《Food Science & Nutrition》：Physicochemical, Nutritional, and Antinutritional Properties of Pretreated Pulp and Whole Fruit Flours From a Plantain-Like Hybrid (CARBAP K74) and a Plantain Landrace (Batard) at Different Post-Harvest Ripening Stages
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本文系统研究了巴蕉品种（Batard）与杂交种（CARBAP K74）在未熟、始熟及成熟三个阶段的果肉与全果粉体，经漂烫（85°C, 5 min）和预煮（100°C, 15 min）处理后的品质变化。研究综合运用理化、营养及多元分析手段，明确了品种、成熟度、基质和热处理方式对粉体颜色（L、a、b*参数）、褐变指数（BI）、营养成分及抗营养因子的显著影响。结果表明，预煮全果CARBAP K74粉体在成熟阶段3和5展现出最佳的综合品质，可作为功能食品或替代小麦粉的可持续原料，为优化加工工艺、减少产后损失及开发新型无麸质食品提供了科学依据。
引言
芭蕉（Musa paradisiaca AAB）是热带地区数百万人口的重要主食，在粮食安全中扮演着关键角色。然而，其产业面临着高达约40%的严重产后损失，主要归因于水果的高易腐性、运输条件差及保存技术有限。将芭蕉加工成高附加值衍生物如面粉，是延长保质期、拓展其营养应用的有效途径。对于不生产小麦的发展中国家，芭蕉粉作为本地生产的面粉，为部分或完全替代烘焙产品中的小麦提供了可能，尤其适合麸质不耐受人群。加工过程中的主要挑战之一是控制酶促褐变，这会影响粉体的感官和营养品质。本研究聚焦于具有优良农艺性状和抗病性但尚未被充分开发利用的芭蕉类杂交种CARBAP K74，并与当地广泛栽培的Batard品种进行对比。研究旨在探讨漂烫和预煮两种热处理对不同成熟阶段芭蕉果肉粉和全果粉的颜色、褐变指数、脂肪酸谱以及理化、营养和抗营养特性的影响，以优化加工条件，提升芭蕉粉的营养与功能品质。
材料与方法
材料与样品
研究材料取自位于喀麦隆Njombé的非洲香蕉与芭蕉研究中心（CARBAP）的实验田，包括两个芭蕉品种（Batard和CARBAP K74）在三个采后成熟阶段（阶段1：未熟，绿色；阶段3：始熟，绿黄相间；阶段5：成熟，黄色带绿尖）的果实。在每个成熟阶段，将芭蕉果实分为六批，分别制备：（1）对照全果粉（果肉+果皮），（2）对照果肉粉，（3）漂烫全果粉，（4）漂烫果肉粉，（5）预煮全果粉，（6）预煮果肉粉。
粉体生产
采用两种热处理：漂烫（较低成本技术，85°C处理5分钟）和预煮（类似于漂烫但在沸水中处理更长时间，100°C处理15分钟）。预煮针对带皮全果进行，而漂烫则需将果实（根据粉体类型为果肉或全果）切成1 cm3的块。两种处理的目的在于灭活导致果肉暴露于氧气时黑化（酶促褐变）的多酚氧化酶，降低细菌负载，并改善粉体的抗营养品质。处理后，样品在45°C至50°C的热风循环干燥箱中干燥48至72小时，所得“薯片”经研磨过筛（200 μm）后得到粉体。
理化与营养分析
测定了粉体的水分含量（WC）、灰分、pH、可溶性固形物（TSS）、总可滴定酸度（TTA）、颜色参数（L, a, b*）和褐变指数（BI）。营养分析包括粗蛋白（凯氏定氮法）、总脂肪（Folch法）、中性洗涤纤维（NDF）、碳水化合物（通过差减法计算）以及抗营养因子（草酸盐、植酸盐、单宁）的含量。脂肪酸谱通过气相色谱-质谱联用（GC-MS）进行分析。所有实验均进行三次重复。
统计分析
使用SAS 9.4和XLSTAT 2019进行数据分析。采用方差分析（ANOVA）及Tukey事后检验比较不同处理、品种、成熟阶段和基质间的差异显著性（p < 0.05）。使用主成分分析（PCA）和层次聚类分析（HCA）研究变量与观测值之间的相关性并进行分组。
结果与讨论
粉体的基本理化特性
方差分析表明，品种、热处理、成熟阶段和基质均显著影响了芭蕉粉的理化参数。水分含量在6.8%至12.0%之间，热处理（尤其是预煮）降低了水分含量，所有值均符合食品法典标准（CODEX STAN 152-1985，最高14%），表明产品稳定性良好。灰分含量在1.6%至4.0%之间，漂烫导致矿物质因溶解而损失。粉体的pH值在5.56至7.04之间，总可滴定酸度在1022.2至8622.2 meq/100 g之间，随着成熟度增加，pH降低而酸度升高，这与淀粉降解为可溶性糖有关。可溶性固形物含量在4°至49° Brix之间，热处理（特别是漂烫）显著降低了其含量。
颜色与褐变指数
颜色是食品市场性的重要方面。褐变指数（BI）在Batard粉中为1.4至4.2，在CARBAP K74粉中为2.6至10.2。全果粉的BI高于果肉粉，因为果皮富含酚类化合物等褐变前体。预煮处理由于更有效地灭活了多酚氧化酶，降低了BI。颜色参数中，L值（亮度，0-100）在60.0至85.0之间，a值（红-绿）在-0.94至1.97之间，b值（黄-蓝）在1.1至25.8之间。随着褐变发生，L值降低，a和b值增加。
营养成分
营养成分分析显示，碳水化合物是主要成分（68%–85%），其次是纤维（1.9%–10.4%）、蛋白质（2.5%–4.4%）、灰分（1.7%–4%）和脂质（0.6%–2.1%）。品种、成熟阶段和基质对纤维、脂质、蛋白质和碳水化合物含量均有显著影响，而热处理仅对纤维含量有显著影响。全果粉的纤维和脂质含量高于果肉粉，这得益于果皮的贡献。主要的脂肪酸为棕榈酸、亚油酸和α-亚麻酸。
抗营养因子
抗营养因子如植酸盐、草酸盐和单宁在粉体中均以较低水平存在。热处理（特别是预煮）有助于降低这些抗营养因子的含量，从而改善粉体的营养生物利用度。
多元统计分析
主成分分析（PCA）和层次聚类分析（HCA）结果显示，样品根据成熟阶段、品种和热处理被清晰地区分开，主要分为两大类。分析识别出来自预煮处理的CARBAP K74全果粉在成熟阶段3和5的六个样品为优质粉体，它们在颜色、营养成分和低抗营养因子方面表现突出。
结论
本研究首次全面比较了不同成熟阶段的芭蕉果肉粉与全果粉，并结合了理化、营养和多元分析。研究发现，品种、成熟阶段、基质（果肉 vs. 全果）和热处理（漂烫 vs. 预煮）均显著影响粉体品质。预煮处理能更有效地控制酶促褐变，改善粉体颜色，并通过部分淀粉糊化可能提高消化率。全果粉充分利用了果皮的营养价值，减少了原料浪费。综合分析表明，预煮处理的CARBAP K74杂交种全果粉在成熟阶段3和5具有最佳的综合品质，展现出作为功能食品成分或小麦粉可持续替代品的巨大潜力。这项研究为优化芭蕉加工技术、减少产后损失、开发高附加值且适合麸质不耐受人群的健康食品提供了重要的科学数据和技术方向。
