乳糜泻是一种由麸质引发的自身免疫性疾病,唯一有效预防的措施为终身严格遵循无麸质饮食(麸质含量≤20 mg/kg)[1]。麸质是存在于小麦、黑麦等麦类中的一种蛋白质,是赋予面食弹性和网络结构的关键成分,其缺乏会导致面团结构疏松、持气性差,产品比容小、感官不良等问题[2]。馒头作为我国传统的发酵主食,消费广泛,其制作依赖小麦麸质,但易引发乳糜泻患者过敏,因此开发高品质的无麸质馒头具有发展前景。来自谷物的无麸质原料主要有荞麦、大米、玉米、藜麦等,荞麦作为国际公认的优质无麸质原料,其优良的综合品质使其成为实现这一目标的理想选择[3]。

针对无麸质面制品存在的问题,目前品质改良研究主要集中于加工工艺优化与添加外源改良剂,前者包括原料预处理(如发芽)以及产品制备过程中各工序的优化改良。在工艺优化的基础上添加酶制剂、蛋白质及亲水胶体等改良剂以模拟面筋功能、重构面团网络已成为主流方向之一[4-6]。目前研究主要侧重于改善单一质构指标,缺乏对黏弹性及抗老化等多维品质的综合优化,产品整体感官接受度与小麦馒头相比仍存在差距。因此,本研究选择发芽荞麦为主要原料制备无麸质馒头,在原料内源酶活化的基础上构建以复合改良剂为核心的增效体系,系统评价其对无麸质馒头综合品质的影响,探究协同作用机理,旨在改善产品质构粗糙、口感不佳的问题,并显著改善黏弹性及抗老化性能,以期提升产品的价值与消费者接受度,为开发高品质无麸质主食提供一定理论依据与实践方案。

1 材料和方法

1.1 材料与试剂

甜荞麦,成都安康杂粮食品公司;大豆粉、大米粉,益海嘉里食品营销有限公司;羟丙基甲基纤维素(hydroxypropyl methylcellulose,HPMC),泰安瑞安纤维素有限公司;乳清分离蛋白(whey protein isolate,WPI),浙江一诺生物科技有限公司;转谷氨酰胺酶(transglutaminase,TG酶),泰兴市东圣生物科技有限公司;安琪高活性干酵母,安琪酵母股份有限公司。

1.2 仪器与设备

MCR 302流变仪,奥地利安东帕(中国)有限公司;Nicolet iS 50傅里叶变换红外光谱仪,上海力晶科学仪器有限公司;MesoMR23-040V-1低频核磁,上海纽迈电子科技有限公司;TA-XT2i 质构仪,英国Stable Micro System有限公司;XD3多晶X射线衍射仪,北京普析通用仪器有限责任公司;SIGMA SEM300扫描电子显微镜,德国卡尔·蔡司股份公司。

1.3 实验方法

1.3.1 发芽荞麦粉的制备

参照徐芊等[7]的方法,荞麦籽粒浸泡后,在25 ℃、90%相对湿度下萌发3 d,再经40 ℃烘干、粉碎并过60目筛,得发芽荞麦粉,于4 ℃冷藏备用。

1.3.2 无麸质面团及馒头的制备

参考魏春菊[8]的方法并稍作修改。

混合粉[预实验确定为m(发芽荞麦粉)∶m(大米粉)∶m(大豆粉)=7∶2∶1]接种酵母(1.2 g干酵母/100 g混合粉)→加水揉合成团→37 ℃醒发40 min→排气、分割、成型→二次醒发20 min→沸水蒸制20 min→ 冷却1 h →无麸质馒头取醒发后的面团及蒸制后的馒头经-80 ℃预冻及真空冻干48 h,磨粉后过200目筛密封备用,分别用于下述相应指标的测定(测定方法中描述为新鲜样品的除外)。

