对泡菜在冻干和制成粉末前后特定生化物质及营养成分的比较评估

《Applied Food Research》：A comparative assessment of specified biochemicals and nutrients in kimchi before and after freeze drying and powdering

本研究比较了新鲜3天发酵Kimchi（T3）与冷冻干燥粉末（T3FDP）中生物活性物质（KBs）和必需营养素（KNs）的组成变化。结果显示，T3FDP中部分KBs（如丙酸增加144 mg/15g）和KNs（如维生素B9增加152%）含量与T3存在显著差异，而可溶性纤维减少71%。冷冻干燥虽能保持低水分活度（Aw=0.27）抑制微生物活性，但可能导致部分有机酸和营养素损失，同时可能影响检测方法精度。研究证实，发酵过程与干燥工艺均会影响Kimchi的功能成分，为开发稳定型发酵食品提供科学依据。

　　在本研究中，科学家们探讨了冷冻干燥和粉末化（FDP）对韩国传统发酵食品——泡菜（kimchi）中健康相关成分（KBs）和营养成分（KNs）的影响。泡菜是一种富含益生菌的发酵蔬菜产品，其在风味、营养和健康益处方面具有重要价值。然而，新鲜泡菜在储存和运输过程中容易因持续发酵而发生口感和质地的变化，这限制了其在商业上的广泛应用。因此，研究者试图通过FDP技术，使泡菜保持其健康益处，同时提高其货架稳定性和运输便利性。

研究中将泡菜的成分分为两类：KBs（益生菌代谢产物，虽对健康有益但非必需）和KNs（对健康至关重要，如维生素、矿物质和纤维等）。KBs包括多种有机酸、酚类化合物、类黄酮等，而KNs则涵盖了多种维生素和矿物质，例如维生素B9（叶酸）、铁、钾、钠等。通过比较3天发酵的新鲜泡菜（T3）和3天发酵后经FDP处理的泡菜（T3FDP），研究者发现两者的成分虽然在整体上有一定的相似性，但存在显著差异。

首先，从数据上看，T3每100克含有5.28克KBs和KNs的组合，而T3FDP每15克仅含有4.56克。这意味着，尽管FDP技术保留了泡菜的一些健康成分，但其总量有所减少。此外，研究还发现，在某些KBs和KNs的含量上，FDP处理带来了显著的变化。例如，T3FDP中检测到的丙酸（propionic acid）含量为144毫克，而在T3中则未被检测到。这表明，FDP过程可能促进了丙酸的生成，或者在新鲜泡菜中丙酸的含量较低，未能达到检测限。而维生素B9的含量则在T3FDP中显著增加，达到27.35微克/15克，比T3中的10.85微克/100克增加了152%。这一变化可能与FDP过程对微生物活性的抑制有关，因为低温干燥环境减少了微生物对维生素B9的消耗。

在其他成分方面，如醋酸（acetic acid）和乳酸（lactic acid），它们的含量在T3FDP中分别减少了29%和22%。这些有机酸的减少可能与FDP过程中的挥发性和化学结构变化有关。此外，HDMPPA（3-(4′-hydroxyl-3′,5′-dimethoxyphenyl) propionic acid）的含量在T3FDP中减少了91%，这可能是由于FDP过程中的物理和化学变化导致其分解。而吲哚-3-甲醇（indole-3-carbinol）则完全未被检测到，这可能是因为FDP过程中的低温环境抑制了相关酶的活性，导致其无法继续合成。

在KNs方面，T3FDP中溶解性纤维（soluble fibre）的含量减少了71%，而不可溶性纤维（insoluble fibre）则增加了10%。这表明，FDP过程可能改变了纤维的结构，使其部分转化为不可溶性纤维。铁（iron）和钾（potassium）的含量在T3FDP中分别减少了43%和12%。铁的减少可能与检测方法有关，因为ICP-MS测试需要对样品进行稀释，这可能导致测量误差。而钾的减少可能与长时间冷冻过程中的损失有关。相比之下，钠（sodium）的含量在T3FDP中增加了16.5%，这可能与T3在解冻过程中水分流失导致钠浓度升高有关。

研究还发现，维生素C（vitamin C）的含量在T3FDP中减少了10%，这可能是由于冷冻过程中维生素C的降解。而维生素K1（vitamin K1）的含量也有所减少，这可能与光照和氧气暴露有关。尽管如此，T3FDP中仍然保留了一定的营养成分，如维生素B9和不可溶性纤维，这些成分的增加可能为FDP泡菜在食品补充剂领域提供新的可能性。

研究结果表明，FDP泡菜虽然保留了部分健康成分，但其整体含量与新鲜泡菜相比有所减少。这可能对泡菜作为功能性食品的开发提出挑战，因为某些关键成分的损失可能影响其健康效益。然而，研究也指出，FDP泡菜在某些方面具有优势，例如其更高的维生素B9含量和更好的储存稳定性，这可能使其在某些应用场景中更具可行性。

从方法论上看，研究采用了技术三重重复（technical triplicate）来确保数据的准确性，并通过统计方法（如t检验）分析了成分的变化。然而，研究也存在一些局限性，例如测试方法的选择可能影响结果，尤其是对于某些成分的检测限较低，导致无法准确量化某些物质。此外，由于FDP过程涉及冷冻和解冻，这可能对某些成分的稳定性产生影响，尤其是在长期储存过程中。

总体而言，FDP泡菜作为一种新型功能性食品（fermentceutical?），在保留部分健康成分的同时，提高了其储存和运输的便利性。尽管其整体营养和健康成分含量有所减少，但其独特的成分组合仍然具有潜在的应用价值。未来的研究可以进一步探讨FDP泡菜在不同发酵成熟度下的成分变化，以及其在长期储存中的稳定性。此外，还可以通过更精确的测试方法和更广泛的成分分析，进一步优化FDP泡菜的健康效益。