《JOURNAL OF FOOD QUALITY》:Traditional Production and Quality Assessment of Baobab (Adansonia digitata L.) Juice Made in the Far North of Cameroon: An Analysis of Processing Methods and Physicochemical, Nutraceutical, Microbiological, and Sensory Properties
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猴面包树所结果实的果肉在喀麦隆极北地区被传统加工成一种备受青睐的饮品。本研究旨在记录传统猴面包树果汁的生产工艺并评估其质量。研究人员在五个地点对40名生产者和56名消费者开展了问卷调查。研究人员收集了15份果汁样品并采用标准方法进行分析。结果表明
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猴面包树所结果实的果肉在喀麦隆极北地区被传统加工成一种备受青睐的饮品。本研究旨在记录传统猴面包树果汁的生产工艺并评估其质量。研究人员在五个地点对40名生产者和56名消费者开展了问卷调查。研究人员收集了15份果汁样品并采用标准方法进行分析。结果表明,传统加工工艺存在差异,尤其在浸泡和配方调配阶段。猴面包树果汁呈酸性(pH 3.27±0.36),并含有相当数量的生物活性化合物,包括总多酚(154.48±10.43 mg GAE/100 mL)、维生素C(43.33±4.03 mg AAE/100 mL)和β-胡萝卜素(0.45±0.04 mg/100 mL)。这些化合物贡献了其抗氧化活性,以DPPH(27.15±14.67 mg TE/100 mL)和FRAP(148.66±25.37 mg TE/100 mL)法测定。其感官可接受性总体良好,平均评分为7.16±1.58。然而,该饮品的安全性令人担忧,微生物载量持续超过推荐标准:总嗜温需氧细菌(6.81±0.03 log CFU/mL)、总大肠菌群和粪大肠菌群(分别为3.84±0.13和3.47±0.45 log CFU/mL)、葡萄球菌属(Staphylococci)(3.31±0.24 log CFU/mL)以及总真菌(5.94±0.43 log CFU/mL)。这些发现与32.1%受访消费者报告的胃肠道症状相一致。传统加工的猴面包树果汁显示出有趣的营养保健潜力和良好的可接受性,但微生物污染损害了其安全性。相关性分析表明,对pH和多酚含量的靶向优化可能有助于提升猴面包树果汁的品质,而在其传统加工过程中实施改进的卫生规范对于解决本研究所识别的安全隐患至关重要。
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一、研究背景与意义
猴面包树(Adansonia digitata L.)是非洲热带稀树草原的关键树种,在生态、社会文化和经济层面发挥着重要作用。在喀麦隆极北地区,其果肉构成重要的季节性食物资源,广泛以传统饮品形式被消费,当地称为“bokko”“motou-motou”“kona”“mapionh”或“kokoua”。该饮品为当地居民尤其是女性提供了重要的收入来源,主要依托家庭作坊和非正规小规模生产体系。
猴面包树果肉以高营养价值著称,富含维生素C、可溶性糖、必需矿物质、维生素、膳食纤维及生物活性化合物,并具有多种健康益处。然而,果肉向果汁的转化遵循世代相传的传统经验性工艺。尽管生产者(以女性为主)掌握了这一技艺,但该手工工艺严重缺乏标准化,分选、浸泡、揉捏、过筛和调配等单元操作因生产者和地点而异。此外,生产及处理过程中的卫生条件往往不足。这种变异性可导致产品质量不一致、微生物污染风险增加以及货架期受限,从而限制了该饮品更广泛商业化的潜力。
聚焦喀麦隆极北地区尤为合理,因其半干旱环境中猴面包树资源丰富,构成关键季节性食物资源。然而,生产条件常受限于安全饮用水获取不足、设备缺乏以及加工环境不可控等因素,进一步加剧了质量变异和安全隐忧。尽管该饮品具有社会经济重要性和营养潜力,但迄今针对猴面包树果汁特征化的研究极少。据研究人员所知,这是对喀麦隆极北地区传统生产猴面包树果汁的首次多标准综合特征化研究,整合了加工实践、理化性质、营养保健潜力、微生物安全性和感官可接受性,旨在识别关键控制点并支持改善猴面包树果汁的安全性与一致性。
二、研究设计与技术方法