1.3.3 无麸质馒头品质改良单因素试验设计

以100 g混合粉为基准,分别单独添加HPMC(0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%,质量分数,下同)、WPI(0%、3%、6%、9%、12%、15%)和TG酶(0%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%),按1.3.2节的方法制备无麸质馒头,探讨3种改良剂对其感官评价、比容和质构特性的影响。

1.3.4 品质改良剂响应面法优化

根据1.3.3节的结果,以综合评分(见1.3.8节)为响应值采用三因素三水平的响应面设计方法,如表1所示。

1.3.5 无麸质馒头质构特性测定

参考魏春菊[8]的方法。无麸质馒头常温冷却1 h后纵切,切片厚度25 mm,切面朝上进行全质构分析测定。

1.3.6 无麸质馒头比容测定

采用油菜籽替换法,测定馒头的体积,按公式(1)计算比容:

比容

(1)

式中:V,馒头体积,mL;m,馒头质量,g。

1.3.7 无麸质馒头感官评价

参考孙司卉等[9]的评价方法,由10位经过专业训练的人员组成感官评价小组,对无麸质馒头的外观、质构和食味等方面进行感官评价,满分100分。

1.3.8 馒头综合评分

对前述馒头的质构特性、比容和感官评价结果进行综合评分。采用变异系数法得到相应权重数,利用加权平均法得到质构、比容和感官评价的综合评分[8]。各指标的变异系数计算如公式(2)所示:

(2)

各指标的权重计算如公式(3)所示:

(3)

综合评分M计算如公式(4)所示:

M=W1×Y1+W2×Y2+…+Wi×Yi

(4)

式中:Vi,第i项指标的变异系数;σi,第i项指标的标准差;Xi,第i项指标的算术平均值;Wi,第i项指标的权重;Yi,第i项指标的测定值。

1.3.9 混合粉持水性(water holding capacity, WHC)与持油性(oil holding capacity, OHC)的测定

参考安红周等[10]的方法并稍作修改。称取约3.0 g样品(m1)于50 mL离心管中,记录其与离心管的总质量(m2)。分别加入25 mL蒸馏水(测定WHC)或17 mL大豆油(测定OHC),混匀后,室温静置30 min。随后,WHC样品于3 000 r/min离心25 min,OHC样品于4 500 r/min离心10 min。弃去上清液并沥干后,称量沉淀与离心管的总质量(m3)。

WHC或

(5)

1.3.10 混合粉糊化特性的测定

使用流变仪测定改良前后混合粉糊化特性。准确称取1.5 g混合粉放入铝罐中,加入15 mL去离子水。测试程序为:在50 ℃下平衡1 min,以12 ℃/min升温至95 ℃并保温2.5 min,以-12 ℃/min降温至50 ℃并保持2 min。

1.3.11 面团流变学特性的测定

取醒发后的新鲜面团,采用旋转流变仪对样品进行动态流变学测试。测试条件为:采用直径25 mm的平板夹具,间距2 mm;在通过应变扫描确定的线性黏弹区内,设定应变为0.1%,于25 ℃恒温下进行0.1～10 Hz的频率扫描。

1.3.12 面团傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)的测定

采用FTIR对面团冻干粉进行分析,测试参数:扫描范围4 000～400 cm-1,分辨率4 cm-1,扫描64次。利用OMNIC软件,通过去卷积处理(增强因子1.9,半峰宽38 cm-1)计算1 045、1 022、995 cm-1处的峰强度。对原始光谱进行基线校准,以计算α-螺旋(1 650 cm-1)与 β-折叠(1 635 cm-1)的峰强度比值。

1.3.13 面团水分分布的测定

取醒发后的新鲜面团,利用低场核磁共振仪探究无麸质面团内部的水分分布与迁移。通过CPMG脉冲序列测定馒头面团的横向驰豫时间,实验参数设置为:TW=1 500 ms,TE=0.2 ms,NECH=200,NS=16。利用核磁共振成像对样品的水分迁移情况进行可视化观察。

