发酵与折射窗干燥协同提升苋菜叶产品品质：营养生物可及性与感官接受性的综合研究

《Applied Food Research》：Effectiveness of combining starter fermentation and refractance window drying for enhancing the safety, nutritional quality and sensory acceptability of amaranth leaf products ( Amaranthus cruentus L.)

本研究针对非洲本土蔬菜(AIV)加工技术落后导致的营养损失和货架期短等问题，探讨了发酵剂发酵结合折射窗干燥(RWD)技术对籽粒苋(Amaranthus cruentus L.)叶片产品的改良效果。研究发现，采用Leuconostoc carnosum和Lactiplantibacillus plantarum发酵剂在25°C发酵72小时后，于90°C进行40分钟RWD，可生产出符合食品安全标准(水分含量2.14-2.70%，菌落总数30-240 CFU g-1)的稳定产品。该联合处理显著提高了体外蛋白质消化率(IVPD)和铁锌生物可及性，虽然部分生物活性成分(如β-胡萝卜素、总多酚)有所降低，但感官评价显示9周龄叶片干燥产品接受度最高(p ≤ 0.05)。该研究为中小规模加工企业提供了可行的AIV增值技术方案。

　　

在撒哈拉以南非洲地区，非洲本土蔬菜(African Indigenous Vegetables, AIVs)是保障小农生计和城市居民营养安全的重要资源。然而，这些蔬菜产业链中的加工和价值增值活动严重不足，导致巨大的产后损失。传统的露天晒干方式受天气制约且难以保证卫生安全，而太阳能干燥技术虽能改善品质却又受制于自然条件。更先进的罐装技术则因设备投资高昂让小型加工者望而却步。如何通过适宜技术提升AIVs的附加值，同时满足现代消费者对便捷、安全、营养食品的需求，成为亟待解决的产业难题。

正是在此背景下，发表于《Applied Food Research》的研究论文《Effectiveness of combining starter fermentation and refractance window drying for enhancing the safety, nutritional quality and sensory acceptability of amaranth leaf products (Amaranthus cruentus L.)》应运而生。该研究由Rachel Byarugaba、Dorothy Nakimbugwe和Susanne Huyskens-Keil合作完成，创新性地将发酵剂发酵与折射窗干燥(Refractance Window Drying, RWD)这两种技术相结合，应用于通常被丢弃的生理成熟期（播种后9周和12周）籽粒苋叶片，旨在开发安全、稳定且营养可口的叶菜产品。

研究人员采用的关键技术方法主要包括：1）使用Leuconostoc carnosum和Lactiplantibacillus plantarum作为发酵剂进行可控发酵（25°C和30°C，最长达168小时），监测pH动态变化；2）利用折射窗干燥系统（80°C和90°C，20-120分钟）对发酵后及未发酵的叶片进行干燥，优化工艺参数；3）系统评估产品的微生物安全性（菌落总数、大肠菌群、酵母和霉菌）、营养成分（单宁、植酸、β-胡萝卜素、总多酚、总黄酮）、健康促进特性（体外蛋白质消化率、铁锌生物可及性、抗氧化活性）以及感官接受度（112名半培训评价员进行9点快感标度测试）。实验样本为田间种植的籽粒苋。

3.1. 发酵和折射窗干燥条件对安全且货架稳定的苋菜叶产品的影响

研究确定了生产安全产品的最佳工艺：发酵剂接种批次在25°C发酵72小时可达pH ≤ 4的安全标准，而自发发酵在30°C虽能达到相同pH但产生不良气味。折射窗干燥在90°C下仅需40分钟即可将水分含量降至2.14-2.70%，远低于8%的限值。微生物分析显示，所有处理样品均未检出大肠菌群、酵母和霉菌，菌落总数（10-240 CFU g^-1）符合国家标准，证明了联合处理作为栅栏技术有效保障了产品安全。

3.2. 发酵和干燥苋菜叶的抗营养、营养和健康促进特性

联合处理显著降低了抗营养因子单宁（降幅26.64-36.06%）和植酸（降幅77.42-82.65%）。这直接带来了营养增益：体外蛋白质消化率提高了23.72-32.11%，铁的生物可及性提升了61.07-88.65%，锌的生物可及性提升了51.61-74.12%。然而，联合处理也导致了部分生物活性物质的损失：β-胡萝卜素、总多酚和总黄酮含量显著低于仅干燥的样品，推测与发酵过程中化合物浸出到盐水中或微生物代谢消耗有关。值得注意的是，12周龄叶片的发酵干燥样品其抗氧化活性未显著降低，可能与其中较高的单宁含量有关。

3.3. 加工苋菜叶产品的感官接受度

感官评价以花生酱为载体进行。总体上，所有添加苋菜叶粉的酱料接受度均高于商业可行性最低接受指数（6.30）。添加仅经折射窗干燥的9周龄叶片粉的酱料在各项感官属性上与传统新鲜叶片酱料无显著差异，表现最佳。而添加发酵并干燥的12周龄叶片粉的酱料在香气、滋味和总体接受度上评分最低。研究指出，产品形态（粉末vs.叶片碎片）和消费者对传统产品的熟悉度是影响接受度的重要因素。粉末产品因其使用便捷性，展现出作为新鲜蔬菜替代品的市场潜力。

该研究得出结论，发酵剂发酵与折射窗干燥的联合应用是提升苋菜叶产品品质的有效策略。两种技术各有优势：联合处理在改善蛋白质和矿物质生物可及性方面表现突出，而单一干燥则在保留β-胡萝卜素、多酚等生物活性成分和获得更高感官接受度方面更胜一筹。这为加工者针对不同营养或市场诉求选择适宜工艺提供了科学依据。研究成果不仅为利用通常被废弃的成熟苋菜叶开发高附加值产品提供了技术路径，减轻粮食损失，也有助于推动非洲本土蔬菜产业链的升级，对增强非洲地区粮食安全和气候适应能力具有重要意义。研究者建议未来应深入分析发酵叶片的挥发性成分谱，并探索这些叶粉在其他食品配方中的应用潜力。