王坤，路飛，孟燕楠，李哲，肖志剛

（沈陽師范大學糧食學院，遼寧沈陽110034）

乳糜泄（Celiac disease，CD）是一種慢性腸道吸收不良疾病，是由于從小麥等原料制成的產(chǎn)品中攝入面筋蛋白引起的。它是一種對谷物制品，尤其是與小麥，以及在植物學上與小麥近親的黑小麥、斯佩爾特黑麥、大麥等谷物的食品不耐癥，在一定程度上也與燕麥有關[1]。麥粉中麥膠蛋白對腸黏膜有毒性，如進一步水解，毒性消失。乳糜瀉患者小腸黏膜細胞上分解麥膠蛋白的多肽酶活性不足，不能充分分解麥膠蛋白故引起小腸黏膜病變，從而產(chǎn)生炎癥反應，多表現(xiàn)為腹瀉、腸道功能紊亂和營養(yǎng)素吸收不良。目前，乳糜瀉已被確認為常見的終身型疾病，并且經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，世界上有1%的人口都被診患有此病[2]。解決問題的辦法也只能是患者終身嚴格控制含面筋食品的攝入[3]。

1 無面筋食品

有關無面筋食品的指南最早是由WHO和FDA于1976年聯(lián)合提出的[4]，后又經(jīng)一系列修訂。2009年，歐盟在制訂的條例中要求將不含麩質(zhì)或含微量麩質(zhì)注明于食品成分標簽中，并規(guī)定只有含低于20 mg/kg麩質(zhì)的食品才允許在其預包裝上標注“不含麩質(zhì)”，“含微量麩質(zhì)”的標簽則適用于已經(jīng)進行特殊處理及去除大量麩質(zhì)，但食品成分中仍存在低于100 mg/kg麩質(zhì)的食品[5]。一直避免攝入無面筋食物的飲食模式是不可行的，因為在很多地方尤其是西方國家，面包、蛋糕、意大利面、比薩餅、餅干、面條等面制品都是作為主食存在的，因此，對于無面筋食品的研究是很有必要和發(fā)展前景的。

2 面筋蛋白

麥醇溶蛋白和麥谷蛋白是小麥面筋蛋白主要組成部分，富含谷氨酰胺和脯氨酸[6]，由于麥醇溶蛋白中非極性氨基酸組成較多，故決定了面團流動性、伸展性和膨脹性。麥谷蛋白肽鏈間的二硫鍵和極性氨基酸賦予了面團以彈性、黏合性，也是決定面團強度的主要因素。兩種蛋白的這種氨基酸組成，賦予了小麥面筋蛋白黏彈性的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的特性，也決定了它的不可替代性[7]。

3 技術(shù)方法

小麥面筋蛋白特殊的化學組成，賦予了其獨特的功能特性，蛋白質(zhì)性質(zhì)的差異使無面筋食品的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)較少，無法鎖住水分，而且淀粉顆粒不能嵌入其中，調(diào)制的面團韌性差、松散、不易成團，即使成團，也很散碎不易制皮。這些無面筋食品開發(fā)中關于無面筋面團處理的一些潛在問題，可以通過一些新的技術(shù)手段得以改進。多年來很多研究者都致力于尋找面筋的替代品的研究，一些新的加工技術(shù)也被用來改變無面筋面團的流變特性，比如高靜水壓處理、擠壓膨化技術(shù)和預糊化處理等等，為無面筋食品開發(fā)研制帶來新的希望。

