《JOURNAL OF FOOD QUALITY》:Avocado Leaf-Enriched Starchy Dessert: A Product-Development Study for Chronic Kidney Disease–Oriented Dietary Considerations
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在慢性肾脏病(chronic kidney disease,CKD)中,淀粉类食品对在限制蛋白质摄入的同时提供能量具有重要意义,但通常抗氧化剂含量较低。本研究旨在利用牛油果叶粉(avocado leaf powder,ALP)开发一种牛油果叶强化淀粉基甜点;A
在慢性肾脏病(chronic kidney disease,CKD)中,淀粉类食品对在限制蛋白质摄入的同时提供能量具有重要意义,但通常抗氧化剂含量较低。本研究旨在利用牛油果叶粉(avocado leaf powder,ALP)开发一种牛油果叶强化淀粉基甜点;ALP是一种未充分利用的农业副产物,具有天然着色、酚类化合物和可测抗氧化能力。由于其高能量和低蛋白特征,土耳其软糖(Turkish delight)被选为模型淀粉基食品。基础配方分别以2.5、5和7.5 g ALP进行强化,同时使用15.0、20.0和30.0 g ALP制备热水和冷水提取物。研究人员进行了理化、组成、仪器和初步感官评价,以表征所开发配方。配方根据理化性质、矿物组成、抗氧化能力和仪器质量参数进行评价。ALP添加显著提高了总多酚含量和抗氧化能力(p < 0.05)。所有配方中钠、钾和磷水平均保持较低,符合CKD膳食建议。ALP强化土耳其软糖显示总多酚含量和抗氧化能力增加,表明其组成抗氧化特征得到改善。按份计,矿物浓度保持较低,并与CKD导向的膳食考量相容。本研究聚焦于产品开发和组成表征;因此,不能就CKD个体的临床结局或膳食适用性得出结论。需要进一步对照临床研究。
研究背景与问题:CKD(chronic kidney disease,慢性肾脏病)是影响肾脏结构和功能的异质性疾病群。全球接受CKD、急性肾损伤(acute kidney injury,AKI)和肾脏替代治疗(renal replacement therapy,RRT)的人数超过8.5亿;这类疾病影响全球10%–12%人口,并预计随人口老龄化和糖尿病、高血压等损害肾功能状况增加而进一步上升。肾脏参与维持血液稳态、骨完整性、酸碱平衡、电解质水平和血压,肾单位减少会破坏这些功能并导致并发症。CKD个体可能需要能量密集、相对低蛋白的食品,以在管理蛋白质和矿物质摄入的同时满足能量需求。淀粉基糖果可能作为开发此类产品的食品基质。但这类食品营养多样性有限且重复,可能降低长期膳食依从性;CKD饮食多样性不足与维持处方饮食困难相关,可能间接影响营养充足和膳食依从。预防慢性炎症和氧化应激在肾脏病中十分重要,因此推荐膳食不仅高能量,还应含抗氧化剂和多酚等生物活性化合物。土耳其软糖(Turkish delight)是源自土耳其的传统糖果,通常由糖、淀粉和调味剂制成。牛油果叶修剪每年产生约1–5吨/公顷叶废弃物,但含生物碱、三萜、皂苷、碳水化合物、脂肪酸,尤其多酚。在循环经济框架下,将牛油果叶直接作为高价值食品配料可能更具环境可持续性。尽管植物强化食品和牛油果叶多酚受到关注,其直接纳入CKD导向食品仍研究不足;ALP及水提物在淀粉基糖果中对酚含量、抗氧化能力、矿物组成和理化性质的影响信息有限。因此,研究人员开发并表征ALP及其水提物强化的土耳其软糖,评估理化性质、矿物组成、总多酚含量(total phenolic content,TPC)、抗氧化能力、仪器颜色和质构,定位为产品开发与组成表征研究,而非临床或生理效应评估。
主要关键技术方法:牛油果叶(Persea americana Mill., cv. Fuerte)于2023年10月采自土耳其Mersin的Toros University 45 Evler校区多棵牛油果树。叶片清洗、室温风干后,105°C烘干2 h,去梗、研磨过35目筛,得ALP并于+4°C储存。基础土耳其软糖按Batu和Batu方法修改,L1为对照;L2直接加入2.5 g ALP;L3用30 g ALP热水提取物;L4用30 g ALP冷水提取物;提取以15/20/30 g ALP与250 mL水在80°C或室温振摇30 min,取80 mL滤液替代水。初步感官由20名培训评价员用七点 hedonic 量表评价。样品未包装室温储存2月监测仪器颜色。分析包括水分、灰分、蛋白(Kjeldahl,凯氏定氮法)、D-glucose(GOPOD,glucose oxidase–peroxidase,葡萄糖氧化酶–过氧化物酶法)、TPC(Folin–Ciocalteu法)、抗氧化能力(DPPH,2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl自由基清除法)、矿物(ICP-MS,inductively coupled plasma-mass spectrometry,电感耦合等离子体质谱)及质构/颜色。统计用单因素方差分析和Duncan检验,p < 0.05。
