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为解决小麦面条营养不足及非小麦产区粮食安全问题,研究人员以小麦(30%-100%)、优质木薯粉(HQCF,0%-50%)等四组分开展 D - 最优混料设计,优化复合粉面条。结果显示最优配比为小麦 30%、HQCF31.34% 等,提升了营养与抗氧化性,具食品强化与安全意义。
在快节奏生活中,方便面因其便捷性成为全球主食,但以小麦为主料的传统面条面临营养单一困境,尤其在非小麦产区,过度依赖小麦不仅可能威胁粮食安全,其缺乏蛋白质、抗氧化成分等问题也逐渐引发健康担忧。如何在减少小麦用量的同时,提升面条的营养价值与感官体验,成为食品科学领域亟待突破的课题。
来自尼日利亚奥克奥贡理工学院等机构的研究人员,针对这一现状展开研究,相关成果发表在《Food and Humanity》。他们致力于开发一种以小麦、优质木薯粉(High-Quality Cassava Flour,HQCF)、芒果皮粉和大豆粉为原料的复合粉面条,通过优化配方,在保证口感的基础上增强营养与抗氧化功能,为改善非小麦产区的粮食安全和居民营养状况提供新方向。
研究采用四组分约束混料设计(小麦 30%-100%、HQCF 0%-50%、芒果皮 0%-50%、大豆 0%-50%),通过 20 次随机实验,系统分析面条的营养成分(水分、蛋白质、脂肪等)、抗氧化特性(总黄酮、总酚含量等)、色泽参数(亮度、红 / 绿度、黄 / 蓝度)及感官接受度。
原料获取与处理
研究中,精制小麦粉、大豆等购自当地市场,成熟芒果采自尼日利亚奥约州奥克奥贡理工学院校园,HQCF 购自国际热带农业研究所(IITA)零售点。芒果皮粉制备采用文献方法,经分拣、清洗、干燥、粉碎等步骤获得。
混料实验设计与分析
通过 D - 最优混料实验设计,构建不同原料配比组合。对面条样品进行 proximate analysis(包括水分、蛋白质、脂肪、灰分、粗纤维、碳水化合物及能量值测定),采用标准方法检测总黄酮含量(以槲皮素计)、总酚含量(以没食子酸当量,GAE 计)、1,1 - 二苯基 - 2 - 苦基肼(DPPH)自由基清除率、铁离子还原抗氧化能力(FRAP)及总抗氧化能力(TAC,以 GAE 计),并利用仪器测定色泽参数(L*、a*、b * 值)。感官评价由经过培训的小组完成,评估指标包括外观、色泽、气味、口感及总体接受度。
关键结果
营养成分差异显著
面条水分含量 7.88%-10.88%,蛋白质 5.95%-25.12%,脂肪 3.04%-11.94%,碳水化合物 45.47%-77.68%,能量值 320.42-394.52 kCal。其中,大豆添加量增加显著提升蛋白质、脂肪及能量含量,表明大豆在强化蛋白质方面作用关键。
抗氧化特性受芒果皮影响显著
总黄酮含量 0.44-4.12 mg 槲皮素 /g,总酚含量 3.27-25.14 mg GAE/100 g,DPPH 清除率 13.65%-89.88%,FRAP 值 1.55-4.33 mg/g,TAC 0.88-3.83 mg GAE/g。芒果皮比例变化对灰分、粗纤维及抗氧化成分影响显著,证实其作为天然抗氧化剂来源的重要性。
色泽与感官接受度可控
仪器亮度值 20.5-40.62,红 / 绿度 2.45-4.51,黄 / 蓝度 4.81-12.34。感官评价显示,样品接受度从 “略微喜欢” 到 “非常喜欢”,表明通过合理配比可兼顾营养与口感。
最优配方预测
经模型优化,营养、抗氧化及感官综合表现最佳的配方为小麦 30%、HQCF 31.34%、芒果皮 27.55%、大豆 11.11%,该组合显著提升了面条的营养密度与功能特性。
结论与意义
本研究通过混料设计成功开发出高营养、具抗氧化活性的复合粉面条,证实 HQCF、芒果皮及大豆可有效替代部分小麦,在非小麦产区具有提升粮食安全与营养健康的双重潜力。研究结果为食品加工中利用非常规原料(如果皮、豆类)进行营养强化提供了科学依据,同时为农业副产物(如芒果皮)的高值化利用开辟了新途径。未来可进一步探索不同地域原料特性对产品品质的影响,推动该类功能性食品的商业化应用。