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摄入膳食纤维对健康具有很多有益的影响，如通便、调节血糖和降低胆固醇等。成人每天应摄入25-29克。然而，人们平均每天的膳食纤维摄入量只有11-13克，不到膳食指南推荐量的一半。为了提高消费者的膳食纤维摄入量，通过在面包和其他主食中加入大量的膳食纤维（如麦麸）来生产高纤维食品，一直是许多研究人员和生产者的目标。，
近日，来自中国农业大学的邱菊、李在贵教授团队研究表明荞麦皮粒度对面包品质具有很大影响。相关研究成果以“Effect of buckwheat hull particle-size on bread staling quality” 为题于2022年11月1日发表在《Food Chem.》上。
图1.实验总流程图
主要亮点
1、研究了细胞和组织尺度内纤维对面包变质的影响
2、组织尺度纤维富集面包的气室结构变得更粗更开放
3、细胞尺度的纤维在延缓淀粉逆行和再结晶方面表现出色
4、淀粉结晶峰在面包发酵过程中从V型转变为B型
5、细胞尺度纤维限制了面包发酵过程中水分的流失
图2. 水分含量与质子分布及质子群的峰值面积比例
面包的水分含量影响其整体质地，如面包的柔软度和面包皮的脆性，以及面包的保质期。与对照组面包相比，添加细胞尺度的BWH在贮藏的第一天显著增加了面包屑的水分含量。在贮藏期间，CK、BWH1和BWH2面包屑的水分含量明显下降，而BWH3-、BWH4-和BWH5富含的面包的水分含量显示出轻微下降。结果表明，添加细胞尺度BWH的延缓水分流失效果比组织尺度BWH的效果更突出。为了精确地解释面包封存期间生物聚合物行为和微观水成分的动态变化，对面包的CPMG质子分布曲线进行研究。结果表明由于BWH具有较高的持水能力，它增加了面包中弱结合水的比例。由于淀粉逆行引起的水的固定化，封闭的水、蛋白质和淀粉的质子交换变得流动减缓。以上结果显示：BWH可以限制水分的流失，从而抑制面包的变质。
图3 储存期面包焓值（ΔH）、X射线衍射图、淀粉结晶度、面包屑坚固度分析
研究人员使用DSC研究了多尺度的BWH对面包在储存期间的直链淀粉逆行的影响。结果表明烘焙期间的淀粉糊化行为与BWH的研磨尺度密切相关，可能会影响面包的干燥过程。
在面包储存期间，观察到所有类型的面包的ΔH显著增加。在贮藏结束时，BWH1-、BWH2-和BWH3-富含的面包的ΔH与CK的无明显差异，而BWH4-和BWH5-富含的面包的ΔH则明显低于CK。表明细胞规模的BWH比组织规模的BWH能更明显地延迟面包储存期间的直链淀粉逆行。接着对面包屑的X射线衍射图分析，显示了晶体的存在，但峰的强度很低。证实在面包储存期间面包屑中B型晶体的演变。
总之结果显示出：在面包发酵过程中，淀粉结晶峰的类型从V型变为B型，同时添加BWH抑制了面包的变质。
图4 面包储存期间T23和硬度的关系及其他影响因素
研究人员还发现组织尺度和细胞尺度的BWH对T23和坚实度有明显不同的影响，坚实度的变化主要由面包储存期间的水分蒸发决定。由于面包屑中残留的水具有很强的亲和力，细胞尺度的纤维能够通过延缓淀粉的逆行和保持水分来抑制面包屑坚固性的增加。同时储存期间面包屑的颜色受BWH颗粒大小和储存时间的影响，细胞尺度的BWH面包具有更均匀但更深的颜色，接着进行PCA分析以显示多尺度BWH对储存期间面包质量的影响，结果表明组织尺度和细胞尺度的BWH在储存期间引起不同的面包特性。新鲜的组织尺度BWH面包的特点是细胞壁厚度、细胞直径和细胞对比度更高。细胞尺度的BWH面包以具有更高的水分含量。以上结果证实了组织尺度的BWH对面包的细胞结构影响不大，使面包结构变得松软。细胞尺度上的BWH主要影响面包屑的初始水分含量，并具有较高的水、蛋白质和淀粉的分子流动性。且组织规模的BWH面包的变质可归因于储存期间直链淀粉逆行、淀粉再结晶和水迁移的增加。细胞尺度的BWH具有更强的水结合能力，可以限制水的蒸发，从而延缓面包的变质。
总之，本研究揭示了组织尺度和细胞尺度的BWH对面包质量的不同影响，主要表现为储存期间的物理和结构变化。组织规模的BWH对面包的体积和面包屑的硬度影响不大，而细胞尺度的BWH面包具有更细更密的气孔结构，以及更高的硬度和更低的烘烤损失量。在烘烤过程中淀粉的再结晶和直链淀粉的逆行对面包的坚固性起着重要作用。细胞尺度的BWH可以延缓结晶峰从V型到B型的变化，由于面包屑中残余水的强亲和力，发酵过程中的淀粉的结晶度和ΔH大大增加。此外，细胞尺度的BWH限制了水分的蒸发，从而延缓了面包的变质。与组织尺度的BWH相比，细胞尺度的BWH对面包制作更有利。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.134851
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