背景
最近，重新引入有色地方品种玉米已成为改善马拉维人饮食和促进粮食安全的一种方式。长白玉米是一种栽培的、遗传异质性的玉米品种，它在一定的生态地理区域中进化，因此适应了土壤和气候条件（Casañas et al. 2017）。它被认为对压力具有很高的耐受性，并根据生长条件产生中等到高产量（Hwang et al. 2016）。

玉米是碳水化合物的丰富来源，还含有适量的蛋白质、维生素、矿物质和其他生物活性成分，如类胡萝卜素（Hwang et al. 2016）。橙色玉米中发现的类胡萝卜素包括：叶黄素、玉米黄质、β-隐黄质和 β-胡萝卜素（Nuss & Tanumihardjo 2010）。除了天然存在的色素外，类胡萝卜素在人体中还具有重要的健康作用，例如维生素 A 原活性（β-胡萝卜素和 β-隐黄质），对生长和发育至关重要。类胡萝卜素具有很强的抗氧化活性，被认为可以抑制某些形式的癌症、预防黄斑变性、降低白内障形成的风险、预防心血管疾病并能够增强免疫（Bungau 等人，2019年；伯特等人，2010；杜塔等人。2005年；加莫内等人。2017）。由于这些化合物的重要性，它们已被用于食品的补充剂和强化。然而，分离的类胡萝卜素的使用受到限制，因为它们在水中的溶解度差、生物利用度有限且释放快（González-Peña 等人，2023）。纳米粒子和微胶囊新技术可能有助于克服这些限制（Osanlou 等人，2022 年；González-Peña 等人，2023 年））。在这些产品可用且价格实惠之前，食用富含类胡萝卜素的食物是提供这些重要营养化合物的最佳方法。收获时，类胡萝卜素在地方品种橙色玉米中含量很高，但储存条件和食品加工方法是随着时间的推移影响其含量和生物利用度的关键因素（Schieber & Weber 2016）。由于类胡萝卜素的不饱和性质，当暴露于光、氧和热时，它们非常容易因氧化而降解。这会导致食品颜色发生变化并降低生物活性（Moura 等人，2015 年；Schieber & Weber，2016 年）。席伯和韦伯（2016）描述了大多数植物组织中存在的 II 型脂氧合酶 (LOX) 对类胡萝卜素的共氧化作用。β-胡萝卜素似乎受氧化的影响最大。这种氧化取决于 LOX 酶底物的浓度，即具有 1-顺式、4-顺式构型的不饱和脂肪酸。

可接受性对于向消费者介绍或重新介绍产品至关重要。任何食物的消费都取决于其感官特征和由其制成的产品的质量。除了颜色之外，接受度还受到一些人口统计和个人因素的影响，例如年龄、性别、对产品的熟悉程度、口味和社会经济地位（Talsma et al. 2017）。大多数已知含有维生素 A 类胡萝卜素前体的作物（例如生物强化玉米）颜色为黄色至橙色。本研究中使用的地方品种玉米呈深橙色。

在马拉维等撒哈拉以南非洲 (SSA) 国家，对橙色玉米的负面看法很常见。人们认为黄色和橙色玉米是穷人的食物，只适合在紧急情况下作为粮食援助提供（Groote 等人，2011）。近年来，生物强化玉米的感官接受度和加工效果已发表（Pillay 等人，2011 年；Taleon 等人，2017 年））。然而，关于在马拉维重新引入地方品种橙色玉米的记录很少，特别是在儿童中。这种在饮食中增加类胡萝卜素的创新方法以儿童为对象，目的是增加维生素 A 原的摄入量，以减少维生素 A 缺乏并促进最佳生长和发育。本研究的目的是评估学龄儿童对地方品种橙玉米产品的接受程度。此外，常用食品中类胡萝卜素的保留量是使用在家庭条件下储存 10 个月、然后加工和煮熟的玉米来测定的。

方法
研究区
该研究在代扎区（马拉维中部）和乔洛区（马拉维南部）进行。这两个地区最初被选为 ProFarmer 计划的一部分，因为它们的营养不良率很高，并且很容易接受橙玉米的生产。具体而言，Dedza 和 Thyolo 地区的传统权威 (T/A) Kachere 和 T/A Nnaseta 分别是研究地点。这些地区是ProFarmer项目的项目点，有已经种植橙色玉米至少三年的农民（简称“初级农民”），以及邻近地区有其他农民首次种植橙色玉米（简称““二级农民”）。每个地区有 80 户有规定年龄组儿童的家庭，

