《Food Science & Nutrition》:Revalorizing Apple Peel Flour as a Functional Component in Wheat-Based Cookies: Effects on Nutritional Profile and Quality Characteristics
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研究人员评估了通过在小麦粉中混入5%和15%苹果皮粉(Apple Peel Flour, APF)所制饼干的理化与生物活性特征、脂肪酸谱以及感官属性(如气味、滋味及总体可接受性)。虽然饼干的L(亮度)与b(黄度)值在焙烤后下降,但a(红度)值上升。饼干样品的L
研究人员评估了通过在小麦粉中混入5%和15%苹果皮粉(Apple Peel Flour, APF)所制饼干的理化与生物活性特征、脂肪酸谱以及感官属性(如气味、滋味及总体可接受性)。虽然饼干的L(亮度)与b(黄度)值在焙烤后下降,但a(红度)值上升。饼干样品的L值介于73.79(15%组)与85.82(对照组)之间,而b值测定介于25.57(5%组)与28.68(对照组)之间。此外,饼干的a值确定介于0.28(对照组)与5.21(15%组)之间。添加5%和15%苹果皮粉制备的饼干总酚含量介于18.20与46.44 mg/100 g之间,而总黄酮含量则介于95.00 mg/100 g与159.76 mg/100 g之间。饼干的抗氧化能力介于0.15与2.35 mmol/kg之间。干燥苹果皮中的主要酚类化合物被鉴定为儿茶素(Catechin)、芦丁(Rutin)、没食子酸(Gallic Acid)和橙皮苷(Hesperidin)。饼干的主要脂肪酸为亚麻酸(Linolenic Acid)、亚油酸(Linoleic Acid)、油酸(Oleic Acid)和棕榈酸(Palmitic Acid)。饼干油脂中的棕榈酸和油酸含量分别介于25.07%(5%组)与26.38%(对照组)以及4.71%(15%组)与4.89%(5%组)之间。苹果皮的加入使饼干油脂的营养价值指数(Nutritive Value Index, NVI)从对照组的0.183在5 min时提升至0.200,随后在15 min时略有下降至0.189。尽管有所降低,NVI值仍高于对照组,表明脂质营养质量有适度改善。饼干样品中检测到的宏量元素以钾(K)含量最高,依次为磷(P)、钙(Ca)和镁(Mg)。总体而言,含5%苹果皮粉浓度的饼干感官特性优于15%组。
该研究背景在于近年来精制面粉烘焙食品因去除了富含营养的小麦胚芽与麸皮而导致营养价值显著降低,且全球慢性病发病率上升与膳食纤维摄入不足密切相关。与此同时,苹果加工过程中产生的果皮约占果实重量的一部分且常被作为废弃物处理,不仅造成环境负担,也浪费了其中富含的酚类物质、黄酮类及膳食纤维等高生物活性成分(苹果皮中黄酮含量据报道为果肉的3至6倍,抗氧化活性约高58%)。因此,为实现食品工业副产物的可持续利用并提升烘焙产品的功能特性,研究人员开展了将红富士(Red Delicious)苹果皮粉以5%和15%的比例替代小麦粉制作饼干的研究,旨在探讨其对产品理化性质、生物活性成分、抗氧化能力、酚类、脂肪酸组成、脂质指数及感官属性的影响。该研究发表于《Food Science》。此项研究对于推动果渣资源化、开发功能性谷物制品具有重要意义。
研究人员主要采用的关键技术方法包括:从土耳其卡赫拉曼马拉什省果园获取红富士苹果制备果皮粉;实验室手工揉制并在170°C焙烤20 min制备对照组及5%、15%添加量饼干;采用红外水分分析仪测定水分,Minolta色差计分析L、a、b*值;通过Folin–Ciocalteu法测定总酚(Total Phenolic Content, TPC)、改良硝酸铝法测总黄酮(Total Flavonoid Content, TFC)、DPPH法测抗氧化活性;Shimadzu HPLC-PDA检测酚类单体;索氏提取法结合GC-FID分析脂肪酸组成及计算脂质指数(NVI, Cox, ODR, LDR);ICP-OES微波消解后测定矿物元素;以及由18名半训练评审员进行1至5分制感官评分,数据统计采用ANOVA与Duncan多重范围检验(p < 0.05)。
