《CyTA - Journal of Food》：Evaluation of purple onion peel by-product extract alongside commercial purple fruit–vegetable flours as functional ingredients i?n bread
编辑推荐：
本研究考察了紫色洋葱皮提取物（Purple Onion Peel Extract, POPE）——一种源自副产品的单源酚类成分——以及商业紫色果蔬强化面粉作为面包生产中的参考配方。研究人员对含1%和3% POPE、商业紫色面粉1（Commercial Purp
本研究考察了紫色洋葱皮提取物（Purple Onion Peel Extract, POPE）——一种源自副产品的单源酚类成分——以及商业紫色果蔬强化面粉作为面包生产中的参考配方。研究人员对含1%和3% POPE、商业紫色面粉1（Commercial Purple Flour 1, CPF1）和商业紫色面粉2（CPF2）的面团及面包样品进行了总酚含量（Total Phenolic Content, TPC）、DPPH（2,2-二苯基-1-苦肼基）抗氧化活性、色泽、质构和感官品质的评价。在面包中，总酚含量从对照组的0.37 mg GAE/g（没食子酸当量/克）增加至含3% POPE的0.75 mg GAE/g和含CPF2的1.73 mg GAE/g。与面团相比，烘焙普遍提高了酚类含量和抗氧化活性，表明热处理后抗氧化化合物的可提取性有所改善。CPF2显示出最高的TPC和DPPH值，但所制面包质地较硬且颜色变化更为显著。1% POPE在改善生物活性特性的同时，使面包品质更接近于对照组。结果表明，POPE可作为一种可持续的功能性成分用于面包富集。
## 紫色洋葱皮副产品提取物与商业紫色果蔬面粉在面包中应用的研究解读
### 一、研究背景与问题提出
食品工业相关农业副产品的持续增长已引发日益严重的环境问题，并降低了资源的有效利用率。据联合国粮食及农业组织（Food and Agriculture Organization, FAO）报告，全球每年约产生2.5亿吨不可食用的农业工业副产品，其中相当一部分源自果蔬加工环节。洋葱（Allium cepa L.）是全球消费量最大的蔬菜之一，其加工过程中产生大量葱皮副产品，这些物料通常被直接废弃。然而，洋葱皮富含膳食纤维、天然色素和生物活性化合物，具有食品应用的潜力。特别是紫色洋葱皮，其酚类物质含量接近可食部分的20倍，除槲皮素（quercetin）及其衍生物外，还含有以矢车菊素-3-葡萄糖苷（cyanidin-3-glucoside）为主的花青素（anthocyanins），这些化合物与抗氧化、抗炎、抗糖尿病和抗癌活性密切相关。
面包是全球消费最广泛的主食之一，将其作为功能性成分的载体进行营养强化具有重要的研究价值。商业紫色面粉（Commercial Purple Flour, CPF）因含有来自黑胡萝卜、浆果等不同果蔬来源的花青素提取物，已被用于烘焙产品中作为天然色素和抗氧化成分。相比之下，紫色洋葱皮提取物（Purple Onion Peel Extract, POPE）代表了一种从单一农业副产品中获得的酚类成分。尽管已有研究探索了黄洋葱皮或普通洋葱皮粉末及提取物在面包中的应用，但针对紫色洋葱皮提取物——特别是将其作为单源酚类成分与商业多源紫色面粉配方进行系统性比较的研究仍然有限。此外，酚类成分在食品加工过程中的行为可能因其组成和与食品基质（food matrix）的相互作用而异，研究人员此前的研究也表明单一酚类物质与天然多酚提取物在加工中表现出不同的响应。基于此，本研究旨在考察以1%和3%添加量加入的POPE作为面包富集功能性成分的效果，并与含有黑胡萝卜和浆果提取物的CPF1以及含有紫色洋葱皮及其他果蔬成分的CPF2进行对比，系统评估其在面团和面包中的工艺性能、生物活性及感官表现，并特别关注烘焙对生物活性特性的影响。
### 二、主要技术方法概述
紫色洋葱采集自土耳其卡拉比克省果蔬批发市场（2023季），经清洗、40°C干燥48小时后粉碎制得葱皮粉末。以70%乙醇为溶剂，按1:10固液比在50°C、125 rpm条件下振荡提取1小时，离心后收集上清液，经旋转蒸发去除乙醇获得POPE液体提取物。面包采用直接面团法制备，经混合、发酵、分割成型、醒发（40°C、80%相对湿度、1小时）后于200°C烘焙12分钟。共设置对照组、1% POPE组、3% POPE组、CPF1组和CPF2组五种配方，每组独立制备三个批次。面团和面包样品经80%甲醇提取后，采用Folin-Ciocalteu法测定TPC，采用DPPH法测定抗氧化活性，结果均以干基表示。面包样品另进行水分和灰分分析、色泽测定（L*、a*、b*参数，分别测量表皮和面包瓤）、质构剖面分析（Texture Profile Analysis, TPA，包括硬度、弹性、内聚性、胶黏性、咀嚼性和回复性）以及基于7点享乐量表（hedonic scale）的感官评价（由24名未培训评价员参与初步评估）。统计分析采用单因素方差分析（One-Way ANOVA）和Tukey事后检验，显著性水平设为p<0.05。
