南瓜籽添加对开心果酱感官品质、抗氧化性能及氧化动力学特性的影响

《Food Chemistry: X》：Effect of pumpkin seed addition on sensory, antioxidant, and oxidative kinetic properties of pistachio spread

　　

摘要专业翻译 南瓜籽添加改善了开心果酱（pistachio spread, PS）的氧化稳定性。30%替代水平获得了最高的感官接受度。南瓜籽减少了储存期间过氧化物的形成。混合酱表现出改善的涂抹性和稳定性。脂质氧化遵循零级反应动力学。开心果（Pistacia vera L.）是一种广受重视的坚果作物，以其独特风味、丰富的营养成分和生物活性特性而闻名。其果仁以高含量单不饱和脂肪酸、蛋白质、维生素、矿物质和酚类化合物为特征，这些成分共同促成了其在食品应用中的健康促进效应和理想感官特性（Farrokhi et al., 2025）。除营养益处外，开心果富含天然抗氧化剂，如生育酚（tocopherols）和多酚（polyphenols），在缓解脂质氧化和延长坚果基产品货架期方面发挥关键作用（Kulik & Waszkiewicz-Robak, 2025）。在开心果衍生制品中，开心果酱（PS）因其作为功能性食品的多样性以及健康意识消费者日益增长的需求而受到越来越多的关注。然而，这些酱料的氧化稳定性和感官品质在储存期间常因脂质过氧化、美拉德反应（Maillard reactions）和水分诱导的质构变化而受损。为克服这些挑战，添加具有功能特性的互补配料已成为一种有前景的策略。南瓜籽（Cucurbita pepo L.）是特别适合这一目的的候选原料。南瓜籽与开心果具有相似的绿色色调和温和坚果风味，富含蛋白质、不饱和脂肪酸、矿物质和酚类化合物，可协同增强坚果基酱料的营养和功能特性（Adsul & Madkaikar, 2021; Dobón-Suárez et al., 2025）。除抗氧化能力外，南瓜籽还含有具有乳化稳定特性的生物活性化合物，有助于酱料的物理稳定性和理想质构（Nishat et al., 2024）。因此，将南瓜籽协同掺入PS有望改善氧化稳定性、感官接受度和质构性能，同时提供更具成本效益和营养强化的配方。以往关于坚果和籽基酱料的研究主要考察了加工参数、抗氧化活性和感官评价。Farrokhi et al. (2025) 证明，源自开心果壳提取物的天然抗氧化剂显著增强了PS的氧化稳定性，凸显了功能性添加剂在延长货架期方面的潜力。类似地，关于南瓜籽粉和油的研究显示，将其掺入酱料和烘焙产品中可改善抗氧化活性、乳化能力和感官属性（BRAHIMI Meriem and K., 2025; Dobón-Suárez et al., 2025）。He et al. (2025) 报道，在棉籽基和开心果基酱料中添加籽源抗氧化剂可延缓脂质氧化而不对感官品质产生不利影响（He et al., 2025）。以可持续性为导向的研究也表明，对籽类副产物（如南瓜籽和胡椒籽）进行增值利用，不仅能增强功能特性，还有助于减少浪费并促进农食领域的循环经济实践（Lankanayaka et al., 2025）。尽管有这些令人鼓舞的发现，关于系统优化南瓜籽强化PS方面仍存在显著研究空白，特别是在感官评价、质构特性和氧化动力学方面。虽然个别研究探讨了籽类添加物或植物提取物的抗氧化潜力，但关于开心果和南瓜籽对理化、感官和动力学特性的综合影响的全面研究仍然有限。此外，使用动力学参数（包括反应级数、活化能和吉布斯自由能）进行定量评估，对于在不同储存条件下准确预测货架期和加工稳定性至关重要（Fadda et al., 2022; Nishat et al., 2024）。然而，重要的知识空白仍然存在。以往大多数研究要么聚焦于南瓜籽的营养特性，要么聚焦于单一植物提取物的抗氧化效果，而很少关注开心果-南瓜籽混合酱料的综合优化。特别是，尚无综合研究同时优化配方组成、评估感官和仪器品质，并通过动力学和热力学分析表征此类酱料的氧化行为。因此，南瓜籽掺入对储存期间过氧化物形成、质构演变、物理稳定性和氧化动力学的影响仍未得到充分理解。本研究所评估的南瓜籽替代水平旨在逐步部分替代开心果酱，同时保持PS的特征感官特性。研究范围基于初步配方试验和技术考量确定，以确保可接受的质构、颜色、涂抹性和消费者接受度，同时有效评估南瓜籽酱的功能贡献。随后，通过感官评价、仪器颜色分析和混料设计优化的组合确定最佳替代水平。因此，本研究的目标是利用混料设计方法优化南瓜籽酱强化PS的配方，并评估南瓜籽掺入对感官属性、理化性质、质构剖面、物理稳定性、抗氧化活性和储存期间脂质氧化动力学的影响。与以往研究不同，本研究将配方优化与氧化动力学和热力学建模相结合，为理解混合开心果-南瓜籽酱稳定性机制提供了全面认识。这些发现为开发营养强化、货架期稳定且经济可持续的植物基酱料提供了有价值的信息。