3.1 尋找原料替代品

3.1.1 假谷物的開發(fā)利用

假谷物指植物學上不屬于禾谷類的植物，其種子或果實與禾谷類的種子或果實的加工性質(zhì)相同或相近，又因其具有高營養(yǎng)價值，必需氨基酸和脂肪酸含量以及礦物質(zhì)含量高而被用于無面筋食品的研究，主要有蕎麥、莧菜籽和昆諾阿藜籽[8]。Wronkowska等[9]用蕎麥粉分別以10%、20%、30%、40%的比例替代玉米粉，輔以果膠，結(jié)果表明，隨蕎麥比例增大，面包比容增加，且面包在儲存期內(nèi)硬度下降。Lemos等[10]用莧菜粉以不同比例替代由木薯淀粉和發(fā)酵木薯淀粉混合而成的無面筋粉所制作芝士面包，品質(zhì)也有所改善。Alvarez-Jubete等[11]將莧菜、藜麥和燕麥作為健康又高營養(yǎng)質(zhì)量的潛在原料成分替換掉無面筋面包（由大米粉和馬鈴薯淀粉制成）中的馬鈴薯淀粉并輔以黃原膠，研究其烘焙特性。結(jié)果顯示和對照組相比，蕎麥和藜麥面包體積明顯增大，此外含“假谷物”的面包質(zhì)地更柔軟，共聚焦圖像顯示這是由于假谷物中天然乳化劑的存在的緣故。

3.1.2 其他無面筋粉

其他一些無面筋谷物包括大米、小米、高粱、畫眉草粉、一些淀粉、豆科植物的粉像黃豆、栗子、鷹嘴豆等等都已經(jīng)被用于無面筋食品的開發(fā)。Ergin等[12]以大米、玉米、鷹嘴豆、馬鈴薯粉、玉米淀粉和馬鈴薯淀粉為主要原料，輔以糖、鹽、瓜爾豆膠等，制作8種不同配方的餅干，發(fā)現(xiàn)所有配方餅干適口性、色澤、氣味、質(zhì)構(gòu)特性等與對照組相比均具有顯著差異。鷹嘴豆粉的添加會改善餅干的感官品質(zhì)，而大米粉則與硬度相關。Tsatsaragkou等[13]用鷹嘴豆粉和抗性淀粉替換大米粉，通過響應面分析法確定鷹嘴豆和蛋白質(zhì)的最佳加入量，研究發(fā)現(xiàn)鷹嘴豆粉可提高面團的含水率。

3.2 加入多糖膠體

目前研究中所使用到的膠體有：羥丙基甲基纖維素（HPMC）、羧甲基纖維素（CMC）、黃原膠、瓜爾豆膠、刺槐豆膠、果膠、瓊脂等。Yadav等[14]用珍珠栗、乳清蛋白、大麥和CMC以不同比例混合制得意大利面，實驗證明CMC對面團的質(zhì)構(gòu)特性有明顯改善。Hadnadev等[15]分別用10%、20%、30%的蕎麥粉替代大米粉，并加入CMC，通過振蕩和蠕變實驗測定二者對面團流變特性的影響，結(jié)果表明CMC增加了面團的韌性和抗延伸性。路飛等[16]對大米粉進行預糊化處理技術(shù)制得米粉面包，并添加了HPMC、CMC、海藻糖、黃原膠4種添加劑，對大米面包的感官特性及質(zhì)構(gòu)特性進行了研究。結(jié)果表明，添加3%CMC對于大米面包品質(zhì)有最明顯的改善效果，HPMC對于改善大米面包品質(zhì)較為明顯，而黃原膠對改善面包品質(zhì)有作用，但不明顯，海藻糖不適用于大米粉預糊化制作大米面包。

3.3 酶處理

近年來酶在食品工業(yè)中的應用日益增加，相較于傳統(tǒng)的化學方法，酶法更環(huán)保、更綠色。目前，很多研究者已將酶用于無筋面團中，主要是改善面團流變特性，延長產(chǎn)品貨架期。Dluzewska等[17]在無筋面團中加入7%的大豆或乳清蛋白，以及谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶，研究三者對面團物化特點及感官特性的影響并測定了面包的比容、比重等指標，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，大豆蛋白能改善面包品質(zhì)，尤其是加入1U/g谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶的面包，感官品質(zhì)提升明顯。Pongjaruvat等[18]在香米中加入預糊化木薯淀粉和谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶，制得的面包比容低、硬度大，而預糊化木薯淀粉對面包比容和面團的抗變形性均有影響，加入谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶會增加面包的硬度和咀嚼性，總的來說，二者有助于改善面包品質(zhì)。在烘焙行業(yè)中，像葡萄糖氧化酶以及酪氨酸酶等其他一些酶也已被用于產(chǎn)品加工。比如近些年人們開始關注葡萄糖氧化酶對面團品質(zhì)的改善作用，研究表明葡萄糖氧化酶對水溶性小麥蛋白具有交聯(lián)作用[19]。Flander等[20]在燕麥粉中加入漆酶、木聚糖酶和酪氨酸酶，通過SDS-PAGE電泳實驗以及微觀結(jié)構(gòu)觀察，發(fā)現(xiàn)酪氨酸酶具有促進燕麥球蛋白交聯(lián)的作用，特別是與木聚糖酶結(jié)合時。