### 三、主要研究结果
**3.1 紫色洋葱皮粉末及其提取物的理化和生物活性表征**
POPE的提取率为5.42%（以干葱皮粉末计），pH值为3.89±0.04，干物质含量为3.94±0.34%（w/v）。液体提取物的TPC为13.07±0.75 mg GAE/mL，相当于17.97±1.18 mg GAE/g葱皮粉末；DPPH抗氧化活性为63.63±0.17 μmol TE/mL（Trolox当量/毫升），相当于87.49±0.23 μmol TE/g葱皮粉末，100倍稀释时的抑制率为52.62±0.15%。提取物的色度值为L*=25.40±0.03，a*=3.10±0.06，b*=?2.26±0.07。上述提取率与Masood等人报道的5.35%和Lee等人报道的4.46%相近，酚类含量也与Gorrepati等人对深红色洋葱皮报道的17.38–17.58 mg GAE/g DW（干重）范围一致。
**3.2 面团和面包样品的总酚含量与DPPH抗氧化活性**
POPE的添加使面团和面包样品的TPC和DPPH值呈浓度依赖性增加，3% POPE组普遍高于1% POPE组。在面包样品中，TPC从对照组的0.37 mg GAE/g上升至1% POPE组的0.51 mg GAE/g、3% POPE组的0.75 mg GAE/g、CPF1组的0.96 mg GAE/g和CPF2组的1.73 mg GAE/g。CPF2在面团和面包中均具有最高的TPC值。对于DPPH抗氧化活性，对照组、1% POPE组、3% POPE组和CPF1组的面包样品均高于其对应的面团样品；而CPF2组在烘焙后DPPH活性从面团的8.56 μmol TE/g下降至面包的7.19 μmol TE/g，但其面包样品的抗氧化活性仍为各组最高。烘焙后TPC和DPPH值的增加主要归因于酚类化合物在面包基质中可提取性的改变，以及美拉德反应（Maillard reaction）产物对Folin-Ciocalteu试剂和分析响应的贡献，而非新酚类化合物的生成。CPF2虽TPC最高但DPPH活性在烘焙后下降的现象，说明抗氧化活性不仅取决于酚类总量，还与化合物的化学结构、稳定性及其在食品基质中的相互作用有关。
**3.3 面包样品的理化特性**
POPE和CPF的添加未对面包重量（121.50–123.00 g）、水分含量（27.92%–29.10%）和灰分含量（1.41%–1.73%）产生显著影响（p>0.05），表明所选添加剂量不会对面包的基本理化组成产生不良影响，与Prokopov等人的研究结果一致。
**3.4 POPE和商业紫色面粉对面包色泽特性的影响**
在面包表皮方面，1%和3% POPE组在L*、a*和b*值上与对照组无显著差异，表明POPE添加量的增加未导致表皮颜色的明显变化；而CPF1和CPF2组表皮显著更暗（L*更低），其中CPF2的a*值显著高于CPF1、b*值显著更低，表明其红紫色调更强。在面包瓤方面，1% POPE组与对照组在L*值上无显著差异，而3% POPE组L*值显著降低，呈现出剂量依赖性的瓤部变暗效应，但a*和b*值未见显著变化；CPF1和CPF2组瓤部L*值大幅降低、a*值升高、b*值为负值，且CPF2组的L*显著低于CPF1、a*显著高于CPF1，呈现出更暗更红的瓤部色泽。POPE组主要引起面包瓤变暗而非红黄色调转变，而CPF组较强的红紫色主要归因于黑胡萝卜和浆果等花青素来源的提取物。
**3.5 面包样品的质构特性**
1% POPE组的硬度、胶黏性和咀嚼性与对照组无显著差异，表明该添加水平未对面包瓤紧实度产生负面影响；3% POPE组的硬度和胶黏性显著降低，呈现出更柔软的瓤部结构，该结果与Wang等人的发现一致，可能与酚类化合物对面筋蛋白（gluten proteins）和面团流变学特性的影响有关。CPF2组具有最高的硬度、胶黏性和咀嚼性值，表明该配方使面包瓤更为致密紧实，但该效应不能仅归因于多酚类来源的存在，因为同样含有多源植物提取物的CPF1组却表现出接近3% POPE组的柔软结构，故CPF2的高硬固性更可能与酚类组成、浓度、成分形态及其与面筋-淀粉基质的相互作用有关。在弹性和结构参数方面，POPE组的弹性和内聚性与对照组相近，表明面包瓤的弹性和内部结构基本得以保持。
**3.6 POPE和CPF强化面包样品的感官特性**
感官评价结果显示，各组面包在表皮颜色、瓤部颜色、气孔结构、咀嚼性、硬度、滋味及总体可接受性方面均无统计学显著差异（p>0.05），感官评分普遍在7点享乐量表的4分（中性点）附近或略高，表明评价员对各组面包持中性至略正向的态度。鉴于感官评价所纳入的未培训评价员人数有限，上述结果应视为初步结论。
### 四、讨论总结与研究结论
本研究证实，通常作为农业工业副产品被废弃的紫色洋葱皮具有作为面包富集酚类来源的显著潜力。考虑到面包的广泛消费，利用洋葱皮衍生原料既可促进功能性食品开发，又有助于食品副产品的价值化。POPE的添加提高了面包干基总酚含量和抗氧化活性，而面包样品中普遍高于面团样品的观测值表明烘焙可能提高了抗氧化活性化合物的可提取性。作为参考配方的CPF系列因含有来自多种植物源的酚类物质，在实验条件下表现出高于POPE的TPC和DPPH测定值，但由于各配方初始酚类水平和抗氧化能力不尽相同，观测到的差异应在配方差异的背景下加以理解。CPF1和CPF2虽均含有多源酚类物质，但产生了不同的工艺响应，其中CPF2导致面包质地最硬。相比之下，1% POPE在改善生物活性特性的同时，使品质特征更接近于对照组，提供了一种更为均衡的配方方案。总体而言，低水平POPE的添加似乎是开发可持续功能性面包产品的一种有前景的策略，尽管感官反应总体接近中性点。研究结论为：紫色洋葱皮提取物可作为面包富集的可持续功能性成分，1%添加量在提高生物活性与维持面包品质之间取得了最佳平衡。
