综述:单花马铃豆(Macrotyloma uniflorum)的营养与药用价值:综述

《JOURNAL OF FOOD PROCESSING AND PRESERVATION》:Nutritional and Medicinal Potential of Macrotyloma uniflorum (Horse Gram): A Review

【字体: 时间:2026年05月02日 来源:JOURNAL OF FOOD PROCESSING AND PRESERVATION 2.5

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  摘要 Macrotyloma uniflorum(又称horse gram、kulthi dal和gahat)具有丰富的营养价值,在农业中具有重要意义,同时还具有治疗作用。这种作物对于食品生产和粮食安全至关重要,因为它可以在干旱天气和贫瘠的土地上生长。营养分析显示,它富含蛋白质

  摘要

Macrotyloma uniflorum(又称horse gram、kulthi dal和gahat)具有丰富的营养价值,在农业中具有重要意义,同时还具有治疗作用。这种作物对于食品生产和粮食安全至关重要,因为它可以在干旱天气和贫瘠的土地上生长。营养分析显示,它富含蛋白质、复合碳水化合物、纤维以及铁和钙等矿物质。此外,各种阿育吠陀文献中也提到了其治疗价值,可用于管理糖尿病、肥胖和肾结石等代谢性疾病。最近的研究也发现了类似的治疗效果。多项研究报道了其种子和叶子中含有的多种植物化学物质,包括多酚、酚酸和黄酮类化合物。此外,还有许多研究探讨了不同加热和非加热加工方法对其功能和营养特性的影响。本文综述了不同品种horse gram中的各种植物成分,并强调了其作为功能性食品的巨大潜力及其在抗癌、抗炎、抗尿石症和多种代谢性疾病方面的治疗应用。最后,本文还讨论了horse gram在增值产品中的作用及其商业价值的前景。

1. 引言

horse gram(Macrotyloma uniflorum)属于豆科植物,以前被归类为Dolichos属(Dolichos和Lablab)[1]。目前该属包含四种农业物种:Macrotyloma axillare、Macrotyloma maranguense、Macrotyloma geocarpum和M. uniflorum[2]。其中只有M. axillare和M. uniflorum在热带和亚热带地区被广泛种植。M. uniflorum是这些物种中研究最深入的品种[2]。古民族植物学研究表明它很早就被人类驯化并具有重要的文化意义[3]。其他古代文献,如阿育吠陀、悉达医学、优纳尼医学和顺势疗法,也强调了其作为替代药物的使用[4]。这种豆类原产于印度次大陆,也在东南亚地区种植。在印度不同地区,它有不同的名称,例如印地语中的Kulthi、孟加拉语中的Kulthikalai、泰卢固语中的Ulavalu、泰米尔语中的Kollu、卡纳达语中的Hurali、古吉拉特语中的Kadthi dal、奥里亚语中的Kolatha、马拉地语中的Kulith以及库马盎德(Uttarakhand)地区的Gahat[5]。在印度,Uttarakhand、Karnataka、Tamil Nadu和Andhra Pradesh是这种豆类的主要生产州[6]。horse gram是一种短周期作物(3-4个月),适合在边缘地带和干旱地区种植。它具有耐旱、适应干旱环境和气候变化的特性[7]。此外,它还可用作牲畜饲料。由于这种作物不需要大量化学肥料或灌溉,因此非常适合种植。它通过根部固氮作用满足自身氮需求,增加土壤中的有机碳,有助于后续作物的生长,并且由于能自行保护叶片,因此不需要使用防治叶部疾病的化学药剂[8]。在当今时代,随着疾病发病率的增加,人们对健康的重视程度提高,对草药和营养保健产品的兴趣也在增长。基于植物的产品消费越来越普遍。传统上,由于加工后的horse gram具有更好的功能和营养价值,其消费量超过了原始形态。加工技术如烘烤(干热法)、浸泡和烹饪(水基法)以及发芽和发酵(生物法)被广泛采用,具体内容将在第3.1节详细说明[6]。印度医学研究委员会(ICMR)的研究人员在20世纪70年代就强调了其营养价值,发现horse gram富含蛋白质,对素食者尤其有益[9]。因此,它被称为“穷人的豆类”[10]。这种豆类能够抵御恶劣天气条件,确保豆类供应的稳定,是解决发展中国家营养不良问题的良好选择。过去的研究表明,M. uniflorum含有纤维、铁、钙、磷以及赖氨酸和苏氨酸等必需氨基酸,脂肪含量低,适合纳入健康饮食[11]。几个世纪以来,这种植物在印度既用于烹饪也用于医药。研究表明,horse gram具有多种药理作用,如抗过敏、抗溃疡、抗寄生虫、抗抑郁、降血脂、镇痛、抗炎、保护肝脏、抗菌、抗糖尿病和抗尿石症[12-21]。然而,尽管horse gram具有很高的营养和药用价值,但对其的研究仍相对较少。其种子中含有多种具有药用价值的植物成分,因此需要进一步探索其在营养保健品开发中的应用,并在日常生活中更多地推广其消费。本文旨在全面介绍horse gram的植物化学成分、营养成分、加工方法及其药用和治疗特性。尽管已有许多研究者探讨了这些方面,但仍有许多信息有待完善。本文重点介绍了传统和现代加工方法及其对功能和营养特性的影响。horse gram面粉还用于烘焙食品和汤品等食品中。本文指出了传统加工方法的局限性,并结合现代加工技术以克服这些问题。horse gram中的生物活性成分为对抗多种疾病提供了基础。

