可持续利用桃棕榈(Bactris gasipaes Kunth)果皮粉改善无麸质饼干的营养特性与类胡萝卜素生物可及性

《Sustainable Food Technology》:Sustainable valorization of peach palm (Bactris gasipaes Kunth) peel flour to improve nutritional properties and carotenoid bioaccessibility in gluten-free cookies

【字体: 时间:2026年02月11日 来源:Sustainable Food Technology 5.3

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  本刊编辑推荐:本研究创新性地将亚马逊地区大量废弃的桃棕榈果皮粉(PF)应用于无麸质饼干开发。结果表明,20%PF替代可显著提升膳食纤维(10.61 g/100 g)、脂肪(21.8 g/100 g)和蛋白质(11.8 g/100 g)含量,并鉴定出17种类胡萝卜素(以all-E-β-胡萝卜素和all-E-叶黄素为主)。通过体外消化模型(INFOGEST 2.0)证实PF添加能有效维持类胡萝卜素生物可及性(叶黄素84.2%,β-胡萝卜素78.5%),为功能性食品开发提供了新策略。

  
引言
饼干是以糖、起酥油和面粉为原料的烘焙产品,传统配方使用含麸质的小麦粉。随着全球乳糜泻和麸质敏感人群增加,对兼具良好技术品质与营养价值的无麸质烘焙产品需求日益增长。米粉是目前最常用的无麸质原料,但其低蛋白和低纤维特性可能影响产品理化性质。近年来,利用农工业副产物开发无麸质产品成为趋势,其中桃棕榈作为亚马逊地区特色水果,其果皮富含类胡萝卜素和膳食纤维,具有作为功能配料的潜力。
材料与方法
实验从巴西帕拉州采购黄色桃棕榈果实,经蒸煮、剥离果皮后,60°C烘干48小时制成桃棕榈果皮粉(PF)。饼干配方以米粉为基础,分别用PF替代10%和20%米粉,对照组为100%米粉饼干。通过AOAC方法测定基本成分,使用质构仪分析硬度与脆性,扫描电镜观察微观结构。类胡萝卜素采用丙酮提取、C30色谱柱分离,通过HPLC-DAD鉴定17种化合物。体外消化参照INFOGEST 2.0方案,计算叶黄素和β-胡萝卜素的生物可及性。
结果与讨论
营养成分分析显示,PF本身富含蛋白质(10.4 g/100 g)、脂肪(19.6 g/100 g)和膳食纤维(33.4 g/100 g)。随着PF添加量增加,饼干膳食纤维含量从对照组5.39 g/100 g显著提升至20%-PF组10.61 g/100 g,达到巴西法规规定的"高纤维"标准。脂质和蛋白质含量也呈上升趋势,碳水化合物含量相应降低。
物理特性方面,PF的添加使饼干色泽发生明显变化,L值(亮度)从81.3降至66.4,a值(红度)和b*值(黄度)显著增加,总色差ΔE达到17.0,这与PF中高类胡萝卜素含量相关。质地分析显示,20%-PF饼干硬度增加至41.2 N,可能源于纤维组分的水结合能力增强了结构刚性。扫描电镜显示PF饼干呈现更致密的基质结构,纤维网络与淀粉颗粒形成复合体系。
类胡萝卜素分析鉴定出17种化合物,PF中以all-E-叶黄素(73.2 μg/g)和all-E-β-胡萝卜素(85.4 μg/g)为主。饼干中总类胡萝卜素含量随PF添加量增加而显著提升,20%-PF组达到42.9 μg/g,维生素A活性(RAE)增至1.43 μg/g。按每份3块饼干计算,可满足4-8岁儿童每日维生素A推荐量的27%。
生物可及性实验表明,对照组叶黄素和β-胡萝卜素的生物可及性分别为36.6%和24.8%,而10%-PF和20%-PF组均保持在80%左右。虽然生物可及率未随PF添加量增加而提升,但生物可及含量显著提高,20%-PF组叶黄素和β-胡萝卜素的生物可及含量分别达到11.2 μg/g和9.73 μg/g。这种稳定性可能与脂质含量(各组均为50 g)和膳食纤维的平衡作用有关。
主成分分析显示,PC1和PC2累计方差贡献率达100%。对照组与厚度、脆性等物理特性相关,而PF添加组与营养指标(类胡萝卜素含量、蛋白质)紧密关联,证实PF在改善营养品质方面的优势。
结论
桃棕榈果皮粉可作为无麸质饼干的功能性配料,有效提升膳食纤维和类胡萝卜素含量。虽然20%添加量会略微增加产品硬度,但能显著改善营养价值,且类胡萝卜素生物可及性保持稳定。该研究为亚马逊水果副产物的高值化利用提供了技术支撑,符合循环生物经济理念。未来需进一步研究感官特性、淀粉消化性及保质期稳定性,以推动实际应用。
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