1.3.14 面团微观结构的测定

采用扫描电子显微镜观察改良前后面团冻干粉的颗粒形貌。

1.3.15 馒头结晶结构的测定

采用X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)法分析馒头冻干粉样品。测试条件为:CuKα辐射(λ=1.540 6 Å),管电压40 kV,管流35 mA,扫描范围2θ=5°～40°,扫描速率2°/min,步长0.02°。通过将相对结晶度定义为衍射图谱中结晶峰积分面积占总衍射积分面积的百分比进行计算。

1.4 数据分析

所有测定均至少重复3次,结果以“平均值±标准差”表示。数据处理和图表绘制采用Excel 2021、Origin 2024、Omnic 8.2和Simca软件;统计分析采用SPSS Statistics 26软件,通过LSD检验(多重比较)或独立样本t检验分析组间差异,P<0.05差异具有统计学意义。

2 结果与分析

2.1 改良剂复配的响应面优化

2.1.1 单因素试验结果分析

2.1.1.1 HPMC添加量对无麸质馒头品质的影响

如表2所示,随着HPMC添加量的增加,馒头的硬度与咀嚼性呈现出先降低后升高的趋势;而弹性、比容及感官评分则相应地先升高后降低。为综合评价HPMC的改良效果,采用1.3.8节所述的变异系数法确定了各指标的权重,分别为硬度(31.90%)、弹性(27.07%)、咀嚼性(16.19%)、比容(19.84%)和感官评分(5.00%),并据此计算出综合评分。综合得分在HPMC添加量为1.0%时达到最高(4.95),改良效果最佳(P<0.05)。这可能归因于适量的HPMC在面团中发挥了类似面筋的网络构建作用,HPMC与淀粉之间形成亲水键,有效吸收水分,降低组分间的排斥力,维持了体系的稳定与柔软;同时,其疏水基团也参与网络构建,增强了面团在发酵过程中的持气性,从而显著提升了馒头的比容和弹性。此结果与苏孟开等[6]的研究发现一致。因此选择1.0%的HPMC添加量,为后续响应面试验的中心点。

2.1.1.2 WPI添加量对无麸质馒头品质的影响

如表3所示,随着WPI添加量从质量分数0%增至6%时,馒头的硬度和咀嚼性显著下降,与此同时,弹性、比容及感官评分则呈现稳步上升的趋势(P<0.05),综合评分在添加量为6%时达到最高,为4.71。当WPI添加量超过6%,表中各指标呈现相反的变化趋势,馒头品质劣化(P<0.05),WPI的最佳添加量为6%。此时馒头的综合品质最优,其感官评分达到最高值(81.43分),且各项质构指标均显著优于对照组(P<0.05)。可能的原因是,WPI具有优异的乳化和界面活性,不仅增强面团的持水与持气能力,从而使成品体积增大和质地松软[11],还能改善淀粉颗粒分布,使颗粒表面更光滑,提高面团亮度并改善馒头的整体气味[12]。但过量WPI则会对品质产生负面影响,导致馒头质构变差、出现不良乳味甚至表面开裂,从而降低产品的整体接受度。因此,确定WPI添加量6%为后续响应面试验的中心点。

2.1.1.3 TG酶添加量对无麸质馒头品质的影响

如表4所示,TG酶添加量对馒头综合品质的影响呈现先升后降的趋势。在质量分数0～0.25%的添加范围内,随着TG酶用量的增加,馒头的硬度与咀嚼性总体呈降低趋势,而弹性、比容及感官评分整体得到提升(P<0.05),综合评分呈上升趋势。TG酶用量超过质量分数0.25%后,上述各指标呈现相反的变化趋势,馒头品质下降。综上,在TG酶添加量为质量分数0.25%时,综合得分达到峰值(5.27)。在此条件下,馒头品质达到最佳,其硬度(1.52 N)与咀嚼性(1.07 N)降至最低,且各评价指标相较于对照组均有显著改善(P<0.05)。原因可能是TG酶能促进谷氨酰胺与赖氨酸残基间的共价交联,从而增强面筋网络结构,提升面团强度、延伸性和弹性。这种适度的交联能够显著提升面团的强度与结构完整性,从而改善馒头的比容与内部组织结构,最终提升感官品质[13]。这与李东红[14]的研究结论一致。然而,过量的TG酶会导致蛋白质过度交联,导致面筋蛋白网络结构过度致密化,从而降低馒头的柔软度和口感。此外,随着TG酶添加量的增加,馒头的后味略显苦涩,这一现象可能与酶促反应过程中蛋白质降解产物中苦味肽段的积累有关。因此选择TG酶添加量0.25%为后续响应面试验的中心点。