3.4 高壓處理

近些年，人們逐漸采用一些創(chuàng)新性的加工處理方法對谷物粉進行物理改性，比如高壓處理，它會對原料成分特性產(chǎn)生影響，改變食品中的蛋白質(zhì)、淀粉等生物大分子的結(jié)構(gòu)從而改變了食品質(zhì)構(gòu)。一般來說，高壓處理的壓力的范圍在100 MPa～1 000 MPa，目前的研究中，應用高壓處理的原料包括大米淀粉以及蕎麥粉、大米粉、高粱粉等，這些研究的結(jié)果均表明高壓處理能夠降低使淀粉糊化溫度降低并改變蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)從而改變谷物面團的黏彈性和結(jié)構(gòu)特性[21-23]。為了研究高壓處理對無面筋面團功能特性的改善，Vallons等[24]對蕎麥、大米、畫眉草面團進行不同大小的壓力處理并通過掃描電子顯微鏡觀察處理后面團微觀結(jié)構(gòu)的改變。毛細管凝膠電泳實驗表明，大米和畫眉草面團中的蛋白質(zhì)中通過巰基和二硫化物間的交聯(lián)發(fā)生聚合反應，而蕎麥面團因缺乏巰基基團而無此現(xiàn)象。實驗證明，高壓處理對面團流變特性是具有一定的改善作用的。Stolt等[25]對大麥淀粉進行高壓處理，發(fā)現(xiàn)處理后的面團會形成和小麥淀粉和玉米淀粉等類似的質(zhì)感。

3.5 酸面團發(fā)酵

酸面團是面粉和水的混合物經(jīng)乳酸菌和酵母發(fā)酵的產(chǎn)物[26]，是一種中間產(chǎn)品，酸面團中包含著具有代謝活性的乳酸菌和酵母菌。近幾年，酸面團的應用逐漸增加，多被用于面包、蛋糕及薄脆的生產(chǎn)加工中。Wolter等[27]向蕎麥粉、藜麥粉、畫眉草粉以及高粱粉制得的面團中加入20%的酸面團，研究面團流變特性及面包感官特性改變，實驗結(jié)果顯示，相較于對照組，實驗組面包硬度降低、老化時間延長、貨架期也增加。Flande等[28]研究小麥酸面團對燕麥面包（50%燕麥粉）的影響，結(jié)果表明小麥酸面團對面包的比容無明顯改善，但可以提高面包的感官品質(zhì)。利用酸面團發(fā)酵能夠改善面團特性并提高面包品質(zhì)，主要是由于乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生有機酸，降低面團的pH，進而提高內(nèi)源蛋白酶活和淀粉酶活并使戊聚糖溶解度增加，改善淀粉和蛋白間的相互作用[29-31]。乳酸菌可保護面包的發(fā)酵免受其他發(fā)酵的影響，抑制了微生物的繁殖作用[32]。

3.6 擠壓技術(shù)

