《JOURNAL OF FOOD QUALITY》：Perennial Sainfoin Seeds as an Emerging Plant-Based Food: Effects of Thermal Processing on Nutritional Quality, Sensory Properties, Toxicity, and Immunoreactivity
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红豆草（Onobrychis viciifolia L.）种子具有较高的营养密度，约含42%蛋白质、9%脂肪和45%膳食纤维。本研究通过采用常规加工方法（包括热风和烫漂）以及以能源效率著称的红外处理，探讨了红豆草种子作为食物来源的潜力。研究人员评估了加工处理对
红豆草（Onobrychis viciifolia L.）种子具有较高的营养密度，约含42%蛋白质、9%脂肪和45%膳食纤维。本研究通过采用常规加工方法（包括热风和烫漂）以及以能源效率著称的红外处理，探讨了红豆草种子作为食物来源的潜力。研究人员评估了加工处理对氨基酸、生育酚和脂肪酸谱以及羟甲基糠醛（HMF）含量的影响。此外，采用描述性感官分析评价了感官属性。利用与人体生理相关的体外模型，研究人员评估了细胞毒性和巨噬细胞介导的免疫反应性，以及热处理对这些特性的影响。种子含有显著水平的γ-生育酚，其氨基酸谱（尤其是精氨酸和异亮氨酸）与大豆和坚果等植物性食品相当，约88%的脂肪酸为不饱和脂肪酸。热风处理导致HMF生成，而其他处理组未检出，且与其他加工方法相比，该处理还伴随更明显的感官特性变化。在测试的体外条件下，生种子或加工种子均未表现出细胞毒性或明显的巨噬细胞介导的炎症反应，支持其初步应用于食品配料的潜力。
多年生红豆草种子作为新兴植物基食品的研究解读
**1. 研究背景与问题**
全球人口增长和粮食安全压力促使科研界不断寻求可持续且营养丰富的替代食物来源。联合国粮农组织预测蛋白质将成为人类膳食中最受限的营养素，而动物源性蛋白虽为主导，却伴随温室气体排放、水资源与土地高强度利用等可持续性挑战，以及抗生素耐药性、心血管疾病和高胆固醇等健康风险。因此，替代蛋白来源日益受到关注。常见替代蛋白包括豆类、谷物、坚果、种子、藻类、食用昆虫和真菌蛋白等。然而，许多未被充分利用的豆科作物，如红豆草（Onobrychis viciifolia L.），虽在边际土地上生长良好且营养丰富，却因农艺和经济限制未被全球广泛采用。红豆草作为多年生饲草，具有固氮、改善土壤等生态效益，但其种子作为食物源的研究极少。既往研究多聚焦于其农艺性状，对种子食用安全性（如毒性、免疫反应）的系统评估尚属空白。此外，热加工方式（如热风、烫漂和红外处理）对种子营养品质、感官特性及安全性的影响也缺乏系统性数据。因此，研究人员在前期工作中已表征了红豆草种子的近似组成并优化了加工条件，本研究旨在深入探究不同热处理对其氨基酸、脂肪酸、生育酚、羟甲基糠醛（HMF）含量以及感官和毒理学特性的影响，以评估其作为植物基食品原料的可行性。
**2. 研究内容与结论**
研究人员采用红外（IR，2000 W/105 s）、热风（150°C/103 min）和烫漂（81°C/16 min）三种优化热处理方式处理去壳红豆草种子（品种“Lutfi Bey”，收获年份2023，来自土耳其当地市场两个独立农户批次），并以未处理种子为对照。通过化学分析、描述性感官分析及体外细胞模型，系统评估了处理对种子营养成分、功能活性物质、感官属性及生物安全性的影响。结果表明：红豆草种子营养密度极高，蛋白质含量达42.21%（干重），膳食纤维45.27%，粗脂肪8.91%，且约88%脂肪酸为不饱和脂肪酸，富含γ-生育酚（84.68 mg/kg油）和精氨酸、异亮氨酸等氨基酸。热处理对蛋白质含量影响较小，但烫漂显著增加蛋白质和粗脂肪含量（可能因其他组分流失），同时降低灰分和总膳食纤维含量。红外和热风处理则轻微降低蛋白质水平。仅热风处理检出HMF（152 mg/kg），远低于动物实验观察到的无不良反应水平。所有热处理均显著降低γ-生育酚含量（降幅15%-30%），红外处理损失最大。氨基酸谱中，烫漂提高了多数氨基酸实测值，而红外和热风处理降低了部分氨基酸（如甘氨酸、缬氨酸、亮氨酸）。脂肪酸组成在热处理后无显著变化。感官分析显示，热风处理赋予种子深色和强烈的焙烤/焦糊风味，并产生独特的硫磺和干番茄风味；红外处理则显著增强鱼腥味和烤鹰嘴豆粉味；烫漂处理的感官特性更接近对照，但坚果味增强。体外细胞毒性实验表明，所有处理组在IEC-6和Caco-2细胞中均未诱导显著细胞毒性，细胞活力与生长培养基对照组无统计学差异。巨噬细胞免疫反应性实验显示，与脂多糖（LPS）阳性对照组相比，所有种子处理组的TNF-α和IL-6释放水平均显著较低（p < 0.05），表明未引起明显的巨噬细胞介导的炎症反应。综合而言，红豆草种子在优化热处理条件下，其营养组成和安全性表现良好，具有作为植物基食品配料的潜力。
