《Applied Food Research》：Insights on rheological behavior, physicochemical attributes and bioactive profile of Acid Lime (
Citrus aurantifolia) functional Sauce
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本研究旨在利用酸柠檬开发功能性酱料，并通过添加不同浓度的亲水胶体（阿拉伯胶、明胶和琼脂，浓度分别为0.5%、1%和1.5%）来增强其稳定性和接受度。研究人员对开发的功能性酱料进行了流变行为（流动曲线、粘度和频率扫描）、理化特性（近似组成、pH值、可溶性固形物含
本研究旨在利用酸柠檬开发功能性酱料，并通过添加不同浓度的亲水胶体（阿拉伯胶、明胶和琼脂，浓度分别为0.5%、1%和1.5%）来增强其稳定性和接受度。研究人员对开发的功能性酱料进行了流变行为（流动曲线、粘度和频率扫描）、理化特性（近似组成、pH值、可溶性固形物含量、色泽参数）以及生物活性成分（总酚含量（TPC）、总黄酮含量（TFC）、抗坏血酸和橙皮苷）的评估。开发的酱料在流变强度方面表现出显著改善，而理化性质变化极小。与商业番茄酱（T10）和罗望子酱（T11）相比，酸柠檬功能性酱料表现出更高的总酚含量（25.24至31.55 mg GAE/100g）、总黄酮含量（5.72至7.11 mg QE/100g）、抗坏血酸含量（7.53至8.30 mg/100g）和橙皮苷含量（34.78至150 mg/100g）。含有1%阿拉伯胶的样品T2获得了最高的总体可接受度评分（8.7），表明其在粘度、质地和风味之间达到了最佳平衡。从商业化角度来看，所开发的功能性酱料作为一种营养强化调味品展现出巨大潜力，能够有效满足消费者对促进健康食品日益增长的偏好。
**研究背景与意义**
酸柠檬（Citrus aurantiifolia）是一种主要分布于东南亚的热带酸味水果，以其独特的风味和清新的香气而闻名，富含维生素、矿物质及多种营养物质。印度是全球酸柠檬主要生产国之一，国内市场庞大且出口市场持续扩大，安得拉邦、马哈拉施特拉邦、古吉拉特邦和卡纳塔克邦是主要种植区域，多为小农户经营。酸柠檬含有多种生物活性成分，包括抗坏血酸、有机酸、膳食纤维、黄酮类化合物和酚类化合物，具有强大的抗氧化性能，并在增强免疫力、促进消化健康、改善心血管健康、控制体重、维护皮肤健康以及抗菌、抗真菌、抗癌、抗炎和抗糖尿病等方面发挥有益作用。然而，酸柠檬属于易腐农产品，由于快速的水分流失和高微生物活性，采后极易腐败变质。因处理、贮藏和采后加工不当，约有25-30%的酸柠檬遭受损失。缺乏显著加工技术使水果易腐败，亟需开发泡菜、功能性饮品以及浓缩物、粉末制品和精油等增值产品以延长货架期，将水果损失转化为收入流。
酱料是由多种成分、香辛料和稳定剂组成的复杂混合物，具有液态、半固态和奶油状质地，被视为高价值食品，是现代饮食的重要组成部分。水果基酱料因其多种功能作用而在食品领域日益受到青睐，包括风味增强、质地改良和天然防腐。番茄酱、酱油、辣椒酱和罗望子酱因其营养益处和增强食品风味的能力而需求日益增长。利用酸柠檬开发增值功能性酱料具有通过可控加工延长货架期的潜力，旨在生产低热量且实用性增强的调味品。然而，酸柠檬酱料的制造面临若干技术挑战，主要因其天然高酸度限制了内源果胶含量并促进液相分离。这种相分离对最终产品的质地、物理稳定性和感官接受度产生不利影响，从而使开发商业可行且感官优良的酸柠檬基酱料复杂化。流变行为直接影响消费者对酱料的感知、倾倒性、涂抹性和感官接受度，使其成为产品开发中的关键质量参数。