近年來，擠壓膨化技術(shù)也逐漸應用于無面筋食品的制作中。有研究表明，通過擠壓處理可以提高以淀粉為基本原料的產(chǎn)品的功能特性，如面漿的流變學特性及烘焙特性等。Jeong等[33]在無面筋大米粉中加入5%和10%以不同濕度進料經(jīng)擠壓處理得到的米粉，制成蛋糕來研究擠壓膨化粉對產(chǎn)品品質(zhì)的影響，結(jié)果顯示，蛋糕的質(zhì)構(gòu)特性明顯提高。Pedrosa等[34]在生大米粉中加入酸性膨化大米粉，發(fā)現(xiàn)加入后制作的無筋面包色澤及質(zhì)構(gòu)特性均有明顯改善。擠壓膨化處理的應用目前還在起步階段，相信在未來的發(fā)展中，該技術(shù)在無面筋食品方面的應用會越來越廣泛。

3.7 發(fā)芽

發(fā)芽能夠激活一些酶的通路，提高面團營養(yǎng)價值和感官特性。有研究表明，發(fā)芽谷物面團中的酶能夠提高蛋白質(zhì)溶解度、礦物質(zhì)含量、抗氧化活性并改變功能因子含量[35-36]。目前，已經(jīng)進行研究的原料包括籽粒莧、蕎麥、玉米、小米、大米和高粱等[37]。Makinen等[38]將發(fā)芽燕麥和發(fā)芽蕎麥作為無面筋食品原料研究了二者對面包烘焙品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，以1%的濃度發(fā)芽得到的燕麥能夠提高面包體積，此外，燕麥的發(fā)芽會使α-淀粉酶活性增強，這對改善面包品質(zhì)有明顯的作用。用發(fā)芽的大豆粉制作的無面筋面包感官特性也較好，并且相較于加熱處理得到的大豆粉，發(fā)芽處理得到的面包體積更大[39]。

3.8 其他

其他一些技術(shù)，比如冷凍處理、預糊化處理等也都逐步被應用于無面筋食品的制備中。謝少梅等[40]研究了預糊化的木薯變性淀粉、馬鈴薯變性淀粉、玉米變性淀粉和大米粉對麻糬面包的感官、比容、彈性的影響，分析了預糊化變性淀粉的布拉班德黏度曲線，結(jié)果表明，預糊化木薯變性淀粉與預糊化馬鈴薯變性淀粉制作的麻糬面包口感及外觀較好，而預糊化玉米變性淀粉與預糊化大米粉制作的產(chǎn)品口感不佳、比容小，預糊化木薯變性淀粉與預糊化馬鈴薯變性淀粉質(zhì)量比為1∶1時，麻糬面包加工性能好、口感清爽、彈性強、比容較大、保型性佳。Mezaize等[41]研究了未發(fā)酵的冷凍面團對無面筋面團和面包的特性的影響，振蕩試驗結(jié)果顯示生面團和已解凍面團黏彈性雖無明顯變化，但流變學試驗表明，冷凍對面團流動性和稠度指數(shù)有影響，制得的面包比容較傳統(tǒng)方法更小且面包硬度更大，而面包氣室分布更均勻，色澤也有所改觀。

4 結(jié)論與展望

對于乳糜瀉患者而言，唯一的治療辦法就是避免食用含有面筋蛋白的食物，而無面筋食品因缺乏面筋蛋白而很難形成網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)得到類似小麥產(chǎn)品一樣的口感和質(zhì)地。一些技術(shù)的應用可以為未來無面筋食品的研究與發(fā)展提供更好的解決方法，應多研究發(fā)掘一些新的酶應用于無面筋食品或者將幾種酶以不同比例混合得出最佳作用條件，而高壓處理技術(shù)的應用處于初級階段且仍有待繼續(xù)探索最佳工藝條件得出最適操作參數(shù)。現(xiàn)在的很多研究都是從宏觀角度對新技術(shù)進行評估而很少從微觀角度進行解讀，因此未來也應該加強從分子角度的探索。雖然無面筋食品的研究已經(jīng)取得一定成果，但開發(fā)出跟小麥產(chǎn)品類似口感和品質(zhì)的產(chǎn)品仍需進一步研究。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展革新，無面筋食品會作為乳糜瀉患者的主要食物逐漸走入公眾視野并得到普及。

