《Molecules》：Thermal Processing and Fortification with Ayocote and Quintonil Flours Affect Blue Maize Tortilla and Tortilla Chip Properties
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现代食品体系面临改善营养质量、减少环境影响和保护农业生物多样性的挑战。本研究评估了热处理以及添加阿育蔻豆（Phaseolus coccineus）和昆托尼苋（Amaranthus hybridus）粉的强化处理对蓝玉米玉米饼、烘焙玉米片（BTCs）和油炸玉米片
现代食品体系面临改善营养质量、减少环境影响和保护农业生物多样性的挑战。本研究评估了热处理以及添加阿育蔻豆（Phaseolus coccineus）和昆托尼苋（Amaranthus hybridus）粉的强化处理对蓝玉米玉米饼、烘焙玉米片（BTCs）和油炸玉米片（FTCs）的理化、营养和功能性质的影响。研究人员将两种标称强化水平（F1：6%和F2：9%）掺入nixtamalized（碱法玉米处理）蓝玉米粉中。对所得产品进行了近似成分、矿物质谱、色泽、质构、酚类和黄酮含量、抗氧化活性以及体外酚类生物可及性的表征。强化处理显著提高了蛋白质、灰分、矿物质、酚类和黄酮含量，尤其是在F2配方中，同时保持了足够的技术质量。热处理影响了植物化学物质含量和抗氧化活性，尽管这些影响取决于所评估的参数。BTCs通常表现出较高的黄酮含量和抗氧化能力，而总酚含量在BTCs和FTCs之间保持相当。强化处理改善了玉米饼的柔韧性，但增加了玉米片的硬度。在模拟胃肠消化过程中，强化产品比对照组释放出更多的酚类物质。BTC-F2在消化后保持最高的酚类含量，而玉米饼配方表现出最大的相对酚类生物可及性。这些发现证明了未充分利用的本土物种阿育蔻豆和昆托尼苋在提升玉米基产品营养和功能价值方面的潜力。
**论文解读：蓝玉米玉米饼及玉米片强化阿育蔻豆和昆托尼苋粉的性质研究**
**1. 研究背景与问题**
现代食品体系面临三大挑战：提升营养品质、降低环境影响以及保护农业生物多样性。当前的农业生产高度依赖少数高产主粮作物，导致大量具有高营养价值和环境适应性的本土物种被边缘化。在墨西哥，蓝玉米（Zea mays L.）、阿育蔻豆（Phaseolus coccineus L.）和昆托尼苋（Amaranthus hybridus L.）是三种具有显著营养和功能潜力的本土物种。蓝玉米富含花青素和羟基肉桂酸，具有强抗氧化和抗炎活性；阿育蔻豆蛋白质含量高，酚类谱丰富；昆托尼苋作为传统野菜，是微量元素和生物活性化合物的优质来源，具有抗氧化、抗高血压和降血糖活性。然而，这些物种在当代饮食中利用不足。玉米饼（tortilla）和玉米片（tortilla chip）是墨西哥及拉丁美洲居民日常饮食的基础，其广泛消费和文化接受度使其成为功能成分的理想载体。尽管已有研究探索了单一植物成分对玉米产品的强化，但对多种未充分利用物种组合（尤其是豆类与绿叶蔬菜）在有色玉米产品中的相互作用了解有限，且鲜有研究同时考察配方和热处理对营养成分及酚类生物可及性的联合影响。因此，本研究旨在系统评估阿育蔻豆粉（AF）和昆托尼苋粉（QF）强化对蓝玉米玉米饼及玉米片营养、理化及功能性质的影响，并探究热处理方式（蒸煮、烘焙、油炸）对植物化学物质保留和生物可及性的差异。
