食品级双凝胶体系递送生物活性类胡萝卜素的色彩稳定性研究：基于巴西樱桃提取物的配方优化与评价

【编辑推荐】为解决天然色素稳定性差、生物利用度低的问题，研究人员开发了基于琼脂/明胶水凝胶与蜂蜡油凝胶的食品级双凝胶（bigel）体系，用于负载巴西樱桃（pitanga）中皂化/非皂化类胡萝卜素。研究发现不同H:O比例（80:20-60:40）均能形成稳定均相体系，且皂化处理显著影响L*、a*、b*色度参数，为功能性食品开发提供新策略。

　　

在追求清洁标签和功能性的食品工业中，天然色素的稳定性与递送效率一直是技术瓶颈。类胡萝卜素（carotenoids）作为强效抗氧化剂和天然色素，易受光、氧和热降解，且其脂溶性特性导致在水基食品中分散困难。巴西樱桃（pitanga，学名Eugenia uniflora）富含独特的类胡萝卜素组合（如番茄红素、β-胡萝卜素和酯化叶黄素），但尚未被系统开发为食品色素。与此同时，双凝胶（bigel）——这种由水凝胶（hydrogel）和油凝胶（oleogel）构成的杂化体系，因其能同时包埋亲水和亲脂成分的特性，成为生物活性物质递送的新兴平台。

针对这一需求，来自中国的研究团队在《Food Hydrocolloids》发表研究，首次将pitanga类胡萝卜素提取物整合到食品级双凝胶中，系统评估了不同水凝胶（琼脂AB/明胶GB）与蜂蜡油凝胶比例（80:20、70:30、60:40）对色素稳定性和色彩表现的影响。研究通过色度参数（L*、a*、b*、C*、h°）量化了皂化与非皂化提取物的色彩差异，揭示了凝胶交联过程对颜色演变的调控机制。

关键技术包括：1）采用HPLC-DAD-MS/MS（高效液相色谱-二极管阵列检测-质谱联用）鉴定pitanga提取物中游离型和酯化型类胡萝卜素；2）通过色差仪测定ΔE*（总色差）评估不同H:O比例和提取物类型的色彩稳定性；3）利用流变学分析验证双凝胶的物理稳定性。

研究结果
Characterization of the carotenoid profile
皂化提取物主要含游离型叶黄素（zeaxanthin、β-隐黄质）和番茄红素，而非皂化提取物中类胡萝卜素以肉豆蔻酸酯和棕榈酸酯形式存在。这种结构差异直接影响了后续的色彩表现。

Conclusions
所有双凝胶均表现出优异的物理稳定性，无相分离。皂化提取物因去酯化作用显著提高a*（红度）和b*（黄度）值，而AB体系因交联密度更高导致L*（亮度）降低。色度参数显示，70:30 H:O比例的GB体系对色素保护效果最佳，ΔE*变化最小。

该研究首次证实双凝胶能有效维持多组分类胡萝卜素的色彩稳定性，特别是皂化处理可增强色素释放强度。这一发现为开发兼具视觉吸引力和功能性的清洁标签食品提供了理论依据，同时拓展了巴西生物多样性资源的高值化应用途径。研究还指出，未来需进一步探究双凝胶结构对类胡萝卜素生物可及性的影响，以优化其在功能性食品中的递送效率。