浸泡和发芽处理对藜麦面粉特性、面团粘弹性的影响，以及藜麦-小麦复合面包的品质和老化现象

《Food Hydrocolloids》：Effects of soaking and germination treatment on quinoa flour properties, dough viscoelasticity, and the quality and staling of quinoa-wheat composite bread

燕麦发芽处理通过降低淀粉含量和破坏短程有序结构，改善其溶解性和流变稳定性，从而提升燕麦小麦复合面包的面团弹性和烘焙性能。40%发芽燕麦面粉替代率可使感官评分提高17%，面包体积增大，质地更柔软，并显著延缓冷藏储存中的陈化速度，归因于淀粉-蛋白质基质的重组和水分保持能力增强。

　　

李一菊|南海|顾爱英|周敬怡|张玉玉|刘学波|丁龙

西北农林科技大学食品科学与工程学院，中国陕西省杨陵市，712100

摘要

本研究探讨了发芽处理如何改变藜麦粉（QF）的成分、结构和粘弹性行为，以及这些变化如何影响藜麦-小麦复合面包的品质、感官特性和老化行为。发芽减少了淀粉中的直链淀粉含量，并破坏了淀粉的短程有序结构，从而导致糊化焓和回弹粘度降低。这些结构变化提高了溶解度和流变稳定性，从而影响了面团的粘弹性和烘焙性能。未处理的藜麦粉的添加削弱了面筋的形成，降低了烘焙性能，导致面包的比容降低、组织更紧实，感官品质下降。相比之下，使用发芽藜麦粉（GQF）制作的面包有效缓解了这些负面效应：在40%的替代比例下，整体感官评分提高了17%，同时面团的延展性得到改善，比容和组织均匀性增强，质地更柔软，香气也更宜人。此外，发芽处理显著延缓了面包在冷藏储存过程中的老化，表现为FT-IR R₁₀₄₇/₁₀₂₂比值降低，Avrami结晶速率常数（k）降低了34%，面包组织硬化速度也变慢。这些抗老化效果与发芽引起的淀粉-蛋白质基质的成分和结构重组有关，这限制了淀粉的再结晶并增强了水分保持能力。总体而言，发芽处理重新编程了藜麦的分子结构，为改善复合面包的质地、感官品质和货架稳定性提供了一种环保的策略。

引言

藜麦（Chenopodium quinoa Willd.）是一种原产于安第斯地区的古老伪谷物，由于其卓越的营养价值而受到全球越来越多的关注（Li, Feng等人，2023；Vega-Gálvez等人，2010）。藜麦富含高质量蛋白质，氨基酸组成均衡，并含有大量的膳食纤维、维生素、矿物质和生物活性化合物，包括多酚和皂苷（Li, Zhang等人，2023；Tuo等人，2025）。这些特性表明藜麦可能是健康导向和功能性食品的理想成分（Ren等人，2023）。因此，藜麦被越来越多地用作各种加工食品的功能性成分，如面包、意大利面和零食，以有效提升主食的营养价值并满足消费者对更健康饮食的需求（Sharma等人，2025）。然而，要在这些食品系统中成功利用藜麦，不仅需要其营养优势，还需要在加工和储存过程中具备良好的技术性能。

面包是全球消费最广泛的谷物基食品之一，是添加营养密集型成分（如藜麦）的理想载体（Co?ovanu等人，2023；Peng等人，2024）。然而，在面包配方中添加藜麦粉（QF）面临若干技术挑战。主要问题是藜麦天然无麸质，这阻碍了形成必要的粘弹性面筋网络，从而影响气体保持和面团结构（Bian等人，2023）。因此，富含藜麦的面包通常比容较低，组织更紧实（Xu, Luo等人，2019）。此外，这类面包在储存过程中容易加速老化，主要是由于淀粉的回生现象。在此过程中，糊化的淀粉分子重新组装成更有序的结晶结构，降低了面包的柔软度、风味和保质期（López等人，2024；Lorenz，1990）。

