《Food Science & Nutrition》：Nutritional Profile, Techno-Functional, and Thermal Properties of Wheat Flour Enriched With Yellow Mopane Worm (Gonimbrasia belina) Powder
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莫帕内蠕虫（Gonimbrasia belina）是关键营养素的良好来源，并对撒哈拉以南非洲社区的饮食做出了重要贡献。本研究旨在评估黄色莫帕内蠕虫粉（MWF）作为小麦基复合面粉中的功能性成分，通过表征小麦粉（WF）、MWF以及含有5%、10%、15%和20%
莫帕内蠕虫（Gonimbrasia belina）是关键营养素的良好来源，并对撒哈拉以南非洲社区的饮食做出了重要贡献。本研究旨在评估黄色莫帕内蠕虫粉（MWF）作为小麦基复合面粉中的功能性成分，通过表征小麦粉（WF）、MWF以及含有5%、10%、15%和20% MWF替代量的复合面粉的营养、理化、技术功能、糊化和热特性。样品的蛋白质、灰分和脂肪含量存在差异，范围分别为14.99%–43.39%、1.05%–7.97%和0.18%–5.22%。而水分和能量含量未显示显著差异（p>0.05）。MWF的富集增强了复合面粉的矿物质谱，特别是Na、K、P、Zn和Fe，并增加了必需氨基酸含量，包括赖氨酸（0.58–1.55 g/100 g），这是谷物基饮食中的关键限制性营养素。颜色分析显示，随着MWF掺入量的增加，亮度、红度和黄度显著增加（p<0.05）。堆密度（0.57–0.76 g/mL）、水分活度（0.56–0.63）和pH（5.77–6.12）保持在可接受范围内。MW15%和MW20%表现出显著改善的持油能力和起泡稳定性，而MWF表现出最高的持水能力。相反，起泡能力、乳化能力和乳化稳定性随着MWF含量的增加而降低。糊化特性表明，MW5%、MW10%和MW15%的峰值、谷值和最终粘度曲线与WF相当，表明它们适用于面团基应用。热分析（热重分析TGA和差示扫描量热法DSC）揭示了MWF中较强的热稳定性，所有样品均观察到吸热和放热转变。傅里叶变换红外光谱（FT-IR）证实了高蛋白MWF中存在明显的酰胺I和II带，与WF中较弱的蛋白质相关吸收形成对比。
**论文解读：黄色莫帕内蠕虫粉对小麦粉营养、技术功能及热特性的影响**
**研究背景与问题**
小麦粉是全球面包、面食和烘焙产品的主要原料，但其营养价值有限，主要体现为淀粉含量高导致血糖指数升高，且赖氨酸等必需氨基酸缺乏，加工过程中矿物质（如锰、镁、钾、铜、锌）损失严重（可损失80%–90%），纤维含量低。与此同时，昆虫作为一种可持续、低成本且环境友好的替代蛋白质来源受到关注。莫帕内蠕虫（Gonimbrasia belina）是南部非洲广泛食用的昆虫，富含蛋白质、脂肪、矿物质及必需氨基酸。然而，现有研究多集中于黑色莫帕内蠕虫，黄色莫帕内蠕虫作为功能性成分在小麦粉中的应用尚缺乏系统研究。因此，研究人员旨在评估黄色莫帕内蠕虫粉（MWF）替代小麦粉（WF）后，复合面粉的营养、理化、技术功能、糊化及热特性，为开发营养强化食品提供依据。该研究发表在《Food Science》上。
**主要技术方法**
研究人员从南非林波波省Thohoyandou的街头小贩处获取风干黄色莫帕内蠕虫，制备成粉（MWF），并与WF按5%、10%、15%、20%（w/w）比例混合，获得复合面粉（MW5%–MW20%），以100% WF和100% MWF为对照。采用Dumas法测定粗蛋白，索氏提取法测定粗脂肪，电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定矿物质，高效液相色谱-荧光检测法（HPLC-FLD）测定氨基酸，分光光度计测定CIEL*a*b*颜色，快速粘度分析仪（RVA）测定糊化特性，热重分析（TGA）和差示扫描量热法（DSC）评估热稳定性，傅里叶变换红外光谱（FT-IR）分析结构基团。
