大麦营养丰富,风味独特,是谷物中的全价营养食物。我国大麦资源丰富,价格低廉,品质优良,极具开发潜力。但与小麦粉相比,大麦粉很难形成具有粘弹性的面团,而只能形成可塑的硬面团,尤其当大麦粉替代小麦粉的比例≥30%时,面包等发酵面制品品质急剧下降,限制了大麦在食品尤其是发酵面制品中的应用,从而影响了大麦食品的开发。因此,解决该难题的关键是揭示大麦粉影响发酵面制品品质的根本原因,以便研发适合的改良剂,并探索改良剂的作用机制。本论文选择面筋蛋白和p-葡聚糖为研究对象,探讨大麦粉对面包造成品质劣化的根本原因；同时,结合p-葡聚糖和p-葡聚糖酶的作用,研究p-葡聚糖对大麦-小麦混合粉面团及面包焙烤品质产生的影响,揭示p-葡聚糖酶的改良机制。主要研究内容和结果如下：1.以不同比例的大麦粉替代小麦粉,研究添加10%～60%(w／w)大麦粉对面团特性及面包焙烤品质的影响。结果表明,随着大麦添加量的增加,大麦-小麦混合粉色泽变暗、持水力增加；面团形成时间、稳定时间及C2值显著降低,延伸性与最大抗延伸阻力显著下降；面团微观结构也随之发生改变,添加大麦粉的面团内部组织变得粗糙,当添加量大于20%时,面包内部气孔壁出现断裂,且几乎观察不到完整的气孔结构。添加大麦粉的面包比容降低,硬度增加,弹性减小,感官品质下降；面包内部气孔所占面积减少,孔洞所占面积增加,面包片亮度变暗。大麦粉添加量为100%~20%的面包整体感官品质仍可被接受,而大麦粉添加量在30%-60%范围内,面包的焙烤品质显著下降,面包蓬松的海绵状纹理结构消失。2.以面筋蛋白和p-葡聚糖为重点,研究大麦粉影响面包焙烤品质的主要因素及其所产生的作用。结果表明,与小麦粉相比,大麦粉并不缺乏总蛋白以及形成面筋蛋白的两种结构蛋白(谷蛋白与醇溶蛋白),也不缺乏含硫氨基酸,但是随着大麦粉添加量的增加,大麦-小麦混合粉的湿面筋含量随之明显下降,其主要原因是大麦粉中谷蛋白与醇溶蛋白的比例不利于面筋蛋白的形成,并且大麦粉几乎不含高分子量谷蛋白亚基。添加谷朊粉可以改善混合粉的粉质特性,从而缓解大麦粉中面筋蛋白的不足。研究发现,大麦粉中富含β-葡聚糖(5.45%),远高于小麦粉(0.18%)。试验结果表明,当p-葡聚糖添加量≥0.5%时,小麦粉面团抗延伸阻力增加,小麦粉面团的形成时间、稳定时间、弱化度(C2值)及延伸性均显著降低；当p-葡聚糖添加量≥1.5%时,小麦粉面包比容明显减小、硬度增大、弹性降低,表明β-葡聚糖对面团劣化作用十分明显。因此,确定大麦粉导致面包焙烤品质劣化的主要因素为：面筋蛋白和β-葡聚糖。3.以添加30%大麦粉替代小麦粉为例,分别将0.02%、0.04%、0.06%和0.08%的p-葡聚糖酶添加到大麦-小麦混合粉中,研究p-葡聚糖酶对混合粉面团特性及面包焙烤品质的影响。结果表明,随着β-葡聚糖酶添加量的增加,混合粉粘度明显降低；尽管混合粉面团的形成时间和稳定时间明显缩短,C2值明显降低,但面团的弹性、硬度及微观结构均得到显著的改善；p-葡聚糖酶可以显著提高混合粉面包的比容、弹性及柔软度等焙烤品质,使其具有更佳的口感、柔软度及整体接受程度等感官品质,同时,p-葡聚糖酶还有助于改善面包的抗老化特性,从而延长产品货架期；当p-葡聚糖酶添加量为0.04%时,面包焙烤品质最佳,比容增加了57.5%,弹性增加了21%,硬度降低了74%。4.基于p-葡聚糖与β-葡聚糖酶对面包焙烤品质的影响,研究并揭示了p-葡聚糖对大麦-小麦混合粉面团及面包焙烤品质弱化的影响及p-葡聚糖酶的改善机制。结果表明,p-葡聚糖的弱化作用与其分子量大小密切相关,p-葡聚糖酶使p-葡聚糖分子量显著降低；红外光谱、拉曼光谱、扫描电镜及核磁共振成像分析结果显示,高分子量的p-葡聚糖遇水产生高粘性凝胶,一方面附着在面筋网络结构表面,影响面筋蛋白二级结构,从而降低面筋蛋白的功能特性,另一方面与面筋蛋白争夺水分；而p-葡聚糖酶的添加可以消除粘性凝胶的负面影响,间接改善面筋蛋白网络结构,增加面筋蛋白的弹性。p-葡聚糖酶改善大麦-小麦混合粉面包的品质主要作用途径为：(1)将高分子量的p-葡聚糖降解为低分子量的寡糖片段,使p-葡聚糖的高持水性与高粘性下降,促进面筋蛋白分子间的相互交联,间接改善面筋网络结构,从而缓解p-葡聚糖的不利影响；(2)面团中的水分重新分布,水分子从β-葡聚糖转移至面筋蛋白,为面筋蛋白的形成与发展提供了先决条件；(3)酵母代谢过程中产生的p-葡萄糖苷酶能使低分子量寡糖水解为酵母可以利用的还原糖,从而增加了酵母所需的碳源,提高了酵母的产气能力。5.以面包综合评分为依据,采用部分因子设计(FFD)试验对p-葡聚糖酶、谷朊粉、a-淀粉酶、谷氨酰胺转氨酶(TG)、蔗糖酯和Vc等6个因素进行筛选,优化复合改良剂,研发营养与品质兼优的大麦面包(含大麦粉55%)。结果表明,p-葡聚糖酶、谷朊粉和a-淀粉酶对综合评分有显著影响,且重要性排序为β-葡聚糖酶>谷朊粉>a-淀粉酶；在固定TG、蔗糖酯和Vc添加量的条件下,以最陡爬坡实验为基础,采用中心组合设计(CCD)试验对筛选出的3个重要因子进行优化,确定了复合改良剂的组成及添加量分别为：p-葡聚糖酶0.0649%、谷朊粉7.5269%、α-淀粉酶0.0089%、TG0.0900%、蔗糖酯0.3000%、Vc0.0125%。采用C-Cell图像分析仪和物性仪分析了复合改良剂对大麦面包焙烤品质的改善效果,结果表明,与优化前相比,大麦面包片的周长与内部气孔数量均增加,孔洞的面积减小,面包比容提高了45%；同时,新鲜大麦面包及其在贮藏期内的质构特性得到明显的改善,主要表现为硬度减小、弹性增加,咀嚼性得到改善,面包外观品质也明显改善。该复合改良剂适用于高含量大麦粉面包等食品的加工。