3.1 土耳其软糖配方的确定:基于预试验和预定理化、矿物、抗氧化、颜色和质构标准,L1对照、L2含2.5 g ALP、L3含30 g ALP热水提取物、L4含30 g ALP冷水提取物被选为进一步分析。这些配方TPC和抗氧化能力显著高于对照,同时钠、钾、磷低,仪器颜色和质构处于技术可接受范围。
3.2 土耳其软糖样品的初步感官评价:用20名培训评价员和七点评分量表评价。L1整体可接受性最高;L2、L3、L4整体得分均≥4,达到可接受。ALP强化配方在初步评估范围内显示可接受感官特征。
3.3 土耳其软糖样品的物理和化学分析:与普通土耳其软糖相比,加入ALP及提取物显著增加硬度(p=0.04),冷热提取间无显著差异。L
*(亮度)下降;热水提取样品b
*(黄–蓝)增加;含粉样品呈深棕色,提取物样品呈浅棕色。储存第一月L
*和b
*无显著变化,第二月L
*下降变暗,原文归因于未包装室温条件下氧气氧化;但未做微生物或货架期安全评估。水分无显著差异,为29.57%–34.89%。ALP灰分为33.97%,土耳其软糖灰分为0.09%–0.21%,糖果样品间灰分差异未达显著。ALP蛋白为4.38%,所有土耳其软糖蛋白未检出(not detected,ND)。D-葡萄糖为22.90–33.35 mg/kg。TPC:ALP为940.19 mg GAE/kg dw,L1为80.66,L2–L4为160.63–180.80,显著高于L1(p=0.001)。抗氧化能力:ALP为2390.73 mmol TE/kg dw,L1未检出,L2–L4为90.21–390.98,热水提取L3最高,差异显著(p=0.001)。矿物方面,磷在各样品中低且相似;钠在强化配方中略高但未超安全限;钾和镁在L3与L4中显著高于普通配方;按份计钾仍远低于每日限。作者讨论指出,蛋白未检出对CKD低蛋白限制具有膳食优势;低D-葡萄糖对合并糖尿病的CKD个体可能有利;TPC和抗氧化能力提高属于分析、组成和技术改善,不代表生物可及性或体内效应;多酚不受CKD常规膳食限制。
3.4 牛油果叶强化土耳其软糖用于慢性肾脏病膳食的评估:标准份量设为10 g/片,每片约40 kcal;3–4片约36–50 g为现实标准份。土耳其软糖常被推荐用于CKD患者以满足能量需求;选择与份量主要由蛋白、钠、钾、磷含量决定。尽管ALP强化配方钾高于普通配方,按份绝对量仍低,但不应无限制消费;适用性需在份量控制和个体化膳食计划框架下评估,尤其晚期CKD或高钾风险者。KDOQI(Kidney Disease Outcomes Quality Initiative)2020等建议非透析CKD 3–5期患者蛋白0.55–0.60 g/kg/day,也有0.8 g/kg/day及部分1.0 g/kg/day可接受;钠≤2.3 g/day,钾2.0–4.0 g/day,磷800–1000 mg/day。假设60 kg非透析CKD 3–5期患者,含普通土耳其软糖的膳食符合每日最大蛋白49 g,提供1609 kcal、钠387.21 mg、钾1975.53 mg、磷852.45 mg;L1至L4每日8片均在建议范围内,L1及L2–L4均可作为适合替代。
3.4.1 研究局限:未进行详细微生物分析和完整货架期安全评估;样品未包装、实验室条件储存,不能得出长期储存稳定性和微生物安全结论;初步感官仅20名培训评价员,不能代表普通消费者或CKD人群;研究聚焦技术开发和组成表征,不能得出CKD临床结局或健康效应结论;抗氧化能力和TPC不反映生物可及性、胃肠稳定性或体内生理效应;矿物质基于配方和份量估计,需个体化;105°C烘干对热敏酚类等影响不能完全排除。
讨论部分总结:ALP强化提高了所测酚类和抗氧化能力,并按份保持低蛋白、低矿物水平,可在CKD导向膳食规划背景下考虑;但钾等矿物在提取物配方中升高,需要通过份量控制评估。颜色和硬度改变体现技术特征,储存颜色变化仅限仪器颜色稳定性。研究意义在于证明ALP作为天然且未充分利用的配料可改变淀粉基糖果组成特征,但观察到的变化是分析、组成和技术特征,不应解释为直接临床或健康益处。
研究结论(翻译):总之,将ALP及其水提物加入土耳其软糖提高了所测酚含量和抗氧化能力,同时保持低蛋白和矿物水平,可在CKD导向膳食规划背景下考虑。尽管矿物浓度尤其钾高于普通配方,所开发配方的矿物组成是使用膳食参考值按份评估的。重要的是,本研究聚焦食品产品开发和技术评价,而非临床结局。结果表明,利用ALP作为一种天然且未充分利用的配料来改变淀粉基糖果产品组成特征是可行的。然而,观察到的变化反映分析、组成和技术特征,不应解释为直接临床或健康益处的证据。初步感官评价提供了感官特征和整体可接受性信息;仍需更大消费者感官研究以确立更广泛消费者可接受性。进一步研究,包括设计良好的对照临床研究,需要评估这些配方在CKD个体中的生理相关性、安全性、生物可及性和潜在健康相关效应。任何潜在膳食应用均应个体化评估,并通过临床研究确认。