热加工对蛋黄果坚果粉（未充分利用作物）理化特性、功能性质、糊化特性及氨基酸组成的影响研究

《JOURNAL OF FOOD PROCESSING AND PRESERVATION》：Physicochemical, Functional, Pasting, and Amino Acid Composition of Pouteria campechiana Nut Flours (Underutilized Crops): Impact of Different Thermal Processing

本文系统评估了煮制、烘烤及其复合处理对蛋黄果（Pouteria campechiana）坚果营养特性、功能性质及生物活性成分的影响。研究表明，热处理可显著改善蛋白质、矿物质含量及生物利用率，降低抗营养因子（如植酸盐、草酸盐），并调控淀粉糊化特性（PV、BD、FV等）和FTIR谱图。推荐该研究为功能性食品开发提供重要数据支撑。

　　

1. 引言

营养不良仍是非洲面临的重大公共卫生挑战，尤其影响6-59月龄儿童和老年人。传统补充食品多以谷物和块茎为主，但普遍存在能量和营养缺陷。为应对这一挑战，研究转向开发富含蛋白质、脂类、矿物质和维生素的替代食品来源。蛋黄果（Pouteria campechiana）坚果作为未充分利用的资源，富含蛋白质、纤维、类胡萝卜素、碳水化合物（尤其是淀粉，以直链淀粉和支链淀粉形式存在）、矿物质、B族和C族维生素以及必需氨基酸。此外，它还含有多种具抗氧化、抗癌、抗菌等生物活性的植物化学物质。然而，其应用受限于抗营养因子（如植酸盐、草酸盐、单宁等）的存在。热处理（如烘烤、煮制及其复合处理）可有效降低抗营养素，同时影响营养成分和功能特性。本研究旨在评估不同烹饪处理对蛋黄果坚果理化特性、功能性质及氨基酸组成的影响，以提升其作为营养补充剂的潜力。

2. 材料与方法

研究于2023年3月至2024年7月期间在喀麦隆和印度联合完成。蛋黄果坚果购自喀麦隆Melong地区，经手工去果肉后分为四批：一批在45°C通风烘箱中干燥48小时；一批在120°C电感应炉上烘烤15分钟；一批在95°C水中煮制30分钟；最后一批先煮制后烘烤（条件同前）。处理后的坚果在50°C下干燥45小时，粉碎后储存于干燥器中备用。

理化分析包括近似成分（水分、灰分、蛋白质、脂质、碳水化合物、纤维）、能量密度、还原糖、淀粉、直链淀粉和支链淀粉含量、矿物质（Ca、Mg、Na、K、P、Fe）、类胡萝卜素以及抗营养因子（植酸盐、草酸盐、单宁、皂苷）的测定。功能性质如溶胀力、持水能力、持油能力、颜色参数（CIELAB）、pH值以及糊化特性（使用快速粘度分析仪RVA测定）均按标准方法评估。采用FTIR光谱分析化学基团变化，氨基酸组成经酸水解后使用UHPLC-DAD分析。热特性（比热容、热导率、热扩散系数）和PRAL（潜在肾酸负荷）评分通过计算获得。所有分析均进行三次重复，数据以均值±标准差表示，采用ANOVA和LSD检验进行统计比较。

3. 结果与讨论

3.1. 不同烹饪处理对蛋黄果坚果近似化学成分的影响

水分含量不受处理影响（p>0.05），但煮制样品水分较高（11.20%），可能与淀粉凝胶化及水分保留有关。灰分含量在烘烤后显著提高（p=0.06），而煮制和复合处理则降低，可能与矿物质溶出有关。蛋白质含量在所有处理中均显著改善（p=0.001），烘烤后最高（16.44%），可能与蛋白质-抗营养素复合物解离有关。脂质含量未受显著影响（p=0.301），但煮制样品略高。碳水化合物含量在烘烤后显著降低（p=0.015），可能与美拉德反应相关。纤维含量在煮制和复合处理后显著降低（p<0.001），可能与可溶性纤维溶出有关。能量密度无显著差异。还原糖含量随处理显著降低（p<0.001），尤以复合处理最甚。淀粉和直链淀粉含量在处理后增加，而支链淀粉降低，直链/支链比显著提高（p=0.004），表明热处理促进了支链向直链转化。

