热加工方式对花生酱营养与理化特性的影响：蒸煮与烘烤的对比研究

《Frontiers in Food Science and Technology》：A comparative analysis of the nutritional and physicochemical properties of peanut butter paste produced from raw, roasted, and boiled peanuts

本综述系统比较了蒸煮（99°C, 75min）与烘烤（165°C, 47min）两种热加工方式对花生酱宏观营养成分（蛋白质、脂肪、灰分）、颜色（Lab*值）、质构（硬度、粘附性、胶粘性、咀嚼性）、微观结构（SEM、CLSM）、挥发性成分（GC-MS）及氧化稳定性（过氧化值PV、酸价AV）的差异化影响。研究发现，尽管两种处理对宏量营养素组成无显著影响（p > 0.05），但烘烤样品（CPS3）特征性吡嗪类物质（如2,5-二甲基吡嗪占15.6%）显著富集，而蒸煮样品（BPS1）则以甲基酯类（17.6%）为主导，且其颗粒分布更均匀、油脂渗出率（8.34%）显著低于烘烤样品（18.7%）。研究强调了加工方式通过调控美拉德反应（Maillard reaction）、蛋白质空间构象（如β-折叠转化）及淀粉糊化程度等关键途径，对花生酱营养生物利用度、过敏原性及产品稳定性的深远影响，为健康导向型花生酱工艺优化提供了理论依据。

　　

引言

花生酱作为一种由蛋白质、碳水化合物分散于花生油中形成的胶体体系，因其高营养、易获取及功能性特点，在全球范围内的消费需求持续增长。它不仅被健身人群、素食者及生酮饮食者视为优质蛋白与脂肪来源，更作为即用型治疗性食品（RUTF）广泛应用于贫困地区儿童营养不良的干预。然而，随着消费者对食品加工过程中潜在有害物质（如晚期糖基化终末产物AGEs、杂环胺HAs、羟甲基糠醛HMF、丙烯酰胺）形成风险的关注度提升，以及加工方式对营养素生物利用度、过敏原性影响的深入研究，重新评估传统花生酱加工工艺（如干法烘烤）并探索替代性温和加工技术（如蒸煮）显得尤为重要。

材料与方法

研究选取 Runner 型花生（Arachis hypogaea L.）为原料，设置三组处理：蒸煮组（BPS1，99°C 水中蒸煮75min，后于45°C 烘干32h）、未处理组（RPS2，仅冷烫后烘干）及烘烤组（CPS3，165°C 干法烘烤47min至L^*值约57）。所有样品经脱皮后，使用胶体磨（间隙0.3mm，压力0.6MPa，转速1550rpm）统一研磨成酱，并于4°C 储存待测。分析指标包括基本营养成分（水分、蛋白质、脂肪、灰分，参照AOAC标准）、脂肪酸组成（GC-FID）、氨基酸组成（氨基酸分析仪）、单糖组成（HPAEC）、颜色（色差计）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、粒径分布（激光衍射法）、微观结构（SEM、CLSM）、油脂渗出率、质构特性（质地分析仪）及挥发性成分（HS-SPME/GC-MS）。数据以均值±标准差表示，采用单因素方差分析（ANOVA）及Tukey检验（p < 0.05）进行统计学比较。

结果与讨论

营养成分与油脂氧化稳定性

三组花生酱的蛋白质（约20.7%–25.3%）、脂肪（约31%–46%）及灰分含量无显著差异（p > 0.05），表明热加工未导致宏量营养素的净损失。然而，烘烤样品（CPS3）的过氧化值（PV，0.325 g/100g）显著高于蒸煮样品（BPS1，0.252 g/100g）和未处理组（RPS2，未检出），提示烘烤过程更易引发脂质过氧化。相反，蒸煮样品因加工过程中水分参与水解反应，其酸价（AV）高于烘烤组，反映了甘油三酯水解程度的差异。