论文解读文章

一、研究背景与问题

开心果（Pistacia vera L.）作为一种广受重视的坚果作物，以其独特风味、丰富营养成分和生物活性特性而闻名。开心果果仁富含单不饱和脂肪酸、蛋白质、维生素、矿物质和酚类化合物，这些成分共同赋予其健康促进效应和理想的感官特性。此外，开心果富含生育酚和多酚等天然抗氧化剂，在缓解脂质氧化和延长坚果基产品货架期方面发挥关键作用。开心果酱（PS）作为功能性食品，因其多样性和健康意识消费者的需求增长而备受关注。然而，PS在储存期间的氧化稳定性和感官品质常因脂质过氧化、美拉德反应和水分诱导的质构变化而受损。

为克服上述挑战，添加具有功能特性的互补配料成为有前景的策略。南瓜籽（Cucurbita pepo L.）与开心果具有相似的绿色色调和温和坚果风味，富含蛋白质、不饱和脂肪酸、矿物质和酚类化合物，可协同增强坚果基酱料的营养和功能特性。南瓜籽还含有具有乳化稳定特性的生物活性化合物，有助于酱料的物理稳定性和理想质构。然而，现有研究存在明显空白：多数研究仅关注南瓜籽的营养特性或单一植物提取物的抗氧化效果，缺乏对开心果-南瓜籽混合酱料配方的系统优化；尚无研究同时优化配方组成、评估感官与仪器品质，并通过动力学和热力学分析表征此类酱料的氧化行为；南瓜籽掺入对储存期间过氧化物形成、质构演变、物理稳定性和氧化动力学的影响仍未得到充分理解。因此，开展本项研究具有重要的科学意义和应用价值。

二、研究内容与结论

本研究旨在利用混料设计方法优化南瓜籽酱强化PS的配方，系统评估南瓜籽掺入对感官属性、理化性质、质构剖面、物理稳定性、抗氧化活性和储存期间脂质氧化动力学的影响。研究采用D-最优准则生成混料设计实验方案，以开心果酱为对照，将南瓜籽酱以不同替代水平（5%–30%）掺入，通过感官评价、仪器颜色分析、理化指标测定、质构剖面分析（TPA）、物理稳定性评价、抗氧化活性测定以及氧化动力学和热力学建模，全面表征混合开心果-南瓜籽酱（MPPS）的品质特性。研究得出以下主要结论：南瓜籽添加显著改善了开心果酱的氧化稳定性；30%替代水平获得最高的感官接受度；南瓜籽减少了储存期间过氧化物的形成；混合酱表现出改善的涂抹性和稳定性；脂质氧化遵循零级反应动力学。这些发现为开发营养强化、货架期稳定且经济可持续的植物基酱料提供了重要理论依据和实践指导。

三、关键技术方法

研究人员采用的主要技术方法包括：混料设计（mixture design）与D-最优准则用于配方优化；感官评价采用15人 trained panel 五点评分法；HunterLab ColorFlex? 色差仪进行仪器颜色测定（L*、a*、b*）；过氧化值（peroxide value, PV）测定用于评估氧化稳定性；质构剖面分析（texture profile analysis, TPA）表征质构特性；氧化动力学建模（确定反应级数、活化能和吉布斯自由能）与热力学分析用于预测货架期和加工稳定性。样本来源为伊朗克尔曼农业圣战研究站的开心果（早熟品种‘Fandoghi’）和南瓜籽（Cucurbita pepo var. styriaca）。

四、研究结果

4.1 原料理化性质

研究人员采用微凯氏定氮法（micro-Kjeldahl）、索氏提取法（Soxhlet）、马弗炉灰化法和费林滴定法（Fehling titration）分别测定了开心果仁和南瓜籽仁的蛋白质、脂肪、灰分、水分和总糖含量，为后续配方设计提供了基础数据。

4.2 焙烤条件优化

南瓜籽在四种温度（90、110、130、150 °C）和三个时间（10、20、30 min）组合下进行焙烤优化，基于 trained panel 感官评价和仪器颜色测量确定最佳焙烤条件。开心果仁参照文献报道的最佳条件在130 °C焙烤30 min。

4.3 配方优化

采用混料设计（D-最优准则）优化PS配方，配料包括糖粉（5%–25%）、盐（0.1%–0.5%）和卵磷脂（0.1%–0.5%）。在优化的PS配方基础上，以南瓜籽酱按不同替代水平制备MPPS样品。感官评价和颜色测量用于确定最佳替代水平，结果表明30%替代水平获得最高感官接受度。

4.4 氧化稳定性与动力学

通过测定过氧化值评估氧化稳定性，结果显示南瓜籽添加显著减少了储存期间过氧化物的形成，改善了氧化稳定性。脂质氧化遵循零级反应动力学，研究人员进一步通过动力学和热力学参数（反应级数、活化能、吉布斯自由能）定量表征了氧化行为，为预测货架期和加工稳定性提供了依据。

五、讨论与结论

研究讨论指出，南瓜籽中丰富的酚类化合物和天然抗氧化剂通过清除自由基和螯合金属离子等机制有效延缓了脂质氧化；其乳化稳定特性有助于改善混合酱的物理稳定性和涂抹性；30%替代水平在保持PS特征感官品质的同时实现了功能增强。与以往仅关注单一成分或单一指标的研究相比，本研究将配方优化与氧化动力学和热力学建模相结合，为理解混合开心果-南瓜籽酱的稳定性机制提供了更全面的视角。

研究结论表明，南瓜籽添加可显著改善开心果酱的氧化稳定性，30%替代水平在感官接受度和功能特性之间达到最佳平衡，混合酱的脂质氧化遵循零级反应动力学。这些发现为开发营养强化、货架期稳定且经济可持续的植物基酱料提供了科学依据，同时通过籽类副产物增值利用促进了农食领域的循环经济实践。