玉米粉样品的制备
本研究中使用的所有玉米均由 Pro Farmer 项目的农民在 2017-2018 年季节在 Dedza 区（马拉维中部地区）种植，并于 2018 年 4 月收获。白色和橙色玉米均存放在白色聚乙烯袋中在复制当地居民使用条件的情况下。没有尝试控制温度、光照或氧气暴露。玉米在储存 10 个月后于 2019 年 2 月进行加工。一些玉米粒在干磨成大磨粉（脱壳）和全谷物之前已脱壳，而另一些则未脱壳。全粒橙玉米粉和全粒白玉米粉用于制备粥，大磨粉用于制备nsima。研磨后，面粉在室温下保存 24 小时，然后用于生产橙玉米和白玉米食品。这些面粉和制备好的食品也被取样用于类胡萝卜素分析。

食品的制备
玉米食品是由代扎和乔洛工厂的当地妇女新鲜制作的。妇女们被要求像在家一样准备白色和橙色玉米产品。所有妇女都获得了： 3 公斤大磨坊和 2 公斤全麦面粉（橙玉米和白玉米）和瓶装水（4.5 升）。使用六种不同的配方来制备产品。其中包括：1）不加糖的橙玉米粥（2）不加糖的白玉米粥（3）加糖的橙玉米粥（4）加糖的白玉米粥（5）橙玉米nsima（6）白玉米粥玉米nsima . 在这两种加糖食谱中，每 4.5 升锅中使用了大约 6 汤匙糖。

粥和nsima是通过清洁锅并在其中装满瓶装水来准备的。将水放在明火上加热，加入橙粉或白面粉制成粥。在粥中添加额外的面粉以达到适当的稠度。Nsima的制备方法与粥类似，但使用的是大磨坊面粉。当粥/ nsima平均煮了30分钟后，就可以上桌了。

食品感官评价
小组成员
感官验收测试的参与者是来自参与农户的8-10岁学龄儿童。在感官评估日的两周前，我们联系了农民并向其介绍了该项目，并征得他们的孩子同意参加该活动。这些男孩和女孩来自通常食用玉米粥和nsima（浓粥）的家庭。在感官评估中使用儿童而不是成人的理由是，学龄儿童是维生素 A 缺乏症最脆弱的群体之一，他们对食物的接受程度对于增加消费非常重要。

品尝当天，农民们带着孩子来到学校，学校作为感官评估中心。在正式请求父母同意和孩子们同意参与之前，再次向家庭介绍了该项目。如果父母不能读写，研究人员会获得口头同意。在品尝开始之前，所有的孩子都收到了如何进行评估的详细说明。

感官评价
感官分析在两个不同的日期进行，均在 2019 年 2 月中旬。在代扎，测试在 Maonde 小学进行，而在乔洛，测试在 Mikombe 小学进行。在这两个案例中，有 40 名初级农民的子女和 40 名二级农民的子女参与。8 名儿童的数据未纳入分析。4名儿童未满8岁，2名儿童不理解说明，2名儿童在测试完成前离开。最终样本量包括 152 名儿童，其中代扎 75 名儿童，乔洛 77 名儿童。

煮熟的样品被编码并以单盲方式提供给参与者。将准备好的产品连续（单独）提供给孩子们，直到所有六个样品都经过测试。当他们品尝每个样品时，孩子们会收到一份涵盖三个特定属性的调查问卷，以进行评分：颜色、味道和甜味。在品尝之前，孩子们被提醒感官属性，品尝每个样品后，他们被要求用干净的瓶装水漱口，然后再品尝下一个样品。每个样品都使用新的勺子、一次性杯子和盘子。理想情况下，“质地”包含在感官评估中（Kohyama 2020）。然而，人们认为这个概念很难向孩子们解释，特别是当许多样品具有相似的纹理时。因此，该属性并未纳入评价。