2.1.2 无麸质馒头响应面结果分析

采用变异系数法计算得出表5中的综合评分,以综合评分(Y)作为响应面分析的唯一响应值。利用表5的试验数据,对自变量HPMC(A)、WPI(B)和TG酶(C)与响应值(Y)进行二次多项式回归拟合,得到回归方程模型如下:Y=5.40-0.027 9A+0.050 6B+0.038 2C+0.041 3AB+0.023 7AC+0.113 5BC-0.113 5A2-0.158 8B2-0.050 6C2。

回归模型的方差分析见表6。此响应面的模型极显著(P<0.000 1),失拟项不显著(P=0.103 6>

0.05),表明模型能较好地契合研究所选因素对综合评分的影响。回归方程两者数值比较接近,表明回归方程与实际实验适配度较高。

表6中显著性分析可得,模型各因子对综合得分的影响存在显著差异。一次项A (HPMC)、B (WPI)、C (TG酶)以及二次项A2、B2、C2均表现出显著影响(P<0.05),交互项AB和BC的影响也达到了显著水平(P<0.05)。利用Design-Expert软件分析的得到最佳改良剂添加量为HPMC 1.011%、WPI 7.356%、TG酶0.293%,预测综合评分达到5.43。

考虑到实际情况,将复合改良剂用量修正为:HPMC 1.0%、WPI 7.4%、TG酶0.3%,综合评分实测值5.42与预测值接近,代表模型契合度较高,为直观评估改良效果,将优化组与未改良组的各项品质指标进行了对比,具体结果详见表7,可以看出改良后馒头各项指标均显著改善。

2.2 改良对无麸质混合粉WHC与OHC的影响

如图1所示,与未改良组相比,添加复合改良剂后,混合粉的WHC与OHC均得了显著提升(P<0.05)。原因可能是,一方面是TG酶催化形成的蛋白质交联网络结构,增加了内部留存水分子的空间[15];同时HPMC作为强亲水胶体,其分子链能高效结合游离水,形成稳定的水合层[16]。在OHC方面,由WPI与原料中蛋白质共同构成的交联网络,在锁水的同时也能有效吸附并固定油脂,从而显著增强体系的持油能力,此结果与安红周等[10]的研究结果一致。这些功能特性的改善,可使馒头在加工和贮藏中更稳定,最终表现为更佳的湿润口感、风味与质构,并有效延缓老化[17]。

2.3 改良对无麸质混合粉糊化特性的影响

淀粉糊化特性是决定无麸质产品质构与稳定性的关键。由表8可知,与未改良组相比,添加复合改良剂的混合粉其峰值、谷值及最终黏度均显著增大,而崩解值与回生值则显著减小(P<0.05),表明其糊化特性得到改善。峰值黏度的显著提高,反映了改良后淀粉颗粒具有更强的膨胀与持水能力,这与前述WHC的测试结果相互印证。该现象可能归因于TG酶催化形成的蛋白质网络增加了易糊化淀粉的暴露[18],从而促进了糊化体系的形成。谷值黏度增大与崩解值减小,共同证明了淀粉糊在热剪切条件下的稳定性显著增强。这一改善归因于多组分的协同作用,HPMC通过增加体系的黏度来提升耐剪切性与热稳定性,而WPI则通过其成膜性包裹淀粉颗粒,有效抑制其过度溶胀破裂[17],二者共同维持了糊体结构的完整性。回生值的显著降低,表明复合改良剂能有效抑制淀粉老化。该抗老化效果是HPMC与WPI协同作用的结果,HPMC通过稀释效应、延迟糊化及改变淀粉存在状态等多种机制抑制淀粉回生,而WPI则在淀粉分子间形成物理屏障,阻碍氢键的重新缔合[17]。这种协同作用不仅显著降低了回生值,对于延长产品货架期、保持柔软口感至关重要,也与Yang等[19]的研究结果相符。