2. horse gram的植物化学成分和营养成分

自古至今,植物一直被用作治疗各种疾病的药物[22]。这些药用植物是工业和现代医学的重要原料。豆类是人类饮食中主要的营养来源,仅次于谷物[23]。horse gram是一种重要的豆类,具有广泛的民族药用价值和高的营养价值[24]。如前所述,它传统上被用作马饲料。在喜马拉雅地区(包括Uttarakhand和Garhwal),人们认为它对治疗肾结石有益[25]。此外,豆类还是碳水化合物(60%)、蛋白质(高达25%)和氨基酸的良好来源,同时含有少量脂质(0.58%)[26]。它们还含有铁和钼等必需矿物质[26]。horse gram是高质量的膳食纤维来源,有助于调节肠道微生物群、促进肠道蠕动和改善结肠健康[27, 28]。此外,豆类在人类营养中还有其他调节和治疗效果[29]。horse gram中的多种植物化学物质可能对人体健康既有积极作用也有负面影响,包括酚类化合物、单宁、植酸和导致胀气的寡糖。这些化合物既可作为抗营养因子也可作为治疗剂用于治疗多种疾病[8]。以下小节将讨论各种植物化学物质(表1)[8]。图1展示了食品加工方法及其产品[1]。本节系统地分析了horse gram的植物化学成分(2.1-2.4节),评估了基于品种的最新研究结果(2.5节),并讨论了其对食品加工和产品开发的影响[29]。

2.1. 酚类化合物

horse gram富含酚类和多酚分子,通过抗氧化作用促进人类健康并减少氧化应激[34]。horse gram种子中的主要酚类化合物是单宁和黄酮醇(quercetin、kaempferol和myricetin)[33]。另一类酚类化合物是酚酸,包括香草酸、对羟基苯甲酸和阿魏酸。这些化合物是从苯甲酸或肉桂酸衍生出的次级代谢产物[35]。

2.2. 植酸

植酸(也称为phytate)通常被认为是一种抗营养因子(ANF)。植酸的基本结构是一个环状分子(肌醇),带有六个磷酸基团,也称为肌醇六磷酸(IP6)[8]。种子子叶中富含植酸,存在多种形式,包括游离酸、植酸酯等[8]。大量植酸来自horse gram的胚轴部分[3]。图3展示了horse gram中的不同类型的植物化学物质(A)糖分子;(B)植酸酯;(C)棉子糖家族寡糖。

2.3. 会导致胀气的寡糖

这些是人体难以完全消化的糖类分子。horse gram含有棉子糖、斯塔奇糖和韦尔巴斯科糖[36]。它们是蔗糖的α-半乳糖衍生物,属于低分子量化合物。这些寡糖在植物子叶中的含量较高,可能导致气体积聚、不适、腹泻和腹痛[37]。由于人体缺乏α-半乳糖苷酶,这些寡糖无法被分解,当它们进入大肠时会被肠道细菌发酵,产生气体并引起消化不适[38]。

