常压蒸汽在提升燕麦粉贮藏稳定性方面优于其他热处理方法:通过酶失活、挥发性成分谱及脂质组学揭示

《Food Research International》:Atmospheric steam outperforms other thermal treatments in elevating the storage stability of oat flour: Revealed via enzyme inactivation, volatile profiles, and lipidomics

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月19日 来源:Food Research International 8.8

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   •AS 比其他热处理提供了更强的稳定化效果。•AS 在储存期间强烈抑制了 LA、LOX 和 POD 活性。•AS 限制了 FAV、PV 和 MDA 的积累,同时保留了酚类物质。•AS 抑制了脂源醛类和异味形成。•AS 减少了 TG 水解和 FFA 释放,保持了脂质组稳定性。引

  
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    AS 比其他热处理提供了更强的稳定化效果。
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    AS 在储存期间强烈抑制了 LA、LOX 和 POD 活性。
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    AS 限制了 FAV、PV 和 MDA 的积累,同时保留了酚类物质。
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    AS 抑制了脂源醛类和异味形成。
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    AS 减少了 TG 水解和 FFA 释放,保持了脂质组稳定性。

引言

在全谷物和精准营养食品需求日益增长的推动下,由于其良好的营养特征(包括 β-葡聚糖、优质蛋白质和不饱和脂肪酸),燕麦的消费量日益增加 (Cui et al., 2025)。作为燕麦价值链中的关键中间产品,燕麦粉支持着多样化食品的开发,如速溶饮料、无麸质烘焙食品、植物基饮料和运动营养配方。然而,其高脂质含量和丰富的内源性脂质相关酶使其在储存期间极易发生水解和氧化劣变 (Ma et al., 2026)。
燕麦粉的储存不稳定性主要与水解和氧化酸败有关。通常,在完整谷粒中,细胞区室化可以在一定程度上限制脂质、酶、氧气和水之间的接触 (J. Wang et al., 2026)。研磨破坏了这一物理屏障,增加了表面积和孔隙率,促进了酶与底物的相互作用。在未处理的燕麦粉中,脂质水解可能在研磨后迅速开始,释放出游离脂肪酸,进一步促进储存期间的氧化劣变 (Lampi et al., 2015)。脂肪酶 (LA) 加速甘油三酯水解,而脂氧合酶 (LOX) 催化不饱和脂肪酸氧化为脂质氢过氧化物。过氧化物酶 (POD) 可能进一步参与氢过氧化物分解和二次氧化反应 (Norlander et al., 2024; B. Sun et al., 2024)。这些反应可能导致脂质过氧化产物的积累以及异味和苦味的产生,从而损害燕麦粉的感觉和营养品质 (Doehlert et al., 2010; Norlander et al., 2024; T. Wang et al., 2023)。因此,在研磨前灭活内源性脂质相关酶是延长货架期和维护燕麦粉质量的关键上游稳定化步骤。
热稳定化广泛用于灭活谷物和富含脂质的谷物组分中的内源性酶,但其效果高度依赖于原料基质和质量属性。对于高海拔大麦,烘焙在延长货架期和维护储存质量方面优于远红外、油炸、微波和蒸汽处理 (Dang et al., 2022),而其他热处理也被报道可改善全谷物高海拔大麦粉的功能特性和储存稳定性 (Zheng et al., 2023)。在米糠中,最佳的稳定化策略也因研究而异。例如,挤压和浸泡煮制有效延缓了游离脂肪酸的形成,红外加热抑制了脂质和香气劣变,热空气辅助射频加热减少了酶活性,同时比挤压更好地保留了微观结构和抗氧化相关属性 (Lacerda et al., 2013; Liao et al., 2020; Yan et al., 2020)。在基于小麦的基质中,微波处理通过降低脂肪酶和脂氧合酶活性改善了脂质稳定性,而红外处理延长了小麦胚芽的货架期 (Gili et al., 2017; Y. Sun et al., 2023)。这些发现表明,其他谷物基质的结论不能直接转移至燕麦粉。迄今为止,这些不同的热稳定化处理调节燕麦粉储存期间脂质劣变的机制仍了解不足。脂质组学可以在分子分辨率下捕捉微妙的 lipid 特征和储存诱导的脂质重塑 (Kang & Yeo, 2025; D. Zhang et al., 2023)。当与挥发性物质特征谱结合时,它可以进一步将脂质降解与异味相关挥发性化合物的形成联系起来 (Ma et al., 2026),从而阐明稳定化处理的机制。
在本研究中,应用了四种具有高工业化程度的常用技术,包括微波 (MW)、炒制 (SF)、远红外 (FIR) 和大气蒸汽 (AS) 处理,在研磨前稳定燕麦粒,并在加速储存期间评估所得燕麦粉。目标包括:(1) 比较不同热处理对 LA、LOX 和 POD 活性的影响;(2) 利用脂肪酸值 (FAV)、过氧化值 (PV)、丙二醛 (MDA)、总酚含量 (TPC)、脂肪酸组成和挥发性物质特征谱评估储存稳定性;以及 (3) 利用脂质组学和通路分析阐明稳定化机制。这项工作可能为选择适合燕麦粉的热稳定化策略提供依据,并为改善全谷物燕麦产品的储存稳定性提供证据。

章节摘要

材料与试剂

燕麦粒 (cv. Bayou 1) 购自河北省张家口市。酶活性测定试剂购自 Solarbio Science & Technology Co., Ltd. (北京,中国)。色谱级溶剂,包括甲醇、乙腈、异丙醇、甲基叔丁基醚和正己烷,以及额外的分析级化学品,购自 Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. (上海,中国)。

样品制备与储存

燕麦粒使用四种热处理技术进行稳定化,

储存期间 LA、LOX 和 POD 活性的变化

燕麦粉在储存期间的快速氧化酸败主要由高内源性 LA 活性驱动 (Xu et al., 2016)。如图 1A 所示,CON 中的 LA 活性在储存期间逐渐增加。它从初始的 70.8 mg KOH/g 上升至 21 天后的峰值 102.3 mg KOH/g,然后在第 28 天略降至 97.7 mg KOH/g。结果表明,在未处理的燕麦粉加速储存期间,LA 保持高活性。相比之下,在加速储存开始之前,

结论

AS 对燕麦粉表现出比 MW、SF 和 FIR 显著更强的稳定化效果。AS 在储存期间显示出最低的测量残余酶活性,并保持对 POD 活性的完全抑制。一致地,它最有效地抑制了水解和氧化酸败,这表明在储存终点时 FAV 增加最低,PV 和 MDA 积累较低,以及 TPC 保留较高。脂质组学和挥发性物质分析进一步显示 AS 减少了储存诱导的

CRediT 作者贡献声明

马顺章: 写作 – 初稿,可视化,方法论,调查,形式分析,数据整理,概念化。白婷: 写作 – 初稿,可视化,方法论,调查,形式分析,数据整理。林金泉: 验证,方法论,调查,数据整理。张立振: 可视化,调查,形式分析。赵少杰: 软件,方法论,形式分析,数据整理。沈群: 写作 – 回顾与编辑,验证,

伦理声明

作者声明该研究不涉及人类或动物受试者。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的竞争财务利益或个人关系可能影响本文中报告的工作。

致谢

这项工作得到了中国国家自然科学基金 (32201940) 和 中国国家重点研发计划 (2025YFD2100400) 的财务支持。
马顺章 | 白婷 | 林金泉 | 张立振 | 赵少杰 | 沈群 | 周素梅 | 侯巅志
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