研究结果如下:
3.1 添加苹果皮粉的小麦粉饼干理化与生物活性特性:研究人员发现随着苹果皮粉添加量增加,饼干水分与油脂含量微升,L与b值显著下降,a*值上升(15%组达5.21)。总酚、总黄酮及抗氧化活性均随添加量显著增加,15%组分别达46.44 mg GAE/100 g、159.76 mg/100 g与2.35 mmol/kg,证实苹果皮有效强化了生物活性。
3.2 添加苹果皮粉的小麦粉饼干酚类化合物:没食子酸(Gallic Acid)与山奈酚(Kaempferol)为饼干主要酚类。原儿茶酸在饼干中未检出,绿原酸(Chlorogenic Acid)、香豆酸(Coumaric Acid)、阿魏酸(Ferulic Acid)仅在添加组检出,咖啡酸(Caffeic Acid)仅存于对照组。15%组中儿茶素(Catechin)、芦丁(Rutin)较高,但整体酚类含量因热加工降解较苹果皮原料低。
3.3 提取自苹果皮强化饼干油脂的脂肪酸谱:苹果皮油最高为山嵛酸(Behenic Acid, 75.30%),饼干油脂主导为亚麻酸、亚油酸、油酸、棕榈酸。棕榈酸在对照组最高(26.38%),油酸在5%组略高(4.89%),亚麻酸在15%组最高(36.56%)。山嵛酸未在饼干油脂中明显转移保留。
3.4 苹果皮强化饼干提取油脂的脂质指数值:营养价值指数(NVI)由对照0.183升至5 min时0.200后微降至0.189,仍优于对照,显示脂质营养改善;计算氧化值(Calculated Oxidizability Value, Cox)由111.34升至113.05,反映不饱和度增加;油酸去饱和比(Oleic Desaturation Ratio, ODR)稳定在0.934至0.936;亚油酸去饱和比(Linoleic Desaturation Ratio, LDR)在15 min增至0.528,表明亚麻酸保留较好。
3.5 苹果皮粉强化小麦粉饼干矿物含量:宏量元素顺序为钾(K)>磷(P)>钙(Ca)>镁(Mg)。5%组K(2352.21 mg/kg)与P(459.19 mg/kg)最高,15%组最低;微量元素硼(B)最高,其次铁(Fe)、锌(Zn)等,Zn随添加量增至7.53 mg/kg,Fe在5%组最高(13.47 mg/kg)。
3.6 苹果皮粉制备饼干的感官特性:随添加量升高,滋味、气味、色泽评分下降(15%组滋味4.33,色泽4.17),质构评分上升。5%组在滋味(4.67)、气味(4.67)、色泽(4.83)与总体接受度(4.83)上接近对照组且优于15%组,表明5%添加量在功能强化与感官接受间具较好平衡。
讨论部分总结指出,颜色变化源于美拉德反应与焦糖化及果皮本身色素;生物活性增强符合果皮带高酚类文献趋势,但热处理致部分酚类(如芦丁、槲皮素)降解;脂肪酸差异受配方黄油影响,苹果皮中山嵛酸可能因热解未转入饼干;矿物方面高比例添加(15%)反而稀释了部分宏量元素浓度;感官上5%添加综合表现最佳,过高比例损害风味色泽但改善质地。不同研究间添加量耐受差异可能与品种及工艺有关。
结论部分翻译:当审视研究结果时,揭示干燥苹果皮粉是一种可用于食品强化的有价值废弃物,通过在饼干配方中将苹果皮粉与面粉混合使用,饼干可随着酚类物质与抗氧化能力的增加而获得对健康有益成分的改善。添加苹果皮未监测到饼干脂肪酸组成的显著变化,认为饼干油脂脂肪酸组成的可能差异归因于所用黄油。根据感官分析结果,观察到随着饼干中苹果皮粉增加,饼干质构评分上升,滋味、色泽及总体外观评分下降。通过在食品工业食品强化中使用苹果皮,既可以通过苹果皮回收减少废弃物对环境造成的损害,也可以使苹果皮纳入经济体系。