孩子们被要求使用 7 点享乐量表对食物样本进行评分，其中（1）表示“非常不喜欢”，（7）表示“非常喜欢”。由于品尝是与可能不理解数字编码含义的孩子一起进行的，因此每个代码的享乐尺度都用面部图片进行了修改。如有必要，对得分有困难的儿童会得到帮助。所有教学均以当地奇切瓦语进行。

类胡萝卜素分析
食物准备好后，立即使用拉链袋收集粥和nsima样品，并将其放入密闭的深色容器中，然后放入移动冷藏箱中。样品从现场运至校长学院化学实验室并储存在（-80°C）下。分析前，所有食品和面粉样品均在用锡箔覆盖的容器中冷冻干燥 48 小时，以避免暴露在光线下。在暗室中，使用研钵和杵研磨干燥的样品。

类胡萝卜素的提取是根据 Ndolo 和 Beta ( 2013 )的方法进行一些修改。简而言之，通过冷冻干燥、打粉和过筛（250 微米筛）制备 500 毫克样品（面粉和食品）。然后在通风橱中将样品与 10 ml 水饱和丁醇在盖有黑盖和铝箔的试管中混合。然后使用直径 10 mm 的涡流器将每个样品均质 5 分钟。管在室温下在通风橱中放置 60 分钟。然后将样品第二次均质化并静置 60 分钟。将约 10 mL 提取物离心（5,000 g，25°C，5 分钟）（Labtech，孟买，印度）。所有程序均在黑暗中进行，每个管都用铝箔包裹，以避免提取过程中类胡萝卜素降解。

总类胡萝卜素含量（TCC）的测定
使用分光光度法分析总类胡萝卜素含量。将提取的样品的上清液从离心管转移至半微量石英比色皿中，并使用 PG 仪器 T90 + 紫外/可见分光光度计（Alma Park，Wibtoft Leicestershire，England）在 450 nm 处测量吸光度。

结果
橙色玉米产品的感官可接受性
表1 nsima的色、味、甜度感官评价结果以及来自初级和二级橙玉米生产者的孩子们的粥。总体而言，初级农民和二级农民的学龄儿童始终更喜欢地方品种橙玉米产品而不是白玉米产品。在所有评估的属性中都观察到了这一点。初级农民的孩子对原味橙粥的味道和甜味表现出明显的偏好。颜色方面也出现了类似的趋势，尽管并不显着。不出所料，加糖粥的得分高于不加糖粥，尤其受到中小学农民子女的喜爱。这一结果可以作为内部验证，证明孩子们理解了说明，并且可以区分不同样品的口味。nsima（颜色、味道、甜味）。尽管初级和二级农民的孩子都非常偏爱橙色玉米产品，但白玉米粥、糖粥和nsima在感官品质方面也获得了很高的排名。这并不奇怪，因为白玉米仍然是农民家庭饮食的重要组成部分。

表1 中小农户子女对玉米产品的接受程度
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类胡萝卜素含量和浓度
表2描述了橙色和白玉米粉的总类胡萝卜素含量以及食品制备对总类胡萝卜素保留的影响。玉米从2018年4月收获时一直储存到2019年2月进行分析。无论采用全谷物还是去壳面粉的加工方法，橙色玉米粉的总类胡萝卜素含量均显着高于白玉米粉。使用相同的方案，之前的一项研究报告称，这种地方品种橙色玉米在收获时的总类胡萝卜素含量为 59.5 毫克/千克（Hwang 等人，2016 年）。经过 10 个月的不受控制的储存后，检测到 53.1 mg/kg，表明保留率约为 89%。

表2 白玉米粉和橙玉米粉及预制食品的总类胡萝卜素含量
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总体而言，生橙玉米的总类胡萝卜素含量明显高于煮熟的橙玉米甜粥（表2）。同样，生全麦白玉米粉的总类胡萝卜素含量显着高于其甜粥。在这两种情况下，普通粥的总类胡萝卜素含量都高于生全麦面粉。

生面粉及熟制品中类胡萝卜素含量
表3列出了研究中玉米产品的类胡萝卜素含量。结果表明，橙玉米（全粉和大磨粉）的 β-隐黄质浓度最高。收获时的 β-胡萝卜素浓度为 7.24 µg/g（Hwang 等人，2016），储存后无法检测到。白玉米粉中的类胡萝卜素浓度非常低，只有玉米黄质的含量可检测到。