2.4 改良对无麸质面团流变学特性的影响

面团的动态流变特性是评价其内部网络结构强度的关键指标,其中,储能模量(G′)反映面团的弹性,损耗模量(G″)反映其黏性。如图2所示,所有样品在测试频率范围内均呈现出典型的以弹性为主的弱凝胶特性(G′>G″)。与未改良组相比,添加复合改良剂后面团的G′和G″值均显著提高,证明其整体黏弹性与结构强度得到了显著增强,这可能的原因是TG酶催化形成的蛋白质交联网络是弹性提升的核心。在此过程中,WPI作为优质蛋白质,也为TG酶提供了丰富的交联底物,从而显著增强了该网络的密度与强度,这是黏弹性大幅提升的关键[9]。与此同时,HPMC通过与蛋白质及淀粉形成复合物,对该网络起到了物理加固作用。这些复合物填充于网络之中,增加了其致密性与抗形变能力,进一步增强了体系的黏弹性,这与Azeem等[20]的研究一致。

2.5 改良前后无麸质面团FTIR的变化

FTIR谱图(图3)显示,改良前后样品谱图轮廓相似,未见新官能团,表明改良剂与体系的相互作用主要为非共价力。在3 000～3 600 cm-1的O—H伸缩振动区,改良后吸收峰变宽,指示体系内氢键作用增强。这可能是由于TG酶催化交联引入更多极性基团,以及HPMC增强了体系增强体系结合氢的能力共同作用的结果。

FTIR定量分析(表9)揭示了3种改良剂对淀粉分子结构的协同调控作用。与未改良相比R1047/1022比值从1.185降至0.933,淀粉分子的短程有序度有所降低。这可能归因于HPMC 所产生的物理性干扰与空间位阻效应,限制了在面团调制与醒发过程中,淀粉颗粒间通过氢键缔合形成有序双螺旋结构的过程,以及WPI可能通过干扰必需的氢键结合,对延缓淀粉老化发挥了作用。其R1022/995比值从1.532显著提升至1.761,表明复合改良剂导致淀粉与水的相互作用增强。这可能是由于亲水性的HPMC和WPI增加了额外的氢键结合位点,强化了体系内的氢键网络结构,从而使水分被更有效地束缚[21]。这直接赋予了无麸质馒头更湿润、更柔软的口感,显著提升了其整体感官品质。FTIR分析还表明,添加复合改良剂后,蛋白质的α-螺旋/β-折叠比值显著降低。这一变化主要与TG酶相关,其催化的交联反应促使部分α-螺旋解旋,并重组为结构更稳定、更有序的β-折叠[22]。β-折叠结构的增多,能显著提升蛋白质网络的结构稳定性,从而为改良后馒头更优的质构提供了支撑。

2.6 改良对无麸质面团水分分布及迁移的影响

如图4所示,根据横向弛豫时间(T2)的不同,面团中的水分可分为3种状态,强结合水(T21:0.01～1 ms)、弱结合水(T22:1～100 ms)和自由水(T23:100～10 000 ms)其对应的峰面积占比(A21、A22、A23)分别代表了这3种水分的相对含量。由表10可知,与未改良组相比,改良后面团的强结合水(A21)占比显著增加,而弱结合水(A22)与自由水(A23)占比则显著减少(P<0.05)。该结果表明,复合改良剂成功地将流动性强的水分转化为了不易流动的结合水,从而极大地增强了面团的WHC。这种现象归因于复合改良剂各组分与水分子之间形成的协同增效作用,共同增强了对面团中水分的束缚能力。TG酶通过交联作用促使蛋白质构象重排,不仅暴露了蛋白质内部原有的极性基团,也为水分结合创造了新的作用位点[10]。WPI在参与构建该交联网络的同时,其自身富含的极性基团也为体系提供了更多的水结合位点,促使水分与面团中的大分子组分结合得更加紧密,从而有效降低了体系内水分的自由度[17]。HPMC因其分子结构中的大量羟基,进一步增加了体系内的氢键结合网络,三者的协同作用,使得面团能与水分子建立更强的氢键,有效降低了体系中水分的自由度。这一发现与陈舒涵[23]的研究结果一致。

