《Sustainable Food Technology》：Comparative effects of pretreatments and their combinations on uncooked and microwave-assisted cooked lentil (Lens culinaris) flours: effect on technofunctional, antinutritional, bioactive, and structural properties
编辑推荐：
本研究重点关注了采用不同预处理和加工方法（包括浸泡、发芽、去壳、微波辅助烹饪及其组合）获得的扁豆的营养、技术功能、生物活性和微观结构特性，以生产具有改良特性的高附加值扁豆粉。去壳和发芽的组合导致蛋白质含量显著增加（p < 0.05），最高值达到30.91
本研究重点关注了采用不同预处理和加工方法（包括浸泡、发芽、去壳、微波辅助烹饪及其组合）获得的扁豆的营养、技术功能、生物活性和微观结构特性，以生产具有改良特性的高附加值扁豆粉。去壳和发芽的组合导致蛋白质含量显著增加（p < 0.05），最高值达到30.91%。同样，由于发芽和微波辅助烹饪的共同作用，粗纤维含量增加（3.62%）。相比之下，脂肪含量呈下降趋势。去壳使得单宁含量最大程度降低（85.57%），植酸通过发芽最有效地减少（73.14%），而胰蛋白酶抑制剂主要通过微波辅助烹饪降低（93.81%）。未经处理的样品的抗氧化活性最高（35.37%），并且在后续预处理后进一步降低；总酚含量也观察到类似的减少。浸泡去壳扁豆粉的峰值粘度和最终粘度最高（1366 cP；1800 cP）。微波辅助烹饪可以改善扁豆粉的技术功能和营养特性，组合方法可以提升扁豆的价值并使其用途多样化。
扁豆作为一种可持续的植物蛋白来源，因其对环境影响小、需水量相对较低且能改善土壤健康而日益受到国际认可。然而，在将其整合到植物基食品中时，面临烹饪时间长、能耗大以及含有抗营养因子（如植酸、单宁、胰蛋白酶抑制剂）等挑战，这些因素会降低其营养价值和生物利用度。传统烹饪方法虽然能有效降低抗营养因子，但可能带来能源消耗大、营养和热敏性生物活性成分损失等问题。微波辅助烹饪作为一种替代热加工技术，具有节能、快速、并能更好地保留食品颜色、风味和维生素的潜力，但其与不同预处理组合对扁豆粉综合特性影响的系统研究仍较为缺乏。为了填补这一研究空白，研究人员系统评估了去壳、浸泡、发芽及其组合预处理，对生扁豆粉和微波辅助烹饪扁豆粉的技术功能特性、抗营养因子、生物活性成分和微观结构的影响，旨在开发改良的扁豆粉食品配料。
为开展研究，研究人员使用了几个关键技术方法。首先，采用全因子设计制备了生和微波辅助烹饪两类共12种扁豆粉样品，包括未处理对照、单独去壳、单独浸泡、单独发芽、浸泡结合去壳、发芽结合去壳。其中，所用红扁豆品种为PL8，产自印度旁遮普邦。预处理后样品在45°C下干燥至水分10%，经研磨并通过150 μm筛。微波辅助烹饪在800 W功率下进行，以感官方法判定终点。其次，对样品进行了详细的物性表征，包括采用标准AOAC方法分析近似成分（水分、蛋白质、脂肪、灰分、粗纤维、碳水化合物）；测定技术功能性质，如水和油吸收能力、乳化能力、起泡能力；通过滴定法和分光光度法测定抗营养因子（植酸、单宁、胰蛋白酶抑制剂活性）和生物活性成分（总酚含量、DPPH自由基清除抗氧化活性）；利用快速粘度分析仪分析糊化特性；以及通过扫描电子显微镜观察样品微观结构。最后，采用双因素方差分析和Tukey检验对数据进行统计分析，评估烹饪方法和预处理及其交互作用的显著性。