表 3 白玉米粉和橙玉米粉及预制食品的 β-隐黄质浓度
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为了计算特定类胡萝卜素的保留量，将数据与 Hwang 等人的工作进行了比较。( 2016 )，他在收获时测定了来自同一地区的该品种橙色玉米 (MW5021) 样品中相同类胡萝卜素的浓度。黄等人。( 2016 )发现四种类胡萝卜素的总含量为44.26微克/克，在本研究中测得26.4微克/克。这代表总体保留率为 59%。

如表3所示，熟食产品中的类胡萝卜素浓度也显着降低。加糖粥和nsima中的 β-隐黄质水平显着降低。总体而言，尽管经过长期储存、碾磨和烹饪，橙色玉米和橙色玉米产品仍保留了大量的类胡萝卜素，并在一定程度上保留了维生素A原。这与白玉米形成鲜明对比，白玉米没有检测到预期的维生素原 A。在这项研究中，生的全粒橙色玉米中的 β-隐黄质水平 (2.1 ± 0.0 µg/g) 也显着低于收获时报告的水平 (5.13 µg/g)（Hwang 等人，2016 年），结果显示 42%保留。

讨论
感官接受测试
这项研究的结果表明，地方品种橙玉米在学龄儿童的食品（nsima和粥）中得到了广泛接受。一致地，新食品获得了更高的分数（表1）。这些结果与 Meenakshi 等人的结果相似。2010 年来自赞比亚农村。他们报告说，尽管存在负面看法，消费者还是喜欢橙色玉米，并在感官测试中给了它很高的分数。儿童对橙色玉米产品的高排名非常重要，因为这些食品被马拉维更多人口广泛消费（Flax 等人，2019 年））。较高的接受度表明，富含维生素原 A 类胡萝卜素的橙色玉米有可能取代白玉米。值得注意的是，马拉维以及南部非洲其他国家的人们通常使用白玉米来制作nsima和粥（Nuss 等人，2012）。扩大橙色玉米的生产规模以取代白玉米可以作为一种经济有效、可持续的基于饮食的方法来缓解维生素 A 缺乏问题，特别是幼儿的维生素 A 缺乏问题（Muzhingi 等人，2008 年）。

在这项研究中，孩子们评估的所有属性（颜色、味道和甜度）都体现出对橙色玉米产品相对于白玉米产品的偏好。这与 Stevens 和 Winter-Nelson（ 2008 ）在莫桑比克的研究结果一致，莫桑比克也记录了人们对橙色玉米的偏好高于白玉米。作者将这些结果归因于一些参与者提到的橙色玉米产品的香气和适口性增强。这可能是由于与白玉米相比，这种橙色玉米的蛋白质和粗脂肪含量更高（Hwang 等人，2016 年）。令人鼓舞的是，在容易缺乏维生素 A 的年龄组中观察到这种偏好。

含类胡萝卜素产品的颜色也影响产品的可接受性。在评估的粥和nsima中观察到了这一点。这些结果与南非的结果一致，南非报告称，维生素原 A 生物强化玉米因其颜色优于普通白玉米而获得更高的等级（Awobusuyi 等，2016）。然而，一些研究报告了相互矛盾的结果，即产品的颜色似乎并未对生物强化玉米产品（黄色/橙色）的接受度产生重大影响（Pillay 等人，2011）或具有负面影响（Sheftel 等人）等2017）。在赞比亚，玉米的橙色是接受的障碍（Sheftel 等，2017）。2017）。之所以出现抗药性，是因为橙色玉米与黄色玉米有关，而黄色玉米与粮食援助和动物饲料有负面关联。因此，母亲们更喜欢给孩子吃白玉米而不是橙玉米。有趣的是，在进行口味测试时，大多数赞比亚儿童和妇女更喜欢橙色粥而不是白色粥，尽管据报道颜色存在障碍。应该指出的是，当前研究中的儿童很可能不认为橙色与粮食援助存在负面关联，因为近年来马拉维大部分地区已经生产了足够的粮食来养活其人民（饥荒早期预警系统网络2020）。