亲水胶体是能够吸收水分并与其它成分相互作用的长链多糖，可作为增稠剂、凝胶形成剂、稳定剂和乳化剂，同时提供光滑感而不结块或产生任何其它形式的团聚。由于亲水胶体能够通过其水结合和凝胶特性形成结构、改变粘度、提高稳定性并增强质地，它们作为功能性添加剂被广泛纳入食品配方中。食品工业最常用的食品级亲水胶体包括黄原胶、瓜尔胶、羧甲基纤维素和果胶。这些胶凝剂有助于减少水分离，帮助颗粒均匀分散在液体中，最大限度地减少不溶物质的分离，并在食用时提供光滑口感。亲水胶体的功能性能受多种因素影响，包括其浓度、pH值、离子环境和加工条件，这些均可能影响最终产品的流变特性及其生产后的稳定性。
流变特性对酱料品质至关重要，影响泵送、混合和灌装等加工环节以及食用时的感官体验。大多数酱料表现出非牛顿、剪切变稀行为，使酱料在倾倒时易于流动，但在不受扰动时保持结构。亲水胶体能够显著改变酱料最重要的流变特性，如表观粘度、稠度指数和流动行为指数，并提高产品的整体质量和稳定性。尽管已有大量研究探讨了亲水胶体在番茄基和水果基酱料中的应用，但关于其在柑橘酱料配方中的应用信息相对有限。鉴于酸柠檬独特的组成和高酸度，全面评估亲水胶体的掺入对于实现最佳产品质量和稳定性至关重要。
**研究目的与技术方法**
本研究旨在利用酸柠檬开发功能性酱料，并优化亲水胶体比例以改善其品质属性，满足消费者兴趣。据研究人员所知，尚无关于酸柠檬功能性酱料开发的研究报道。全球范围内，包括酸柠檬在内的柑橘类水果主要作为鲜食水果消费；然而，尚未有研究开发即食包装形式的酸柠檬功能性酱料，以增强消费者接受度同时传递酸柠檬的健康属性。早期研究主要集中在配方开发、理化特性和感官评价方面，而不同亲水胶体对酸柠檬酱料流变行为、生物活性化合物保留和消费者接受度的综合影响受到的关注有限。基于上述考虑，本研究旨在：i）使用不同浓度的不同亲水胶体开发酸柠檬功能性酱料配方；ii）评估其流变、理化和功能特性；iii）确定酚类化合物、黄酮类化合物、抗坏血酸和橙皮苷等生物活性化合物的保留情况；iv）评估感官质量以确定具有潜在工业应用性的最佳配方。
研究人员采用的主要技术方法包括：新鲜酸柠檬果实（cv. NRCC-8）采自印度那格浦尔ICAR-中央柑橘研究所试验田，经清洗后使用液压机在5 bar压力下榨汁，三层纱布过滤获得清汁用于酱料配制。初步试验确定亲水胶体浓度范围为0.5%-1.5%，低于0.5%无法提供足够稳定性，高于1.5%则产生过稠酱料。共制备9种处理（T1-T9），分别含阿拉伯胶、明胶和琼脂各0.5%、1.0%和1.5%，商业番茄酱（T10）和罗望子酱（T11）作为市场参考样品。流变特性使用模块化紧凑型流变仪（MCR 102，Anton Paar）在25°C下测定流动曲线、粘度和频率扫描。近似组成按AOAC标准方法测定。总酚含量（TPC）采用Folin-Ciocalteu（FC）比色法，结果以没食子酸当量（GAE）表示；总黄酮含量（TFC）采用三氯化铝比色法，结果以槲皮素当量（QE）表示。抗坏血酸含量采用2,6-二氯酚靛酚（DCPIP）滴定法测定。橙皮苷含量采用配备反相色谱柱（Nucleosil 100-C18；4.6 mm×100 mm，5 μm粒径）的高效液相色谱（HPLC）系统测定，流动相为醋酸铵（5 mM）和乙腈（75:25 v/v），检测波长284 nm，柱温40°C。感官评价采用9点喜好标度，由35名半 trained 评审小组成员进行。统计分析采用双因素方差分析（ANOVA）和Tukey事后检验（P<0.05），Pearson相关分析使用OriginPro 2024进行。