**2. 研究内容与主要技术方法**
研究人员制备了两种标称强化水平（F1：6%，实际6.25%，豆苋比1:1；F2：9%，实际8.75%，豆苋比2:1）的阿育蔻豆-昆托尼苋混合粉，掺入碱法处理（nixtamalized）的蓝玉米粉中，制作蓝玉米玉米饼、烘焙玉米片（BTC）和油炸玉米片（FTC）。原料来源：蓝玉米粉购自亚马逊墨西哥；阿育蔻豆购自墨西哥托卢卡当地市场；昆托尼苋采集自墨西哥奇瓦瓦州德利西亚斯。主要技术方法包括：参照AOAC方法测定近似组成（水分、蛋白质、脂肪、灰分、粗纤维）和热量值；采用原子吸收光谱法（AAS）测定矿物质含量（K、Mg、Zn、Fe、Mn）；使用色差仪测定CIELAB颜色参数（L*、a*、b*、C*、h°）；采用质构仪进行玉米糍粑（masa）的质构剖面分析（硬度、粘附性、内聚性、弹性）、玉米饼的拉伸测试（抗拉强度、断裂伸长率）以及玉米片的破裂测试（硬度、脆性）；采用超声辅助提取法提取酚类化合物，用Folin-Ciocalteu法测定总酚含量（TPC），用AlCl?比色法测定总黄酮含量（TFC），用DPPH和ABTS自由基清除法测定抗氧化活性；采用静态模拟胃肠消化（口腔-胃-肠）评估酚类生物可及性，并计算生物可及性指数（BI）；使用方差分析（ANOVA）和Tukey事后检验进行统计分析。
**3. 研究结果**
**3.1 强化提升营养价值**
强化处理显著提高了蛋白质、灰分和矿物质含量。玉米饼蛋白质从对照的7.98%增至F2的10.43%，增幅约31%；BTCs中强化样品蛋白质>10%；FTCs中蛋白质也增加但低于BTCs，这与油炸吸油造成的稀释效应有关。灰分相对对照增加幅度：FTCs约69%，玉米饼约49%，BTCs约45%。矿物质方面，F2配方在各类处理中表现突出，BTCs的矿物质谱变化最大，钙（Ca）、钾（K）、镁（Mg）、锰（Mn）含量分别增加约12%、65%、55%、65%，而铁（Fe）、钠（Na）、锌（Zn）分别平均降低29%、65%、20%。脂肪含量受加工方式影响显著：FTCs（13.90–16.24%）>BTCs（2.70–3.61%）>玉米饼（1.39–1.76%）。强化配方通常降低脂肪含量，如F2配方中玉米饼、BTC、FTC相对对照分别降低21%、22%、14%。粗纤维含量在玉米饼和FTCs中随强化下降，但在BTCs中随强化增加（F2达3.18%），表明加工方式对纤维测定有显著影响。热量值方面，玉米饼最低（~200 kcal/100g），BTCs约376 kcal/100g，FTCs约421.4 kcal/100g，强化配方未显著改变热量值，但改善了营养构成。
**3.2 色泽特性**
颜色参数表明配方和热处理均显著影响产品光学性质。玉米饼亮度（L*）最高（~40–44），FTCs最低（~28），油炸导致明显变暗，与美拉德反应、脂质吸收和酚类热降解有关。强化配方降低了玉米饼和FTCs的a*值（红度），可能由于花青素稀释/降解及昆托尼苋深绿色色素掺入；而BTCs强化后a*值升高。色度（C*）在强化后均显著增加，强度顺序为BTC>玉米饼>FTC，表明干热加工比油炸能更好地保留热不稳定色素。色调角（h°）随热强度增加而显著降低，从黄色向深红褐色偏移，玉米饼h°最高（~85–86），FTCs最低（~45–60）。强化使色相向黄绿色区域移动。
**3.3 质构特性**
玉米糍粑（masa）的硬度因强化而显著降低，两种强化配方硬度均低于对照，且粘附性增加（F1最粘，-1.16），但内聚性和弹性无显著差异，表明强化并未损害masa的结构完整性，仍保持良好加工性能。玉米饼方面，F2的抗拉强度最高（2.22 N），与白玉米强化结果一致，表明豆类蛋白和多糖作为结构剂增强了基质；两种强化配方的延伸性均显著增加（F1最高15.97），纤维颗粒可能干扰淀粉回生，形成更柔韧的结构；卷曲性评分为1（无断裂），说明强化不影响处理性能。玉米片方面，强化增加了两种加工方式下的硬度，但仅BTC-F1硬度显著高于对照（2436.38 g），适度强化（F1）促进淀粉-蛋白-纤维相互作用形成更坚固结构，而F2过量可能因多糖等破坏结构组织；脆性（断裂距离）在强化后均降低，表明结构更脆；FTCs脆性整体低于BTCs，油炸通过吸油部分塑化基质，减弱了配方对断裂行为的影响。