发芽是一种简单、经济且环保的生物加工方法，可以提升谷物的营养和功能性（Gunathunga等人，2024）。通过激活内源性酶，发芽促使大分子分解为较小的化合物，如还原糖、氨基酸和游离脂肪酸（Benincasa等人，2019）。加工过程中引起的生化修饰提高了消化率和抗氧化能力，同时减少了抗营养成分（如植酸和皂苷），从而改善了感官品质（Liu, Wang等人，2022）。重要的是，发芽还改变了淀粉和蛋白质的物理化学及结构特性，可能改善面团性能并延缓老化（Al-Ansi等人，2023）。例如，淀粉酶活性的增加可以减少淀粉的回生，从而提高面包的储存稳定性和品质保持性（do Nascimento等人，2024；Li等人，2017）。

最近的研究进一步证实了藜麦的结构和成分对发芽的敏感性。Xing等人（2021）报告了发芽后藜麦淀粉的结晶结构和糊化行为的显著变化，而Hao等人（2022）揭示了种子发芽过程中的广泛转录组和代谢组重编程。此外，Lan等人（2024）展示了发芽藜麦在物理化学性质、营养品质和挥发性成分方面的明显变化。然而，这些研究主要关注的是谷物或淀粉层面的变化，而发芽引起的微观结构变化对藜麦-小麦复合系统中的面团流变学、面包品质和老化行为的影响仍需进一步探索。

发芽过程包括浸泡和发芽两个阶段。不同浸泡和发芽时间对藜麦的营养成分、功能特性和烘焙性能的影响尚不完全清楚。因此，本研究旨在：（1）探讨不同浸泡和发芽时间对藜麦化学成分和功能特性的影响；（2）评估发芽藜麦对面团流变学和藜麦-小麦复合面包品质的影响；（3）通过感官评估评价复合面包的风味特性；（4）研究藜麦-小麦面包的储存相关老化现象。本研究的结果可能为开发改进发芽增强型藜麦烘焙产品的方法提供理论指导。

材料

白色藜麦颗粒购自青海巴彦哈尔生态农业有限公司（中国青海格尔木）。小麦粉来自新乡良润全谷物食品有限公司（中国河南新乡）。速溶干酵母和黄油由宜昌安琪酵母有限公司提供。活性小麦面筋购自郑州天润食品添加剂有限公司（中国河南郑州）。新鲜鸡蛋来自当地超市。木糖醇由河南...

藜麦的发芽长度

浸泡是种子发芽的必要预处理步骤。因此，在本研究中，我们调查了不同浸泡和发芽时间对藜麦发芽长度和化学成分的影响。如图1a–c所示，发芽长度随浸泡和发芽时间的延长而增加，且这种时间效应具有显著性（P < 0.05）。值得注意的是，在发芽的前6小时内，发芽长度变化缓慢，而从12小时到48小时期间发芽长度显著增加。

QF的粒径分布

发芽...

结论

控制浸泡和发芽过程显著改善了藜麦粉及其与小麦复合材料的结构组织、功能性能和加工行为。发芽导致蛋白质和直链淀粉含量适度降低，破坏了淀粉的短程分子有序结构，并提高了溶解度。这些分子变化带来了理想的功能效果，包括适中的粘弹性、较低的糊化粘度和减少的淀粉回生现象。

作者贡献声明

李一菊：撰写初稿、软件使用、数据管理、概念构思。南海：软件使用、方法设计、实验实施、数据管理。顾爱英：撰写与编辑、概念构思。周敬怡：撰写与编辑、概念构思。张玉玉：撰写与编辑、数据管理。刘学波：监督指导、概念构思。丁龙：撰写与编辑、监督指导、项目管理和资金筹集、概念构思。

资金来源

本研究得到了国家重点研发计划（编号：2024YFD2101301）和陕西省重点研发项目（编号：2025NC-YBXM-150）的财政支持。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。