2.4. 蛋白酶抑制剂

在防御机制中,植物会分泌蛋白质来抑制蛋白酶。这些酶抑制剂会结合到蛋白质的活性位点,阻止蛋白质分解。蛋白酶对生物体的生存和维持至关重要,但它们也可能在吸收过程中产生负面影响。因此,需要控制它们的活性,以减少对胰蛋白酶、纤溶酶、胰凝乳酶、弹性蛋白酶、组织蛋白酶G、凝血酶和枯草杆菌蛋白酶等酶的抑制作用[39]。

2.5. 关于horse gram植物化学成分和营养成分的最新研究

Gautam等人对不同品种的horse gram进行了营养成分分析[40]。研究结果表明样本之间存在显著差异。氨基酸分析显示,Chamba品种的必需氨基酸浓度最高,范围在0.92至1.66克/千克之间,非必需氨基酸的浓度为8.14克/千克,这表明其蛋白质质量优于其他品种,如Dharampur和HPKM-317。碳水化合物分析表明,其中含有多种糖类,如果糖、α-葡萄糖、β-葡萄糖、木糖、半乳糖、蔗糖/淀粉糖、肌醇和麦芽糖。Chamba(Salooni)样品中的糖含量最高(35.45克/千克),并且麦芽糖(25.3克/千克)和肌醇(1.29克/千克)的含量也较高。这些糖类不仅为食物提供能量,还赋予食物系统风味和功能性。除了蛋白质和碳水化合物外,还发现了多种生物活性化合物,包括维生素、有机酸、甾醇和脂肪酸。研究鉴定出了维生素B1(硫胺素)、B2(核黄素)和B3(烟酸),其中Chamba品种的维生素含量最高(3.81克/千克),这些维生素对新陈代谢至关重要。此外,还发现了苹果酸和琥珀酸等有机酸,它们是细胞能量代谢过程中的必需成分。研究还发现,Salooni样品中的甾醇含量最高,尤其是豆甾醇(0.9克/千克)。脂肪酸和胆碱有助于维持细胞膜的结构完整性,并提升食物的营养价值[6]。

表2:马豆中的植物化学成分详细分析
| 化合物 | 范围/位置数据 |
|-------------|----------------------|
| 氨基酸 | 必需氨基酸:Chamba:0.92克/千克;HPK-4/HPKM-317/HPKM-249:0.000034–0.12克/千克;Kullu:0.27克/千克;Rampur:0.40克/千克;Karsog:0.26克/千克;Dharampur:约0.13克/千克 |
| 条件必需氨基酸(Cys、Pro和Gln)| Chamba:1.66克/千克;HPKM-317:微量;Kullu/Rampur:中等 |
| 非必需氨基酸 | Chamba:8.14克/千克;Karsog:2.04克/千克;HPKM-249:1.52克/千克;HPKM-317:最低 |
| 碳水化合物 | 总糖含量:Chamba:35.45克/千克(最高) |
| 麦芽糖 | 25.3克/千克(Salooni) |
| 肌醇 | 1.29克/千克(Salooni) |
| 淀粉糖/蔗糖 | 7.87克/千克(Salooni) |
| α-半乳糖 | 0.11克/千克(Salooni) |
| α-葡萄糖 | 0.8克/千克(Salooni) |
| 维生素 | B1、B2、B3:Chamba最高:3.81克/千克;HPK-4、HPKM-317、HPKM-249最低 |
| 酚酸 | 槲皮素、咖啡酸、绿原酸和原儿茶酸 | 范围:0.005–0.12克/千克(海拔1021米处最高) |
| 黄酮类 | 茜草素、芹菜素苷、山柰酚苷、没食子素 | Salooni总黄酮类:4.03克/千克;没食子素:2.57克/千克 |
| 甾醇 | 豆甾醇 | Salooni:0.9克/千克;Rampur:0.23克/千克;HPK-4:0.12克/千克 |
| 有机酸 | 苹果酸和琥珀酸 | 定性鉴定(无精确数值) |

马豆的植物化学成分显示出营养素与功能性成分之间的复杂相互作用。例如,膳食纤维和酚类化合物具有抗氧化作用,并有益于肠道健康。然而,植酸和蛋白质抑制剂的共存可能会影响营养素的吸收。这种双重性质为食品配方和加工方法的优化带来了机会和挑战。此外,仍存在一些研究空白,需要进一步探索以解决其在应用中的局限性。未来的研究应优先考虑针对特定品种的加工优化和体内生物利用度研究,以填补营养成分与功能性之间的差距。