**研究结果**
**3.1 复合面粉的近似组分**
通过近红外组分分析，MWF的掺入显著提高了蛋白质含量（WF为14.99%，MW20%升至21.07%，MWF达43.39%），粗脂肪含量（从0.18%升至1.96%），灰分含量（从1.05%升至2.71%），而碳水化合物含量因稀释效应下降。水分（8.42%–10.28%）和能量值（320.38–388.48 kCal/100 g）无显著差异，水分低于Codex标准（15.5%），有利于贮藏稳定性。
**3.2 复合面粉的矿物质组成**
通过ICP-MS分析，MWF富含宏量矿物质（Na、Mg、P、K、Ca）和微量元素（Mn、Fe、Cu、Zn），复合面粉中矿物质含量随MWF掺入量增加而递增，而WF中含量最低（Cu甚至未检出）。这表明MWF可有效弥补小麦粉的矿物质不足，但需进一步研究矿物质的生物利用度。
**3.3 复合面粉的氨基酸组成**
通过HPLC-FLD分析，MWF中必需氨基酸总含量最高（22.84 g/100 g），其中赖氨酸（4.48 g/100 g）和亮氨酸（4.10 g/100 g）最丰富。WF中赖氨酸为第一限制性氨基酸，而MW15%及以上掺入量显著提高了氨基酸评分，弥补了谷物蛋白的赖氨酸缺陷。非必需氨基酸中谷氨酸和天冬氨酸含量高，可能增强食品的鲜味。
**3.4 理化性质**
- **颜色特性**：采用CIE Lab系统，随MWF增加，亮度（L*）从89.53降至60.13，红度（a*）和黄度（b*）显著增加，ΔE值显示明显色差，归因于MWF的色素和蛋白质-脂质复合物。
- **堆密度**：MWF（0.57 g/mL）低于WF（0.76 g/mL），复合面粉介于之间，较低堆密度有利于包装和运输。
- **水分活度（Aw）和pH**：pH范围5.77–6.12，Aw为0.56–0.63，均处于低水平，预示良好的微生物稳定性。
**3.5 技术功能特性**
- **持水能力（WBC）和持油能力（OBC）**：MWF的WBC（2.89 g/g）显著高于WF和复合面粉（1.70–1.85 g/g），归因于其多孔几丁质网络和亲水氨基酸。MW15%和MW20%的OBC（3.79–3.92 g/g）显著高于低替代水平，适合高脂食品如肉制品。
- **乳化能力（EC）和乳化稳定性（ES）**：EC随MWF增加而降低（MWF为47.00%，WF为61.54%），ES同样下降，表明MWF蛋白疏水性较弱，不利于乳化，但低替代水平（≤10%）仍可接受。
- **起泡能力（FC）和起泡稳定性（FS）**：FC随MWF增加而降低（MWF为16.67%，WF为33.33%），但所有样品FS均高于79.95%，MW20%达90.43%，表明其泡沫结构稳定，适合烘焙产品。
- **糊化特性**：通过RVA分析，MW5%–MW15%的峰值粘度、谷值粘度和最终粘度与WF相近，而MW20%显著降低，显示出较高的抗剪切和热稳定性。MWF无淀粉，故糊化性极低。
**3.6 热和结构特性**
- **TGA**：MWF及复合面粉在250–400°C的分解温度高于WF，残留质量更高（MWF约19%，WF约14%），表明MWF中几丁质和蛋白质赋予更优热稳定性。
- **DSC**：吸热峰显示，MWF的变性温度（Tp=69.96°C）低于WF，但焓变（ΔH=396.08 J/g）最高，反映其强蛋白结构；复合面粉同时出现吸热和放热峰，适合烘焙（吸热）和美拉德反应（放热）。
- **FT-IR**：MWF中酰胺I（~1650 cm?1）和酰胺II（~1540 cm?1）峰强于WF，且C-H拉伸峰（2800–2950 cm?1）表明脂质丰富，证实了蛋白质和脂质的成功整合。
**总结与讨论**
研究人员通过系统表征，证实黄色莫帕内蠕虫粉可显著提高小麦粉的蛋白质、必需氨基酸（尤其是赖氨酸）和矿物质（如Na、K、P、Zn、Fe）含量，改善持水持油能力及泡沫稳定性，并赋予复合面粉优异的热稳定性。尽管乳化能力和起泡能力有所下降，但MW15%和MW20%在油结合和泡沫稳定性方面表现突出，适合肉制品和烘焙应用。低Aw和pH有利于贮藏。研究结论指出，MWF是一种有潜力的功能性成分，可弥补小麦粉的营养缺陷，并满足FAO对氨基酸的需求。但该研究存在局限性，如未直接测量蛋白质表面疏水性，且需进一步评估在食品中的应用性能、消费者接受度及安全性问题。未来研究应关注蛋白质表面疏水性与功能特性的关系，以及克服食物新恐惧症的策略。
