《Food Chemistry: X》：Kinetic and spectroscopic investigation of oxidative and protein structural stability in protein bars fortified with elderberry extract and
Diospyros lotus concentrate
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摘要专业翻译
在贮藏期间维持氧化稳定性、质构稳定性和结构稳定性，仍是高蛋白功能性食品开发面临的主要挑战。本研究考察了添加接骨木莓提取物和君迁子（Diospyros lotus）浓缩物强化的蛋白棒在25?°C下贮藏28天期间的变化。强化配方通过在每100?g基础
摘要专业翻译
在贮藏期间维持氧化稳定性、质构稳定性和结构稳定性，仍是高蛋白功能性食品开发面临的主要挑战。本研究考察了添加接骨木莓提取物和君迁子（Diospyros lotus）浓缩物强化的蛋白棒在25?°C下贮藏28天期间的变化。强化配方通过在每100?g基础配方中添加0.98?g接骨木莓提取物和19.18?g君迁子浓缩物制备。研究人员监测了过氧化值（peroxide value, PV）、水分含量、硬度、抗氧化能力、褐变指数（browning index, BI）以及基于傅里叶变换红外光谱（FTIR）的蛋白质二级结构，并进行了动力学建模。28天后，强化蛋白棒较对照组表现出更低的过氧化值（5.35 vs. 5.97?meq O?/kg）、更小的硬化程度（47% vs. 124%）以及更高的DPPH自由基清除活性（35.0% vs. 11.5%）。两种配方的褐变特征和蛋白质二级结构谱图亦存在差异。经验模型能够充分描述这些随时间的变化。总体而言，强化处理有利地改善了短期品质演变，而动力学建模为表征功能性蛋白棒贮藏相关变化提供了定量框架。
论文解读
一、研究背景与意义
高蛋白功能性食品市场近年来持续扩大，蛋白棒因其高营养价值、便捷性和适合运动营养与健康生活方式的特点而广受欢迎。然而，蛋白棒在贮藏过程中面临一系列品质劣变问题，主要包括质构硬化、水分迁移、色泽变化、脂质氧化以及非酶褐变反应等。其中，硬化被认为是高蛋白棒生产中的主要挑战之一，主要与蛋白质聚集、水分流动性降低以及甜味剂结晶有关。此外，氧化反应可能促进蛋白质基质内新的共价相互作用形成，导致质构、风味和营养品质发生不良变化，并影响蛋白质二级结构（如α-螺旋和β-转角构象），这些结构变化与蛋白质结构稳定性和功能特性密切相关。
已有研究大多从单一品质属性（尤其是质构硬化和水分迁移）角度研究蛋白棒的贮藏行为，而强化体系的研究主要集中于组成和抗氧化含量表征。目前，关于蛋白棒贮藏期间同时监测氧化、质构、色度和结构等多维度品质变化的动力学行为信息十分有限。此外，蛋白质-多酚相互作用已被证明能够改变蛋白质构象和功能特性，但其对结构化高蛋白食品（如蛋白棒）贮藏稳定性的影响尚未被研究。因此，亟需在一个统一的动力学建模框架内，同时评估氧化相关参数、质构演变、褐变发展和蛋白质二级结构变化，以全面描述产品的劣变行为。
本研究旨在考察添加接木莓提取物和君迁子浓缩物的蛋白棒在室温贮藏28天期间的理化、氧化和结构变化，其创新性体现在三个方面：首次将接骨木莓提取物与君迁子浓缩物联合应用于蛋白棒基质中作为天然多酚类稳定剂；首次在蛋白棒贮藏稳定性研究中实现动力学-光谱学综合评估，将FTIR衍生的蛋白质二级结构变化与氧化、水分、质构和褐变动力学同步分析；建立了对照与强化配方之间的比较动力学框架，定量表征多酚类成分的稳定化效应，为未来货架期预测研究奠定基础。
二、主要技术方法
研究人员采用非热处理条件制备蛋白棒样品，以最大程度减少蛋白质结构损伤并保留对氧化敏感的植物化学物质。共评估两种配方：不含功能性添加剂的对照配方和含接骨木莓提取物与君迁子浓缩物的强化配方。样品在25?°C下贮藏28天，于第0、7、14、21和28天进行分析。主要技术方法包括：过氧化值测定采用氯仿-乙酸溶剂体系结合碘量滴定法；水分含量采用烘箱干燥恒重法；褐变指数通过数字图像分析，将RGB色彩空间转换为CIELab色彩系统后按标准公式计算；抗氧化能力采用DPPH自由基清除活性测定；蛋白质二级结构采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析；硬度通过质构分析测定。所有品质指标的时间变化采用不同动力学方程进行建模。
三、研究结果
过氧化值变化：贮藏期间两种配方的过氧化值均呈上升趋势，但强化配方的过氧化值始终低于对照组。28天后，强化蛋白棒过氧化值为5.35?meq O?/kg，对照组为5.97?meq O?/kg，表明接骨木莓提取物和君迁子浓缩物中的酚类化合物有效延缓了脂质氧化进程。
水分含量变化：两种配方的水分含量在贮藏期间均发生变化，强化配方由于功能成分本身含有水分，初始水分含量与对照组存在差异，贮藏期间水分演变趋势亦有所不同。
硬度变化：对照组蛋白棒在28天贮藏期内硬度增加124%，而强化配方仅增加47%，表明多酚类成分显著抑制了蛋白质聚集和基质硬化过程，改善了质构稳定性。
抗氧化能力变化：强化配方在贮藏结束时DPPH自由基清除活性为35.0%，远高于对照组的11.5%，说明添加的植物成分在贮藏期间持续提供抗氧化保护。
褐变指数变化：两种配方的褐变指数随贮藏时间呈现不同演变模式，强化配方因接骨木莓提取物和君迁子浓缩物本身具有深色色素，初始褐变指数较高，但贮藏期间的变化趋势与对照组存在差异。
蛋白质二级结构变化：FTIR分析显示，两种配方的α-螺旋和β-转角含量在贮藏期间发生不同程度的变化，强化配方的蛋白质二级结构演变模式与对照组不同，表明多酚-蛋白质相互作用影响了蛋白质构象稳定性。
动力学建模：经验动力学模型能够充分描述各品质指标的时间变化，为定量比较两种配方的劣变速率和程度提供了框架。
四、讨论与结论
讨论部分指出，接骨木莓提取物和君迁子浓缩物富含花青素、黄酮类和多酚类化合物，其强抗氧化活性有效降低了蛋白棒贮藏期间的脂质氧化程度。同时，多酚与蛋白质之间的相互作用可能通过改变蛋白质构象和交联方式，减缓了蛋白质聚集导致的硬化现象。强化配方中较低的过氧化值和较高的抗氧化活性表明，天然植物提取物可作为有效的氧化稳定剂。动力学建模结果证实，不同品质属性的劣变过程可用经验模型定量描述，为未来货架期预测提供了理论基础。
研究结论认为，添加接骨木莓提取物和君迁子浓缩物显著改善了蛋白棒在25?°C贮藏28天期间的氧化稳定性和结构稳定性，降低了脂质氧化程度和质构硬化速率，并维持了较高的抗氧化活性。动力学建模为表征功能性蛋白棒贮藏相关变化提供了定量框架。该研究为开发具有改善短期贮藏稳定性的功能性蛋白棒提供了理论依据和实验支持。