3. 加工方法
目前的农业和食品系统认识到,未经处理的原材料不能直接使用,因为其中含有过多的抗营养因子,且缺乏所需的功能性成分。因此采用了多种加工方法来增强功能性并减少抗营养因子的含量[41]。这些方法可分为两大类:传统方法(烘烤、浸泡、烹饪、发芽和发酵)和现代方法(高压处理、脉冲电场、冷等离子体和超声波处理)。还有一些生物技术创新方法,如精准发酵、碳利用和酶辅助加工。每种方法在特定条件下进行,会影响加工后种子的物理和化学性质及其产品的特性[6]。食品产品的具体功能性会随着碳水化合物、蛋白质、脂肪和纤维含量的变化而改变,包括水分相关性质(膨胀性、持水能力、保水能力和溶解度)、界面性质(乳化能力和起泡能力)、结构性质、流变性质(凝胶粘度和增稠能力)、热性质以及口感性质[8, 42, 43]。这些性质的改变主要取决于加工方法;例如,在干热处理中,种子颜色会变成深棕色,并带有烘烤香味。研究表明,这些加热方法会影响马豆种子的体积密度和吸油能力。加工过程会导致种子颜色、味道和香气的变化[44]。基于水分的方法与干热方法不同,它主要通过湿润种子来触发特定的生理变化,从而提高消化率。尽管这两种方法都能有效减少抗营养因子并提升蛋白质消化率,但在改善功能性方面,烹饪方法被发现可以增加吸油能力[45]。用于加工的生物方法包括发芽和发酵,这些方法利用微生物显著改变马豆种子的植物化学成分。在发芽过程中,种子中酶的激活会改变植物化学成分并提高营养素的生物利用度,同时也会改变功能性特征[44]。酶通过浸泡被激活,从而提高消化率;微生物发酵则逐渐降低抗营养因子并增强风味。这种技术在开发功能性方面特别有效,因为发酵后的面粉不仅在吸水和吸油方面表现更好,而且在所有加工方法中具有最高的起泡能力[8]。

3.1 加工对马豆抗营养因子和功能性成分的影响
如上所述,马豆富含营养素;然而,它也含有多种限制其生物利用度和消化率的抗营养因子[46]。已经广泛研究了各种传统和现代加工方法,以减少抗营养因子并改善其功能性。2017年至2025年的文献分析表明,加工方法显著改变了马豆的营养和功能性。从表3可以看出,生物方法(如发酵和发芽)在减少抗营养因子方面效果最佳,而现代方法(如超声波处理和冷等离子体处理)在改善功能性方面表现更优。在某些营养方面的改进方面,酶辅助水解和研磨基方法取得了良好效果,而物理方法(如浸泡和烘烤)的效果相对较低[55]。

然而,所有研究结果的差异可归因于多种相关变量。首先,所使用的马豆品种不同,例如Chamba、Salooni或HPKM-317,其蛋白质、淀粉和植物化学成分的组成各不相同,这会影响每个样本的加工效果[56]。其次,用于研究的面粉类型也不同,如全粒面粉、去壳面粉和子叶部分,这些面粉在纤维、单宁和植酸含量上存在差异[57]。第三,加工条件(温度、时间、酶浓度、浸泡时间、冷等离子体的电压水平或水解程度)在不同研究中没有标准化,使得直接比较变得困难。最后,用于量化抗营养因子和功能性成分的分析方法和样品制备方法也各不相同[58]。方法上的不一致性显著影响了报告的减少或改善程度,因此需要对每项研究进行详细的方法分析,以获得更深入的见解并形成统一的比较讨论。现代加工方法——针刺式冷等离子体技术——被用来研究马豆面粉的变化。研究发现,在F30-25条件下,抗营养因子的浓度显著下降。具体而言,单宁(1.43 ± 0.01 μg/g)、皂苷(0.72 ± 0.01 mg/g)和植酸(5.26 ± 0.03 mg/g)的浓度明显降低,而未经处理的马豆分别为2.01 ± 0.03 μg/g、0.81 ± 0.01 mg/g和8.33 ± 0.03 mg/g。除了抗营养因子的分析外,他们还研究了其他功能性特征的变化,如图4所示。在WHC(水分保持能力)方面,马豆面粉随着处理程度的增加而有所提高;在OHC(油保持能力)方面,处理条件较高的情况下有所增加;在SC(膨胀能力)和SP(膨胀指数)方面,F10-25条件下的值有所增加,之后则呈现下降趋势[52]。

