Evaluation of the nutritional and functional properties during processing of edible drink in the highlands of Ecuador

在安第斯山脉稀薄的高海拔空气中，阳光炽烈，夜晚寒冷，玉米不仅仅是一种作物，它更是一条生命线。数千年来，生活在厄瓜多尔这些高海拔地区的人们种植这种谷物，使其适应了足以让其他植物枯萎的生存环境。虽然玉米在全球范围内被视为能量来源，为我们的身体提供燃料所需的淀粉，但其颗粒中还隐藏着一种潜力。根据谷物的颜色不同，植物含有不同的天然化合物，可以作为抗氧化剂，帮助保护身体免受损伤。近几十年来，科学家们了解到，我们加工食物的方式——无论是让其发芽、烹饪，还是进行发酵——都会显著改变这些营养特性。这对于传统的发酵饮料尤为适用，其中微生物的作用将简单的糖分转化为复杂的风味和潜在的有益物质。理解这些变化不仅是为了保护传统，更是为了寻找提高营养水平并为种植这些独特品种的农民创造价值的新途径。

来自厄瓜多尔和韩国的一个研究小组致力于通过研究五种专门为高地开发的特定类型玉米来探索这一潜力。这些品种由厄瓜多尔国家农业研究院培育，在颜色和质地上各不相同，范围从白色、黄色到深黑紫色。科学家们想要观察这些谷物在经历三个不同阶段时，其营养构成会发生怎样的变化：首先是原始颗粒，然后是经过发芽处理后，最后是转化为一种被称为“奇查”（chicha）的传统发酵饮料。目标是确定加工步骤是有助于还是损害了这些有益化合物，以及哪种玉米品种最适合用于制作一种健康的、具有功能性的饮料。

研究始于实验室中的原始谷物。研究人员测量了每种品种的物理特征，注意到白色的粉质颗粒最大且最重，而黄色的甜质颗粒则最小。他们还使用一种测量亮度度和色调的灵敏仪器分析了谷物的颜色。正如预期的那样，黑紫色品种颜色最深，而黄色和白色谷物则明亮得多。这种颜色差异具有重要意义，因为它暗示了存在不同的天然色素，例如在明亮谷物中发现的黄色类胡萝卜素和在深色谷物中发现的紫色花青素。这些色素通常与健康益处相关，作为抗氧化剂中和体内的有害分子。

接下来，团队将谷物进行了萌发处理。这个过程包括将种子浸泡在水中，并将其置于温暖的环境中直到开始生长。在这个阶段，种子“苏醒”并开始分解储存的能量以驱动新植物的生长。研究人员发现，这种发芽过程改变了谷物的化学景观。在几乎所有的品种中，随着淀粉被分解成更简单的形式，糖的含量增加了。更重要的是，发芽触发了多酚类物质（一类以其抗氧化特性闻名的广义植物化合物）的上升。所有品种对抗氧化的能力普遍得到了提升。然而，结果并非完全统一；深紫色品种在发芽过程中其花青素含量略有下降，这可能是因为这些脆弱的化合物对种子内部发生的改变非常敏感。与此同时，其中一种黄色品种的类胡萝卜素显著增加，表明发芽过程可以根据谷物的遗传构成来提升特定的营养成分。

实验的最后一个阶段是将发芽后的谷物转化为饮料。研究人员将磨碎的发芽玉米与水混合，并在室温下发酵了两天。这是制作奇查的传统方法，这种饮料在安第斯地区已有数百年的饮用历史。随着混合物的发酵，环境发生了迅速变化。液体的酸度增加，pH值下降，创造了一个有利于益生菌和酵母生存的环境。研究人员每天追踪这些变化，观察微生物消耗糖分的过程。当他们分析最终的饮料时，发现与发酵前的发芽谷物相比，发酵过程通常降低了整体的抗氧化活性。这表明微生物或发酵过程中的化学条件可能会分解一些有益化合物。然而，有一个显著的例外。深紫色品种 INIAP 199 即使在发酵后仍保持了极高的多酚水平，在其他四个品种中脱颖而出。

这项研究并未止步于化学分析；它还询问了人们对这些饮料的看法。由四十人组成的评审团（包括当地人和研究人员）品尝了由五种玉米品种制成的奇查。他们对颜色、气味、味道和口感进行了评分。结果令人震惊。由深紫色玉米制成的饮料在颜色和整体品质方面获得了最高分。评审员显然更偏好紫色品种那深邃、浓郁的色泽。相比之下，由白色玉米品种制成的饮料在各项指标中得分最低，尤其是在气味和味道方面。这种对深色品种的偏好与化学发现相一致，因为紫色谷物不仅看起来最具吸引力，而且在发酵过程中保留了最高水平的促进健康的化合物。

研究人员得出结论，在开发功能性食品时，选择玉米品种至关重要。虽然发芽通常通过增加糖分和抗氧化剂来提升谷物的营养价值，但随后的发酵步骤可能会改变这些益处。研究表明，并非所有的玉米在这一方面都是平等的。深紫色品种 INIAP 199 脱颖而出，它提供了高抗氧化含量和强消费者吸引力的独特结合。这一发现为农民和食品生产者指明了一个特定的策略：通过选择正确的品种并了解其对加工过程的反应，就有可能创造出既美味又营养卓越的传统产品。这项工作强调，只要加工方法能够针对性地保留每种谷物的独特品质，厄瓜多尔高地的玉米遗传多样性就蕴含着改善人类健康和支持当地经济的巨大潜力。