芒果部位与干燥方式调控芒果源面粉中酚类与类异戊二烯的INFOGEST体外生物可及性及其在35%小麦粉替代纸杯蛋糕中的应用

《Foods》：Bioactive Fraction LCS2 from Litchi (Litchi chinensisSonn.) Seed By-Product Attenuates LPS-Induced Acute Prostatic Inflammatory Injury via Modulating NF-κB and MAPK Signaling Pathways

　　

芒果果肉及加工副产物作为功能性配料（functional ingredients）的增值利用，需要在食品加工和消化后保持生物活性化合物并确保其生物可及性（bioaccessibility）。五种芒果粉分别来源于果肉（冷冻干燥、常规干燥和泡沫 mat 干燥（foam mat drying））、果皮和果核，经表征后以35%小麦粉替代水平加入纸杯蛋糕（cupcakes）中。对芒果粉和纸杯蛋糕的颜色、酚类化合物（phenolic compounds）和类异戊二烯（isoprenoids）进行了评价。此外，采用标准化INFOGEST体外消化模型评价这些化合物的生物可及性。果肉粉显示较高的类胡萝卜素（carotenoids）含量，而果核粉和果皮粉富含没食子酰基衍生物（galloyl derivatives）和黄酮醇（flavonols）。消化后，酚酸（phenolic acids）和芒果苷（mangiferin）表现出最高的生物可及性，而类胡萝卜素和生育酚（tocopherols）的生物可及性强烈受到干燥过程影响，其中泡沫 mat 干燥对亲脂性化合物（lipophilic compounds）显示最高值。总体而言，结果表明芒果源粉的营养功能不仅取决于其初始生物活性组成，还取决于芒果部位、干燥过程和食品基质对化合物生物可及性的联合效应。这些发现支持将芒果源粉用作烘焙应用的可持续功能性配料。

研究背景：芒果（Mangifera indica L.）是全球收获量最大的热带水果之一，其工业加工产生大量副产物（by-products），果皮和果核可占果实总重的35–60%，其中果皮约15–20%、果核约35–40%。这些副产物富含生物活性化合物，常高于可食果肉，但同时也带来环境和经济负担。食品工业对功能性食品和清洁标签的需求增加，使芒果副产物成为有前景的原料。联合国2030年议程可持续发展目标12（SDG 12）强调负责任消费和生产；果蔬加工是第三大废弃物产生行业。已有研究表明芒果副产物可加入烘焙配方，改善纤维和生物活性含量并保持可接受感官品质，但芒果部位、干燥方式和食品基质对食品加工及消化后生物可及性的联合影响仍需明确。研究人员因此开展本研究，以明确芒果部位和果肉干燥方法如何影响生物活性化合物组成及其加入烘焙产品后的生物可及性，并评价消费者感官接受度。

研究人员制备了五种芒果粉：冷冻干燥果肉粉（LF）、常规干燥果肉粉（CF）、泡沫 mat 干燥果肉粉（FF）、果核粉（KF）和果皮粉（PF），并以35%小麦粉替代水平制作纸杯蛋糕和对照。研究得出结论：芒果果肉及副产物，尤其果核和果皮，是生物活性化合物的有价值来源；果核粉富含没食子酰基衍生物，果皮粉以黄酮醇和芒果苷为特征，果肉源粉类胡萝卜素较高，尤其β-carotene。纸杯蛋糕中酚酸最具生物可及性，其次为芒果苷；类胡萝卜素和生育酚生物可及性受干燥方法强烈影响，泡沫 mat 干燥果肉粉最高。感官评价显示，高达35%芒果果肉或副产物粉配方的纸杯蛋糕接受良好，支持这些面粉作为可持续食品应用和减少废物的生物功能配料。其意义在于将芒果加工副产物转化为烘焙功能性配料，同时兼顾可持续性和感官可接受性。

关键技术方法：成熟 Tommy Atkins 芒果（Mangifera indica L. cv. Tommy Atkins）购自巴西本地超市。研究人员制备冷冻干燥、常规干燥、泡沫 mat 干燥果肉粉及果核粉、果皮粉，并以35%小麦粉替代水平制作纸杯蛋糕和对照。颜色用 DigiEye 数字成像系统测定 CIELAB；酚类用超高效液相色谱-二极管阵列检测器（UHPLC-DAD），类异戊二烯用快速分离液相色谱-二极管阵列检测器（RRLC-DAD）分析；采用 INFOGEST 2.0 静态体外胃肠消化模型，离心分离上清或胶束部分并计算生物可及性；18名有感官分析经验人员用10点 hedonic 量表评价表面颜色、内部颜色、香气、味道和质地；统计采用单因素方差分析（ANOVA）、Tukey 检验和一般线性模型（GLM）相关分析。

