《Sustainable Food Technology》：Defatted tiger nut flakes as a novel ingredient in energy snack bars: impact on proximate, bioactive, textural, microbiological and sensory propertiesOpen Access
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专业术语翻译（摘要部分）
引言：本研究评估了以小麦粉和脱脂油莎豆片（DTNF）按10%–40%添加水平配制的能量零食棒的若干品质属性。方法：对所得产品进行了近程组成（proximate composition）、生物活性（bioactive）、质构（textu
专业术语翻译（摘要部分）
引言：本研究评估了以小麦粉和脱脂油莎豆片（DTNF）按10%–40%添加水平配制的能量零食棒的若干品质属性。方法：对所得产品进行了近程组成（proximate composition）、生物活性（bioactive）、质构（textural）、微生物（microbiological）及感官（sensory）特性的评价。结果：DTNF的添加显著（p < 0.05）降低了零食样品的水分（9.39%–8.27%）和脂肪（11.23%–3.97%）含量，但提高了其蛋白质（8.07%–14.18%）、膳食纤维（2.64%–9.63%）和灰分（1.73%–3.70%）含量。此外，DTNF的添加降低了亮度（L值：31.96–20.61）、咀嚼性（200.32–30.58 N）和内聚性（0.59–0.23），但增加了硬度（1280.0–3490.0 N）。同时，总酚含量（TPC：22.83–67.31 mg GAE/100 g）、黄酮含量（TFC：13.12–42.67 mg CE/100 g）和抗氧化能力（AC：8.95%–23.35%）随DTNF的添加而增加。微生物种群降至不可检出限，而感官评价显示30%添加水平具有更好的可接受性。主成分分析（PCA）也验证了零食棒的蛋白质和膳食纤维含量与其微生物货架稳定性之间的强相关性。结论：DTNF可作为新兴市场中零食棒配方中一种廉价、营养丰富且具有功能性的替代配料。
论文解读文章
一、研究背景与问题
随着城市化生活方式的普及、膳食结构的改变以及消费者对便捷且不牺牲健康食品的需求日益增长，能量零食棒（energy snack bar）已被视为一种能够为广泛消费者尤其是城市人群提供快速补给和货架稳定食品的可持续选择。全球能量零食棒市场在2024至2025年间估值已达300万至700万美元，预计到2034年将增长至130亿美元。然而，传统能量零食棒中常用的燕麦片（oat flakes）多从温带国家进口，导致单位产品成本较高。与此同时，油莎豆（Cyperus esculentus L.）油生产过程中产生的副产物——脱脂油莎豆片（defatted tiger nut flakes, DTNF），往往被用作动物饲料或被直接废弃，造成了农业副产物资源的浪费。已有研究表明，DTNF含有约41%的淀粉、15%的膳食纤维和8%的蛋白质，并富含黄酮类、生物碱、维生素以及钙、磷等矿物质元素，具备作为功能性食品配料的潜力。然而，截至目前，将DTNF应用于能量零食棒生产的研究鲜有报道。因此，本研究旨在系统评估DTNF以10%–40%的添加水平对能量零食棒的近程组成、物理特性、质构特性、微生物安全性及感官品质的影响，探索其作为燕麦片替代品的可行性。
二、研究内容与主要结论
研究人员以尼日利亚伊巴丹Bodija国际市场购得的棕色品种油莎豆块茎为原料，经清洗、晾干后使用自动榨油机进行脱脂处理，获得DTNF。随后按照对照（0% DTNF）及SBA（10%）、SBB（20%）、SBC（30%）、SBD（40%）五个配方水平，将DTNF与小麦粉、枣糖浆、油莎豆油和水按比例混合，经130°C烘烤5分钟制成能量零食棒。研究结果表明：DTNF的添加显著改善了零食棒的营养品质——蛋白质含量从8.07%提升至14.18%，总膳食纤维从2.64%提升至9.63%，灰分从1.73%提升至3.70%；同时降低了水分（9.39%–8.27%）和脂肪（11.23%–3.97%）含量，有利于降低微生物增殖风险和脂肪氧化酸败，符合世界卫生组织关于脂肪供能低于30%的膳食建议。在生物活性方面，总酚含量（TPC）从22.83增至67.31 mg GAE/100 g，总黄酮含量（TFC）从13.12增至42.67 mg CE/100 g，抗氧化能力（AC）从8.95%增至23.35%，表明DTNF的添加显著增强了产品的功能特性。在质构方面，产品硬度从1280.0 N增至3490.0 N，而咀嚼性（200.32–30.58 N）和内聚性（0.59–0.23）显著下降，这与膳食纤维含量增加和水分含量降低导致的致密化产品基质有关。感官评价结果显示，30%添加水平（SBC）在色泽、香气、滋味、口感、外观和总体可接受性方面均获得最高评分（分别为7.10、7.00、7.25、7.30、7.35和7.20），而40%添加水平因硬度过高导致感官评分下降。微生物安全性方面，28天储存期内，对照组的细菌和真菌计数分别增至5.37和2.09 log CFU g?1，而30%添加水平将细菌和真菌分别降至0.68和0.61 log CFU g?1，40%添加水平则完全不可检出，这与低水分含量和DTNF中酚类化合物的抗菌活性密切相关。主成分分析（PCA）进一步验证了蛋白质和膳食纤维含量与微生物货架稳定性之间的强相关性。
三、主要关键技术方法
