《Food Production, Processing and Nutrition》：Impact of steam explosion and high-pressure processing on phenolics of beach pea and Dunn pea: a comparative evaluation of their functional benefits
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研究了蒸汽爆破（SE）和高压处理（HPP）对海滩豌豆（*Lathyrus maritimus* L.）和邓恩豌豆（*Pisum sativum* var. *avense*）酚类组成、分布及生物活性的影响。酚类组分被提取为自由酚类（FP）、酯化酚类（EP）、糖
研究了蒸汽爆破（SE）和高压处理（HPP）对海滩豌豆（*Lathyrus maritimus* L.）和邓恩豌豆（*Pisum sativum* var. *avense*）酚类组成、分布及生物活性的影响。酚类组分被提取为自由酚类（FP）、酯化酚类（EP）、糖苷化酚类（GP）和不溶性结合酚类（IBP），并使用超高效液相色谱-四极杆飞行时间串联质谱（UHPLC–QTOF–MS/MS）对其谱图进行了表征。在未处理样品中，酚类物质主要存在于IBP组分中。SE和HPP均通过降低IBP、EP和GP组分并增加FP含量显著改变了酚类分布，表明结合态酚类的释放增强。SE对酚类释放的效果更强，但导致其总体损失更高，而HPP由于加工条件较温和，保留了更多总酚类。共鉴定出二十种酚类化合物，包括酚酸、黄酮类化合物和二苯乙烯类化合物，处理后各组分间发生了显著的重新分布。这些组成变化与FP组分的生物活性增强相关，包括自由基清除（一氧化氮和过氧自由基）能力提高、α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶抑制活性改善，以及对低密度脂蛋白氧化和DNA链断裂的保护作用增强。酚类释放和功能增强的程度在两种豆类之间有所不同，突出了基质依赖性响应。总体而言，SE和HPP有效改善了酚类的可提取性和功能特性，为从未被充分利用的豆类中开发高附加值功能食品配料提供了启示。
**研究背景与问题**
豆科植物（Fabaceae）在人类营养和可持续农业中具有核心地位，富含蛋白质、复合碳水化合物、膳食纤维、微量营养素及生物活性植物化学物质。豌豆（*Pisum sativum*）是其中重要的一类，但海滩豌豆（*Lathyrus maritimus* L.）和邓恩豌豆（*Pisum sativum* var. *avense*）作为未被充分利用的物种，其酚类组成和生物活性研究尚不充分。酚类化合物是豆类中关键的生物活性分子，包括酚酸、黄酮类、二苯乙烯类等，具有抗氧化、抗炎、心脏保护及代谢健康益处。然而，豆类种子中大量酚类物质与细胞壁成分（如纤维素、半纤维素）结合形成不溶性结合酚类（IBP），在消化或常规加工中难以提取，限制了其生物可及性和健康潜力。常规加工方法（如浸泡、蒸煮、发酵等）效率低或可能导致热敏性化合物降解。因此，需开发先进可持续技术以增强酚类释放并保留其功能特性。蒸汽爆破（SE）和高压处理（HPP）作为有前景的手段，前者通过高温高压结合快速减压破坏细胞壁，后者则在低温下通过高压修饰植物基质。但两者在未被充分利用豆类中的比较效果，特别是对酚类各组分（自由酚类FP、酯化酚类EP、糖苷化酚类GP、IBP）的重新分布及生物活性的影响，尚缺乏系统研究。为此，本研究旨在全面评估SE和HPP对海滩豌豆和邓恩豌豆酚类谱图及功能特性的影响，通过UHPLC–QTOF–MS/MS分析单个酚类化合物的重新分布，并测定抗氧化能力、自由基清除活性、酶抑制潜力及对脂质氧化和DNA损伤的保护作用。
**主要技术方法**
研究人员采用蒸汽爆破（SE）处理（190 °C, 1.38 MPa, 2 min）和高压处理（HPP）（450 MPa, 5 min, 20 °C）对海滩豌豆和邓恩豌豆样品进行加工。样品来源包括加拿大纽芬兰省（NL）沿海采集的海滩豌豆和由ADM通过加拿大农业与农业食品部（Guelph, ON, Canada）提供的邓恩豌豆。酚类化合物按FP、EP、GP和IBP组分顺序提取，使用超高效液相色谱-四极杆飞行时间串联质谱（UHPLC–QTOF–MS/MS）进行鉴定和定量。生物活性测定包括一氧化氮（NO）清除活性（Griess–Ilosvory法）、过氧自由基清除活性（ORAC法）、α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶抑制活性、低密度脂蛋白（LDL）氧化抑制及质粒DNA链断裂保护实验。