本研究在喀麦隆极北地区开展,选取五个行政首府作为调查和采样区:马鲁阿(Maroua)、莫拉(Mora)、莫科洛(Mokolo)、卡埃莱(Kaélé)和亚古阿(Yagoua)。研究人员于2023年8月使用结构化问卷对40名生产者和56名消费者进行了实地调查,并于2023年10月采集了15份果汁样品(每地点3份),每份500 mL,收集于经消毒处理的回收塑料瓶中,冷链运输至实验室在24小时内完成分析。
研究采用的主要技术方法包括:理化分析(pH计测定pH、NaOH滴定测定总可滴定酸度、电导率仪测定电导率和总溶解固体、折光仪测定可溶性固形物、烘箱干燥法测定干物质、马弗炉灰化法测定灰分);比色分析(UV-Vis分光光度法测定色密度、色调、色强度及黄/红/蓝比例);营养成分定量(地衣酚法测定总可溶性糖、DNSA法测定还原糖、茚三酮法测定游离氨基酸、Bradford法测定可溶性蛋白);生物活性化合物定量(Folin-Ciocalteu法测定总多酚、氯化铝络合法测定总黄酮、香草醛反应法测定总缩合单宁、高锰酸钾氧化还原法测定维生素C、己烷-丙酮提取分光光度法测定类胡萝卜素);抗氧化活性评估(DPPH自由基清除法和FRAP铁还原法);微生物学分析(平板倾注计数法,针对总嗜温需氧细菌、总大肠菌群、粪大肠菌群、葡萄球菌属、乳酸菌、芽孢形成菌和总真菌);感官分析(9点享乐量表,10名未经训练的品评员)。
三、研究结果
3.1 生产者社会人口学特征、消费习惯与消费者认知
调查显示,猴面包树果汁生产完全为女性活动(100%),多数为喀麦隆籍(87.5%)、已婚(67.5%)、35岁及以下(60%),均受过教育,以中学水平为主(62.5%),95%具有1至10年生产经验。在56名消费者中,92.9%知晓该饮品,85.7%曾消费过,25%经常饮用。主要消费动机为解渴(50%)和推测的治疗功效(16.1%)。然而,32.1%的消费者报告饮用后出现过不适,主要症状为腹痛(30.4%)和腹泻(10.7%),提示即饮产品存在潜在食品安全问题。
3.2 生产工艺
研究记录了传统生产流程图:手工分选干果肉去除杂质→破碎果肉→浸泡(冷浸渍10-12小时或热浸渍30-45分钟,水与果肉比例约3-4 L/kg)→手工揉捏(10-15分钟)→一次或多次过筛→加水稀释→添加糖(约500 g/kg果肉)、炼乳(约0.5 L/kg果肉)及可选人工香精调配→灌装于回收PET瓶→冷藏保存(约4°C),货架期估计3-4天,室温下不足1天。62.5%的生产者每日产量为5-7 L,售价为每升2-3美元。
3.3 理化性质
猴面包树果汁总体呈强酸性,平均pH为3.27±0.36,各采样区无显著差异。总可滴定酸度平均为1.87±0.24% CAE,存在显著区际差异(p<0.01),范围从莫科洛的1.48%到马鲁阿的2.12%。干物质含量变异最大(p<0.0001),马鲁阿最高(16.38%),亚古阿最低(9.08%)。可溶性固形物平均为10.85±3.09 °Brix。电导率和总溶解固体平均值分别为1687.9±292.2 μS/cm和841.9±145.8 ppm,马鲁阿样品显著较高。
3.4 颜色特性
色度分析显示各采样区饮品外观存在显著差异(p<0.05)。亚古阿样品色强度(IC′)最强(58.85±0.13)且视觉外观(K-K)最深(1.64±0.00)。平均色调为1.14±0.09,黄色(39.92±4.51%)总体占优,其次为红色(35.06±3.55%)。卡埃莱以黄色为主(46.28%),莫拉以红色为主(40.86%),马鲁阿和莫科洛以蓝色为主(分别32.66%和32.44%)。
3.5 近似组成
平均灰分含量为1.43±1.29%,存在显著差异(p<0.05),反映原料和水源矿物质含量的差异。还原糖(平均0.17±0.02 g/100 mL)和总可溶性糖(平均0.34±0.03 g/100 mL)含量存在极显著变异(p<0.0001)。可溶性蛋白(平均0.04 g/100 mL)和游离氨基酸(平均0.03 g/100 mL)水平较低但变异显著(p<0.001),马鲁阿样品两项指标均最高。
3.6 生物活性化合物组成与抗氧化活性
传统猴面包树果汁被证明是生物活性化合物的丰富来源。平均总多酚含量高达154.48±10.43 mg GAE/100 mL,卡埃莱最高(167.70 mg GAE/100 mL)。黄酮类(平均33.43±5.49 mg QE/100 mL)和单宁(平均27.07±8.30 mg CE/100 mL)亦存在显著区际差异(p<0.0001)。维生素C含量突出(平均43.33±4.03 mg/100 mL),亚古阿和莫拉最高(约47 mg/100 mL)。类胡萝卜素谱中β-胡萝卜素为主要成分(0.45±0.04 mg/100 mL),其次为α-胡萝卜素(0.34±0.07)、叶黄素(0.33±0.06)和番茄红素(0.26±0.08)。抗氧化活性方面,DPPH平均值27.15±14.67 mg TE/100 mL(亚古阿最高),FRAP平均值148.66±25.37 mg TE/100 mL(莫科洛最高)。