**研究结果**
**流变行为**：所有酸柠檬酱料配方（T1-T9）和商业酱料（T10和T11）均表现出典型的非牛顿假塑性（剪切变稀）行为，即剪切应力随剪切速率增加而升高，表观粘度随剪切速率增加而降低。阿拉伯胶配方（T1-T3）的剪切应力和表观粘度值较低，归因于阿拉伯胶高度分支的阿拉伯半乳聚糖含量，其作为乳化剂和稳定剂而非增稠剂，分子间缔合能力有限。明胶配方（T4-T6）表现出增加的流变特性，与热可逆蛋白质网络的形成有关，明胶分子在冷却样品中部分复性，通过氢键和螺旋聚集建立连接点，增强稳定性并促进水分固定。琼脂配方（T7-T9）在所有配制样品中表现出最高的表观粘度和剪切应力值，尤其在较高浓度下，归因于琼脂形成由多糖链构成的三维网络，具有高水结合能力，形成高度有序的聚合物基质。商业番茄酱和罗望子酱（T10和T11）也表现出假塑性流动特征，但流变参数值较低，表明结构发育程度较低。频率扫描测试显示，所有样品的储能模量（G′）和损耗模量（G″）随角频率增加而逐渐增加，表明酱料基质在快速振荡剪切下具有更高的抗变形能力。所有样品均表现出弱结构化凝胶体系的特征，属于粘弹性流体系统而非真正的弹性固体。商业样品T10和T11的G′值最高，表明内部结构强度和内聚力更强。在配制样品中，T2在测试频率范围内具有相当稳定的G′和G″值（即低频敏感性），表明具有均衡的微观结构。
**近似组成与理化特性**：双因素方差分析显示，亲水胶体类型和浓度及其交互作用对测量的品质属性有不同程度的影响。水分含量介于71.28%至74.80%之间，T3水分最高，T8最低。脂肪含量普遍较低（0.29-0.51%），蛋白质含量范围为0.68%-0.89%，灰分含量为1.30%-1.63%，碳水化合物含量在22.65%-26.07%之间。pH值范围为2.75±0.03至3.70±0.08，T10最高，T11最低。酸性pH值有利于水果基酱料的微生物稳定性和货架期。可溶性固形物含量（TSS）范围为25.10±0.72至28.92±0.65°Brix，阿拉伯胶配方（T1-T3）表现出相对较高的TSS值，归因于其高溶解度导致较少的水固定和更多自由水可用于溶解糖类和有机酸。明胶和琼脂样品（T4-T9）的TSS较低，可能由于这些亲水胶体广泛的水结合能力和凝胶网络形成降低了自由水相中可溶性固形物的有效浓度。
**生物活性化合物**：总酚含量在不同处理间变化范围为10.43至31.55 mg/100g，T2最高，其次为T5和T4，商业对照样品的总酚含量低于所有处理。总黄酮含量变化范围为2.18至7.11 mg/100g，T3最高。抗坏血酸含量变化范围为3.49至8.30 mg/100g，T8最高，T10和T11低于其它处理。橙皮苷含量在T1-T9间变化显著，范围为34.78至150.17 mg/100g，T6（1.5%明胶）表现出最高橙皮苷浓度（150.17±2.30 mg/100g），T7（0.5%琼脂）最低（34.78±0.15 mg/100g）。商业番茄酱（T10）和罗望子酱（T11）中未检出橙皮苷。明胶在1.5%浓度下形成三维凝胶网络，可能增强橙皮苷的截留并改善其在最终产品中的保留。琼脂和阿拉伯胶作为多糖基亲水胶体，其分子重排和水结合特性不同，琼脂形成刚性凝胶基质可固定水分，阿拉伯胶主要作为稳定剂和乳化剂而非强胶凝剂。
**色泽分析**：琼脂处理样品（T7-T9）表现出最高的L*值（8.71±0.02至10.66±0.41），显著亮于阿拉伯胶（T1-T3；2.64±0.01至5.18±0.21）和明胶（T4-T6；5.83±0.03至7.61±0.01）处理样品，与商业番茄酱（T10）的亮度相当。