《Sustainable Food Technology》：Metabolite profiling and sensory evaluation of a functional snack enriched with Tritordeum? and lentil hull floursOpen Access
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Tarallo Pugliese是一种传统的意大利烘焙零食，其营养特性可通过融入功能性成分和农产品副产物得到强化。本研究调查了使用扁豆壳粉（LHF，一种富含纤维的副产物）和Tritordeum?（一种大麦和硬粒小麦杂交谷物，以其健康益处和技术特性著称）对tar
Tarallo Pugliese是一种传统的意大利烘焙零食，其营养特性可通过融入功能性成分和农产品副产物得到强化。本研究调查了使用扁豆壳粉（LHF，一种富含纤维的副产物）和Tritordeum?（一种大麦和硬粒小麦杂交谷物，以其健康益处和技术特性著称）对taralli进行强化的效果。研究人员开发了十种不同配方，用不同比例的Tritordeum?和LHF（最高20%）替代00型小麦粉。通过多学科方法对样品进行表征：感官分析评估了消费者可接受性，同时利用高分辨液相色谱-质谱联用（LC-HRMS/MS）绘制分子复杂性图谱，并采用基于Python的生物信息学管道进行处理。感官分析结果显示，Tritordeum?显著改善了强化taralli的结构特性，尤其是在硬度和脆性方面。含有20% Tritordeum?和20% LHF的配方（样品D）成为最均衡的配方，成功掩盖了典型的“豆类”异味，同时保持了较高的酥脆度和整体适口性。代谢组学分析显示，与传统的面团配方相比，LHF的添加导致黄酮类和多酚类（包括儿茶素、没食子儿茶素、槲皮素、山奈酚、木犀草素、紫杉叶素和山奈酚-3-葡萄糖苷）显著富集。本研究首次证明，Tritordeum?与扁豆副产物之间的协同作用使得在不牺牲传统感官属性的前提下，生产出具有高抗氧化潜力的功能零食。这些发现支持了食品工业副产物的可持续增值，以及通过创新、健康导向的配料实现传统烘焙产品的多样化。
<论文解读>
**研究背景与目的**
Tarallo Pugliese是意大利南部传统的环形烘焙零食，自2001年起被列入意大利传统农产品（PAT）名录。传统配方仅含小麦粉、白葡萄酒、植物油和盐，经水煮和烘烤后形成酥脆口感。近年来，消费者对健康食品的需求持续增长，促使研究人员尝试通过添加生物活性化合物来提升taralli的营养价值并申请营养声明。然而，非传统配料（如纤维）的添加可能损害最终产品的质构和感官特性，而水煮步骤也可能导致低分子量生物活性化合物（如黄酮类、肽类、脂肪酸）的流失。因此，需要精心选择原料及其添加水平，以在保留传统特征和消费者接受度的同时实现营养强化。
Tritordeum?是一种由野生大麦（Hordeum chilense）和硬粒小麦（Triticum turgidum）杂交获得的六倍体高蛋白谷物，具有适应地中海气候、抗病虫害的农艺特性，且富含蛋白质、膳食纤维、抗氧化剂，同时碳水化合物和果聚糖含量较低。其高含量的甘氨酸甜菜碱和棉子糖对心血管健康有益，而较低的难以消化的醇溶蛋白肽和淀粉酶-胰蛋白酶抑制剂使其更适合对小麦不耐受的人群。扁豆壳（扁豆种皮）是扁豆脱壳的副产物，富含膳食纤维和酚类化合物（如槲皮素-3-O-鼠李糖苷、杨梅素-3-O-鼠李糖苷、木犀草素-7-O-葡萄糖苷等），具有公认的抗氧化活性。将扁豆壳粉（LHF）纳入食品配方被视为提升谷物制品营养和功能品质的有效策略，同时符合循环经济理念。
然而，先前的研究（如添加藤蔓枝条富集葡萄酒、橄榄叶提取物或杏鲍菇）虽提高了taralli的抗氧化性，但存在感官可接受性下降（如颜色变褐、出现苦味和涩味）或生物利用度有限的问题。因此，本研究的目的是开发一种以扁豆副产物和Tritordeum?为原料的创新型营养强化零食，在不改变传统生产工艺的前提下，通过感官评价筛选最佳配方，并对高接受度样品进行代谢谱化学表征，最终实现将传统Taralli Pugliese转化为具有优化能量密度、富含抗氧化剂的可持续零食。