**3. 主要关键技术方法**
研究人员采用了多种分析技术：使用高效液相色谱（HPLC）测定HMF和生育酚含量；采用液相色谱-大气压化学电离-质谱联用（LC/APCI-MS）分析氨基酸组成；利用气相色谱（GC）配备氢火焰离子化检测器（FID）分析脂肪酸甲酯（FAME）；通过描述性感官分析（由7名训练有素的评价员，5女2男，年龄24-55岁）评估感官属性；采用大鼠小肠上皮细胞（IEC-6）和人结肠腺癌细胞（Caco-2）进行MTT细胞毒性实验；使用小鼠巨噬细胞RAW 264.7评估TNF-α和IL-6细胞因子分泌（ELISA法）。样本来源为土耳其当地市场两个不同农户的红豆草种子批次（收获年份2023）。
**4. 研究结果**
**4.1 近似组成**：红豆草种子蛋白质（42.21%）、膳食纤维（45.27%）和粗脂肪（8.91%）含量高。热处理影响各异：烫漂显著增加蛋白质和粗脂肪，降低灰分；所有处理降低总膳食纤维和不可溶性膳食纤维，但红外和热风增加可溶性膳食纤维，烫漂则降低。
**4.2 HMF含量**：仅热风处理产生HMF（15.21 mg/100 g），红外和烫漂未检出。该浓度远低于动物实验的NOAEL（80-100 mg/kg体重/天）。
**4.3 生育酚含量**：仅检出α-和γ-生育酚，γ-生育酚占绝对优势（对照84.68 mg/kg油）。所有热处理显著降低γ-生育酚，红外处理损失最大（降至59.47），烫漂损失最小（72.32）。α-生育酚在热风和烫漂后略有升高，红外处理无显著变化。
**4.4 氨基酸组成**：精氨酸、异亮氨酸和天冬氨酸含量最高。红外处理降低所有氨基酸，尤其甘氨酸、丝氨酸、丙氨酸、脯氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸；热风处理降低甘氨酸、缬氨酸和亮氨酸；烫漂则提高多数氨基酸（赖氨酸、丝氨酸、丙氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、天冬氨酸）。含硫氨基酸（半胱氨酸、蛋氨酸）含量低，符合豆科特点。
**4.5 脂肪酸组成**：主要脂肪酸为亚麻酸（44.71%）、油酸（30.04%）和亚油酸（13.02%），不饱和脂肪酸占比约88%。热处理对脂肪酸谱无显著影响（p > 0.05）。
**4.6 描述性感官分析**：热处理显著改变多种风味属性。热风处理增强焙烤/焦糊味、水煮马铃薯味，产生硫磺和干番茄风味，降低甜味、绿色/青草味和豆味。红外处理显著增强鱼腥味和烤鹰嘴豆粉味，降低苦味和涩味。烫漂处理增强坚果味，感官特性最接近对照。
**4.7 细胞毒性与巨噬细胞免疫反应**：在IEC-6和Caco-2细胞中，所有处理组（125-1000 μg/mL）细胞活力与对照组无显著差异（p > 0.05），未显示细胞毒性。在RAW 264.7细胞中，LPS阳性对照显著诱导TNF-α（12倍）和IL-6（15倍）升高，而种子样品处理组的细胞因子水平远低于LPS组（p < 0.05），表明未诱导明显炎症反应。热风和红外处理进一步降低TNF-α水平，所有热处理均降低IL-6水平。
**5. 讨论与结论**
研究人员讨论了热处理对红豆草种子营养和感官特性的影响机制。HMF仅在热风处理中产生，与高温长时间暴露相关。γ-生育酚的降解可能与热处理引起的氧化有关。氨基酸变化可能部分归因于干物质变化和可溶性组分浸出。感官差异与美拉德反应产物（如吡嗪）及抗营养因子（如缩合单宁）有关。体外实验未发现毒性或免疫原性，但研究者指出这不能代表整体食品安全性或IgE介导的过敏反应，需进一步体内研究和多品种评估。
**研究结论**：红豆草种子具有作为植物基食品配料的显著潜力，其组成富含蛋白质、脂质和膳食纤维，感官特性良好，约88%脂肪酸为不饱和，且含有较高的γ-生育酚及精氨酸、异亮氨酸。优化热处理未对营养组成产生不利影响，HMF形成有限，且生种子和加工种子在体外条件下均未表现出明显细胞毒性或巨噬细胞介导的炎症反应。然而，需进一步开展体内研究和多品种评估以充分实现其食品应用潜力。该研究发表于《JOURNAL OF FOOD QUALITY》。