另一项研究由Krishnan等人进行,探讨了加工对马豆的影响(包括超声波处理和乙酰化处理)。结果显示,超声波处理显著降低了单宁(4.14 mg TAE/g)和植酸(0.55 mg/g)的含量,而乙酰化处理则降低了单宁(5.53 mg TAE/g)和植酸(0.68 mg/g)的含量。除了抗营养因子外,他们还研究了其他功能性指标(如蛋白质溶解度[PS]、WAC、OHC、FC和泡沫稳定性[FS]、EC和ES)。评估结果显示,超声波处理的马豆在所有功能性指标上均优于未经处理的马豆及其乙酰化处理后的马豆[51]。同年,Chandola等人研究了干磨、湿磨和酶辅助磨粉对马豆营养成分的影响。研究发现,酶辅助磨粉显著降低了植酸(29.84%)和单宁(81.20%)的含量。在较高温度(50°C ± 2°C)下的酶处理增加了种子的外层孔径,导致水溶性抗营养因子的浸出。在降低草酸方面,湿磨方法更为有效[53]。Sharma等人使用酶辅助处理方法评估了马豆的功能性特征,发现酶处理显著提高了WHC(2.5 mL/g)和OHC(2 mL/g ± 0.25),而在Protex 6L在10% DH条件下的OHC最高。两种蛋白酶在10% DH条件下均提高了PS(56%);Protex 6L在10% DH条件下的FC也有显著提高(92% ± 1.44%),但FS(11%)较低。Alcalase 2.4 L在5% DH条件下的EC和ES表现最佳[54]。总体而言,所有酶处理方法与未经处理的马豆相比都有显著改进[55]。Medhe等人于2025年报告了马豆粉在发芽和烹饪过程中功能特性的变化以及抗营养因子的变化,指出马豆样品中的蛋白质含量有轻微波动,但这些变化并不明显。在粗纤维含量方面,发芽后的马豆(HG-G)比未发芽的马豆(HG-R)和煮熟的马豆(HG-C)有显著增加。发芽过程中纤维含量的增加是由于细胞壁变厚以及结构成分(木质素、纤维素和半纤维素)含量上升所致。这表明发芽可以改善马豆的膳食纤维质量,从而为健康带来更多益处,尤其是在消化健康和血糖控制方面。其他植物化学成分(如灰分和酚类化合物)在样本之间也存在显著差异。发芽后的马豆(HG-G)的TPC(总酚含量)高于未发芽和煮熟的马豆。功能特性的分析(图7)显示,未发芽的马豆(HG-R)具有更好的EC(膨胀度)、FC(溶解度)和峰值粘度,但凝胶化性能较差。发芽后的马豆粉由于淀粉酶的作用而增强了凝胶化能力。尽管凝胶化能力有所提高,但发芽后的马豆粉的乳化体积仍处于中等水平(3.30/100 mL),并且由于热诱导的蛋白质变性导致乳化稳定性为零。膨胀度和溶解度的顺序为:HG-R > HG-G > HG-C。这表明高温处理方法会改变蛋白质的HLB(亲水-疏水平衡),从而降低其溶解度。流变学和糊化特性的分析显示粘度顺序为:HG-C > HG-G > HG-R [48]。

另一项研究强调了发酵处理在降低马豆种子中草酸含量方面的价值。发芽(339.38 mg/100 g)和烹饪(375.00 mg/100 g)后的草酸含量比未处理(554.25 mg/100 g)降低了更多。通过进一步发酵,发芽和煮熟的马豆粉中的草酸含量最低(分别为207.38 mg/100 g和271.50 mg/100 g)。这表明发芽、烹饪和发酵的协同作用显著降低了马豆中的草酸水平。当单独考虑发酵效果时,烤制马豆粉(HG-roasted)的草酸含量降低最多(160.12 mg/100 g),其次是浸泡马豆粉(HG-soaked,151.13 mg/100 g)、发芽马豆粉(HG-G,132.00 mg/100 g)和烤制马豆粉(HG-roasted,116.25 mg/100 g)。百分比降低的分析显示,全麦面粉的发酵效果最好(28.89%),其次是浸泡面粉(27.27%)、发芽面粉(23.81%)和煮熟面粉(18.67%)。处理方法还显著改变了马豆粉的堆积密度、水分吸收能力(WAC)和油吸收能力(OAC)。图8显示,所有处理方法都显著降低了堆积密度,并且WAC高于未处理的马豆粉。发芽马豆粉的WAC和OAC最高,堆积密度适中。浸泡马豆粉的堆积密度变化最小,而烤制马豆粉的WAC和OAC略有增加。其他处理方法降低了溶解度及其稳定性,只有浸泡和发酵方法使溶解度和乳化体积略有增加[49]。

