《Journal of Agriculture and Food Research》：Nutritional and sensory effects of germinated grain-based starter cultures in bread making
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本研究评估并重点关注营养、感官可接受性以及消费者偏好的功能性面包产品开发。研究系统考察了谷物类型对发酵剂性能及面包品质的影响。研究评估了谷物类型〔小麦：Ashehan、Global；燕麦：Ares〕和发芽时长（48、72、96 h）对采用发芽面粉发酵剂制备面包
本研究评估并重点关注营养、感官可接受性以及消费者偏好的功能性面包产品开发。研究系统考察了谷物类型对发酵剂性能及面包品质的影响。研究评估了谷物类型〔小麦：Ashehan、Global；燕麦：Ares〕和发芽时长（48、72、96 h）对采用发芽面粉发酵剂制备面包的碳水化合物、营养特性及感官品质的影响。面包制备前，谷物经浸泡、发芽、干燥和粉碎处理。在本研究的延长发芽面粉中，96 h 发芽显著提高了蛋白质、能量和矿物质含量，其中燕麦品种 Ares 的营养增强效果优于小麦。于 96 h 发芽时，Ares 达到最佳营养密度，蛋白质含量为 19.26%，能量为 359.99 kcal/100g，且矿物质水平更高〔钙 24.51 mg/100g、锌 1.85 mg/100g、铁 2.44 mg/100g〕。相比之下，小麦品种 Ashehan 和 Global 随发芽时间延长，其蛋白质（13.79–14.38%）和能量（328.03–331.49 kcal/100g）逐步升高，但碳水化合物含量下降（61.08–62.13%）。感官分析显示，72 h 发芽样品在口味评分上最优。尽管 96 h 发芽提高了矿物质含量，但 72 h 发芽在营养与风味之间提供了最佳平衡。这些结果表明，发芽面粉，尤其是作为发酵剂的 Ares，具有用于生产营养强化且适口面包的潜力。研究结果进一步揭示，发芽时长和谷物类型是提升面包品质的关键调控因素，其中 72 h 可作为进一步优化营养与感官吸引力的实用基准。
该文发表于《Journal of Agriculture and Food Research》，围绕发芽谷物基发酵剂在面包加工中的应用价值展开，核心问题在于如何在传统发酵制品中同时提升营养密度与感官接受性。面包作为广泛消费的主食，其品质不仅取决于酵母膨发效果，也受乳酸菌（LAB，乳酸菌）及谷物基质生化转化过程影响。现有直投酵母面团体系虽然工艺稳定，但往往缺乏酸面团（sourdough）发酵所带来的复杂风味、营养改善和货架期延长效应。另一方面，埃塞俄比亚北部传统家庭面包制作长期存在利用发芽谷物面粉或回接发酵剂（back-slopping）促进发酵的经验，但其科学机制、营养贡献及感官价值仍缺乏系统验证。研究人员正是在这一背景下，将地方知识与实验研究相结合，考察不同谷物类型与发芽时长对发酵剂性能和成品面包品质的影响，以期为功能性面包开发提供依据。
从研究意义看，发芽过程可诱导谷物内源酶激活，促进淀粉、脂质和贮藏蛋白重组，并降低植酸等抗营养因子，从而提高矿物质生物可利用性和营养可及性。尤其是燕麦因富含 β-葡聚糖（β-glucan，可溶性黏性多糖）及多种活性成分，被视为具有健康促进潜力的功能性谷物。然而，不同谷物在发芽后是否都能同样改善面包品质，不同发芽时长又是否兼顾营养提升与口感接受，仍是产业化应用中的现实问题。该研究因此聚焦埃塞俄比亚地方小麦品种 Ashehan、Global 与燕麦 Ares，对其受控发芽后作为发酵剂原料的可行性进行系统比较。
在技术方法方面，研究人员从埃塞俄比亚 Tigray 地区市场采集 Ashehan、Global 和 Ares 谷粒，并对 15 位当地年长女性进行问卷调查，以确认传统面包发酵中本地发酵剂的使用情况。随后采用两因素试验设计，以谷物类型和发芽时间（48、72、96 h）为自变量，制备 9 种发芽面粉发酵剂，并以商业酵母 Saccharomyces cerevisiae 发酵面包为对照。研究测定发芽面粉的功能特性、近似营养组成和面筋含量，对成品面包进行常规营养、矿物质和感官评价，并使用方差分析（ANOVA）与 Tukey’s HSD 进行统计比较。
**3.1. Survey result of starters used in making of local bread**
调查结果显示，发芽谷物面粉是当地家庭面包制作中最常见的发酵剂来源。66.67% 受访者优先使用发芽谷物面粉，20% 使用源自 tella 的回接发酵剂，13.33% 使用来自 injera 面糊的回接发酵剂。该结果说明，发芽谷物作为天然发酵起始材料在地方实践中具有较高接受度，也为后续实验设计提供了现实基础。研究由此确认，传统知识已经将发芽谷物与改善发酵表现和面包品质联系起来。
**3.2. Effect of germination on functional properties of selected wheat cultivars and oat**
该部分比较了发芽前后面粉的吸油性、吸水性、堆积密度、膨胀指数、水溶性指数及面筋含量。结果显示，随着发芽时间延长，Ashehan、Global 和 Ares 的吸油能力（OAC）与吸水能力（WAC）总体升高，其中 Ares 的提升最为明显，提示其在面包加工中更有利于风味保持、口感改善和水分维持。研究人员据此认为，发芽促进蛋白质构象松散和结合位点暴露，从而提高面粉与水、脂质相互作用的能力。与此同时，堆积密度（BD）下降，说明发芽引起颗粒结构疏松化；水溶性指数（WSI）上升，表明淀粉和蛋白质在内源酶作用下发生部分降解，生成更易溶解的小分子物质。膨胀指数（SI）则在中等发芽阶段有所提高，但在更长发芽时可能因结构过度降解而下降。面筋含量方面，Ares 在 96 h 时最高，说明发芽显著改变了蛋白质组分及其可测性。总体而言，本节通过功能性质测试得出结论：发芽改善了面粉在面包体系中的加工适应性，而 Ares 表现出更优的综合功能特征。