**3.4 酚类含量、抗氧化活性与体外生物可及性**
强化处理在所有产品中均显著提高了总酚含量（TPC）、总黄酮含量（TFC）和抗氧化活性（DPPH、ABTS）。F2配方在masa（105 mg GAE/100g ds）、BTCs（100 mg GAE/100g ds）和FTCs（102 mg GAE/100g ds）中TPC最高。玉米饼TPC通常低于BTCs和FTCs，表明蒸煮比烘焙或油炸更易导致酚类降解和溶出。TFC方面，masa和BTCs最高（强化配方>260 mg QE/100g ds），玉米饼最低（F1仅39 mg QE/100g ds），说明黄酮对蒸煮敏感，但烘焙（低水分、少水热接触）能较好保留。TFC保留顺序为：烘焙>油炸>蒸煮。抗氧化活性与TPC/TFC趋势一致，BTCs活性最高（BTC-F2的ABTS达3.25 mg TE/g ds），FTCs最低（ABTS约1.51–1.62 mg TE/g ds），证实烘焙比蒸煮和油炸更有效地保留抗氧化化合物。
模拟胃肠消化结果显示，所有处理在口腔阶段TPC略有增加，胃阶段显著升高（BTC-F2达273 mg GAE/100g ds，tortilla-F2达244.42 mg GAE/100g ds），肠阶段显著下降（约61–63 mg GAE/100g ds）。强化配方各阶段酚释放均高于对照。生物可及性指数（BI）以tortilla-F1最高（93.54%），其次为tortilla-F2（71.63%）和BTC-F2（65.03%）。尽管BI值相对较低，但BTC-F2在消化后仍保持最高绝对酚含量，说明初始酚含量高的配方即便BI较低，也能提供更多可及酚类。
**4. 讨论与结论**
讨论部分指出，强化效果依赖于加工方式和配方水平。烘焙（BTC）在保留黄酮和抗氧化活性方面优于蒸煮和油炸，但总酚含量在BTC和FTC间无显著差异，表明不同热过程对酚类的影响复杂。油炸导致的脂肪吸收稀释了蛋白质含量，但增强了产品脆度。矿物谱的改变（Ca、K、Mg、Mn增加，Fe、Zn、Na降低）表明添加本土植物可改善矿物质平衡，尤其降低钠含量具有健康意义。生物可及性方面，胃酸环境促进结合酚释放，而肠道碱性条件导致酚类不稳定，但强化产品仍保持较高释放量。结论部分明确指出：用阿育蔻豆和昆托尼苋粉强化蓝玉米玉米饼和玉米片可改善其营养和功能特性，同时保持足够的技术质量。9%强化水平（F2）效果最佳，显著提高蛋白质、矿物质、酚类和抗氧化剂含量。热处理强烈影响植物化学物质含量和活性，烘焙保留黄酮和抗氧化能力的效果更好。强化改善了玉米饼柔韧性但增加了玉米片硬度（尤其BTCs）。模拟消化中强化产品酚释放高于对照，BTC-F2消化后酚含量最高，玉米饼配方相对生物可及性最高。研究证明了未充分利用本土物种在提升玉米基产品营养价值的潜力，为未来研究（储存稳定性、感官评价、单体酚鉴定、体内验证等）奠定了基础。该研究发表于《Molecules》期刊。
**总结**：本研究通过系统评估阿育蔻豆和昆托尼苋粉强化对蓝玉米玉米饼及玉米片的影响，证实了这种组合策略能显著提升产品的营养品质（蛋白质、矿物质、酚类）和功能活性（抗氧化、生物可及性），同时保持可接受的技术特性。研究强调了加工方式（烘焙优于油炸和蒸煮）对植物化学物质保留的关键作用，为开发可持续、营养强化的传统主食提供了科学依据。
