小球藻蜂蜜增强槐豆胶能量水凝胶的功能特性与营养强化研究

本研究针对传统能量凝胶功能单一的问题，开发了基于槐豆胶(LBG)和新型小球藻蜂蜜(Chlorella Honey?)的创新能量水凝胶。研究人员通过系统评估1.5%和4.0%两种微藻添加浓度的配方，发现1.5%配方在感官接受度和流变特性方面表现最佳，其粘度达1.25±0.04 Pa·s，蛋白质含量提升至0.6%，铁含量达11.68 mg/100g，同时显著增强了抗氧化活性。该研究为开发兼具能量补充和营养强化功能的运动营养品提供了新思路，论文发表于《Algal Research》。

　　

随着健康生活方式的普及和运动锻炼的常态化，能量凝胶在食品工业中的地位日益凸显。这类产品主要通过碳水化合物补充为运动员提供能量支持，但市场现有产品往往功能单一，缺乏额外的营养价值。与此同时，微藻作为一种可持续的天然资源，因其富含蛋白质、多不饱和脂肪酸、色素和生物活性化合物而备受关注。然而，传统微藻产品存在的强烈风味和深绿色泽限制了其在食品领域的应用。针对这一矛盾，葡萄牙里斯本大学药学院的研究团队开展了一项创新研究，将新型黄色小球藻(Chlorella Honey?)与槐豆胶相结合，开发出具有增强功能的能量水凝胶，相关成果发表在《Algal Research》期刊上。

研究人员采用了多学科交叉的研究方法，主要包括流变学分析评估水凝胶的粘度特性，营养学方法测定蛋白质、碳水化合物等宏量营养素含量，分光光度法检测总酚含量和抗氧化活性(DPPH法)，电感耦合等离子体技术(ICP-MS/OES)分析矿物质组成，以及感官评价小组对产品接受度进行系统评估。研究使用的黄色小球藻菌株由Allmicroalgae公司提供，通过异养培养和喷雾干燥工艺制备而成。

3.1. 水凝胶配方

通过初步筛选，研究人员确定了0.6%(w/v)槐豆胶为最佳凝胶基质，该浓度下形成的水凝胶表现出与市售能量凝胶相似的牛顿流体特性。最终配方包含50%麦芽糊精作为主要碳水化合物来源，0.25%柠檬酸调节pH，0.1%山梨酸钾作为防腐剂，0.2%氯化钠提供电解质，并分别添加1.5%和4.0%的小球藻蜂蜜进行功能强化。值得注意的是，6.0%的配方因产生令人不悦的金属味而被淘汰，表明微藻添加量需要精确控制。

3.2. 水凝胶表征

3.2.1. 理化特性

添加小球藻蜂蜜后，水凝胶呈现出与微藻补充相关的鲜亮黄绿色泽，起到了天然着色剂的作用。所有配方pH值均维持在约4.5左右，属于最小侵蚀性范围，不会对牙齿造成损害。流变学测试表明，水凝胶表现出理想的牛顿流体行为，粘度随微藻浓度增加而升高，0%、1.5%和4.0%配方的粘度分别为0.75±0.04、1.25±0.04和1.70±0.20 Pa·s，这种特性使得产品在运动过程中易于饮用。

3.2.2. 宏量营养素

营养分析显示，水凝胶的碳水化合物含量接近50%，符合能量凝胶的基本要求。小球藻蜂蜜的添加使蛋白质含量显著提升，1.5%和4.0%配方分别达到0.6±0.02%和1.4±0.02%。虽然脂肪含量低于检测限，但配方整体营养组成符合运动营养品的特征，干物质含量随微藻添加量增加而相应增加。

3.2.3. 总酚含量和抗氧化活性

研究发现，小球藻蜂蜜的添加显著提升了水凝胶的酚类物质含量，1.5%和4.0%配方的总酚含量分别为1.11±0.02和3.54±0.06 mg GA当量/g。DPPH自由基清除实验证实，小球藻蜂蜜提取物具有显著的抗氧化活性，其IC₅₀值为2.44 mg/mL。这些抗氧化成分有助于延长产品保质期，防止营养成分氧化降解。

3.2.4. 感官评价

由19名未经训练的评审员组成的感官评价小组对产品进行了系统评估。结果显示，1.5%配方在气味、风味和质地方面均获得更高评分，平均得分分别为4.0±1.2、3.7±1.6和4.0±0.8，显著优于4.0%配方。感官特性分析表明，1.5%配方具有更明显的甜味和柑橘香气，质地描述以"粘稠"为主，整体接受度更高。

3.2.5. 矿物质

矿物质分析表明，小球藻蜂蜜的添加使水凝胶的矿物质组成更加丰富。1.5%配方的钙、镁、钾、钠含量分别为6.17、1.21、1.21和6.13 mg/100g。特别值得注意的是铁含量达到11.68±1.41 mg/100g，接近每日推荐摄入量(18 mg/天)的65%。此外，铜、锰、锌等微量元素也得到显著强化，这些矿物质对运动员的电解质平衡和代谢功能具有重要意义。

3.3. 配方的潜在毒性

通过计算估计每日摄入量(EDI)、危害商数(HQ)和危害指数(HI)，研究人员评估了配方中微量元素的潜在健康风险。结果显示，所有元素的HQ值均远低于安全阈值(≤1)，1.5%配方的总HI值仅为0.034，表明确保产品在正常食用条件下不会对消费者造成健康风险。

本研究成功开发了一种基于槐豆胶和小球藻蜂蜜的创新能量水凝胶，其中1.5%微藻添加量的配方在感官接受度、流变特性和营养强化方面表现最优。该产品不仅提供了快速能量补充功能，还通过微藻添加实现了蛋白质强化、矿物质补充和抗氧化活性提升等多重功效。槐豆胶作为凝胶基质，不仅提供了适宜的流变特性，还可能带来调节血糖和抗炎症等健康益处。研究证实，这种功能强化型能量水凝胶具有良好的市场应用前景，为运动营养品领域的创新提供了新思路，同时也为微藻在食品工业中的高值化利用开辟了新途径。