[1] Murray J A.The widening spectrum of celiac disease[J].American Journal of Clinical Nutrition,1999,69(3):354-365

[2] Arendt E K,Dal Bello F.Gluten-free cereals products and beverages[M].1.New York:Academic Press,2008:1-22

[3] Niewinski M M.Advances in celiac disease and gluten-free diet[J].Journal of American Diet Association,2008,108(4):661-672

[4] Gallagher E,Gormley T R,Arendt E K.Recent advances in the formulation of gluten-free cereal-based products[J].Trends in Food Science and Technology,2004,15(3/4):143-152

[5] Thompson T.Wheat starch,gliadin,and the gluten-free diet[J].Journal of American Diet Association,2001,101(12):1456-1459

[6] 司學芝,李建偉,王金水,等.麥醇溶蛋白和麥谷蛋白提取條件的研究[J].鄭州工程學院學報,2004,25(3):33-36

[7] 鐘耕,陳宗道.小麥面筋蛋白及其化學改性研究[J].糧食與飼料工業(yè),2001(5):41-43

[8] 錢建亞,Kuhn M.莧菜籽和昆諾阿藜籽的營養(yǎng)和利用[J].西部糧油科技,1999,24(1):26-30

[9] Wronkowska M,Haros M,Maria Soral-S mietana.Effect of Starch Substitution by Buckwheat Flour on Gluten-Free Bread Quality[J].Food Bioprocess Technology,2013,6:1820-1827

[10]Lemos,A D,Capriles V D,Silva M,et al.Effect of incorporation of amaranth on the physical properties and nutritional value of cheese bread[J].Ciencia e Tecnologia de Alimentos,2012,32(3):427-431

[11]Alvarez-Jubete L,Auty M,Arendt E K,et al.Baking properties and microstructure of pseudocereal flours in gluten-free bread formulations[J].European Food Research and Technology,2010,230(3):437-445

[12]Ergin A,Herken E N.Use of various flours in gluten-free biscuits[J].Journal of Food Agriculture and Enviroment,2012,10(1):128-131

[13]Tsatsaragkou K,Gounaropoulos G,Mandala I.Development of gluten free bread containing carob flour and resistant starch[J].LWT-Food Science and Technology,2014,58(1):124-129

[14]Yadav D N,Balasubramanian S,Kaur J,et al.Non-wheat pasta based on pearl millet flour containing barley and whey protein concentrate[J].Journal of Food Science and Technology-Mysore,2014,51(10):2592-2599

[15]Hadnadev T R D,Orbica A M,Hadnadev M S.Influence of Buckwheat Flour and Carboxymethyl Cellulose on Rheological Behaviour and Baking Performance of Gluten-Free Cookie Dough[J].Food and Bioprocess Technology,2013,6(7):1770-1781

[16]路飛,任文濤,馬濤,等.幾種添加劑對大米面包感官及質(zhì)構(gòu)特性的影響[J].食品研究與開發(fā),2014,35(20):23-26

[17]Dluzewska E,Marciniak-Lukasiak K,Kurek N.Effect of trans-glutaminase additive on the quality of gluten-free bread[J].CYTA:Journal of Food,2015,13(1):80-86

[18]Pongjaruvat W,Methacanon P,Seetapan N,et al.Influence of pregelatinised tapioca starch and transglutaminase on dough rheology and quality of gluten-free jasmine rice breads[J].Food Hydrocolloids,2014,36:143-150

[19]Sciarini L S,Ribotta P D,Leon A E,et a1.Incorporation of several additives into gluten free breads:Effect on dough properties and bread quality[J].Journal of Food Engineering,2012,111(4):590-597

[20]Flander L,Holopainen U,Kruus K,et al.Effects of tyrosinase and laccase on oat proteins and quality parameters of gluten-free oat breads[J].American Chemical Society,2011,59:8385-8390

[21]Li W,Bai Y,Mousaa S S,et al.Effect of high hydrostatic pressure on physicochemical and structural properties of rice starch[J].Food Bioprocess Technology,2012,5(6):2233-2241

