南瓜（Cucurbita sp.）籽酸奶的生化组成和功能特性：一种功能性植物基产品

《Applied Food Research》：Biochemical composition and functional properties of pumpkin ( Cucurbita sp.) seed yogurt: a functional plant-based product

植物基南瓜籽酸奶的发酵特性、营养成分及抗氧化活性研究。采用商业乳酸菌发酵剂对南瓜籽奶进行发酵，得到高活性的益生菌（7.17 log CFU/g乳酸菌，7.82 log CFU/g双歧杆菌），同时形成致密的蛋白-多糖凝胶网络。产品保留完整必需氨基酸（6.78%蛋白质），富含单不饱和脂肪酸（oleic 2.32%，linoleic 2.36%）和酚类物质（TPC 73.20 mg GAE/L），显著提升FRAP抗氧化能力（149.16 μmol Trolox/L），并通过SEM证实发酵后微结构致密化。为可持续的植物基乳制品开发提供新方案。

　　### 食品科学视角下的南瓜籽酸奶研究解读

在当今全球对健康饮食和可持续生活方式日益关注的背景下，植物基食品的开发成为食品科学领域的重要研究方向。酸奶作为一种传统的发酵乳制品，其营养成分和功能性特性使其在食品工业中占据重要地位。然而，随着乳制品消费的下降以及对乳糖不耐受人群的需求增加，非乳源酸奶的研发变得尤为迫切。近年来，研究人员开始探索使用植物性原料，如豆类、谷物和种子，作为酸奶的发酵基质。在这一背景下，南瓜籽因其丰富的营养成分和潜在的健康益处而受到关注。本研究旨在通过利用南瓜籽奶作为发酵基质，开发一种功能性植物酸奶，并对其生化特性、抗氧化性能和微观结构进行系统评估，以探讨其作为可持续植物基食品的潜力。

#### 研究背景与意义

南瓜籽是一种营养价值极高的植物性原料，其富含优质蛋白、不饱和脂肪酸和酚类抗氧化剂。研究表明，南瓜籽中的蛋白质含有所有九种必需氨基酸，其中某些氨基酸如苏氨酸、亮氨酸和色氨酸的含量尤为突出。此外，南瓜籽的脂质成分主要由具有心血管益处的多不饱和脂肪酸（PUFAs）和单不饱和脂肪酸（MUFAs）组成，这使其在功能性食品开发中具有显著优势。与此同时，南瓜籽还含有丰富的酚类化合物，如类黄酮和原花青素，这些物质具有抗氧化、抗炎和调节脂质代谢等多重功能。

尽管南瓜籽在营养学和健康促进方面的潜力已被广泛认可，但其在非乳源酸奶中的应用仍处于初步探索阶段。目前，关于植物酸奶的研究多集中于大豆、杏仁或椰子等常见基质，而对南瓜籽这类油籽类原料的研究较为有限。因此，本研究不仅填补了这一领域的知识空白，还为植物基酸奶的创新提供了新的思路。

#### 研究方法与过程

研究团队首先从泰国本土的南瓜籽中提取出南瓜籽奶，作为酸奶发酵的基础原料。南瓜籽经过热水浸泡以软化并减少抗营养因子的含量，随后按照1:4的水与干物质比例进行混合，并使用高速热搅拌机进行30分钟的均质处理。过滤后的南瓜籽奶中添加了适量的糖、果胶和瓜尔胶，以优化其凝胶结构和口感。糖的添加不仅提供了发酵所需的碳源，还改善了酸奶的风味和甜度。果胶和瓜尔胶则作为天然稳定剂，有助于形成更紧密的凝胶网络，从而减少乳清分离现象并增强酸奶的质地。

随后，将混合后的南瓜籽奶接种于商业酸奶发酵菌种SYAB1，该菌种包含乳酸杆菌、乳酸乳球菌和双歧杆菌等益生菌。发酵过程在40°C下进行6小时，确保乳酸菌能够有效代谢乳糖或替代性糖分，并生成足够的酸度以促进凝胶形成。发酵完成后，酸奶被冷却至4°C储存，以便进行后续的生化和结构分析。

#### 研究结果与分析

本研究的初步结果表明，南瓜籽酸奶的发酵过程能够有效提升益生菌的活性和存活率。经过6小时的发酵，乳酸菌（LAB）的活菌数达到了7.17 log CFU/g，而双歧杆菌的活菌数则为7.82 log CFU/g，均超过了公认的益生菌活性阈值（10^6–10^7 CFU/g），表明该产品具有潜在的益生菌功能。这些益生菌不仅能够促进肠道健康，还可能通过代谢活动增强酸奶的抗氧化能力。