综上,水分由自由态向结合态的迁移行为,宏观上印证了FTIR所揭示的分子层面变化。正是由于复合改良剂增强了氢键网络、促进了蛋白质β-折叠结构的形成以及强化了水-淀粉相互作用,使得水分被更有效地固定在面团网络中,显著提升了体系的持水能力。

2.7 改良前后无麸质面团微观结构的变化

如图5所示,与未改良组(图5-a、图5-b)疏松、不连续的结构相比,改良后面团(图5-c、图5-d)形成了致密、连续的网络结构,从而改善了产品的持气性和质构。这种结构上的差异,源于复合改良剂对无麸质体系的重构作用,TG酶通过催化蛋白质交联,主导了凝胶网络的构建,有效地将游离的淀粉颗粒包裹其中,这与李涛等[18]在无麸质板栗粉研究中的发现相似。HPMC则作为填充剂和连接剂,进一步减少未被包裹的淀粉颗粒,增强整体空间网络结构的稳定性。WPI作为蛋白质来源,为构建这种互连网络提供了物质基础,有助于提高面团的内聚力[24]。

综上所述,当添加复合改良剂时,无麸质面团的微观结构从疏松、不均的状态转变为更为紧密、均匀且网络连续的理想形态。这一微观结构的改善,与前述测得的宏观品质提升结果相互印证。正是这个致密连续的网络,为无麸质馒头提供了更强的骨架支撑,使其硬度降低约30%与弹性提升了44%(表7),同时更强的锁水能力赋予了无麸质馒头更佳的口感,最终实现了综合品质的提升。

2.8 改良对无麸质馒头结晶结构的影响

如图6-a所示,改良前后无麸质馒头的衍射图谱均呈现出典型的A型淀粉特征峰,表明复合改良剂的添加并未改变淀粉的晶型。改良后样品的所有衍射峰强度均显著减弱,通过定量计算得到了进一步证实,改良后无麸质馒头的相对结晶度从改良前的9.04%显著降低至5.39%,见图6-b(P<0.05)。这证明复合改良剂能有效抑制淀粉分子的重结晶过程,从而发挥强大的抗老化作用。可能因为HPMC等大分子亲水胶体能迅速与水分子结合,并通过空间位阻效应物理性地阻碍解离的淀粉链重新缔合,从而破坏双螺旋结构的形成与稳定,最终导致相对结晶度降低[25]。WPI则通过与淀粉分子竞争结合水分子,阻碍了淀粉分子重新排列形成紧密的结晶结构,在分子相互作用的层面上抑制了晶体的进一步发展[26]。由TG酶交联形成的稳定蛋白质网络,通过物理包埋作用,将淀粉分子固定于基质中,极大地限制了它们的迁移和重新缔合形成晶体的能力[27]。糊化特性中回生值的降低证明了体系抗老化能力的提升,XRD结果显示相对结晶度下降,则从分子有序排列的微观层面为这一结论提供了最根本的结构性支撑。