[22]Vallons K R,Ryan L M,Koehler P,et al.High pressure-treated sorghum flour as a functional ingredient in the production of sorghum bread[J].European Food Research and Technology,2010,1231(5):711-717

[23]Liu Y,Selomulyo V O,Zhou W.Effect of high pressure on some physicochemical properties of several native starches[J].Journal of Food Engineering,2008,88(1):126-136

[24]Vallons K J R,Ryan L A M,Arendt E K.Promoting structure formation by high pressure in gluten-free flours[J].LWT-Food Science and Technology,2011,44(7):1672-1680

[25]Stolt M,Oinonen S,Autio K.Effect of high pressure on the physical properties of barley starch[J].Innovatives Food Science and Emerging Technologies,2000,1(3):167-175

[26]Di Cagno R,Barbato M,Di Camillo C,et al.PA29 Presumptive safety for celiac patients of wheat baked goods rendered gluten-free during sourdough fermentation[J].Digestive and Liver Disease,2010,42(Suppl 5):S353

[27]Wolter A,Hager A S,Zannini E,et al.Influence of dextran-producing Weissella cibaria on baking properties and sensory profile of gluten-free and wheat breads[J].International Journal of Food Microbiology,2014,172:83-91

[28]Flander L,Suortti T,Katina K,et al.Effects of wheat sourdough pro－cess on the quality of mixed oat-wheat bread[J].LWT-Food Science and Technology,2011,44:656-664

[29]Gobbetti M,De Angelis M,Corsetti A,et al.Biochemistry and physiology of sourdough lactic acid bacteria[J].Trends in Food Science and Technology,2005,16(1/3):57-69

[30]Gaenzle Michael G,Vermeulen N,Vogel R F.Carbohydrate,peptide and lipid metabolism of lactic acid bacteria in sourdough[J].Food Microbiology,2007,24(2):128-138

[31]Gaenzle Michael G,Loponen J,Gobbetti M.Proetolysis in sourdough fermentations:mechanisms and potential for improved bread quality[J].Trends in Food Science and Technology,2008,19(10):513-521

[32]Gobbetti M,Rizzello CG,Di Cagno R,et al.How the sourdough may affect the functional features of leavened baked goods[J].Food Microbiology,2014,37:30-40

[33]Jeong S,Kang W-S,Shin M.Improvement of the quality of glutenfree rice pound cake using extruded rice flour[J].Food Science and Biotechnology,2013,22(1):173-180

[34]Pedrosa Silva Clerici M T,Airoldi C,El-Dash A A.Production of acidic extruded rice flour and its influence on the qualities of gluten-free bread[J].LWT-Food Science and Technology,2009,42(2):618-623

[35]Kaukovirta-Norja A,Wilhelmson A,Kaisa A,et al.Germination:a means to improve the functionality of oat[J].Agricultural and Food Science,2004,13(1):100-112

[36]張鐘,程美林,王麗,等.發(fā)芽對小麥品質(zhì)的影響[J].中國糧油學報,2014,29(1):11-16

[37]Omary M B,Fong C,Rothschild J.Effect of germination on the nutritional profile of gluten-free cereals and pseudocereals:a review[J].Cereal Chemistry,2012,89(1):1-14

[38]Makinen O,Zannini E,Arendt E.Germination of oat and quinoa and evaluation of the malts as gluten free baking ingredients[J].Plant Foods for Human Nutriton,2013,68(1):90-95

[39]Shin D-J,Kim W,Kim Y.Physico-chemical and sensory properties of soy bread made with germinated,steamed,and roasted soy flour[J].Food Chemistry,2013,141(1):517-523

[40]謝少梅,周雪松,郭樺.預糊化變性淀粉在麻糬面包中的應用[J].現(xiàn)代食品科技,2013,29(7):1638-1641

[41]Mezaize S,Chevallier S,Le-Bail,A,et al.Gluten-free frozen dough Influence of freezing on dough theological properties and bread quality[J].Food Research International,2010,43(8):2186-2192