《JOURNAL OF FOOD PROCESSING AND PRESERVATION》:Optimization of Nutritional Enhanced and Sensory Qualities of Ethiopian Local Porridge for Lactating Mothers
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本研究针对埃塞俄比亚哺乳期女性普遍存在的营养不良问题,通过D-最优混料设计,将当地富含营养的苔麸、鹰嘴豆和南瓜粉与大麦粉复配,系统优化了传统产后恢复粥的营养成分与感官接受度。研究成功开发出一种蛋白质、脂肪、膳食纤维、钙、铁及维生素A(β-胡萝卜素)含量显著提升的优化配方(大麦41%,苔麸30%,鹰嘴豆29%),并评估了其粘度和感官属性,为利用本地食材开发具有针对性的营养干预食品提供了实证依据。
引言
营养不良是全球中低收入国家面临的严重公共卫生挑战,哺乳期妇女因其较高的能量与营养需求而成为易感人群。在埃塞俄比亚,传统上使用大麦粉制作粥品以供产后妇女恢复体力,但单一的大麦粉在必需氨基酸、铁、钙和维生素A方面存在不足,难以满足哺乳期的特殊营养需要。因此,利用本地易得且营养丰富的食材,如苔麸、鹰嘴豆和南瓜,对大麦基粥品进行营养强化,成为一项具有重要公共卫生意义的策略。
材料与方法
样品采集与制备:研究选用富含矿物质的棕色苔麸、高蛋白的鹰嘴豆及食用型大麦。鹰嘴豆和大麦经过浸泡、去壳、磨粉处理以降低抗营养因子;苔麸和南瓜经处理后制成全籽粉。所有粉末过筛确保粒径均一。
实验设计与复合粉配方:基于初步试验,设定大麦、苔麸和鹰嘴豆的混合比例范围,采用D-最优混料设计生成了11种不同配比的复合粉配方,并以100%大麦粉粥作为对照。所有配方均固定添加10%的南瓜粉。
粥品制备与评价:按设计比例混合各组分粉,加水煮沸制备粥品。对制得的粥品进行营养成分(蛋白质、脂肪、纤维、灰分、能量、钙、铁、β-胡萝卜素)、流变特性(粘度)以及感官属性(色泽、香气、滋味、质地、整体可接受性)的全面评估。感官评价由25名经过培训的评价员采用五点嗜好标度法进行。
结果与讨论
营养成分分析:复合配方显著提升了粥品的营养价值。鹰嘴豆粉的添加显著提高了蛋白质和脂肪含量,例如,含30%鹰嘴豆的配方蛋白质含量高达14.37 g/100g。苔麸粉的加入则大幅增加了膳食纤维、灰分以及钙、铁等矿物质的含量。与对照相比,优化配方的蛋白质、纤维、钙和铁含量分别提升了22.85%、29.6%、70.4%和五倍。固定添加的南瓜粉贡献了可观的β-胡萝卜素,有助于预防维生素A缺乏。能量值在365.64至372.89 kcal/100g之间,满足哺乳期额外的能量需求。
矿物质含量:铁和钙含量在配方间差异显著,最高值分别达到26.20 mg/100g和123.01 mg/100g。矿物质含量与苔麸粉比例呈正相关,反映了苔麸本身的高矿物质特性。优化配方可为哺乳期妇女提供相当比例的铁和钙每日推荐摄入量。
流变学特性:粥品的粘度在2627至5983 cps之间变化。100%大麦对照组的粘度最高,而高比例苔麸配方(无鹰嘴豆)的粘度最低。适中的粘度(3000-4000 cps)更利于喂养和消化,苔麸淀粉的独特性质(如小颗粒尺寸、较高糊化温度)有助于形成较弱的凝胶网络,从而降低过度稠厚度。
感官评价:所有感官属性均受配方比例显著影响。100%大麦粥在色泽、香气、质地和整体可接受性上得分最高,体现了其传统接受度。添加高达15%的鹰嘴豆粉,其粥品的感官品质与纯大麦粥无显著差异。然而,高比例的苔麸粉会因引入较深的颜色和可能的地道风味,导致感官评分降低。滋味方面,含有鹰嘴豆的配方更受青睐。
营养贡献与优化:评估显示,优化配方(41%大麦,30%苔麸,29%鹰嘴豆,10%南瓜)的粥品,每100g可满足哺乳期妇女每日能量需求的约12.8-14.8%,蛋白质需求的19.5-23.7%,铁需求的12.9-21%,钙需求的8.3-10.8%,以及维生素A(以视黄醇活性当量计)需求的约11%。该优化是通过平衡营养成分最大化和感官可接受性最小损失而实现的,其合意性值为0.687。
加工效应与成分互作:对鹰嘴豆和大麦的浸泡和去壳处理有效降低了植酸等抗营养因子,提高了蛋白质消化率和矿物质生物可利用性,但也可能导致部分膳食纤维和矿物质的损失。配方中各成分存在协同与拮抗作用。例如,鹰嘴豆的赖氨酸可弥补谷物中限制性氨基酸的不足,提高整体蛋白质质量;而其可溶性纤维与南瓜纤维共同作用,可能促进矿物质吸收。另一方面,高钙可能竞争性抑制铁的吸收,谷物中的多酚也可能与蛋白质结合。通过优化加工条件和配方比例,可以最大化协同效益,最小化拮抗作用。
结论
本研究成功证明,通过科学配比本地可得的苔麸、鹰嘴豆、南瓜与大麦,可以开发出一种营养显著增强且感官可接受的粥品,专门用于改善埃塞俄比亚哺乳期妇女的营养状况。优化配方在蛋白质、膳食纤维、钙、铁等关键营养素上实现了大幅提升,同时将粘度和整体接受度的降低控制在可接受范围内。这为在资源有限 settings 下,利用食物基、文化适宜的干预措施来应对孕产妇营养不良问题,提供了切实可行的解决方案和重要的科学依据。