紫胡萝卜强化对野米面条植物化学物质组成的影响

《Food Chemistry》:Effect of purple carrot fortification on the phytochemical composition of wild Rice noodles

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月14日 来源:Food Chemistry 10.4

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   摘要本研究评估了五种胡萝卜品种——深紫色(DP)、紫阳杂交(PSH)、紫雾(pH)、宇宙紫(CP)和维斯塔天蓝(VSB)——在10%、20%和30%添加量下加工并掺入野米(WR)面条后,对其植物化学物组成的影响。强化显著提高了游离态和结合态酚酸的含量。pH 30的游离咖啡酸含

  

摘要

本研究评估了五种胡萝卜品种——深紫色(DP)、紫阳杂交(PSH)、紫雾(pH)、宇宙紫(CP)和维斯塔天蓝(VSB)——在10%、20%和30%添加量下加工并掺入野米(WR)面条后,对其植物化学物组成的影响。强化显著提高了游离态和结合态酚酸的含量。pH 30的游离咖啡酸含量最高(113.48 μg/g db, p < 0.05),PSH 30的结合阿魏酸含量最高(339.37 μg/g db, p < 0.05)。强化使野米面条中引入了花青素并提高了类胡萝卜素水平,其中pH 30的花青素(152.36 μg/g db)和类胡萝卜素(218.27 μg/g db)含量最高。同样,面条中的总黄酮含量(pH 30)从WR100(1.55 mg芦丁当量(RE)/g db)增加了五倍。加工过程优先降解非酰化花青素,而酰化花青素则更稳定。总体而言,pH表现出最大的植物化学物保留率和最大的开发功能性野米面条的潜力。

引言

野米(WR) (Zizania palustris) 是一种在北美草原地区种植的谷物(Millas等, 2026)。它对原住民社区,特别是奥吉布瓦族具有重要的文化和经济意义(Dowsley等, 2024)。野米富含蛋白质、纤维、碳水化合物、维生素、矿物质和生物活性化合物(Yang等, 2025)。然而,与其他谷物相比,其消费量较低(Yang等, 2025),这表明需要对其营养组成和健康益处进行全面研究,以支持其在全球范围内的更广泛采用。尽管如此,野米越来越多地被添加到食品产品中,展现了其作为食品创新和产品开发的潜在功能性原料(Ochizuki等, 2024)。特别是,野米含有一系列生物活性植物化学物,包括酚酸、黄酮类化合物、类胡萝卜素和其他抗氧化化合物,这些化合物可减轻氧化应激和炎症反应,从而赋予其促进健康的潜力(Saini等, 2022; Yu等, 2021)。
加工方法可通过生物活性成分的降解、转化或增强释放,对野米的营养组成、植物化学物特征和抗氧化能力产生重大影响(Peres等, 2023)。然而,现有研究主要定量测定总酚(TPC)、总黄酮(TFC)和总花青素(TAC)含量等总体指标(Chu等, 2018; Massaretto等, 2023; Yu等, 2021),而加工过程中单个植物化学物代谢物及全面的代谢组学特征的变化仍未得到充分探索。
紫胡萝卜(Daucus carota subsp. sativus)是广泛栽培的高营养蔬菜,富含促进健康的植物化学物(Purewal等, 2023)。由于其含有高浓度的类胡萝卜素(包括α-和β-胡萝卜素、叶黄素和番茄红素,具体取决于根的颜色),其植物化学物组成已被广泛研究(Mandrich等, 2023; Pérez等, 2023)。
在胡萝卜的植物化学物中,绿原酸是主要的酚酸,而紫品种中存在大量的花青素衍生物(即花青苷)(Mizgier等, 2016; Pérez等, 2023)。这些化合物通过清除自由基而有助于紫胡萝卜的抗氧化活性(Mizgier等, 2016)。尽管紫胡萝卜中的酚酸已被表征,但不同品种间的比较研究仍有限,证据表明植物化学物的积累受到遗传因素的强烈影响(Aubert等, 2017)。因此,需要对不同胡萝卜品种的植物化学物特征进行研究以确定这一点。
由于其多样化的植物化学物组成,胡萝卜作为功能性食品原料受到越来越多的关注。已有报道称,将胡萝卜添加到面条和乳制品类涂抹配方等产品中,可改善总酚含量(TPC)、总花青素含量(TAC)和抗氧化活性(Arslan Bayrakc? & Bilgi?li, 2024; M?rtin等, 2026)。
加工条件,特别是温度、pH值和氧气暴露,可通过降解、转化以及与食品基质的相互作用,对胡萝卜植物化学物的稳定性产生重大影响(Ingemann Berentzen等, 2024)。先前的研究报道了在加工过程中,由于氧化降解,总酚含量(TPC)、总花青素含量(TAC)和类胡萝卜素含量均有所下降,如在黑胡萝卜果酱生产中的表现(Kamiloglu等, 2015)。确定加工对总体植物化学物含量(TPC和TAC)的影响,而对特定植物化学物化合物的了解很少。
随着功能性食品在增强生物活性化合物膳食摄入方面受到越来越多的关注(Arshad等, 2025),小麦面条因其消费广泛、价格实惠、货架稳定性好以及与功能性原料的兼容性而成为植物化学物强化的理想载体(Olorunsogo等, 2023)。掺入富含酚类的原料,包括紫色和橙色红薯以及胡萝卜,已证明可以改善面条的酚类含量、抗氧化能力和功能特性,而不会损害其技术品质(Gwak等, 2026; Olorunsogo等, 2023; Thuy等, 2020)。然而,文献显示,野米面条研究仍然相对有限(Gwak等, 2026; Too等, 2026),关于特定植物化学物化合物及其在面条配制后的加工稳定性研究较少。
尽管取得了这些进展,但大多数研究集中在总体植物化学物指标上,如总酚含量和抗氧化活性,这只能有限地了解基因型、化合物结构和食品基质相互作用如何影响面条加工过程中单个植物化学物的保留、稳定性和转化。因此,加工对野米面条中添加胡萝卜品种后花青素、类胡萝卜素以及游离态和结合态酚酸的影响仍然知之甚少。为弥补这一空白,本研究探讨了用不同紫胡萝卜品种强化如何影响野米面条中游离态和结合态酚酸、花青素和类胡萝卜素的特征。此外,我们评估了面条加工如何影响这些植物化学物的稳定性、保留和转化。我们假设紫胡萝卜强化将增强野米面条的植物化学物组成,而加工将通过对降解、转化和基质相互作用的差异性影响,影响单个化合物的稳定性。研究结果揭示了加工过程中的植物化学物变化,并支持开发具有改善的健康促进化合物保留率的功能性野米面条。