Gautam等人的另一项研究表明,经过烘焙、浸泡、烹饪、发芽和发酵处理后,马豆中的单宁浓度从7.90 mg/g降至2.96 mg/g,植酸含量从0.96 mg/g降至0.44 mg/g。这些结果表明,结合使用传统加工方法可以显著提高食品质量。热处理(如油炸)与发酵和发芽结合使用可以进一步降低抗营养因子(ANFs)的含量。单宁含量平均减少了52.4%,植酸含量也有所下降。热处理还去除了潜在的刺激性脂质;对照组中存在肉豆蔻酸,表明适当的加工可以减少过敏原和对胃肠道的刺激。Ojha等人的进一步研究表明,不同加工方式对降低马豆中的抗营养因子具有重要意义。发芽(61.6%)和发酵(69.5%)过程中植酸含量下降幅度最大,而浸泡(18.1%)和烘焙(22.4%)的下降幅度较小。单宁和草酸的趋势也相同,发酵样品中的降低幅度最大(单宁69.36%,草酸66.77%)。这些结果表明,生物处理(发芽和发酵)比物理处理(浸泡或烘焙)更有效。生物处理在WAC和OAC方面有显著改善,而其他参数(如堆积密度和粘度)低于未处理的马豆[47]。

Handa等人进行的另一项研究指出,浸泡时间越长,马豆粉中的水分、可滴定酸度、抗坏血酸和蛋白质含量增加越多。相反,蛋白质、淀粉、酚类化合物、单宁和草酸的含量则减少。图10显示,浸泡后的马豆粉的WAC、OAC、溶解度指数(SP)和溶解度(FC)有所提高。发芽对OAC、SP和堆积密度没有显著影响[50]。

比较分析表明,生物方法(如发酵)在降低单宁和草酸方面更有效。Chandola等人发现,酶法磨粉可以减少植酸和单宁[53]。Patra等人的研究表明,冷等离子体处理也能显著改变单宁、皂苷和植酸的含量[52]。然而,其他研究显示,结合使用发芽、烹饪和发酵等处理方法可以降低草酸含量,并显著减少抗营养因子[40, 49]。在所有处理过程中,发芽时达到了最佳的水分吸收和油吸收效果。根据Handa等人的研究,由于实验变异性,OAC的变化并不显著。使用Alcalase 2.4 L在10%相对湿度(DH)下获得了最佳结果。同样,使用该酶在5% DH下获得了最高的膨胀度(EC)。在EC方面,Alcalase 2.4 L在5% DH下表现出更好的改善效果,而超声波处理产生了最高的EC。热处理(如烹饪)显著降低了EC并完全破坏了乳化稳定性。非热处理方法(如浸泡和发酵)使溶解度和乳化体积有所增加。Protex 6L在10% DH下获得了最高的溶解度,但乳化稳定性较差。尽管如此,发芽和烹饪处理在凝胶化、粘度和糊化特性方面表现出上升趋势。所有传统处理方法都降低了未处理马豆粉的堆积密度。

Medhe等人还研究了处理后的马豆粉(浸泡、烤制、发芽和发酵)的功能特性。他们发现,发芽时间越长,水分、可滴定酸度、抗坏血酸和蛋白质含量增加越多。相反,蛋白质、淀粉、酚类化合物、单宁和草酸的含量则减少。图10显示,浸泡后的马豆粉的WAC、OAC和溶解度指数(SP)有所提高。发芽对OAC、SP和堆积密度没有显著影响[50]。

