近日，中國科學院成都生物研究所麥類作物分子育種與應用團隊發現，在烘焙面包和饅頭中添加青稞β-葡聚糖會引發截然不同的產品表現：面包的體積增加15-16%，而饅頭體積卻顯著下降58-64%，且內部氣室結構出現塌陷。為揭示這一現象背后的機理，研究團隊從多尺度系統比較了不同來源β-葡聚糖的精細結構、理化特性及其與淀粉和蛋白質之間的相互作用，相關成果發表于期刊《食品親水膠體》。
該研究揭示，β-葡聚糖不僅可與淀粉和蛋白質直接結合，通過空間位阻效應抑制淀粉的糊化、消化及面筋蛋白中二硫鍵的形成，還會干擾面團的水合過程，從而阻礙面筋網絡的有序構建。由于配方及制作工藝的差異，β-葡聚糖對面包和饅頭面筋網絡的抑制程度存在顯著區別。
在面包中，二硫鍵數量下降幅度較小，水合干擾程度較低，面團中結構略為松散、孔隙增大，面筋絲拉伸程度增加，但面筋絲之間仍具較好的彈性和連接性；而在饅頭中，面筋絲明顯增粗、彈性減弱，拉伸時呈現“撕裂”狀態，接近斷裂臨界。
然而，造成添加β-葡聚糖的饅頭與面包形態出現差異的關鍵因素并非面筋網絡抑制本身，而是加熱方式的不同。研究進一步發現，將添加β-葡聚糖的饅頭由蒸制改為烘焙后，其結構塌陷現象消失。
由此研究提出β-葡聚糖雖干擾面筋網絡形成，但由于饅頭配方與制作工藝的特性，其面筋網絡所受破壞更為嚴重；而在烘烤過程中，較高溫度（150–180℃）有助于加固面筋網絡，從而維持面包形態完整并實現體積小幅提升；相反，蒸制過程中的相對較低的溫度（100℃）、高濕與高壓環境則加劇了面筋網絡的破壞，最終導致饅頭結構崩塌。此外，研究還識別出高分子量、低（1→4）/（1→3）連接比例的β-葡聚糖結構更適用于烘焙面包體系。
該研究系統闡釋了β-葡聚糖的結構與功能關系，揭示了其如何在不同加工條件下調控食品基質行為，進而影響最終產品的形態與性能，為β-葡聚糖作為功能性膳食纖維在食品工業中的精準應用提供了理論依據與實踐參考，對推動慢性病營養干預導向的主食升級具有重要意義。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2025.112047