章节摘要

化学试剂

高效液相色谱(HPLC)级甲醇、乙醇、石油醚、甲基叔丁基醚(MTBE)和乙酸乙酯购自Fisher Scientific公司(美国宾夕法尼亚州匹兹堡)。浓盐酸(37%)和甲酸购自Acros Organics公司(美国新泽西州费尔莱恩)。亚硝酸钠(NaNO2)和氯化铝(AlCl3)购自Fisher Scientific公司。酚酸标准品,包括没食子酸(CAS号 149–91-7, 纯度97.5–102.5%)、对羟基苯甲酸(CAS号 99–96-7, 纯度≥ 99%)、咖啡酸

胡萝卜粉和野米粉中的游离酚酸

在胡萝卜粉、野米粉(表1)(图1)和强化野米面条(表2)中鉴定并定量测定了游离酚酸。绿原酸是胡萝卜粉中主要的游离酚酸,但在野米粉中不存在(表1)。在胡萝卜品种中,pH的绿原酸含量最高,其次是DP,两者之间无显著差异(p > 0.05)。PSH品种与DP之间无显著差异(p > 0.05)。相比之下,CP和VSB表现出

结论

本研究表明,面条加工影响了野米和胡萝卜中植物化学物的稳定性。掺入紫胡萝卜粉为野米面条引入了花青素,但其在加工过程中的稳定性因结构特征和胡萝卜品种而异。非酰化花青素发生了更大的降解,而酰化花青素表现出更高的保留率。这些发现凸显了胡萝卜品种和花青素结构在确定中的作用

CRediT作者贡献声明

Beverly Cheruto Too:写作 – 审阅与编辑、写作 – 初稿撰写、可视化、方法论、调查、形式化分析、数据管理。Daniela Herrera-Balandrano:写作 – 审阅与编辑、方法论。Trust Beta:写作 – 审阅与编辑、监督、项目管理、方法论、资助获取、概念化。

未引用参考文献

Chu等, 2019
Mochizuki、Okabe、Osawa和Asami, 2024

利益冲突声明

作者声明,他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系,这些利益或关系可能会影响本论文中所报告的工作。

致谢

本研究由加拿大自然科学和工程研究理事会(NSERC)发现基金(RGPIN-261516-2010)、加拿大研究教席(档案编号:950-232080)项目以及加拿大蛋白质工业(PIC)资助。我们感谢Myera集团通过PIC提供财政支持并提供样品。作者还感谢Alison Ser在高效液相色谱分析期间提供的仪器和技术支持,感谢Daniel Zogona协助采购实验室用品。
Beverly Cheruto Too|Daniela Herrera-Balandrano|Trust Beta
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