比较分析表明,生物方法(如发酵)在降低单宁和草酸方面更有效。其他方法(如酶法磨粉)也能减少植酸和单宁[53]。Patra等人的研究表明,冷等离子体处理也能显著改变单宁和皂苷的含量[52]。然而,其他研究显示,结合使用发芽、烹饪和发酵等处理方法可以显著降低草酸含量,并显著减少抗营养因子[40, 49]。所有处理过程中,发芽时达到了最佳的水分吸收和油吸收效果。根据Handa等人的研究,由于实验变异性,OAC的变化并不显著。Alcalase 2.4 L在10% DH下获得了最佳结果。在5% DH下,使用该酶获得了最高的膨胀度(EC),同时ES也略有增加。冷等离子体处理在特定条件下也显示出上升趋势。热处理(如烹饪)显著降低了EC并完全破坏了乳化稳定性。非热处理方法(如浸泡和发酵)使溶解度和乳化体积有所增加。Protex 6L在10% DH下获得了最高的溶解度,但乳化稳定性较差。尽管如此,发芽和烹饪处理在凝胶化、粘度和糊化特性方面表现出上升趋势。所有传统处理方法都降低了未处理马豆粉的堆积密度。

上述研究表明,马豆作为一种功能性食品具有多种用途,可以应用于各种食品中,如烘焙产品、甜点、汤品、面包、酱料和饮料。最近的研究还将马豆引入了基于面粉的健康饮料、甜点和零食中。在肥胖管理方面,烤制马豆粉与姜根、薄荷叶和甜叶菊叶混合使用,用于制作草药预混料[59, 60]。另一种营养混合物结合了辐射菜豆、葫芦巴和姜黄制成[61]。此外,还使用马豆麦芽粉通过浸泡、发芽、控制干燥(55°C)和蒸汽烹饪等工艺制作速溶汤[60]。在印度甜点中,使用马豆粉(生、烤制和发芽)制作了古拉布贾蒙(gulab jamun)[62]。另一种混合物结合了山药残渣粉和jachya粉以及糙米粉,以增加纤维和功能特性[63]。Vashishth等人的研究分析了马豆粉的氧化稳定性,发现微波烹饪后的马豆粉氧化速度最慢。他们使用过氧化物和硫代巴比妥酸值来评估氧化程度。研究还表明,储存条件(尤其是水分活性)和处理方法对脂质氧化速率有显著影响。需要更多的研究或数据收集,以确定哪种处理方法具有最佳的保质期和储存稳定性。

4. 药用和治疗效果
处理方法有助于去除抗营养因子并提高营养价值;此外,马豆中的植物成分具有重要的药用和治疗效果。这些植物成分具有多种活性,包括抗炎、抗菌、抗尿石症、抗氧化和抗糖尿病作用。M. uniflorum含有丰富的酚类和黄酮类化合物,有助于减少氧化应激并提高食品系统的抗氧化稳定性[64]。处理方法对这些化合物起着重要作用。研究人员发现,发酵和微波处理能增强抗氧化活性,而挤压处理则会降低其活性[52, 65]。这些结果有助于延长保质期并提高功能质量。传统上,马豆被用于治疗泌尿系统疾病、普通感冒、发烧和咽喉感染,并具有抗炎和抗菌作用[8, 66]。马豆中的植物成分有助于抑制微生物生长,从而提高食品安全性[67]。近年来,人们对马豆的抗癌特性越来越感兴趣,因此对其抗癌活性进行了研究。研究发现,发酵马豆中的山柰酚含量高于未发酵马豆[68]。马豆传统上被用作抗尿石剂。为此,许多研究人员发表了关于多种方法和植物成分的研究,以了解其作用机制[69]。肾结石(尿石症)主要是由于水分不足、高盐/糖摄入以及肥胖和其他因素(如某些药物或补充剂)引起的[70]。处理方法(如浸泡、提取和热处理)会影响这些化合物的可用性,从而提高功能性食品的效果[71]。食品加工方法提高了营养价值,因此可以将马豆与其他药用植物混合制成草药预混料,用于治疗多种代谢疾病[8]。

