含藻红蛋白和植物乳杆菌的半制备益生菌甜点在冷藏条件下的两个月稳定性评估及其功能特性研究

研究人员针对传统甜点中人工色素和防腐剂带来的健康风险，开展了含藻红蛋白(PE)和植物乳杆菌(L. plantarum)的半制备益生菌甜点的开发与评估研究。通过提取蓝藻Nostoc sp.中的PE并与益生菌结合，证实该配方能显著提升甜点的蛋白质含量(1.59倍)、抗氧化活性(2.12倍)及益生菌存活率(1.08倍)，同时降低霉菌酵母总数(0.56倍)，为开发兼具营养与安全性的功能性乳制品提供了新思路。

　　

在追求健康饮食的今天，人工色素和防腐剂带来的健康隐患日益受到关注。研究表明，传统甜点中的人工添加剂可能增加癌症风险，而消费者对天然成分的需求却与日俱增。与此同时，微藻作为可持续的生物活性物质来源，其丰富的功能性成分如藻红蛋白(Phycoerythrin, PE)展现出巨大的应用潜力。这种来自蓝藻的天然色素不仅具有鲜艳的色泽，还具有抗氧化、抗菌等多种生物活性，为食品工业提供了理想的合成色素替代品。另一方面，益生菌在维持肠道健康和增强免疫力方面的作用已得到广泛认可，如何提高其在食品中的稳定性一直是研究热点。

为开发兼具营养价值和功能特性的新型乳制品，伊斯兰阿扎德大学德黑兰科学与研究分校的研究人员开展了一项创新性研究。他们从蓝藻Nostoc sp.中提取PE，并将其与植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)结合，开发出一种可在冰箱中保存长达两个月的半制备益生菌甜点。这项发表在《Scientific Reports》的研究证实，该产品不仅能保持益生菌活性，还具有优异的抗氧化和抗菌性能，为功能性食品开发提供了新思路。

研究采用的关键技术包括：从Nostoc sp.中提取纯化PE并评估其稳定性；制备PE纳米乳液和微囊化益生菌；设计含不同PE浓度(0-2%)的甜点配方；通过理化分析、色度测定、微生物检测等方法系统评估产品特性；采用DPPH法测定抗氧化活性并进行感官评价。

材料与方法部分详细介绍了实验流程。研究人员首先从Nostoc sp.中提取PE，通过反复冻融法和硫酸铵沉淀法进行纯化，测定其在室温下72小时的稳定性。随后制备PE纳米乳液，并采用海藻酸钠微囊化技术封装L. plantarum以提高其存活率。甜点配方设计包含五个处理组：对照组(C0)不含PE和益生菌，实验组(T1-T4)分别添加0.5%-2% PE和1%益生菌。所有样品在4°C下储存60天，定期检测各项指标。

理化特性分析结果显示，PE的添加显著提高了甜点的蛋白质含量，T4组(2% PE)比对照组增加1.59倍，这归因于PE本身作为蛋白质复合物的特性。水分含量也随PE浓度增加而升高，T4组比对照组高1.02倍，可能与PE的亲水性有关。有趣的是，PE对脂肪和灰分含量无显著影响。在储存期间，所有样品的pH值下降而酸度上升，但PE的添加缓解了这一变化，T4组的pH值比对照组高1.02倍，酸度低0.87倍。质构分析表明PE增强了产品硬度，T4组的硬度值是对照组的3.25倍。

色泽特性方面，PE的加入显著改变了甜点的外观。随着PE浓度增加，亮度指数(L*)降低，T4组比对照组低0.76倍；而红度(a*)和黄度(b*)指数分别增加2.3倍和1.94倍，赋予产品独特的粉红色泽。色差(ΔE)分析显示，所有样品在储存期间颜色逐渐变化，但PE处理组的稳定性更好。

功能特性评估结果尤为突出。总酚含量和抗氧化活性随PE浓度增加而显著提高，T4组的总酚含量和抗氧化活性分别比对照组高1.10倍和2.12倍，证实PE具有强抗氧化能力。微生物分析显示，所有处理组均未检出大肠杆菌，且PE显著抑制了霉菌和酵母的生长，T4组的霉菌酵母总数比对照组低0.56倍。更重要的是，PE提高了益生菌的存活率，T4组的L. plantarum存活数比对照组高1.08倍，在60天储存后仍保持6.30 log cfu/mL，高于行业标准(10⁶ cfu/mL)。

感官评价结果呈现有趣的现象。虽然PE的添加略微降低了气味和颜色评分，但显著改善了整体接受度和风味评分。储存期间所有样品的感官特性均有所下降，但PE处理组的下降速度较慢，T4组在60天后仍保持较好的感官品质。

讨论部分深入分析了这些发现的意义。研究表明，从Nostoc sp.提取的PE纯度达0.174，在72小时内保持97.79%的稳定性，满足食品应用要求。PE与益生菌的协同作用尤为值得关注：一方面，PE提供的蛋白质和碳水化合物促进了益生菌生长；另一方面，益生菌发酵产生的酸性环境有助于维持PE稳定性。这种互利关系使产品在长期储存中保持良好品质。

与传统甜点相比，这种新型功能性甜点具有多重优势：使用天然色素替代人工添加剂；通过微囊化技术提高益生菌存活率；兼具抗氧化和抗菌活性；感官品质可接受。特别是2% PE处理组(T4)表现最优，各项指标均显著优于对照组，证实了PE的功能性作用。

该研究的创新性在于首次将蓝藻来源的PE与益生菌结合应用于乳制品甜点，并系统评估了其在长期储存中的稳定性。研究结果为开发"清洁标签"食品提供了重要参考，证实天然成分可以同时实现着色、保鲜和营养强化等多种功能。未来研究可进一步优化配方，探索不同菌株与PE的相互作用，并评估产品的体内健康效益。

结论部分强调，这项研究成功开发出一种含PE和L. plantarum的半制备益生菌甜点，证实其在60天冷藏期内能保持理想的理化特性、微生物安全性和感官品质。PE的加入不仅改善了产品色泽，还增强了抗氧化活性和益生菌稳定性。这一成果为功能性乳制品开发提供了新思路，具有重要的产业应用价值。