综述：花青素强化谷物类产品的优势与挑战

《Current Opinion in Food Science》：Advantages and challenges associated with the enrichment of cereal-based products with anthocyanins

本综述系统探讨了花青素（anthocyanins）在谷物类产品中应用的技术要点，重点分析了其生物利用度（bioavailability）、生物可及性（bioaccessibility）以及与肠道微生物群的相互作用。文章为开发营养强化型功能性食品提供了科学依据，并指出了高温加工等挑战及应对策略。

　　

花青素在谷物类产品中的应用：优势、挑战与未来展望

引言

谷物及其制品是全球饮食的基础组成部分，因其适应性、多功能性和营养价值而成为数百万人的主食。根据联合国粮食及农业组织（FAO）数据，2022年全球谷物产量达到惊人的8.54亿吨。然而，精制谷物产品往往缺乏足够的微量营养素，这导致了营养失衡和一系列健康问题，即所谓的“隐性饥饿”。为了解决这些营养挑战，食品强化（fortification）被提出作为一种有效方法。在众多生物活性化合物中，花青素因其广泛的健康益处而备受关注。

Anthocyanins in bakery products

酚类化合物（phenolic compounds）是植物中一类多样的次生代谢产物，其特征是芳香环上连接有一个或多个羟基。花青素属于黄酮类化合物（flavonoids）亚组，是赋予许多水果、蔬菜和谷物红色、蓝色和紫色色调的水溶性色素。目前已有超过550种花青素苷元（anthocyanidins）被识别，其中最常见的有矢车菊素（cyanidin）、飞燕草素（delphinidin）、天竺葵素（pelargonidin）、芍药素（peonidin）、锦葵素（malvidin）和矮牵牛素（petunidin）。

Nutritional benefits of anthocyanin consumption

当前饮食习惯往往热量高而水果蔬菜摄入不足，这导致了慢性疾病发病率的增加。已有研究将花青素摄入与死亡率降低相关联，其在胃肠道不同层面的作用可能与对人体有益效应有关。研究报道，花青素摄入可改善心血管疾病风险参数，其抗氧化特性有助于中和自由基，减少氧化应激，而氧化应激是许多慢性疾病发展的关键因素。

Biotransformation and interactions of anthocyanins with the gastrointestinal tract microbiota

花青素的生物利用度是决定其健康益处的关键因素。摄入后，花青素在胃肠道中经历复杂的转化，这归因于pH值变化、消化酶和肠道微生物群的相互作用。在胃的酸性环境（pH ~2）中，花青素主要以黄烊盐阳离子（flavylium cations）形式存在，这种形式稳定且颜色鲜艳。当进入小肠（pH ~6-7）时，花青素转化为无色查尔酮（chalcone）形式，这种形式更容易被吸收。肠道微生物群通过去糖基化（deglycosylation）等过程在花青素代谢中发挥关键作用，产生更小、生物利用度更高的代谢物，如原儿茶酸（protocatechuic acid），这些代谢物可能介导了许多观察到的健康益处。

Advantages and technological drawbacks of incorporating anthocyanins in cereal-based products

为烘焙产品添加功能和营养价值的一种方法是通过强化或掺入富含纤维、矿物质、维生素，尤其是酚类化合物的成分。使用水果蔬菜的粉、浆或提取物，以及某些谷物，被认为是增强谷物类产品营养含量的替代方案。这种多样化的掺入不仅提高了营养品质，还改善了产品的感官特性，如颜色、风味和质地。然而，将花青素掺入谷物基质中存在技术挑战。花青素对pH值、温度、光照和氧气敏感，在烘焙等加工过程中可能降解。微胶囊化（microencapsulation）等新兴技术被探索用于保护这些生物活性化合物，提高其在最终产品中的稳定性。

Bioavailability and bioaccessibility of anthocyanins in bakery products

理解摄入的花青素与人体之间复杂的相互作用非常重要，因为它揭示了从消费到进入血浆和尿液所涉及的机制。热塑性挤出（thermoplastic extrusion）等加工技术可能导致花青素水平降低，这与比机械能（specific mechanical energy）输入增加成正比。然而，某些加工条件可能通过从食物基质中释放这些化合物来增强花青素的生物可及性。例如，挤压加工可以通过破坏细胞壁结构来提高生物活性化合物的生物可及性，从而促进消化过程中的释放。

Conclusions and future perspectives

人们对食用富含酚类化合物（如花青素）食品的健康优势认识日益增强。拥有庞大的消费市场，将花青素掺入谷物类产品以改善其营养和功能品质具有巨大潜力。然而，常用的热处理会诱导这些生物活性化合物的降解，原因是花青素在高温下不稳定。在此背景下，正在研究策略以减轻这些不利影响，例如使用替代热加工技术或实施保护方法。未来的研究应侧重于了解花青素在复杂食物基质中的行为，以及它们与肠道微生物群的相互作用，以充分实现其在促进健康和预防疾病方面的潜力。