脂肪酸、单糖及氨基酸组成

花生油中主要脂肪酸为油酸（C18:1）、亚油酸（C18:2）和棕榈酸（C16:0），占总量的90%以上，三组间无显著差异。值得注意的是，在所有样品中均检测到痕量的二高-γ-亚麻酸（dihomo-γ-linolenic acid），这是一种具有抗炎或促炎（作为花生四烯酸前体）双重潜力的长链多不饱和脂肪酸，其在花生油中的生物学意义值得进一步探讨。单糖组成以葡萄糖为主（>1000μg/g），其次为阿拉伯糖和半乳糖，烘烤样品中的甘露糖含量略有下降，可能参与了美拉德反应。氨基酸分析显示，烘烤和蒸煮均导致总氨基酸含量下降（烘烤组降30%，蒸煮组降40%），但具体氨基酸的减少模式不同：烘烤组以缬氨酸、组氨酸、赖氨酸和丙氨酸下降最为显著，而蒸煮组则主要表现为甲硫氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸和亮氨酸的减少。此外，两组热处理均使半胱氨酸含量从0.05%增至0.08%。这些差异反映了美拉德反应、蛋白质交联（如异肽键形成）等路径在不同热处理条件下的选择性激活。

颜色与结构特征

颜色测量表明，热处理使花生酱的L值（亮度）降低，a值（红度）增加，整体色差（ΔE）显著。烘烤样品（CPS3）的L值为56.71，接近传统花生酱的最佳色泽范围（L 58-59），而蒸煮样品（BPS1，L^*=54.95）颜色更深，这可能影响消费者接受度。FT-IR光谱在酰胺I带（1600-1700 cm^-1）、II带（~1542 cm^-1）和III带（1220-1350 cm^-1）未显示显著蛋白构象变化，但在800-1040 cm^-1区间，蒸煮样品的吸收峰变化提示细胞壁多糖（如纤维素、果胶）的降解和淀粉糊化。

粒径分布与微观结构

粒径分布呈双峰模式，蒸煮样品（BPS1）的小颗粒比例（Dv(10)）更高，粒径分布更均匀；而烘烤样品（CPS3）则偏向大颗粒分布。扫描电镜（SEM）显示，蒸煮样品的淀粉颗粒更大且与蛋白质团聚更紧密，而烘烤样品的颗粒分散，结构更松散。共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）进一步证实，蒸煮样品中蛋白质（绿色荧光）与油脂（红色荧光）形成较大团聚体，烘烤样品中蛋白体则呈碎片化、针状分布。这种结构差异直接影响了产品的物理稳定性。

油脂渗出与质构特性

油脂渗出率测试中，烘烤样品（CPS3）的渗出率最高（18.7%），未处理组（RPS2）为13.0%，蒸煮样品（BPS1）最低（8.34%）。这归因于蒸煮样品更均匀的粒径分布和淀粉回生过程中形成的直链淀粉-脂质复合物（V型晶体）对油脂的包裹作用。质构分析表明，蒸煮样品在硬度、粘附性、胶粘性上均显著高于烘烤样品（p < 0.05），咀嚼性则与未处理组相近。这种质地特性（如更高的粘稠度、咀嚼阻力）可能影响其涂抹性和口感受众接受度。

挥发性成分谱

挥发性成分分析揭示了根本性差异：烘烤样品（CPS3）中鉴定出60种化合物，其中吡嗪类占主导（如2,5-二甲基吡嗪15.6%），其次是醛类、醇类和酸类，这些物质共同构成了烘烤花生的特征坚果香气。蒸煮样品（BPS1）中检出36种化合物，以甲基酯类（如反式-13-十八碳烯酸甲酯5.7%）为主，伴有醛、醇、酮及呋喃类，其风味形成路径更接近于发酵过程而非美拉德反应。未处理样品（RPS2）风味组分最简单，以1-己醇（22.2%）为主，呈现“青草、果香”气息。

结论

本研究证实，烘烤与蒸煮虽未改变花生酱的宏量营养素组成，但通过截然不同的物理化学路径（美拉德反应、淀粉糊化/回生、蛋白质变性、脂质氧化/水解）显著影响了其颜色、质地、微观结构、挥发性风味及氧化稳定性。烘烤工艺赋予产品诱人的色泽、特征坚果香及更佳的涂抹性，但伴随更高的油脂渗出率和潜在有害物质形成风险；蒸煮工艺则展现出更优的物理稳定性（低油脂渗出、均匀粒径）和可能更温和的化学变化，但其深色外观、独特酯类风味及偏粘稠质地可能挑战传统消费习惯。这些发现为开发营养保留更佳、安全性更高的花生酱产品提供了科学依据，同时强调了加工方式选择在平衡产品感官属性与健康效益中的关键作用。