**主要技术方法**
研究人员采用以下关键技术：1）感官评价：由13名训练有素的评审员（7女6男，年龄25–54岁）对10种配方进行定量描述分析，涵盖14个描述符（外观、嗅觉、味觉、触觉），采用100 mm连续标度，并使用R软件进行双因素方差分析（ANOVA）、主成分分析（PCA）和产品特征描述（SensoMineR包）。2）高分辨液相色谱-质谱联用分析（LC-HRMS/MS）：对6个代表性样品（A、B、C、D、E、F）进行甲醇/水提取，经超高效液相色谱-高分辨质谱（UHPLC-HRMS）在正负离子模式下采集数据，使用Compound Discoverer进行峰对齐、背景扣除和特征提取，数据库匹配（ChemSpider、mzCloud）鉴定化合物。3）基于Python的生物信息学管道：采用概率商归一化（PQN）、对数转换，通过单变量分析（t检验，火山图，p<0.05且|log2FC|≥1.0）和多元分析（偏最小二乘判别分析，PLS-DA，VIP>1.0）筛选差异代谢物，并利用层次聚类分析（HCA）对高置信度标记物进行可视化。
**研究结果**
**3.1 基于扁豆壳粉-Tritordeum?的taralli感官分析**
感官评价结果显示，描述符“脆性”“硬度”“烘烤味”“粗糙度”对样品区分贡献最大（F值高）。双因素方差分析表明，产品×评审员交互效应显著，但产品主效应显著，说明样品可区分。PCA双标图（PC1和PC2解释约63.8%方差）显示，样品D和商业样品在PC1正向上关联（代表脆性、硬度、总体可接受性），而纯Tritordeum?样品F和纯LHF样品Q、C等分布不同。产品特征热图（Z得分偏差）表明，样品D和商业样品在“烘烤味”“硬”“脆”“总体”属性上得分最高；添加LHF（Q、C、S）则降低了这些属性，同时增加了干燥、粗糙、涩味等。含20% Tritordeum?和20% LHF的样品D在所有测试配方中平衡性最佳，成功掩盖了豆类异味，保持了高酥脆度和整体适口性。
**3.2 代谢组学分析**
共鉴定出180种化合物，包括多酚、氨基酸、糖类、脂肪酸等。化学亚类相对丰度图显示，LHF富集的样品（C、D、E）中黄烷-3-醇和黄酮醇类显著增加，表明抗氧化谱提升。火山图分析（正离子模式）显示，与对照（样品A，100%小麦粉）相比，LHF样品中紫杉叶素（log2FC=7.48）、(+)-没食子儿茶素（6.64）、山奈酚-3-葡萄糖苷（4.11）等显著上调；而纯Tritordeum?样品（F）和含20% Tritordeum?的样品B差异代谢物较少。PLS-DA得分图清晰区分了六种配方，VIP得分>1.0的69个代谢物被识别为关键驱动因子，其中3,4-菲醌（VIP=2.36）、N-苯甲基-1-(5-甲基-2-呋喃基)丁-3-烯-1-胺（2.11）等排名靠前。层次聚类热图（HCA）显示，对照A与实验配方（D、C等）明显分离，C组以紫杉叶素（Z=1.96）、(+)-没食子儿茶素（1.94）、香豆素（1.92）、山奈酚-3-葡萄糖苷（1.90）和黄豆皂苷I（1.86）为特征，D组谱类似；E组强特征为脯氨酸（1.88）和亚精胺（0.59）；F组强特征为脯氨酰亮氨酸（1.86）和异夏佛塔苷（1.65）。这些结果证实，LHF和Tritordeum?的加入显著重塑了代谢组，尤其是增加了黄酮类和多酚类化合物，与传统小麦粉样品形成鲜明对比。
**讨论与结论**
讨论部分指出，Tritordeum?中较高的膳食纤维（尤其是阿拉伯木聚糖）和独特的蛋白质组成影响了面团水分分布，导致最终产品更硬更脆；而LHF中的不溶性膳食纤维和酚类物质（如缩合单宁）可能引起苦味和涩味，但通过混合20% Tritordeum?可有效补偿这些负面感官属性。代谢组学分析确认，LHF是黄酮类（紫杉叶素、没食子儿茶素、槲皮素、山奈酚、木犀草素、山奈酚-3-葡萄糖苷）的主要来源，这些化合物具有自由基清除、金属螯合和调节细胞抗氧化防御系统的能力，可最终提升产品的氧化稳定性。
研究结论翻译如下：本研究表明，部分用Tritordeum?和扁豆壳粉（LHF）替代小麦粉可成功应用于传统Taralli Pugliese的生产，无需改变其特有的双烹工艺。感官和代谢组学方法的结合表明，面粉替代的效果取决于替代类型和水平。在测试的配方中，样品D（60%小麦粉+20% Tritordeum?+20% LHF）在感官质量和功能潜力之间表现出最佳平衡，获得了高期望感官属性（酥脆度、硬度、脆性、总体可接受性）评分，同时展现出富集的生物活性代谢物（黄酮苷元和糖苷）谱。尽管本研究未评估生物利用度或临床结果，但这些化合物已被广泛关联于减少氧化应激以及促进代谢和心血管健康。因此，该配方可能代表一种有前景的策略，在保持消费者接受度的同时改善传统零食的营养品质。未来研究将集中于这些生物活性化合物的生物可及性及其体内潜在健康效应。
