《Applied Food Research》：Pasta prepared with ultrasound-treated brewer’s spent grain: effect on bioactive compounds and physicochemical properties of pasta
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啤酒糟（BSG）是啤酒工业的主要副产物，是一种可持续且低成本的膳食纤维和酚类化合物来源，在功能性食品中具有潜在应用价值。本研究评估了超声处理的BSG对意大利面品质的影响，重点关注技术性质、水合行为和酚类组成。采用具有两个中心点和重复的2k实验设计，考察了超声功
啤酒糟（BSG）是啤酒工业的主要副产物，是一种可持续且低成本的膳食纤维和酚类化合物来源，在功能性食品中具有潜在应用价值。本研究评估了超声处理的BSG对意大利面品质的影响，重点关注技术性质、水合行为和酚类组成。采用具有两个中心点和重复的2k实验设计，考察了超声功率（50和150 W）、处理时间（2和10 min）以及BSG比例（5%和15%）对意大利面配方的影响。结果表明，超声处理增强了BSG的持水能力和持油能力。粒径分析显示，BSG的加入增加了分布宽度（SPAN），该参数与持水能力和持油能力相关。颜色分析表明，BSG含量较高的意大利面比对照组颜色更深。BSG的添加降低了吸水率和最佳烹饪时间，同时略微增加了烹饪损失。含BSG的面粉中总酚含量（TPC）显著增加。然而，烹饪后观察到抗氧化活性（通过ABTS和DPPH测定）和酚类含量降低，这可能是由于热降解和浸出到烹饪水中所致。使用HPLC-DAD鉴定了阿魏酸和芹菜素，这些是具有公认健康促进作用的酚类化合物。总体而言，超声处理BSG的加入通过提高酚类含量改善了意大利面的营养品质，尽管对技术质量提出了挑战。这些发现突出了BSG作为功能性成分的潜力，强调了需要优化加工条件以平衡营养益处和产品质量。
食品加工业每年产生大量废弃物，其中啤酒糟（BSG）作为啤酒酿造的主要副产物，每100升啤酒产生约20公斤，富含51-53%的总膳食纤维（主要为不可溶性膳食纤维（IDF））和结合态酚类化合物，但大部分被填埋或低值利用。意大利面是全球广泛消费的方便食品，但缺乏膳食纤维和必需氨基酸（如赖氨酸），营养不够均衡。超声辅助提取（UAE）作为一种绿色技术，可通过空化效应破坏细胞结构促进酚类释放，但BSG在意大利面中的应用效果尚未系统评价。本研究旨在评估超声处理BSG对意大利面烹饪特性和酚类化合物组成的影响，探索其作为功能性成分的潜力。论文发表在《Applied Food Research》。
研究人员主要采用以下关键技术方法：BSG样本来自捷克生命科学大学食品陈列馆啤酒厂，为拉格麦芽浆（65%皮尔森麦芽、30%慕尼黑2、5%焦糖皮尔森麦芽）；使用探头超声处理干燥并过筛的BSG（功率50-150 W，时间2-10 min，料液比1:5），随后冻干；意大利面以00面粉和鸡蛋为基料，按5%、10%、15%比例替代面粉，手工揉面、切条、干燥。通过Mastersizer 3000进行粒径分析，CIELab系统测定颜色，测定持水能力（WHC）、持油能力（OHC）、最佳烹饪时间（OCT）、烹饪损失（CL）、吸水率（WA）和水合动力学，采用甲醇提取后测定总酚含量（TPC）、ABTS和DPPH自由基清除能力，并通过HPLC-DAD鉴定酚类化合物。
3.1.1 超声处理BSG粉末的持水能力和持油能力：超声处理显著提高了BSG的WHC和OHC，其中P150_T10（150 W，10 min）处理组表现最高（WHC 2.77 g/g，OHC 2.49 g/g），而低功率短时间（P50_T2）处理组与高功率长时间组无显著差异，表明短时间超声即可诱导有利结构改性。
3.1.2 超声处理BSG粉末的粒径分析：BSG掺入后粒径分布呈单峰，SPAN值随BSG浓度增加而增大（r=0.93），且SPAN与WHC、OHC正相关，与WA、OCT负相关，粒径与纤维含量及水合动力学关联影响意大利面品质。
3.2.1 颜色：BSG浓度显著影响干、熟意大利面的L*、a*、b*、C*、h*和ΔE*，BSG含量越高，意大利面色泽越暗（L*降低）、色度（C*）降低，ΔE*增大，符合消费者对高纤维产品的预期；b*值低于19的样品（10%和15%BSG）被视为低品质。
3.2.2 水活性：干意大利面的水活性（aw）在0.32-0.44之间，处理时间显著影响aw（长时间处理aw较高），超声功率显著影响水分含量（低功率水分较高）。
3.2.3 烹饪特性：BSG浓度显著影响OCT，高BSG组OCT降低（606-739 s），可能因纤维破坏面筋网络加速水扩散；烹饪损失（CL）均低于12%，但BSG添加导致CL升高，归因于不溶性膳食纤维（尤其是阿拉伯木聚糖）竞争水分削弱面筋网络；吸水率（WA）随BSG增加而降低，因BSG纤维持水能力低于淀粉；水合动力学显示高BSG组在长时间（30-180 min）水合程度更高，持水能力（WHC）和持油能力（OHC）随BSG升高而改善。
3.2.4 酚类化合物和抗氧化活性：BSG掺入使面粉TPC显著增加（约2倍），但烹饪后TPC显著下降，可能因热降解和浸出；ABTS抗氧化活性与TPC强相关（r=0.83），而DPPH活性在BSG面粉中较低，原因与测定机制差异有关；烹饪后抗氧化活性降低，但高BSG组仍保留较高TPC。
3.2.5 HPLC：共检测到23种酚类化合物，BSG含量高的样品总酚含量更高（P150_T10_B15达1103.12 μg/g）；阿魏酸和芹菜素被鉴定，阿魏酸在干意大利面中未检出，但在所有含BSG的熟意大利面中检出，表明烹饪促进结合态阿魏酸释放。
讨论部分总结了BSG作为功能性成分的潜力，但需优化加工条件以平衡营养与技术品质。研究结论：超声处理BSG作为可持续成分在意大利面中具有应用价值，显著增强了酚类谱（增加TPC，贡献阿魏酸和芹菜素），超声处理改善了水合性质，烹饪促进了结合态酚类释放，最终产品保留了加工特性并增强了营养功能。但研究存在局限性：未进行仪器质构分析和感官评价，且缺乏未处理BSG的对照组，未来需补充以量化超声处理的具体贡献。