**研究结果**
**SE和HPP诱导的酚类组成变化**
通过总酚含量（TPC）和总黄酮含量（TFC）测定，未处理样品中酚类主要集中于IBP组分（海滩豌豆约3.0 mg GAE/g，邓恩豌豆约2.2 mg GAE/g）。SE和HPP均显著改变了酚类分布：IBP组分在海滩豌豆中分别降低50.7%和28.5%，在邓恩豌豆中降低49.3%和22.0%；FP组分相应增加30.7%和19.1%（海滩豌豆）及26.1%和13.6%（邓恩豌豆）。然而，总酚类（各组分之和）下降，SE导致海滩豌豆和邓恩豌豆分别减少约16.1%和18.4%，HPP分别减少7.8%和11.7%，部分归因于酚类进入水相或热降解。总黄酮和原花青素含量呈现类似趋势，SE的释放效果更强但总体损失更大。
**SE和HPP对单个酚类化合物的影响**
采用UHPLC–QTOF–MS/MS共鉴定出20种酚类化合物，包括13种酚酸及其衍生物、6种黄酮类及其缀合物和1种二苯乙烯类（白藜芦醇）。未处理海滩豌豆中FP、EP、GP、IBP组分分别含18、17、15、19种化合物，SE后变为20、17、17、17种，HPP后为20、19、19、18种；邓恩豌豆类似。定量分析表明，SE后FP组分的酚类含量显著增加，如海滩豌豆中槲皮素（kaempferol）释放99.3%、异牡荆素（isovitexin）释放91.9%等；HPP也促进释放但程度较低。总酚类定量显示SE使总酚减少13.6%（海滩豌豆）和17.5%（邓恩豌豆），HPP减少10.3%和13.4%，但FP组分分别增加36.5%/23.5%（海滩豌豆）和33.2%/18.3%（邓恩豌豆）。
**促进心血管健康的自由基清除活性**
未处理样品中IBP组分的NO和过氧自由基清除活性最高。加工后，IBP、EP、GP组分的活性显著下降，而FP组分活性增强。海滩豌豆FP的NO清除活性从2.30 mg TE/g增至SE后2.94 mg TE/g和HPP后2.63 mg TE/g；过氧自由基清除活性增加20.8%（SE）和12.7%（HPP）。邓恩豌豆类似。但总抗氧化能力（各组分之和）下降，SE处理后总过氧自由基清除活性在海滩豌豆中降低18.4%。
**调节碳水化合物消化酶**
未处理样品中IBP组分对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制活性最强。加工后，IBP和EP组分的抑制活性显著降低，GP组分变化不大，而FP组分抑制活性增强。海滩豌豆FP的α-淀粉酶抑制率增加17.7%（SE）和9.4%（HPP），α-葡萄糖苷酶抑制率增加7.1%（SE）和4.3%（HPP）。邓恩豌豆中，SE使α-淀粉酶抑制率增加29.4%，α-葡萄糖苷酶增加19.8%；HPP分别增加20.9%和3.8%（后者无统计学显著差异）。
**细胞和分子水平的氧化损伤保护**
LDL氧化抑制实验显示，未处理样品中IBP组分抑制活性最高（海滩豌豆23.6%，邓恩豌豆14.3%）。加工后IBP、EP、GP组分活性下降，FP组分活性增强：海滩豌豆FP的抑制率增加33.6%（SE）和19.5%（HPP）；邓恩豌豆增加31.1%和20.4%。DNA链断裂保护实验（羟基自由基和过氧自由基诱导）中，未处理IBP组分的保护作用最强。加工后IBP活性显著降低，FP活性增强。海滩豌豆FP对羟基自由基诱导的DNA损伤抑制率增加20.4%（SE）和9.5%（HPP），对过氧自由基增加23.2%（SE）和16.9%（HPP）。
**讨论与结论**
研究人员指出，SE和HPP均能有效促进酚类从不溶性结合态和共轭形态向自由态的重新分布，从而提高FP组分的生物可及性和功能活性。SE因结合热-机械作用，在释放结合酚类方面效果更强，但导致更高的总体酚类损失（热降解或进入水相）；HPP作为温和非热过程，保留更多总酚类，但释放程度较低。两种处理均增强了FP组分的自由基清除、酶抑制及对LDL氧化和DNA损伤的保护作用，这与酚类组成变化和基质依赖性响应相关。研究结论为：SE和HPP是改善未被充分利用豆类中酚类生物可及性和功能活性的有效加工策略，为功能食品和营养保健品开发提供了依据。但研究人员也承认，本研究仅采用体外实验，未涵盖体内模型、消化和生物利用度评估，且未全面分析加工过程中可能产生的降解产物，需进一步研究优化加工参数并验证生理相关性。