T8（1.0%琼脂）在所有样品中具有最高的红度值（2.99±0.07）和黄度值（13.38±0.01）。琼脂的高红黄值归因于其中性多糖组成，形成透明凝胶可均匀掺入酸柠檬中的类胡萝卜素和花青素色素，减少其降解。阿拉伯胶中的蛋白质导致乳液体系不稳定，引起色素因疏水相互作用而聚集。T8具有最高色度值（13.86±0.57）。大多数处理的色调角集中在70-80°之间，表明呈黄橙色色调。亲水胶体处理样品的褐变指数（12.40±0.11至34.80±0.45）显著低于商业番茄酱（T10；62.90±0.71）和罗望子酱（T11；97.00±1.77）。
**感官评价**：感官评价显示不同处理间在色泽、口感、风味、稠度和总体可接受度（OAA）方面存在显著差异。阿拉伯胶处理T2（1%）在几乎所有参数上获得最高分：色泽（8.5）、口感（8.4）、风味（8.1）和稠度（8.5），OAA评分最高为8.7，表明该浓度阿拉伯胶提供了粘度、质地和风味的最佳平衡。明胶处理中T5（1.0%）优于T4（0.5%）和T6（1.5%），但评审人员检测到轻微的蛋白质异味。琼脂的感官接受度最差，T7的稠度评分最低（4.0）和总体可接受度（5.5）最低，琼脂倾向于产生脆性和强凝胶，在酱料应用中导致光滑度评分和总体偏好评分较低。商业T10和T11的OAA评分较高（分别为8.2和8.1）。
**相关性分析**：Pearson相关分析显示，总体可接受度（OAA）与稠度呈最强正相关（r=0.926），表明稠度是影响消费者接受度的主要因素。色泽与风味呈强正相关（r=0.782）。总酚含量（TPC）与口感（r=0.658）、色泽（r=0.367）和风味（r=0.299）呈中等正相关。总黄酮含量（TFC）与口感（r=0.639）、OAA（r=0.482）、色泽（r=0.420）和风味（r=0.466）呈正相关。抗坏血酸与大多数感官属性呈相对较弱的正相关。橙皮苷与风味（r=-0.499）和色泽（r=-0.291）呈弱至中等负相关，可能归因于其特有的苦味。表观粘度与色泽（r=-0.837）、口感（r=-0.839）和风味（r=-0.695）呈强负相关，与稠度（r=-0.438）和OAA（r=-0.536）呈中等负相关，表明过粘配方降低消费者偏好。
**讨论与结论**
研究结果表明，酸柠檬汁用于功能性酱料开发显著增强了流变特性和生物活性成分（TPC、TFC、维生素C和橙皮苷），优于番茄酱和罗望子酱。所选亲水胶体（阿拉伯胶、明胶和琼脂）增强了酸柠檬酱料的粘度，使其具有与商业酱料相似的质地。在高度酸性的酸柠檬基质中，亲水胶体不仅改善了粘度，还通过pH依赖性分子相互作用影响生物活性化合物的稳定性和保留。样品T2在感官评价中具有最高水平的消费者接受度和最佳整体表现，总体可接受度评分为8.7。T2、T3、T6和T8配方表现出较高水平的生物活性成分（总酚、总黄酮、维生素C和橙皮苷），与商业番茄酱（T10）和罗望子酱（T11）相比。酸柠檬基配方中较高浓度的生物活性化合物支持将其归类为功能性酱料，因其富含促进健康的植物化学物质，为传统调味品提供了有前景的替代品。研究最终得出结论，优化亲水胶体浓度是在流变特性、消费者接受度和生物活性成分保留之间实现适当平衡的重要因素。
未来研究应侧重于协同亲水胶体组合以改善稳定性，评估产品在不同包装材料和储存条件下的储存稳定性，评估其在货架期内的微生物安全性，并验证其大规模工业生产的适宜性。此外，将进行技术经济分析以确定该工艺的商业可行性，促进成功的产品商业化和创业发展。