研究结果如下。

3.1 果实部位和干燥过程对芒果粉生物活性化合物的影响：通过表征五种芒果粉的酚类、类异戊二烯和颜色，研究人员发现生物活性组成受芒果部位和果肉干燥方式显著影响。果肉粉类胡萝卜素较高；果核粉和果皮粉富含没食子酰基衍生物和黄酮醇。干燥主要影响果肉粉中类胡萝卜素和其他类异戊二烯的保留。

3.1.1 酚类轮廓：共鉴定30种酚类化合物，分为四组：13种没食子酰基衍生物、9种酚酸、7种黄酮醇和1种氧杂蒽酮（xanthone）芒果苷。KF中没食子酰基衍生物最高，以 methyl gallate 最丰富，其次为 methyl digallate ester 和 galloyl glucose，gallic acid 也较高；KF是唯一检出 ellagic acid 的粉。PF中 galloyl glucose 较高，quercetin 3-O-glucoside 和 quercetin 3-O-rutinoside 较丰富，且芒果苷在全部芒果粉中最高。果肉粉总酚含量为106.01–127.71 mg/100 g，以酚酸为主，主要成分为 ferulic acid hexoside，LF和FF中 p-hydroxybenzoic acid 较突出，CF中 coumaric acid glucoside isomer 较突出；干燥显著影响 p-hydroxybenzoic acid、coumaric acid glucoside isomer 和 ferulic acid hexoside。结论为不同芒果部位的酚类分布不同，反映其生理角色并影响功能潜力。

3.1.2 类异戊二烯：共鉴定21种类异戊二烯，包括2种生育酚、6种脱镁叶绿素（pheophytins）和13种类胡萝卜素。KF总类异戊二烯最低，仅检出 α-tocopherols、β-carotene 和 9Z-β-carotene。PF总类异戊二烯为3.24 mg/100 g，含 α-tocopherols、β-carotene、β-tocopherols，并检出 lutein、zeaxanthin 和 pheophytins 等。果肉粉总类异戊二烯为2.81–4.62 mg/100 g，CF最高；α-tocopherol 是LF和CF中最丰富化合物；总类胡萝卜素从LF的1.78 mg/100 g到CF的2.86 mg/100 g，主要为 ζ-carotene isomer 3 和 β-carotene。干燥显著影响 α-tocopherol、ζ-carotene isomer 5、α-carotene、13Z-β-和 9Z-β-carotene。结论为果肉粉是类胡萝卜素主要来源，干燥方式显著影响其保留。

3.1.3 芒果粉颜色：通过 DigiEye 成像系统测定 CIELAB 颜色，CF最暗，LF最亮，L^*由CF的51.77至LF的78.27；色调角由CF的65°至PF的77°；色度 C^*_ab 由KF的19.38至CF的52.46。CF具有最高 a^*、b^*和 C^*_ab，最低亮度和色调角；KF具有最低 a^*、b^*和 C^*_ab。颜色差异与类异戊二烯谱一致。

3.2 芒果部位和干燥过程对生物活性化合物生物可及性的影响：通过 INFOGEST 体外消化纸杯蛋糕，研究人员发现生物可及性因芒果粉和干燥方式显著不同。总体上，酚酸生物可及性高于黄酮醇和芒果苷；类胡萝卜素和生育酚变异较大，受面粉类型和加工条件影响。