尽管马豆有传统应用,但它仍是一种尚未充分探索的作物,需要更深入的科学研究和工业开发。未来,研究人员应重点关注关键生物活性化合物(如阿魏酸、山柰酚和其他黄酮类/酚酸)的分离、定量标准化和稳定性分析。在人体内,抗营养因子具有双重作用,既有益也有害[72]。当抗营养因子水平升高时,会降低营养吸收和蛋白质消化,从而导致健康问题。使用传统的加工方法有助于降低抗营养因子(ANF)的水平,并提高食品的营养价值和消化率[73]。在发芽和浸泡过程中,可以减少单宁、植酸、胰蛋白酶、钙和铁的含量[74]。此外,发芽和烘焙还能降低血凝素活性[75]。将发芽与去壳过程结合使用可以提高营养成分的消化率。通过烹饪、高压灭菌、挤压和微粉化等加工技术,可以减少氨基酸、维生素、单宁、草酸、植酸、棉子糖和Verbascose等关键营养成分的含量[76]。为了解决这个问题,这些方法与发酵结合使用可以帮助提高蛋白质、纤维和水分的含量。现代加工技术,如微波辅助加热技术,可以用来保留对热敏感的营养成分[77]。除了治疗方面的应用外,还需要关注多种加工方法(传统方法与现代技术的结合),以显著降低抗营养因子的含量,并最大限度地保留营养成分同时改善功能性。研究表明,鹰嘴豆中含有多种生物活性成分。因此,对于强化传统食品、膳食补充剂、汤品和甜点等产品,有必要进行开发。同样,利用生物技术方法(如精准发酵、酶辅助加工和微生物加工)来增强功能性成分(黄酮类和酚酸)也有很大的潜力。在鹰嘴豆的研究中,监管和安全评估是一个尚未充分探索的领域。此外,还应利用各种体内和体外实验(细胞系实验、酶活性实验)来验证其抗氧化、抗尿石症等作用机制。从文献来看,虽然报道了一些加工方法和相关食品产品,但还需要通过动物和临床研究来进一步验证其潜在功效。此外,还需要研究其药理过程和营养保健品的应用。此外,通过基因工程技术改造ANF合成途径也有助于降低ANF的水平[78]。这种现代方法将有助于开发营养价值高的食品。尽管存在这些障碍,还有一个经济方面的问题:鹰嘴豆被称为“穷人的豆类”,但其市场价值尚未得到充分开发。农村消费者将其纳入饮食中,但城市居民对其药用价值了解较少,因此需要进一步探索以提升其品牌价值和商业价值。此外,监管方面的障碍还包括有限的临床数据以及缺乏质量和安全的标准操作规程。

6. 结论

如今,人们更加注重健康的生活方式,并倾向于食用植物性产品来治疗疾病,这促进了营养保健品的应用。M. uniflorum富含蛋白质,因此被称为“穷人的豆类”。尽管如此,现有研究表明它含有丰富的膳食纤维以及出色的酚类和黄酮类化合物。传统上,这种豆类被用于治疗多种疾病,但在提高产量、农艺特性和营养价值方面的研究非常有限。需要通过实验室和动物模型来研究其药理作用。传统加工方法可以降低ANF的水平,从而提高消化率。其中,发芽和发酵是最有效的方法,它们可以增加抗氧化活性并减少50%的ANF。经过处理的鹰嘴豆(浸泡、发芽、发酵和温和烹饪)面粉由于其较低的ANF含量,更适合用于制作食品。除了作为良好的营养来源外,由于其植物化学成分,它还具有抗菌、抗炎和抗氧化作用,这解释了其传统用途的合理性。总体而言,鹰嘴豆是一种未被充分利用的豆类,在开发功能性食品和营养保健品方面具有巨大潜力,包括用于预防和治疗代谢性疾病及与生活方式相关的疾病。然而,为了支持这些说法,研究应关注其他临床前参数(生物利用度和安全性)并规范临床研究。

致谢
S.G.、P.S.、G.J. 和 B.K. 感谢印度北阿坎德邦科学技术委员会(UCS&T/R&D-05/23-24/24523,德赫拉敦,北阿坎德邦)对这项研究的支持。作者还感谢各相关组织为研究提供了必要的基础设施。数据生成过程中未使用任何生成式AI工具,仅使用Grammarly对稿件进行了语法校正。

资金支持
本研究得到了北阿坎德邦科学技术委员会(10.13039/501100004780,UCS&T/R&D-05/23-24/24523)的资助。

利益冲突
作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明
作者无需报告任何相关信息。
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