研究人员采用了以下关键技术方法开展研究：以尼日利亚伊巴丹Bodija国际市场采购的棕色品种油莎豆块茎为原料，经自动油压机脱脂获得DTNF；参照Saravanan等的方法并加以修改制备能量零食棒；采用AOAC和AACC标准方法测定近程组成（水分、粗蛋白、脂肪、灰分、总膳食纤维和碳水化合物）；使用色度计（CR-400，柯尼卡美能达）测定CIE L*a*b* 色度参数；使用质构分析仪（TA-TX2 Plus，英国Surrey稳定微系统公司）测定硬度、咀嚼性和内聚性；采用Folin–Ciocalteu比色法测定总酚含量（TPC），采用三氯化铝比色法测定总黄酮含量（TFC），采用DPPH自由基清除法测定抗氧化能力（AC）；由70名半 trained 感官评价员（40名女性、30名男性，年龄20–40岁）在9分制 hedonic 量表上进行感官评价；参照Singh等的方法在28天储存期内进行微生物（细菌和酵母/霉菌）计数评价；采用SPSS 22.0进行方差分析（ANOVA）和Duncan多重比较，使用XLSTAT软件进行主成分分析（PCA）。
四、研究结果
3.1 近程组成（Proximate composition）：DTNF本身含有6.75%水分、4.85%蛋白质、5.43%脂肪、11.5%膳食纤维、1.59%灰分和69.88%碳水化合物。将其以10%–40%添加到零食棒后，水分含量从9.39%降至8.27%，脂肪含量从11.23%降至3.97%，碳水化合物从66.94%降至60.25%；而蛋白质从8.07%增至14.18%，总膳食纤维从2.64%增至9.63%，灰分从1.73%增至3.70%。水分降低归因于DTNF中纤维组分的高持水/结合能力；脂肪降低源于脱脂后残留薄片的低脂特性，有利于氧化稳定性和防止酸败；蛋白质和纤维的增加则归因于脱脂过程中非脂质组分的浓缩以及油莎豆本身富含膳食纤维的特性。
3.2 色泽（Colour）：随着DTNF添加量的增加，L*（31.96–20.61）、a*（4.14–2.61）和b*（6.25–5.31）值均显著下降，产品色泽变暗。这一现象与DTNF纤维含量增加以及烘烤过程中美拉德反应（Maillard reaction）和焦糖化反应（caramelisation）的发生有关。
3.3 质构（Texture）：DTNF的添加使硬度从1280.0 N显著增至3490.0 N，而咀嚼性（200.32–30.58 N）和内聚性（0.59–0.23）显著降低。硬度增加归因于高纤维含量和低水分含量导致的产品基质致密化；咀嚼性和内聚性的降低则与纤维对淀粉–蛋白质基质形成的干扰和结构内聚性减弱有关。
3.4 生物活性化合物（Bioactive compounds）：总酚含量（TPC）从22.83增至67.31 mg GAE/100 g，总黄酮含量（TFC）从13.12增至42.67 mg CE/100 g，抗氧化能力（AC）从8.95%增至23.35%。酚类和黄酮类化合物的增加归因于油莎豆及其副产物中丰富的酚类物质在烘烤等热处理过程中的释放，以及糖基化黄酮（如槲皮素）的水解。这些生物活性化合物具有预防退行性疾病和延缓衰老的潜在健康益处。
3.5 感官品质（Sensory qualities）：70名评价员在9分制 hedonic 量表上的评分显示，30%添加水平（SBC）在色泽（7.10）、香气（7.00）、滋味（7.25）、口感（7.30）、外观（7.35）和总体可接受性（7.20）方面均获得最高分，显著优于对照组和其他添加水平；而40%添加水平因硬度过大导致感官评分下降，表明30%为消费者偏好的最佳添加阈值。
3.6 微生物安全性（Microbiological safety）：28天储存期内，对照组细菌计数从第7天的3.27 log CFU g?1增至第28天的5.37 log CFU g?1，真菌计数从第14天的0.74增至第28天的2.09 log CFU g?1。而30%添加水平将第28天的细菌和真菌计数分别降至0.68和0.61 log CFU g?1，40%添加水平则完全不可检出。微生物抑制归因于低水分含量和DTNF中酚类化合物（如单宁、酚酸和香草酸）的抗菌潜力。
3.7 主成分分析（Principal component analysis）：PCA结果表明，DTNF的渐进添加显著影响了零食棒的理化、微生物和质构特性——蛋白质和膳食纤维含量增加，脂肪和碳水化合物含量下降；膳食纤维含量的增加与硬度的升高和内聚性的降低相关；DTNF的添加改善了微生物稳定性，并与产品色泽加深（美拉德反应）相关。整体而言，DTNF的添加促进了产品的营养品质和货架稳定性。
五、讨论与结论
本研究表明，以10%–40%添加水平将脱脂油莎豆片（DTNF）作为新型功能性配料用于能量零食棒配方，能够显著提升产品的蛋白质（8.07%–14.18%）、膳食纤维（2.64%–9.63%）、矿物质（灰分1.73%–3.70%）以及生物活性化合物含量（TPC 22.83–67.31 mg GAE/100 g，TFC 13.12–42.67 mg CE/100 g，AC 8.95%–23.35%），同时降低脂肪（11.23%–3.97%）和水分（9.39%–8.27%）含量，从而同时改善营养品质和微生物稳定性。膳食纤维含量、总酚含量与抗氧化能力之间的正相关性进一步支持了DTNF强化零食棒的功能潜力。30%添加水平在营养与消费者可接受性之间取得了良好平衡，而更高添加水平因硬度和内聚性的不利变化对质构和感官可接受性产生负面影响。DTNF作为一种廉价、营养密集且具有功能性的配料，可作为新兴市场中进口燕麦片的替代品，符合循环经济和负责任生产的可持续发展目标。未来研究可进一步探索利用其他食品废弃物改善质构特性和体外血糖反应，并进行大规模生产的可行性验证。
