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为解决黍米(Panicum miliaceum)营养虽好但因抗营养成分影响消化吸收、利用不足的问题,研究人员开展 “hydrothermal 处理对黍米营养、抗营养、抗氧化及功能特性影响” 的研究。结果表明该处理可优化其营养与功能特性,提升应用价值。
在粮食的大家庭里,黍米(Panicum miliaceum)是一位低调的 “营养高手”。它能在干旱、半干旱地区顽强生长,富含蛋白质、矿物质、维生素等营养物质,还含有多种具有抗氧化、抗炎和抗癌作用的植物营养素,如多酚化合物、黄酮类、单宁、植酸盐和皂苷等。然而,这位 “高手” 却面临着诸多困境。城市化和现代化浪潮下,黍米因其粗糙的口感和缺乏理想的加工条件,逐渐从人们的日常饮食中消失。更糟糕的是,它含有的抗营养元素,像单宁和植酸,会阻碍蛋白质和淀粉的消化,降低矿物质的吸收和利用,使得它的营养价值大打折扣。
为了让黍米的营养得以充分发挥,来自印度阿拉哈巴德大学食品技术中心的研究人员挺身而出,开启了一项探索之旅。他们聚焦于 hydrothermal 处理对黍米的影响,试图找到解锁黍米营养与功能新潜能的密码。最终,他们的研究成果发表在《Food, Nutrition and Health》杂志上。
研究人员采用了多种技术方法来揭开黍米的秘密。在样本处理上,他们从当地市场采购黍米,经清洗、风干、冷藏后,分别进行浸泡(soaking)、漂烫(blanching)、蒸煮(steaming)、烘烤(roasting)、高压蒸煮(pressure cooking)等 hydrothermal 处理,并设置未处理的样本作为对照。在成分分析方面,运用 AOAC 指定方法测定水分、蛋白质、脂肪等营养成分;通过电感耦合等离子体发射光谱法(ICP - OES)分析矿物质含量;采用特定的分光光度法测定单宁、植酸等抗营养成分以及总酚含量(TPC)、总黄酮含量(TFC)等抗氧化指标;利用 DPPH 自由基清除实验、铁还原抗氧化能力(FRAP)测定等评估抗氧化活性;还测定了黍米的堆积密度、吸水性(WAC)、吸油性(OHC)、胶凝温度、糊化特性等功能特性。
研究结果在各个方面都有重要发现。在营养成分上,hydrothermal 处理对黍米的影响各有不同。水分含量方面,浸泡后的黍米(SOPM)水分含量最高,烘烤后的黍米(ROPM)最低。蛋白质含量受处理方式影响显著,浸泡使蛋白质含量下降,而高压蒸煮(PCPM)则使其显著增加,达到 18.39g/100g,这是因为高压蒸煮使蛋白质变性,更易被消化吸收。脂肪含量在浸泡、漂烫和烘烤处理时降低,蒸煮和高压蒸煮时升高,高压蒸煮样本中脂肪含量最高,为 4.74g/100g 。纤维含量略有下降,总碳水化合物含量除蒸煮样本(STPM)显著增加外,其他处理影响不显著。
矿物质含量方面,除铬外,多数矿物质在 hydrothermal 处理后含量增加。烘烤样本(ROPM)的铁含量最高,达到 60.80mg/L,但浸泡、漂烫、蒸煮和高压蒸煮样本中铁含量下降,这可能是由于浸泡时矿物质向外浸出。同时,处理后铬含量下降,而铜和锰含量高于未处理样本。
抗营养和抗氧化特性上,hydrothermal 处理显著降低了单宁和植酸含量。浸泡处理使单宁显著减少,高压蒸煮也有明显效果;植酸在所有处理样本中均减少,高压蒸煮对其影响显著,高温短时间处理时植酸保留较多,这与植酸酶的活性变化有关。总酚含量(TPC)在烘烤和高压蒸煮时受温度影响不显著,浸泡、漂烫和蒸煮使其降低;总黄酮含量(TFC)在烘烤和高压蒸煮样本中显著增加。抗氧化能力方面,烘烤样本的 DPPH 自由基清除能力和 FRAP 值最高,表明其抗氧化活性最强。
功能特性方面,hydrothermal 处理后的黍米面粉堆积密度多数高于未处理样本,浸泡处理时达到最大值 0.70g/mL,但长时间蒸汽处理会使其降低。吸水性(WAC)和吸油性(OHC)在处理后显著增加,高压蒸煮样本的 WAC 和 OHC 最高,分别为 1.55g/mL 和 1.87g/mL,这与淀粉的亲水性和疏水性变化有关。糊化特性上,处理后样本的糊化温度有升高趋势,烘烤样本达到 97.32°C 。同时,处理使峰值粘度在漂烫、高压蒸煮和烘烤样本中显著下降,这与淀粉的膨胀和结构解体程度有关。
研究结论和讨论部分意义重大。该研究表明,hydrothermal 处理能显著优化黍米的营养和功能特性。通过减少抗营养因子,如单宁和植酸,提高了黍米的整体营养价值;增强抗氧化活性,使其在食品加工中更具优势;改善功能特性,如糊化行为,为黍米在食品生产中的广泛应用提供了可能。其中,烘烤和高压蒸煮对各项指标影响最为显著。这一研究为优化黍米加工技术提供了理论依据,有助于提升黍米的营养和功能价值,使其在应对全球饮食挑战中发挥更大作用。未来研究可进一步拓展 hydrothermal 处理方法,开展体内营养和抗氧化剂生物利用度研究,并考虑黍米品种差异,以更深入地挖掘黍米的健康和功能潜力。