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瞬时降压技术(DIC)降低苋菜抗营养因子:一种可持续加工新策略
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月28日 来源:Innovative Food Science & Emerging Technologies 6.3
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为解决苋菜中抗营养因子(如单宁、植酸、草酸盐和凝集素)制约其营养利用的问题,研究人员采用瞬时降压技术(DIC)对两种苋菜品种(Laura和Criollo)进行加工优化。通过中心复合设计(蒸汽压力0.1–0.4?MPa,时间10–90?s),发现DIC在0.36?MPa、22?s条件下可高效降低草酸盐(最高83%)、植酸(11%)并灭活凝集素,同时保留热敏感生物活性成分。该研究为开发高营养功能性食品提供了绿色高效的工业解决方案。
苋菜作为富含优质蛋白的无麸质伪谷物,在解决全球粮食安全问题上具有巨大潜力。然而,其广泛应用长期受限于单宁、植酸等抗营养因子,这些物质不仅阻碍营养吸收,还可能引发慢性疾病。传统加工方法如发芽、发酵等虽有效但耗时长,红外或微波处理又存在穿透不均等问题。如何快速、高效地降低抗营养因子,同时保留苋菜的营养价值,成为食品科学领域的重大挑战。
针对这一难题,墨西哥某研究机构团队在《Innovative Food Science》发表研究,首次将瞬时降压技术(DIC)应用于苋菜加工。该技术通过高压蒸汽(0.1–0.4?MPa)短时作用(10–90?s)后急速降压至真空状态(1.5?kPa),产生>0.2?MPa/s的降压速率。研究人员采用中心复合设计优化参数,结合紫外分光光度法、酶联免疫法等技术,系统评估了DIC对两种苋菜品种(Laura和Criollo)中关键抗营养因子的影响。
研究结果
Criollo品种:时间与压力对单宁、植酸、草酸盐和凝集素的影响
通过帕累托图分析发现,蒸汽压力对草酸盐含量呈现显著二次效应(Eq.1)。低压条件下(无论处理时间长短)草酸盐降幅最高达69%,而植酸在高压短时处理中降低11%。凝集素则通过SDS-PAGE电泳证实完全失活。
Laura品种:多靶点抗营养因子协同降低
该品种表现出更显著的草酸盐降低效果(83%),且总酚含量提升23%。抗氧化活性测定显示DPPH自由基清除率提高,证实DIC在去除有害物质同时能增强有益成分。
与传统方法的对比优势
相较于24小时发芽处理,DIC仅需22秒即可实现更全面的抗营养因子降低。热重分析表明,DIC处理后的样品保留了90%以上热不稳定蛋白组分,而传统热处理导致30%的蛋白变性。
这项研究证实DIC技术具有三大突破性价值:一是创下83%的草酸盐去除率纪录;二是首次实现凝集素单次处理完全失活;三是建立0.36?MPa/22?s的最优参数组合。该技术每吨产品仅耗水5L,能耗较传统方法降低40%,为苋菜工业化加工提供了兼具环保性与经济性的解决方案。研究团队特别指出,DIC诱导的孔隙结构(比表面积增加300%)不仅促进抗营养因子降解,更为后续开发富蛋白饼干、婴儿辅食等功能性食品奠定基础,完美契合联合国可持续发展目标中"零饥饿"与"负责任消费"的双重要求。
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