在生化特性方面，南瓜籽酸奶的蛋白质含量为6.78% ± 0.04%，与南瓜籽奶的蛋白质含量相近。SDS-PAGE分析显示，酸奶中的蛋白质条带较奶液中的有所减弱，特别是在10–18 kDa范围内，这可能反映了发酵过程中部分蛋白质的水解或聚集现象。尽管如此，所有九种必需氨基酸仍然存在于酸奶中，其中苏氨酸的含量显著增加，从4.68 mg/g提升至5.04 mg/g，这表明发酵过程可能促进了苏氨酸的释放或微生物合成。苏氨酸在人体中具有重要作用，包括黏蛋白合成、免疫调节和胶原蛋白生成，因此其含量的增加对健康消费者具有重要意义。

在脂质方面，南瓜籽酸奶的不饱和脂肪酸含量较高，其中油酸（C18:1 ω-9）和亚油酸（C18:2 ω-6）的浓度分别为2.32%和2.36%，虽然与奶液中的原始含量相比略有下降，但总体上仍维持较高的不饱和脂肪酸比例。这些脂肪酸的保留对酸奶的健康价值至关重要，因为它们有助于降低低密度脂蛋白（LDL）水平，改善心血管健康。此外，饱和脂肪酸如棕榈酸（C16:0）和硬脂酸（C18:0）的含量显著减少，表明发酵过程中乳酸菌可能通过β-氧化和膜结构重组等机制代谢了部分饱和脂肪酸。

在抗氧化性能方面，南瓜籽酸奶的总酚类化合物（TPC）含量从69.70 mg GAE/L提升至73.20 mg GAE/L，同时还原力（FRAP）和DPPH自由基清除活性也有所增强。这些结果表明，发酵过程能够释放或转化部分酚类化合物，从而提高酸奶的抗氧化能力。然而，ABTS自由基清除活性却显著下降，从85.98%降至11.79%，这可能与发酵过程中酚类化合物的聚合、蛋白质-酚类复合物的形成或某些水溶性抗氧化剂的降解有关。这种现象被称为“ABTS悖论”，在其他植物基发酵系统中也有类似报道。

微观结构分析进一步揭示了发酵对南瓜籽酸奶质地的影响。扫描电子显微镜（SEM）结果显示，南瓜籽酸奶的凝胶网络更加紧密和连贯，与未发酵的南瓜籽奶和发酵前的混合物相比，其结构更加均匀且无明显空隙。这种结构的改善得益于蛋白质与水合胶体的相互作用、微生物产生的胞外多糖（EPS）以及酸诱导的蛋白质聚集。这些因素共同作用，形成了具有良好稳定性和口感的酸奶凝胶网络。

#### 讨论与功能意义

从功能角度来看，南瓜籽酸奶的营养和生物活性特征表明其具有成为功能性食品的潜力。其高蛋白含量、完整必需氨基酸谱以及富含不饱和脂肪酸的脂质组成，使其成为一种营养密度高的替代乳制品。此外，发酵过程中苏氨酸的增加和饱和脂肪酸的减少，进一步强化了其健康益处。同时，抗氧化性能的提升可能对预防慢性疾病、改善肠道微生物群和增强免疫功能产生积极影响。

值得注意的是，尽管ABTS活性下降，但FRAP和DPPH活性的增强表明酸奶的抗氧化能力整体得到了提升。这种差异可能源于不同抗氧化剂对特定检测方法的响应不同，或由于发酵过程中某些抗氧化物质的化学性质发生变化。因此，在评估植物基酸奶的抗氧化能力时，应采用多种检测方法以获得更全面的理解。

此外，SEM分析还表明，南瓜籽酸奶的微观结构与传统乳制品酸奶相似，尽管其不含乳蛋白。这说明，通过优化水合胶体的添加和发酵条件，可以实现植物基酸奶的质地和结构与乳制品酸奶相当。这种结构的形成不仅提升了产品的感官特性，还增强了其稳定性，为商业化生产提供了理论支持。

#### 研究展望与应用潜力

本研究的成果不仅为植物基酸奶的开发提供了新的思路，也为未来研究指明了方向。首先，南瓜籽酸奶的益生菌活性和营养密度使其成为乳糖不耐受人群的理想选择。其次，其抗氧化性能和健康脂肪酸的保留，使其在预防慢性疾病方面具有潜在应用价值。此外，该产品还可作为功能性食品的基础，用于开发富含益生元、后生元或封装营养素的创新产品。

从技术角度来看，南瓜籽酸奶的结构和质地表明其具有良好的市场潜力。虽然其口感和风味可能与传统乳制品酸奶有所不同，但通过进一步的感官优化和配方调整，可以提升其消费者接受度。此外，由于其原料来源广泛且加工过程相对简单，南瓜籽酸奶的生产成本可能较低，有助于推动其在可持续食品体系中的应用。

最后，本研究强调了植物基食品在食品科学和营养学中的重要性。南瓜籽酸奶的开发不仅符合当前对健康、营养和环境可持续性的追求，也为未来的食品创新提供了新的方向。未来的研究可以进一步探讨该产品的感官特性、货架期稳定性以及在不同人群中的健康影响，以推动其商业化进程。