综上所述,XRD结果证明该复合改良剂通过有效抑制淀粉的再结晶,降低了体系的老化程度,这对维持产品的食用品质稳定性具有积极意义。

3 结论

添加质量分数1.0% HPMC、7.4% WPI和0.3% TG酶的复合改良剂显著改善了无麸质荞麦馒头的质构特性,表现为面团黏弹性的提升、微观结构中形成致密连续的网络,以及β-折叠比例的增加和氢键作用的增强。产品的抗老化性能和保水能力显著提高,自由水向结合水的转化效果显著,淀粉重结晶过程受到明显抑制(P<0.05)。此外,改良后混合粉的WHC和OHC提升(P<0.05),从而改善了产品的整体感官和加工品质。因此,选择合适的亲水胶体、蛋白质与酶制剂组成复合改良剂可以通过协同强化网络结构、调控水分状态并抑制淀粉老化,有效提升无麸质发芽荞麦馒头的食用品质。

综上,本研究探讨了HPMC、WPI与TG酶的三者复配在无麸质体系中的应用,多维度揭示了其协同增效机理,为开发高品质无麸质主食提供了一定的技术参考,也为该类复合改良剂的应用提供了理论依据。

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Research on improvement effect and mechanism of compound improvers on quality of gluten-free buckwheat steamed bread

CHEN Cheng1,2,3, CHEN Yifang1,2,3, ZHAO Tao1,2,3, LEI Ji1,2,3*

1(School of Food and Bio-engineering, Xihua University, Chengdu 610039, China)

2(Food Microbiology Key Laboratory of Sichuan Province, Chengdu 610039, China)

3(Chongqing Key Laboratory of Speciality Food Co-Built by Sichuan and Chongqing, Chengdu 610039, China)

ABSTRACT To address issues such as poor texture and inferior quality of gluten-free steamed buns caused by the lack of gluten, this study used germinated buckwheat flour, rice flour, and soybean flour as the raw materials for mixed flour, hydroxypropyl methylcellulose (HPMC), whey protein isolate (WPI) and transglutaminase (TGase) were selected as quality improvers to investigate the synergistic effects and underlying mechanisms of the combined improvers.Differences in the physicochemical properties of the composite flour, the structural characteristics of the dough, and the water distribution of the final product before and after improvement were compared, with the aim of enhancing the overall quality of the product.The results showed that under the optimized composite system containing mass fraction of 1.0% HPMC, 7.4% WPI, and 0.3% TGase, the product achieved the highest overall quality score.Compared with the unmodified control, the following improvements were observed, the pasting viscosity of the mixed flour was significantly increased, with the storage modulus (G′) and loss modulus (G″) of the dough significantly improved (P<0.05).By promoting the cross-linking between protein molecules, the dough formed a dense and continuous micro-network structure, leading to significant enhancements in water-holding capacity and oil-holding capacity (P<0.05), as well as an increase in the proportion of strongly bound water (P<0.05).The retrogradation and breakdown values of the mixed flour decreased (P<0.05), and the relative crystallinity of starch in steamed bread reduced from 9.04% to 5.39% (P<0.05), indicating improved anti-aging properties.The overall flavor profile of the product was significantly optimized.Therefore, the HPMC-WPI-TGase composite modification system systematically improved the quality of gluten-free steamed bread by synergistically enhancing the protein network structure, regulating water status, and inhibiting starch recrystallization.This paper reveals its multi-dimensional synergistic mechanism, which can provide certain references for the development of high-quality gluten-free staple foods.

Key words gluten-free steamed buns;germinated buckwheat flour;composite improvers;physicochemical properties

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.044544

引用格式：陈诚,陈艺芳,赵涛,等.复合改良剂对无麸质荞麦馒头品质的改良效应及作用机理研究[J].食品与发酵工业,2026,52(19):299-308.CHEN Cheng, CHEN Yifang, ZHAO Tao, et al.Research on improvement effect and mechanism of compound improvers on quality of gluten-free buckwheat steamed bread[J].Food and Fermentation Industries,2026,52(19):299-308.

第一作者：硕士研究生(雷激教授为通信作者,E-mail:121175698@qq.com)

基金项目：四川省科技厅项目(2020YFH0157);2024年四川省普通本科高校创新性实验项目(药食同源功能性食品研发 153);四川省巴中市科技计划“揭榜挂帅”项目(2024jbgscg002)

收稿日期：2025-09-16,改回日期：2026-02-13