《Applied Food Research》：Valorisation of wild watermelon (Citrullus lanatus) flour for improving the nutritional, functional, and sensory quality of maize-based porridges in Southern Africa
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玉米基粥（maize-based porridge）是南部非洲广泛消费的主食，但在蛋白质质量和微量营养素方面存在营养限制。研究人员评估了野生西瓜果肉及种子面粉（wild watermelon pulp-and-seed flour）作为功能性成分，以改善玉米粥
玉米基粥（maize-based porridge）是南部非洲广泛消费的主食，但在蛋白质质量和微量营养素方面存在营养限制。研究人员评估了野生西瓜果肉及种子面粉（wild watermelon pulp-and-seed flour）作为功能性成分，以改善玉米粥（maize porridge）的营养、植物化学（phytochemical）、理化（physicochemical）和感官特性。复合面粉（composite flour）以100:0、75:25、50:50、25:75和0:100（玉米:野生西瓜，% w/w）的比例配制。替代比例的增加显著改变了基本成分（proximate composition），导致蛋白质、粗纤维（crude fibre）、灰分（ash）和水分含量升高。在50:50替代比例下，矿物质（calcium, Ca；potassium, K；magnesium, Mg；phosphorus, P）水平较对照组增加了30–65%。维生素A（vitamin A）、维生素C（vitamin C）、总酚类（total phenolics）和抗氧化活性（antioxidant activity）也增加，而脂肪、淀粉、碳水化合物和能量值降低。必需氨基酸（essential amino acid），尤其是赖氨酸（lysine）和组氨酸（histidine）得到改善，表明这些氨基酸浓度增加。粘度（viscosity）、硬度（hardness）和内聚性（cohesiveness）显著降低，假设是由于淀粉稀释（starch dilution）。感官评价（sensory evaluation）显示，50:50配方具有最高的消费者接受度。虽然基线原料比例和营养生物利用度（nutrient bioavailability）仍有待表征，但这些成分发现表明，野生西瓜果肉及种子面粉是开发营养强化玉米基食品的一种有前景的可持续成分。
**论文解读：野生西瓜果肉及种子面粉对玉米基粥营养、功能及感官品质的增值利用**
**研究背景与问题**
玉米（Zea mays L.）是撒哈拉以南非洲地区的主要能量来源，但玉米基粥（maize-based porridge）在蛋白质质量和微量营养素方面存在显著缺陷，尤其缺乏赖氨酸（lysine）和色氨酸（tryptophan），且矿物质含量较低，导致依赖玉米饮食的人群面临蛋白质-能量营养不良和微量营养素缺乏风险。传统加工如碾磨进一步降低了营养密度。为解决这一问题，利用本地可获得的营养密集型植物材料进行食物对食物强化（food-to-food fortification）被视为可持续策略。野生西瓜（Citrullus lanatus [Thunb.] Matsum. & Nakai var. citroides）是一种适应干旱环境的未充分利用土著作物，其果肉和种子富含粗纤维、酚类化合物、类胡萝卜素和必需矿物质，但缺乏系统评估其作为功能性成分添加入玉米基粥的综合效果。因此，本研究旨在系统评估野生西瓜果肉及种子面粉（wild watermelon pulp-and-seed flour）对玉米粥营养组成、植物化学含量、理化特性及感官品质的影响，并确定最优配方。