3.7 微生物学质量
微生物学分析揭示了令人担忧的微生物载量,多项指标频繁超过ICMSF对即食食品的质量标准。总嗜温需氧细菌平均6.81±0.10 log CFU/mL,超过<6 log的限值;总大肠菌群平均3.84±0.13 log CFU/mL,超过<3 log限值;粪大肠菌群平均3.47±0.45 log CFU/mL,超过<2 log限值,其中莫拉最为严重(4.31 log CFU/mL);总真菌平均5.94±0.43 log CFU/mL,超过<5 log限值;葡萄球菌属平均3.31±0.24 log CFU/mL,超过<2 log限值。芽孢形成菌(2.61±0.18 log CFU/mL)在可接受范围内(<4 log),乳酸菌(4.95±0.35 log CFU/mL)低于参考范围(6-8 log)。
3.8 感官特征
感官分析显示各采样区果汁的喜好度无显著差异(p>0.05),所有属性平均得分均高于5.9,处于享乐量表的正面区间。总体可接受性得分高(7.16±1.58),风味(7.16±1.65)、气味(6.72±1.40)、酸味(6.58±1.75)、颜色(6.22±1.71)和质地(6.14±1.78)均获良好评价。
3.9 相关性分析
Pearson相关分析揭示多项显著关联:pH与干物质(r=0.90)和感知酸度(r=0.82)正相关,与维生素C(r=?0.89)和总黄酮(r=?0.82)负相关;维生素C与DPPH活性正相关(r=0.79),与颜色(r=?0.82)和气味(r=?0.71)评分负相关;DPPH与FRAP呈负相关(r=?0.88);总多酚与总真菌负相关(r=?0.90);总真菌与总溶解固体(r=0.88)和可滴定酸度(r=0.77)正相关;粪大肠菌群与总体可接受性负相关(r=?0.76);各感官属性与总体可接受性均正相关,其中风味关联最强(r=0.94)。
四、讨论与结论
讨论部分指出,本研究将社会经济实践、产品特征和食品安全挑战联系起来,记录了由女性驱动的经济活动的结构性重要性。传统加工中浸泡方法(冷浸渍与热浸渍的选择)和配方添加物(炼乳、香精)的差异是造成各生产区组成和外观差异的主要因素,缺乏标准化直接影响了产品的可重复性和一致性。直接观察识别出关键控制点:水质不受控、设备清洗表面化、回收瓶未经充分灭菌包装以及街头售卖中冷链频繁中断。
猴面包树果汁的强酸性环境(pH 3.27)虽不利于许多病原体生长,但并未消除风险。其营养保健潜力显著:维生素C含量超过许多柑橘类果汁,多酚、黄酮和类胡萝卜素(尤其β-胡萝卜素)的丰富度与文献一致,直接解释了所测抗氧化活性。然而,营养丰富性与微生物结果形成鲜明对比:过量的总需氧细菌、葡萄球菌属、总大肠菌群和粪大肠菌群共同表明整个生产链卫生状况不佳,粪大肠菌群的存在明确指示粪便污染。高糖(10.85°Brix)和酸性(pH 3.27)环境可能有利于耐酸和嗜渗酵母的增殖,室温储存进一步加剧微生物繁殖。这些微生物发现与32.1%消费者报告的胃肠道症状一致,构成明确的潜在健康风险。
感官分析显示中等偏高的总体可接受性,这种享乐评价与微生物危害之间的二分法是该地区传统饮品的典型特征,因为低于感官检测阈值的微生物载量不会立即改变饮品的积极感官属性。糖和炼乳的添加有助于平衡天然酸度并改善质地。
研究结论指出,尽管传统猴面包树果汁具有营养保健潜力和良好感官可接受性,但较差的微生物质量严重损害了其发展潜力,可能是该饮品价值化和进入正规商业渠道的主要障碍。研究人员提出针对性干预措施:用水煮沸至少5分钟处理;采用不锈钢或食品级塑料筛具和容器替代难以消毒的传统编织材料;以带防篡改盖的新型食品级PET瓶替代回收瓶;实施简易巴氏杀菌、快速冷却及售卖期间使用带冰袋的保温容器维持冷链;面向女性生产者群体以当地语言开展基础卫生培训模块(涵盖肥皂洗手、20%漂白剂溶液消毒器具和环境 sanitation)。指导并改进这一传统生产,与女性生产者合作,可将这一非正规生计活动转变为当地经济发展的真正机遇,为消费者提供健康、安全且植根于区域文化的产品。未来研究可聚焦于优化浸泡工艺以增强生物活性化合物保留和微生物安全性、与当地加工者合作开发标准化加工规程、以及评估适合当地条件的保鲜技术(如太阳能制冷或低成本巴氏杀菌装置)。