中小亲农的孩子们都偏爱原味橙子玉米粥，说明孩子们觉得原味橙子粥自然味道好，不需要加糖。同样，皮莱等人。( 2011 ) 观察到，幼儿对生物强化黄玉米的接受度高于白玉米，很大程度上受到其口味的影响。一般来说，与二级农民的孩子相比，初级农民的孩子对橙玉米产品的属性给予更高的评分（表1）。可能的解释是，初级农民的孩子们对橙色玉米产品很熟悉，因为他们已经食用了一段时间。许多研究都记录了熟悉的积极影响（Hong 等人，2017）。2014年；托里科等人。2019）。

尽管正处于橙玉米生产的第一个农季，但二级农民的孩子也表现出对橙玉米产品的偏好超过白玉米产品。这表明橙色玉米的可接受性很高，并且有潜力在新地区扩大橙色玉米的生产。这些结果与 Meenakshi 等人的研究结果一致。( 2010 ) 来自赞比亚，该国消费者首次品尝过生物强化橙玉米 nshima（浓稠糊），并给了比品尝白玉米 nshima 更高的分数。此外，赞比亚消费者对橙色玉米的偏好超过了白玉米，他们在家中长期食用生物强化橙色玉米 nshima。

类胡萝卜素含量和浓度
这项研究证实，马拉维的地方品种橙玉米及其衍生食品的总类胡萝卜素含量显着高于白玉米（表2）。

这些结果与类胡萝卜素生物强化玉米的研究相符，其中对白玉米样品的分析发现，总类胡萝卜素浓度较低，维生素原 A 活性极低（Pixley 等人，2013）。在生玉米粉中，与全橙玉米粉相比，在橙玉米大磨粉中观察到更高的总类胡萝卜素含量。这很可能是因为大磨坊面粉完全由含有高浓度类胡萝卜素的胚乳组成。全橙玉米粉不仅包括胚乳，还包括麸皮（Ndolo 和 Beta 2013；Taleon 等人2017）。

这项研究的结果表明，与原料面粉中的浓度相比，普通粥中的类胡萝卜素浓度有所增加（表2）。这些结果不容易解释，但可能归因于烹饪时间或热暴露的变化。迪亚斯-戈麦斯等人。（2017）在西班牙进行的一项研究中报告了类似的发现。在 Gómaez 的研究中，煮熟后的高胡萝卜素玉米粥中的类胡萝卜素含量高于未煮熟的面粉中的类胡萝卜素含量。有人认为，烹饪后类胡萝卜素含量的增加可能是由于类胡萝卜素-蛋白质复合物的变性引起的，从而可以更好地从食品基质中提取。其他人也提出了这种解释（Palermo et al. 2014）。

橙玉米原味粥和橙玉米nsima是总类胡萝卜素含量最高的两种产品，而橙玉米加糖粥含量最低（表2）。这与 Carvalho 等人的研究结果相反。( 2014 )，他报告称，与不添加糖的煮熟的南瓜相比，添加糖的煮熟的南瓜中的类胡萝卜素含量没有显着差异。目前研究中类胡萝卜素含量减少的原因尚不清楚，但可以通过含糖的干燥样品的相对稀释来解释。此外，在甜味剂存在下，淀粉的糊化温度会升高，因此暴露在更高的温度下，以及可能更长的烹饪时间，会影响类胡萝卜素的降解（Allan等人，2015）。2020）。

β-隐黄质是研究样本中检测到的唯一维生素原 A。在之前的报告中，对最近收获的橙色玉米食品的分析发现了高浓度的 β-胡萝卜素和 β-隐黄质（Hwang 等人，2016 年；Nuss 和 Tanumihardjo，2010 年）。然而，在当前的研究样本中无法检测到 β-胡萝卜素。值得注意的是，β-隐黄质的含量约为 2.2 µg/g。该浓度明显低于接近收获时的样品中测得的 5.13 µg/g（Hwang 等人，2016 年））。类胡萝卜素含量的减少并不出人意料，这归因于在 10 个月的储存期间暴露于不同的降解因素。这包括暴露于光、热和氧气（Schieber & Weber 2016）。