**3.3. Effect of germination on the proximate contents of wheat (Ashehan and Global) and ares**
近似成分分析表明，发芽显著改变了三类谷物的营养组成。最突出变化是蛋白质和能量值增加，而脂肪、灰分、粗纤维及总碳水化合物总体下降。Ares 在 96 h 发芽后蛋白质含量最高，显示其发芽增营养效应最强。研究人员指出，这种变化与发芽诱导的淀粉水解、呼吸消耗和贮藏物质重分配密切相关：淀粉在 α-淀粉酶（α-amylase）等水解酶作用下被分解，导致碳水化合物比例下降；与此同时，由于相对干物质重分布及蛋白代谢活化，蛋白质浓度上升。脂肪含量下降则反映其作为萌发供能底物被动员利用。该部分由化学组成数据得出明确结论：发芽是一种能够系统提升谷物营养结构、尤其增强蛋白质密度的加工方式，其中 Ares 的响应最强。
**3.4. Effect of germination durations on nutritional composition of bread**
在成品面包层面，使用发芽谷物发酵剂后，面包的蛋白质、脂肪和能量值均高于精制小麦粉加商业酵母的对照。Ares 发酵剂组在各发芽时长下均表现出最高蛋白质水平，其中 96 h 发芽组蛋白质达到 19.26%，同时具有较高能量值；而 Ashehan 和 Global 的蛋白质与能量值虽也随发芽时间增加而上升，但提升幅度相对较缓。另一方面，碳水化合物含量随发芽延长下降，在 Ares 组中最为显著。该结果说明，发芽谷物发酵剂不仅改变原料面粉营养结构，也能将这种改善有效传递至最终面包产品。研究人员据此得出结论：基于发芽全谷物的发酵剂体系能显著提高面包营养密度，其中 Ares 在营养强化方面最具优势。
**3.5. Effect of germinated starter culture on mineral-elements of produced bread**
矿物质分析显示，面包中钙、锌、铁含量均随发芽时间延长而增加，且以 Ares 96 h 发芽发酵剂组最高，分别达到钙 24.51 mg/100g、锌 1.85 mg/100g、铁 2.44 mg/100g。该结果表明，发芽有助于提升矿物质可利用性，并增强矿物元素在成品中的表现。研究人员将这一现象归因于发芽过程中植酸被降解，从而减弱其对二价和三价阳离子的螯合作用，使钙、锌、铁等矿物更易释放。通过不同谷物与不同发芽时间的对比，论文进一步说明矿物质改善存在明显的谷物特异性和时间依赖性，而 Ares 依然显示出最优表现。
**3.6. Assessment of bread sensory quality**
感官评价结果显示，72 h 发芽样品在口味（flavor/aroma）和总体接受性方面普遍最优。具体而言，Ares 72 h 组口味评分最高，Global 72 h 组在综合色泽和质构上表现较好，而对照组在口味和总体接受性方面评分最低。研究据此认为，中等发芽时间能够在酶活增强、风味前体形成与面团结构稳定之间实现较佳平衡。若发芽延长至 96 h，虽然营养和矿物质可进一步提升，但过强的蛋白酶和 α-淀粉酶活性可能削弱面筋网络并影响组织结构，从而降低部分感官品质。因此，本节通过感官打分得出的核心结论是：72 h 为兼顾风味、咀嚼性和总体可接受性的最佳发芽时长。
综合讨论部分，论文表明发芽时间和谷物类型是决定发酵剂性能与面包品质的两大关键变量。发芽通过激活内源酶系，促进蛋白质富集、淀粉降解和矿物质释放，整体上提高了面包的营养强化程度；但发芽并非时间越长越好，过度发芽会因酶解过强而破坏面团结构与感官质量。因此，营养最优与感官最优并不完全重合：96 h 更有利于矿物质和部分营养指标提升，而 72 h 则更适合制备消费者接受度更高的面包。论文的重要意义在于，研究人员以实验数据验证了传统发芽谷物发酵经验的科学合理性，并指出 Ares 尤其适合作为功能性发酵剂原料，可为营养强化面包开发提供地方化、低门槛且具应用潜力的路径。
研究结论部分可译为：本研究表明，发芽时间与谷物类型均可显著提升面包的营养质量与感官品质。延长发芽时间（至 72 h）可提高面包中的蛋白质、面筋和能量含量，同时改善采用发芽发酵剂所制面包中钙、锌和铁等关键矿物质的生物可利用性；这些面包的表现优于常规酵母发酵面包。感官评价显示，使用 72 h 发芽面粉制得的面包最受欢迎，在较高营养价值与消费者接受性之间实现了平衡。上述发现表明，发芽谷物发酵剂是促进健康的面包生产方案，且不以牺牲口感为代价。然而，将发芽时间延长至 96 h 可能对面包品质产生不利影响，因为过度的肽酶和 α-淀粉酶活性会削弱面团结构，导致面包芯发黏、湿润并形成较大孔洞。为减轻这些问题，面包工业通常更倾向采用较短发芽时间，或将发芽面粉与普通面粉混配使用。未来研究应进一步围绕发芽温度与酸面团发酵、烘焙技术、消费者偏好及货架期之间的关系开展优化研究，以更全面评估发芽发酵剂在面包生产中的应用潜力。