**研究内容与结论**
研究人员从南非豪登省比勒陀利亚三个不同地点分三次独立采集成熟野生西瓜果实，每次采集6个果实混合加工成一个生物学批次（n=3）。玉米籽粒购自Corteva Agriscience。将野生西瓜去皮后保留果肉和种子，切片、浸泡于4%柠檬酸溶液、漂洗，于50℃干燥48小时至恒重（水分8-10%），研磨过150 μm筛制成面粉。玉米粒于50℃干燥后研磨过150 μm筛。按五种比例（玉米:野生西瓜=100:0, 75:25, 50:50, 25:75, 0:100 % w/w）配制复合面粉，制备糊状粥样（250 g面粉+250 mL水混匀，加入1000 mL沸水，90℃搅拌20分钟）。采用完全随机设计（CRD），每个配方3个生物学重复，每个重复3次技术重复。主要技术方法包括：基本成分分析（AOAC标准法）、矿物质测定（电感耦合等离子体原子发射光谱，ICP-AES）、维生素A和C（高效液相色谱，HPLC）、氨基酸谱（HPLC酸水解）、植物化学含量（总酚Folin-Ciocalteu法、总黄酮氯化铝比色法、抗氧化活性ABTS法）、颜色（CIE Lab*系统）、粘度（HAAKE Viscotester）、质地（TA.XT Plus质构仪背压挤出法）及消费者接受度（9点享乐标度，100名未经培训消费者，18-65岁，男女各50名）。所有数据通过R软件进行单因素方差分析（ANOVA），Tukey HSD检验（α=0.05）。
**研究结果**
**3.1 基本成分与碳水化合物组分**：与对照组相比，蛋白质、粗纤维和灰分含量分别增加67.1%、255.6%和133.3%，表明野生西瓜面粉的组成贡献。水分含量随替代比例增加而增加，可能归因于粗纤维的亲水性；脂肪、淀粉和总碳水化合物含量显著降低，导致能量值下降。
**3.2 维生素（A和C）组成**：维生素A（以视黄醇当量RE表示）和维生素C含量随替代比例增加显著升高（p ≤ 0.05），反映野生西瓜组织本身较高的维生素含量，尽管热加工可能造成部分损失。
**3.3 矿物质组成**：钙、钾、镁、磷和锰含量随替代比例增加显著升高（p ≤ 0.05），在50:50替代时矿物质水平较对照组增加30-65%。铁和钠呈非线性趋势，在中间替代水平达峰值；铜、锌、硒无显著变化（p > 0.05）。
**3.4 氨基酸谱**：必需氨基酸如赖氨酸、组氨酸和异亮氨酸浓度随替代比例增加而升高，补充了玉米蛋白的赖氨酸不足；亮氨酸和甲硫氨酸略有下降，反映其在不同原料中的丰度差异。
**3.5 植物化学含量与抗氧化活性**：总酚含量和抗氧化活性（μmol TE/g）随替代比例增加显著升高（p ≤ 0.05），归因于野生西瓜果肉和种子中的酚类化合物及其他生物活性成分。
**3.6 颜色特性**：颜色参数显著变化（p ≤ 0.05），亮度（L*）下降，红度（a*）和黄度（b*）增加，可能与野生西瓜中天然色素有关，但色素组成未分析。
**3.7 粘度与质地特性**：粘度、硬度和内聚性随替代比例增加显著降低（p ≤ 0.05），假设由于淀粉稀释及纤维-淀粉相互作用，但未进行深入流变学或微观结构分析。
**3.8 消费者接受度**：50:50玉米-野生西瓜配方的总体接受度得分最高，更高替代比例则因颜色、质地和风味变化导致接受度下降。
**讨论与结论**
讨论部分指出，野生西瓜面粉的添加有效改善了营养组成，但需注意营养生物利用度、蛋白质消化率、抗营养因子及微生物稳定性等未评估的局限性。50:50配方在营养改善和感官接受度间取得平衡，被认为是进一步产品开发的有前景候选。研究结论如下：本研究表明，增加野生西瓜果肉及种子面粉的比例显著改变了玉米粥的组成，提高了蛋白质、粗纤维、选定矿物质（钙、钾、镁、磷）、维生素A、维生素C、酚类化合物和抗氧化活性，同时降低了脂肪、淀粉、碳水化合物和计算能量值。这些发现反映了在实验条件下配方间的组成差异。野生西瓜面粉还影响理化特性，粘度、硬度和内聚性随替代比例增加而降低，可能与淀粉稀释及非淀粉组分相互作用有关，但机制未直接探究。消费者接受度在配方间存在差异，50:50玉米-野生西瓜混合物在评估条件下获得最高总体接受度。总体而言，结果指示野生西瓜果肉及种子面粉可用于改变玉米基粥的组成和理化特性。在实验条件下，50:50配方可被视为进一步产品开发及未来营养、技术、货架期、微生物和感官验证的有前景候选。利用野生西瓜果肉和种子也可能在未充分利用土著植物资源的增值方面具有潜在应用，但环境、经济和可扩展性方面超出本研究范围。研究局限性包括：未独立表征野生西瓜面粉、未定量果肉与种子比例，以及未评估营养生物可及性、生物利用度、蛋白质消化率、抗营养因子、微生物稳定性和货架期特性。因此，观察到的营养浓度增加不应被解释为营养或生理益处增强的直接证据。未来研究应表征生面粉、评估营养生物利用度和消化率、鉴定相对于参考蛋白需求的限制性氨基酸、探究理化变化的机制，并评估产品稳定性和可扩展性。
