飲食趨勢(shì)。

2.5 營(yíng)養(yǎng)復(fù)合設(shè)計(jì)

2.5.1 益生元與腸道健康

在全麥面包中添加益生元，如菊粉、低聚果糖等，旨在通過提供有益微生物（如雙歧桿菌和乳酸菌）所需的營(yíng)養(yǎng)底物，刺激腸道有益菌群的增殖與活性。這些益生元不易被人體消化，卻能在結(jié)腸中被有益菌利用，促進(jìn)短鏈脂肪酸（Short-Chain Fatty Acids，SCFAs）的生成，如乙酸、丙酸和丁酸。SCFAs不僅能為腸道細(xì)胞提供能量，維持腸道屏障功能，還能調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)，改善炎癥狀態(tài)，甚至影響脂肪代謝和糖耐量[6]。益生元與抗性淀粉的協(xié)同作用，進(jìn)一步優(yōu)化腸道微生態(tài)環(huán)境，增強(qiáng)腸道健康效應(yīng)，有助于預(yù)防便秘、炎癥性腸病、肥胖癥及相關(guān)代謝紊亂。

2.5.2 抗氧化劑與心血管保護(hù)

添加抗氧化劑，如維生素E、茶多酚等，旨在增強(qiáng)全麥面包的抗氧化能力。維生素E是一種脂溶性抗氧化劑，能夠防止細(xì)胞膜中的多不飽和脂肪酸被氧化，維護(hù)細(xì)胞膜完整性；而茶多酚等植物來源的抗氧化劑具有清除自由基、抑制脂質(zhì)過氧化、抗炎、抗血栓等作用。這些抗氧化劑與全麥面包中天然存在的抗氧化物質(zhì)（如酚酸、黃酮類化合物）相互配合，形成一個(gè)強(qiáng)大的抗氧化防御網(wǎng)絡(luò)，有助于防止氧化應(yīng)激引起的細(xì)胞損傷，特別是在心血管系統(tǒng)中，能夠預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化的形成，降低心臟病和中風(fēng)的風(fēng)險(xiǎn)。

2.5.3 心血管保護(hù)性脂類物質(zhì)

通過在全麥面包中添加具有心血管保護(hù)作用的脂類物質(zhì)，如共軛亞油酸（Conjugated Linoleic Acid，CLA）、植物甾醇等，可以調(diào)節(jié)血脂代謝，降低心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)。CLA作為一種具有多種生物活性的多不飽和脂肪酸，被認(rèn)為能夠減少體內(nèi)脂肪積累、改善胰島素敏感性、抑制炎癥反應(yīng)，并可能通過多種機(jī)制降低“壞”膽固醇（低密度脂蛋白膽固醇，Low-Density Lipoprotein Cholesterol，LDL-C）水平，

提高“好”膽固醇（高密度脂蛋白膽固醇，High-Density Lipoprotein Cholesterol，HDL-C）含量。植物甾醇則通過結(jié)構(gòu)類似性競(jìng)爭(zhēng)性抑制膽固醇在腸道內(nèi)的吸收，從而降低血液中總膽固醇和LDL-C水平。

3 結(jié)語(yǔ)

全麥面包烘焙過程中抗性淀粉的生成受多種因素影響，深入理解其生成機(jī)制并采取針對(duì)性的營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化策略，有助于開發(fā)出具有更高抗性淀粉含量、更優(yōu)健康效益的全麥面包產(chǎn)品。未來研究應(yīng)繼續(xù)探索新型烘焙技術(shù)、生物工程技術(shù)在優(yōu)化抗性淀粉生成及整體營(yíng)養(yǎng)價(jià)值方面的應(yīng)用，以滿足消費(fèi)者對(duì)健康、營(yíng)養(yǎng)食品日益增長(zhǎng)的需求。

參考文獻(xiàn)

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