3.2. 不同烹饪处理对蛋黄果坚果矿物质组成的影响

检测到六种矿物质（Ca、Mg、Na、K、P、Fe），烘烤显著提高了Ca、Mg、Na、K、P含量（p<0.001），而煮制提高了Fe含量。Zn未检出。Ca:Mg和Ca:P比值表明Ca生物利用率较高，但需注意高Ca可能导致的吸收竞争。Na:K比值均低于1，表明适合高血压人群食用。所有矿物质含量均低于每日推荐摄入量，提示需与其他食物搭配使用。

3.3. 不同烹饪处理对类胡萝卜素含量、抗营养因子及二价阳离子-抗营养素比值的影响

类胡萝卜素含量随处理显著降低（p<0.001），复合处理最低（5.23 mg/100g），可能与热氧化有关。水解单宁在所有处理中增加（p=0.002），而缩合单宁仅在复合处理后增加（p=0.003）。皂苷含量在烘烤后提高（p<0.001）。植酸盐在烘烤和煮制后降低，但复合处理反而增加；草酸盐在烘烤后最高。抗营养素-二价阳离子比值（如草酸盐:Ca、植酸盐:Fe）表明煮制处理改善了Fe的生物利用率。

3.4. 不同烹饪处理对功能特性、颜色和pH的影响

持水能力和溶胀力在煮制和复合处理后显著提高（p<0.05），而持油能力无显著变化。煮制样品持水能力最高（20%），复合处理溶胀力最高（66.67%）。颜色参数表明烘烤导致褐变（BI值最高），而煮制保持较好色泽。pH值在烘烤后降低（p<0.001），可能与酸性氨基酸损失有关。

3.5. 不同烹饪处理对蛋黄果坚果糊化特性的影响

糊化特性参数（PV、HV、BD、FV、SB等）均受处理显著影响（p<0.001）。煮制样品具有最高峰值粘度（7317 cP）和最终粘度（8963 cP），适合作为增稠剂；烘烤和复合处理样品显示较低粘度和较高热稳定性，适合面制品应用。崩解值（BD）在煮制后最高，复合处理最低。回生值（SB）在煮制后最高，复合处理最低。稳定性比率（STR）和回生比率（SBR）表明煮制样品具有较好稳定性，而烘烤样品易回生。

3.6. 不同烹饪处理对蛋黄果坚果FTIR谱图的影响

FTIR分析显示，处理改变了峰强度和数量。烘烤和复合处理产生更多峰（25和28个），可能与美拉德反应及分子结构变化有关。特征峰表明存在醇、酯、酰胺等基团，蛋白质二级结构以β-折叠为主，尤其在复合处理样品中。

3.7. 不同烹饪处理对蛋黄果坚果氨基酸组成的影响

共鉴定出8种氨基酸，其中2种必需氨基酸（His、Lys）和6种非必需氨基酸（Ser、Gly、Asp、Glu、Ala、Pro）。Lys含量最高，Pro次之。处理对氨基酸组成影响较小，但煮制导致部分氨基酸溶出。缺乏芳香族和含硫氨基酸，建议与其他蛋白质来源互补。

3.8. 不同烹饪处理对热特性及PRAL评分的影响

比热容和热导率无显著变化，但热扩散率在烘烤后降低（p=0.046）。PRAL评分均为负值（-3.79至-7.46），表明所有样品呈碱源性，有益于肾健康和酸碱平衡。

4. 结论

热处理（尤其是烘烤和煮制）可有效改善蛋黄果坚果的营养价值、功能特性及矿物质生物利用率。煮制在降低抗营养因子、改善功能性质方面表现优异，而烘烤提高了蛋白质和矿物质含量。复合处理虽部分参数优化，但类胡萝卜素损失较大。蛋黄果坚果适合作为食品补充剂原料，但需搭配其他营养素以满足全面需求。

5. 局限性及未来方向

样本来源单一可能限制结果普适性；未来需开展体内研究（如抗糖尿病、抗氧化、抗肥胖效应）、微观结构表征及实际产品开发。