其他研究（Moura 等人，2015 年；Taleon 等人，2017 年）报告称，储存 6 个月后，生物强化橙玉米中的类胡萝卜素发生显着降解，且保存在不受控制的环境中，降解率高达 60%。12 个月时，储存在温度控制为 22 °C 和 37 °C 的储藏室中的玉米中 β-胡萝卜素降解了 90%（Moura 等，2015）。这支持了目前的研究结果，即在储存后观察到类胡萝卜素，特别是β-胡萝卜素的损失。β-隐黄质对降解因子的敏感性被认为低于 β-胡萝卜素（Pillay 等，2014 ））。目前的研究结果证实了这一点，在未加工和加工的橙玉米或白玉米产品中无法鉴定出 β-胡萝卜素。Beta 和 Hwang ( 2018 ) 报告称，随着时间的推移，β-胡萝卜素的降解明显大于 β-隐黄质。

在体外、动物模型和人体中进行的研究表明，β-隐黄质比其他类胡萝卜素更容易被吸收（Burri 2015）。与其他维生素原 A 类胡萝卜素相比，富含 β-隐黄质的食物具有更好的生物利用度，与富含 β-胡萝卜素的食物相比，达到 72.5%。然而，β-隐黄质似乎是比 β-胡萝卜素更差的 β-胡萝卜素 15,15' 加氧酶底物 (Burri 2015 )。尽管在这项研究中无法检测到 β-胡萝卜素，但分析的样品颜色相对偏黄到橙色。这可能归因于其他类胡萝卜素的存在，例如叶黄素和玉米黄质，它们也具有黄色色素沉着（Nwachukwu 等人，2016）。

尽管玉米中的维生素原 A 在储存和加工过程中容易降解，但研究结果表明，维生素原 A 可能存在相当大的保留。在储存和加工条件下，不同食品中维生素原 A 的保留情况差异很大（Rodriguez-Amaya 1999）。皮莱等人。( 2014 ) 报道称，当生物强化玉米被磨成粗粉（相对较粗的面粉）或制成 samp、Phutu（浓糊）或像稀粥一样煮熟时，加工过程中维生素原 A 的保留存在产品差异。将生物强化玉米磨成粗粉后，与加工成料坑相比，维生素原 A 类胡萝卜素的保留率更高（Pillay 等人，2014 年））。另一方面，与稀粥相比，煮熟的 Phutu（浓糊）和煮熟的桑普中维生素原 A 的保留率也更高。

处理后β-隐黄质浓度保留率为77%。这明显高于 Mugode 等人的研究结果。( 2014 ) 在赞比亚的生物强化玉米中进行了报道。据报道，在制备的 nshima ( nsima )中，β-隐黄质保留率为 21-29% 。玉米的储存时间、研磨程序、光照和烹饪/加工的差异可能导致不同类胡萝卜素的保留浓度不同。由于类胡萝卜素的保留随着热暴露时间的缩短而增加，因此缩短加工时间并确保适当的储存条件非常重要。含类胡萝卜素的谷物应远离直射光，并储存在密闭的无氧袋子或容器中（Dutta et al. 2005）。

应该指出的是，在不受控制的条件下长期储存后，总类胡萝卜素的保留量为 89%，β-隐黄质的保留量为 77%，这可能被高估了。其他研究报告称，储存 6-12 个月后，类胡萝卜素的保留率显着降低（Moura 等人，2015 年；Taleon 等人，2017 年）。尽管实验室方案与用于确定收获时水平的方案相同（Hwang 等人，2016），但使用的不同设备和材料可能会导致差异。使用分光光度法鉴定类胡萝卜素是一种公认​​的实验室方法；然而，报告对其准确性存在不同看法（Wimalasiri 等人，2017 年；Nagaraj 等人，2022 年））。

结论
这项研究表明，学龄儿童对橙色玉米的接受度很高，并且食用橙色玉米可以增加马拉维日常饮食中维生素 A 原的含量。橙色玉米产品非常适口，随着时间的推移具有合理的类胡萝卜素保留率，可用于制备当地食品，替代白玉米。采用橙色玉米提供了一种具有成本效益的选择，可以减少对补充和强化的依赖。通过对不同作物成熟度水平的类胡萝卜素浓度进行纵向分析，确定收获地方品种橙色玉米的最佳时间，将充分利用该作物的营养价值。还需要推广和评估良好的储存实践，例如使用黑色聚乙烯袋来尽量减少类胡萝卜素的损失。