超声波对榛子奶生产中生物活性化合物的影响

《Next Research》：The influence of ultrasound on bioactive compounds in hazelnut milk production

本研究通过超声波辅助预处理（US-20和US-40）探究其对榛子奶品质的影响，发现40分钟处理下苯酚、黄酮类物质及水溶性干物质增加，pH和酸度稳定，颜色指标优化，证实超声波预处理能提升榛子奶的物理化学性质及生物活性成分。

　　

Ahsen Rayman Ergün | Merve Nur Ta? | Ezgi O?ul | Irem Akbulut | Elif Gürbüz | Taner Baysal

埃杰大学，工程学院，食品工程系，博尔诺瓦，伊兹密尔，土耳其

摘要

榛子奶在纯素奶制品中占有重要地位，对人体健康有许多益处。本研究旨在利用超声波辅助预处理方法生产榛子奶，并探讨该方法对牛奶品质特性的影响。预处理过程在两种不同温度下进行：40°C下处理20分钟（US-20）和40°C下处理40分钟（US-40）。结果显示，与对照组相比，在40°C、35 kHz的超声波作用下处理40分钟后，酚类和黄酮类物质的含量有所增加；同时，水溶性固形物的含量也有所提高。pH值、可滴定酸度以及颜色值（通过b*值和白度指数衡量）也得到了改善。研究表明，超声波辅助预处理能够提升榛子奶的物理化学性质。

引言

鉴于当前消费者的需求、经济因素以及环保意识，同时考虑到植物性食品对身心健康潜在的益处，人们正在开展新产品开发研究，以将这些食品更容易地融入日常饮食中。此外，由于动物源性食品带来的健康问题，人们对植物性食品的偏好日益增加[40]。植物性食品富含维生素、矿物质、类胡萝卜素、黄酮类化合物和膳食纤维[25]。其中一种典型的植物性乳制品替代品是由坚果、谷物等原料制成的。榛子奶是一种利用榛子和水制成的植物性奶[12]。这种植物性奶在市场上广受欢迎[18]（Silva等人，2020年）。其制作过程包括将榛子研磨并与水混合至均匀状态，随后过滤并调整至类似牛奶的浓度。通过添加甜味剂或其他成分，可以调配出不同的口味和香气[18]。 榛子和榛子奶含有多种营养成分。由于其富含矿物质、膳食纤维、酚类物质和生育酚，因此在营养学上具有重要价值。对于无法摄入动物性奶的人群而言，榛子是一种健康的食品选择[9]。榛子中的单不饱和脂肪有助于降低坏胆固醇水平，对心脏健康有益；同时含有丰富的维生素E、镁和膳食纤维。榛子的高抗氧化成分有助于减轻氧化应激，可能有助于预防癌症和糖尿病等慢性疾病[35]。此外，其蛋白质和必需脂肪酸含量使其成为素食者和纯素食者的理想食品来源。 榛子还含有多种生物活性化合物，如酚类化合物、植物甾醇和生育酚。其中的酚类化合物包括鞣花酸、儿茶素、原花青素和黄酮类物质[42]，具有很强的抗氧化作用。植物甾醇（如β-谷甾醇、豆甾醇和菜籽甾醇）也是榛子中的重要成分[47]。 超声波是指频率在20 kHz至10 MHz之间的声波[50]。这项技术利用高频声波，在多个领域得到广泛应用[15]，被认为是提升工艺质量、改善产品质量和实现食品产业可持续生产的重要工具[51]。超声波还能在植物组织中引发局部损伤（称为“侵蚀”），从而促进目标成分向溶剂中的扩散[19]。这种效应有助于细胞内成分更快地进入溶剂环境。此外，低温条件下也可有效应用超声波，从而提取对温度敏感的物质[44]。 超声波均质化能将脂肪滴的直径减小至均匀的微小尺寸，并使淀粉、糖分和纤维等固体颗粒均匀分散，显著改善植物奶及其他植物基奶的物理化学性质，防止相分离[3]。 尽管关于超声波对榛子奶生产过程影响的研究较少，但已有研究表明，超声波对其他植物基奶（如椰奶[Lee & Lee, 2015]、花生奶[38]、杏仁奶[24,48]、米奶和燕麦奶[21]）也有积极影响，能改变颗粒大小、ζ电位、微观结构和沉降指数等关键参数，从而提升产品的物理稳定性、功能性和感官品质（包括颜色、质地、流变学特性和微生物安全性）。在一项针对榛子奶的研究中，热超声处理被用作巴氏杀菌的替代方法，结果显示其能有效控制微生物污染[Atalar等人，2019]。另一项研究（?en和Okur，2014年）探讨了榛子种类、水胶体浓度及超声波处理对榛子奶物理化学和感官特性的影响，但尚未有研究专门探讨预处理对酚类和黄酮类化合物的影响。因此，本研究在巴氏杀菌前采用超声波预处理，并将所得榛子奶的生物活性成分与传统生产方法进行了对比，以探讨不同生产方法对这些成分的影响。

材料

本研究使用的榛子（Corylus avellana L.）购自伊兹密尔Kemalpa?a地区的干果加工厂。化学试剂和溶剂由德国达姆施塔特的Merck公司（Merck KgaA）提供。

方法

榛子奶的生产采用了文献中的多种方法，并根据研究需要进行改进和应用[2,5,14,18,45,50]。700克榛子被分成两份，每份350克。预处理过程中，榛子与水的比例为500克比1克。

结果与讨论

物理和化学分析的结果见表1。

结论

本研究旨在探讨超声波对榛子奶中生物活性成分的影响，为提升植物基乳制品的营养价值和功能性提供依据。结果表明，超声波辅助处理有助于保留榛子奶中的生物活性成分，尤其是总酚类物质的含量。

作者贡献

Ahsen Rayman Ergün：研究构思与设计、数据采集与撰写 Merve Nur Ta?：生产过程、数据分析与解释 Ezgi O?ul：生产过程与数据分析 Irem Akbulut：撰写与数据解释 Elif Gürbüz：研究设计与数据解释 Taner Baysal：编辑工作

未引用参考文献

[7,22,28,33,37,39]

作者贡献声明

Ahsen Rayman Ergün：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、项目监督、概念构思 Merve Nur Ta?：研究方法设计、数据分析 Ezgi O?ul：研究实施、数据分析 Irem Akbulut：初稿撰写、概念构思 Elif Gürbüz：数据验证与整理 Taner Baysal：撰写、审稿与可视化设计

利益冲突声明

作者之间不存在利益冲突，本研究也未获得任何外部资助。

致谢

作者之间不存在利益冲突，本研究也未获得任何外部资助。