3.2.1 酚类化合物：纸杯蛋糕酚谱与添加粉一致；K-CK和P-CK以没食子酰基衍生物为主，L-CK、F-CK和C-CK以酚酸为主。消化前后多数酚类降低，但L-CK和F-CK中酚酸略增，主要因 p-hydroxybenzoic acid 增加。生物可及性范围为4.86–123.00%，酚酸最高，为31.97–123.00%，其次为芒果苷5.52–53.81%、没食子酰基衍生物4.86–15.77%、黄酮醇6.45%。K-CK中酚酸为31.97%、芒果苷15.95%、没食子酰基衍生物6.96%，总没食子酰基衍生物由3636.03降至253.01 mg/100 g；gallic acid 生物可及性41.20%最高，methyl gallate 等较低。P-CK中没食子酰基衍生物13.06%最高，黄酮醇6.45%，芒果苷5.52%；galloyl glucose 为21.03%，gallic acid 为6.66%，quercetin glucoside 为15.89%。果肉纸杯蛋糕中酚酸最可及，为67.59–123.00%，芒果苷为14.17–53.81%，没食子酰基衍生物为4.86–15.77%；p-hydroxybenzoic acid 在L-CK、F-CK和C-CK中生物可及性分别为272.14%、359.84%和180.88%。果肉粉中酚酸和芒果苷生物可及性高于果核和果皮。结论为食品基质和加工影响酚类释放与生物可及性。

3.2.2 类胡萝卜素和生育酚：脱镁叶绿素未在胶束部分检出；K-CK未检测到类异戊二烯。所有纸杯蛋糕中生育酚为主要生物活性组，消化后含量降低；α-生育酚生物可及性为24.31–55.37%，β-生育酚为9.38–41.67%，最低为P-CK，最高为F-CK。类胡萝卜素生物可及性为13.73–55.17%，也以P-CK最低、F-CK最高。果皮纸杯蛋糕低于果肉纸杯蛋糕；泡沫 mat 干燥最高。结论为生物可及性不仅由原料中生物活性化合物浓度决定，还由面粉组成、干燥过程和烘焙基质相互作用决定，选择合适加工条件很重要。

3.3 富含芒果粉纸杯蛋糕的感官可接受性

3.3.1 感官分析：18名有感官分析经验人员用10点 hedonic 量表评价。所有配方总体接受度较高；果肉粉纸杯蛋糕感官特征与对照相近，果皮和果核粉仅引起轻微颜色和风味变化。表面颜色、内部颜色、味道和质地存在显著差异，香气无显著差异。C-CK在香气、味道和质地得分最高，分别为7.7、9.2和8.9；外色以CO-CK、C-CK和L-CK最高；内色以F-CK、C-CK和CO-CK最受接受。P-CK味道和质地较好，K-CK香气较好，但K-CK味道、质地、表面颜色和内部颜色得分最低。总体接受度以干燥果肉粉纸杯蛋糕F-CK、L-CK和C-CK最高，其次为P-CK和CO-CK，K-CK最低。结论为35%芒果粉加入烘焙产品不会严重损害消费者接受度。

3.3.2 纸杯蛋糕颜色：通过 DigiEye 成像系统测定内部和外部 CIELAB。外部和内部颜色均有显著差异。CO-CK具有最高亮度和 h_ab(e)，F-CK具有最高 b^*(e) 和 chroma，K-CK最低。内部颜色趋势类似。相关分析显示，外部 L^*(e) 与感官表面颜色评分相关 r=0.93；内部 b^*(i) 和 C^*_ab(i) 与感官内部颜色评分相关 r=0.86和0.85。结论为仪器测色与感官颜色接受度相关。

讨论与结论翻译：本研究强调了芒果果肉及副产物，特别是果核和果皮，作为开发可持续增值食品的生物活性化合物有价值来源的潜力。芒果副产物粉显示高酚类含量，其中果核粉富含没食子酰基衍生物，果皮粉以黄酮醇和芒果苷著称，而果肉源粉显示较高类胡萝卜素水平，尤其是β-胡萝卜素。在纸杯蛋糕中，酚酸是最具生物可及性的化合物，其次是芒果苷，而类胡萝卜素和生育酚生物可及性强烈受干燥方法影响，其中由泡沫 mat 干燥果肉粉制成者显示最高值。感官评价表明，用高达35%芒果果肉或副产物粉配制的纸杯蛋糕接受良好，支持这些面粉作为可持续食品应用和减少废物的生物功能配料的可行性。尽管本研究证明泡沫 mat 干燥生产高质量芒果粉的潜力，但应承认一些局限性。首先，本研究评价了单一芒果品种和特定替代水平；因此，未来研究应调查不同品种和更广的掺入水平以优化配方。其次，关于工业可扩展性，将泡沫 mat 干燥从实验室转化到大规模生产需要优化泡沫稳定性、连续进料参数和能效。