在研究结果部分，近似组成分析显示，生样品中蛋白质含量在26.68%至30.91%之间，其中发芽结合去壳处理获得最高值。微波辅助烹饪后蛋白质含量普遍下降。脂肪含量在微波辅助烹饪后降低，而去壳的生样品脂肪含量相对较高。粗纤维含量在发芽后增加，且在微波辅助烹饪样品中更高。总碳水化合物含量在发芽后下降。技术功能性质方面，发芽和去壳处理显著提高了生和微波辅助烹饪扁豆粉的水和油吸收能力。其中，微波辅助烹饪的发芽去壳样品的水吸收能力最高，达到2.92 g水/g粉。乳化能力在去壳和发芽后得到提升，微波辅助烹饪的发芽去壳样品乳化能力最高（94.11%）。而起泡能力在微波辅助烹饪后普遍下降，但生样品的去壳和发芽处理可提高其起泡能力。抗营养因子分析结果表明，不同预处理方法对抗营养因子有不同程度的降低效果。去壳能最大程度降低单宁含量（生样降低85.57%）；发芽是降低植酸最有效的方法（生样降低73.14%）；而微波辅助烹饪能最有效地降低胰蛋白酶抑制剂活性（单独微波辅助烹饪处理未处理样品降低93.81%）。然而，生物活性成分如总酚含量和抗氧化活性，在预处理和微波辅助烹饪后均出现下降，表明这些处理在降低抗营养因子的同时，也可能导致部分有益生物活性物质的损失。糊化特性分析显示，生扁豆粉的糊化曲线明显，而微波辅助烹饪样品因淀粉已预糊化，其粘度发展极其有限。在生样品中，浸泡结合去壳处理的峰值粘度和最终粘度最高。微观结构观察显示，生扁豆粉的淀粉颗粒表面光滑、形状规则。经过发芽和浸泡处理，淀粉颗粒表面出现轻微破损。微波辅助烹饪处理后，样品微观结构发生显著变化，淀粉颗粒膨胀、表面粗糙、出现孔洞和断裂，这与微波加热导致的内部水蒸气快速产生和结构膨胀有关。
在讨论部分，研究人员深入分析了预处理和微波辅助烹饪对扁豆粉各项特性的影响机制。蛋白质含量的增加可能与发芽过程中的酶促合成、氨基酸释放以及干物质损失导致的相对浓缩有关，而微波辅助烹饪后的下降则归因于含氮化合物的浸出和热变性。水和油吸收能力的提高与蛋白质变性暴露结合位点、淀粉糊化以及微波导致的微观结构多孔化有关。乳化能力的增强与蛋白质的增溶、解离以及淀粉的辅助作用相关。抗营养因子的降低机制多样：去壳直接去除了富含单宁的种皮；浸泡通过水溶性成分浸出；发芽通过激活内源酶（如植酸酶）进行分解；微波辅助烹饪则通过热效应使热敏性的抗营养因子（如胰蛋白酶抑制剂）失活。然而，生物活性成分的减少表明，在追求高营养品质和功能性的过程中，需要权衡抗营养因子的去除与有益成分的保留。糊化特性的改变直接影响了扁豆粉在食品加工中的应用性能。微观结构的变化为理解技术功能性质的改变提供了直观证据。本研究也指出了若干局限性，如仅使用单一品种、实验室规模、烹饪终点为感官判定、未进行粒径分布分析等，为未来研究指明了方向。
研究的结论部分表明，预处理（去壳、浸泡、发芽及其组合）无论是单独使用还是与微波辅助烹饪结合，都能显著降低扁豆粉中的抗营养因子，并调节其技术功能特性。预处理后观察到的蛋白质含量增加主要归因于干物质的损失。相反，脂肪含量在这些处理中略有下降。预处理方法，特别是与微波辅助烹饪结合时，能显著降低抗营养因子；然而，总酚含量和抗氧化活性在这些预处理后也有所下降。浸泡和去壳等预处理改善了生扁豆粉的糊化特性。微波辅助烹饪过程与预处理结合，改善了技术功能特性，同时保留了重要的宏量营养素；然而，热敏性和水敏性成分的损失是明显的。这些发现支持了对作为功能性食品配料加工的扁豆粉进行进一步研究的潜力。
