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为解决食品行业可持续发展及利用副产品问题,研究人员开展 “蚕豆荚制粉受阿拉伯胶(GA)、OSA 淀粉及干燥工艺影响” 的研究。结果表明,GA 和热风干燥(AD)可获经济、健康且优质的粉。该研究为食品原料开发提供新思路。
在当今社会,食品行业的发展面临着诸多挑战。一方面,全球人口持续增长,预计到 2050 年,食品需求将激增 50%。然而,与此同时,食品不安全问题却日益严重,自 2018 年起,受战争、疫情和气候变化等因素影响,国际供应链受阻,食品价格不断攀升,2022 年全球有 9.2% 的人口面临饥饿,预计到 2030 年,这一数字将超过 6 亿。另一方面,食品行业产生的大量副产品也给环境带来了巨大压力,约 30% 的食品被浪费,而蔬菜加工行业产生的副产品更是高达 46%。这些副产品其实具有很高的营养价值和潜在功能价值,若能将其转化为可食用的食品或成分,不仅能减少浪费,还能为解决饥饿问题贡献力量,推动循环经济发展。
在这样的背景下,来自国外的研究人员针对蚕豆荚这一食品行业副产品展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Food Hydrocolloids for Health》上。研究旨在探讨两种干燥技术(热风干燥(AD)和冷冻干燥(FD))以及两种水胶体(阿拉伯胶(GA)和辛烯基琥珀酸淀粉钠(OSA))对蚕豆荚制粉的营养和生物活性成分、抗氧化及技术功能特性的协同影响,从而找到一种既能提高产品质量,又能实现经济可持续发展的方法。
研究人员主要运用了以下几种关键技术方法:首先是样品处理技术,将蚕豆荚进行挑选、去壳、清洗、烫漂等处理后,添加 GA 或 OSA,再分别进行 AD 或 FD 处理,最后研磨成粉。其次是成分分析技术,对蚕豆荚粉的多种成分进行测定,包括采用 Karl Fischer 滴定法测水分含量,酶重量法测膳食纤维含量,旋光法测淀粉含量等。此外,还运用了一系列测定技术来分析粉的各种特性,如通过筛分法测定粒度分布,利用多种计算方法测定与流动性、吸水性、吸油性等相关的特性。
下面来看看具体的研究结果:
- 近似组成:四种蚕豆荚粉均富含淀粉、纤维和蛋白质,脂肪含量低。GA 增加总膳食纤维(TDF)中可溶性膳食纤维(SDF)的比例,OSA 则使淀粉含量增加。GA 还显著提高了灰分含量,而 OSA 因改性过程使矿物含量降低。
- 粒度分布:FD 处理的面粉平均粒径(MPS)较小,这可能与其多孔结构有关。在 AD 处理中,GA 的存在使面粉更抗研磨,导致 MPS 更大。
- 技术功能特性:在流动性方面,AD - GA 面粉的安息角(α)最小,Hausner 指数(HI)和 Carr 指数(CI)也表明其流动性最佳。在与水的相互作用方面,FD 或添加 OSA 的面粉吸湿性更高,AD - GA 面粉溶解性更好。在与油的相互作用方面,FD 面粉的吸油能力(ORC)更高,OSA 能提高乳化稳定性(ES)和起泡能力(FC)。
- 生物活性化合物:AD 和 GA 能更好地保护酚类化合物,使总酚(TP)含量更高。FD 对叶绿素的降解较少,但 AD 处理时,GA 的存在会影响叶绿素的提取。FD 处理的面粉中维生素 C(VC)含量更高,GA 对 VC 保护有显著作用。
- 抗氧化活性:亲水性提取物的抗氧化活性(AOA)显著高于亲脂性提取物。含有 GA 且经 AD 处理的样品,其亲水性部分的 AOA 最高;GA/FD 样品亲脂性部分的 AOA 最高。
研究结论和讨论部分指出,蚕豆荚与 GA 或 OSA 一起加工,可获得具有良好技术功能特性、高蛋白质和纤维含量、高抗氧化能力且酚类物质丰富的面粉。GA 和 50°C 热风干燥处理的产品更抗研磨,粒径更大,孔隙率更低,在流动性、吸湿性、润湿性和溶解性等方面表现更优。虽然 FD 能更好地保存叶绿素和维生素 C,但考虑到蚕豆荚酚类物质丰富而维生素 C 含量低的特点,添加 GA 并采用热风干燥是获得经济、多功能且富含生物活性化合物的蚕豆荚粉的更佳选择。这一研究成果为食品行业利用副产品开发优质原料提供了重要的理论依据和实践指导,对推动食品行业的可持续发展具有重要意义。