《Food Bioscience》：Phenolic Profiles, Thermal Stability, and Color Performance of Selected Plant Extracts in Plant-Based Meat Analogues
编辑推荐：
摘要随着人们对植物基肉类的兴趣日益增加，市场对能够在加工过程中保持肉类外观并具备相应功能的天然着色剂的需求也在上升。本研究评估了甜菜根、黑胡萝卜、黑玫瑰果、野李子以及红、粉、黑越橘提取物作为植物基肉类替代品的天然着色剂的应用潜力。这些提取物是通过超临界二氧化碳萃取法，并以乙醇作为
摘要
随着人们对植物基肉类的兴趣日益增加，市场对能够在加工过程中保持肉类外观并具备相应功能的天然着色剂的需求也在上升。本研究评估了甜菜根、黑胡萝卜、黑玫瑰果、野李子以及红、粉、黑越橘提取物作为植物基肉类替代品的天然着色剂的应用潜力。这些提取物是通过超临界二氧化碳萃取法，并以乙醇作为辅助溶剂获得的，随后在XAD-7树脂上进一步纯化。研究比较了这些提取物的总酚含量、抗氧化活性、缩合单宁含量以及它们对热处理的反应情况。此外，还利用高效液相色谱二极管阵列检测法和液相色谱-四极杆飞行时间质谱法分析了这些提取物中的酚类和花青素成分。将这些提取物及其混合物加入植物基肉类替代品的面团中，检测了烹饪前后其颜色表现。其中，野李子提取物的2,2-二苯基-1-苦基肼自由基清除能力最强，数值为209.86毫克TE/克干重，其次是粉越橘和黑玫瑰果提取物，而甜菜根和黑胡萝卜的清除能力则相对较低。加热处理会显著影响提取物的总酚含量和DPPH清除能力：在80–95℃下加热10分钟可使某些提取物的总酚含量和抗氧化活性上升，而加热30分钟则通常会导致这些指标下降。红越橘和粉越橘提取物中绿原酸含量最高，分别为27.2毫克/克和17.8毫克/克干重，而黑玫瑰果、黑胡萝卜和野李子提取物中则以氰苷类化合物为主。甜菜根-粉越橘-黑玫瑰果（67:17:17）、甜菜根-黑玫瑰果（50:50）以及甜菜根-野李子（50:50）这三种组合在原料状态和烹饪后的产品中，其颜色与参考配方最为接近。总体而言，从土耳其种植的特定植物中提取的纯化提取物具有出色的着色和抗氧化性能，有望成为植物基肉类替代品的理想天然着色剂。
引言
近年来，畜牧业对环境造成的影响以及人们对可持续蛋白质来源的日益需求，推动了植物基肉类替代品的发展。目前，植物基肉类市场正处于快速发展阶段，预计这一趋势将持续到2030年（Rathnayake等人，2025年）。开发肉类替代品的目的不仅是提升产品的可持续性，还要在保持与传统肉类相当的营养价值的同时，确保其具备良好的感官品质（Singh等人，2024年）。在植物基肉类替代品面临的诸多感官挑战中，颜色尤为重要，因为外观是消费者在购买时首先关注的属性之一。在原料状态下呈现出诱人且稳定的红色，同时在烹饪过程中能有适当的颜色变化，对于提升产品的消费者接受度至关重要（Fernández-López等人，2023年）。
天然色素，尤其是花青素，对于植物基肉类替代品具有重要意义，因为它们能够根据周围环境的pH值及自身的化学结构，呈现从红色到紫色的不同色调（Vega-Maturino等人，2026年）。在这些产品中，颜色是一项关键的感官指标，因为它会影响产品在原始状态和烹饪状态下的视觉相似度，进而决定消费者的喜好程度（Rathnayake等人，2025年；Wu等人，2024年）。通常会使用甜菜根提取物来赋予产品类似肉类的红色，不过其他植物来源可能提供不同的色素组成、抗氧化性能以及热稳定性。近期的研究和专利文献表明，富含花青素的植物，如越橘和黑胡萝卜，具有作为天然着色剂的潜力，可在植物基肉类体系中得到应用（Bahu等人，2024年；Vega等人，2025年）。尽管花青素具有出色的着色能力，但它们对温度、pH值、氧气暴露、湿度和光线等环境因素极为敏感，因此在食品加工过程中容易发生颜色衰变，稳定性较差（Ikhsan等人，2026年）。因此，需要采用合适的萃取技术来保持色素的稳定性。超临界流体萃取法具有无毒性、成本低、氧气接触少以及操作温度较低等优点，而且由于二氧化碳属于非极性物质，人们通常会加入乙醇作为辅助溶剂，以提高花青素的提取率（Tena & Asuero，2022年）。本研究中采用的萃取参数是基于我们之前针对黑玫瑰果进行的优化研究确定的，即压力为350巴，温度为60℃，并加入60%的乙醇作为辅助溶剂（Kasapo?lu等人，2020年）。
虽然此前已有研究探讨过用于肉类替代品的天然色素，但目前针对通过超临界流体萃取法从不同植物中提取的色素进行对比研究的资料仍然较少。在本研究中，选择了黑胡萝卜、黑玫瑰果、野李子以及红、粉、黑越橘作为研究材料，这是因为它们在土耳其当地容易获得，且具有独特的红紫色特征和特定的酚类成分。此外，还加入了甜菜根作为参考，因为它在以往的研究中被广泛用作着色剂（Wu等人，2024年）。本研究的创新之处在于，对这类提取物在酚类组成、抗氧化活性、热稳定性以及在不同植物基肉类体系中的颜色表现等方面进行了标准化对比。因此，本研究旨在筛选出具有良好颜色稳定性和类似肉类外观的植物提取物配方，同时探究其酚类特性与颜色表现之间的关联。
章节节选
材料
2022年秋季，我们在土耳其恰库罗瓦地区海拔约100米处采集了新鲜的黑胡萝卜（Daucus carota L.）样本。2023年7月，在收获季节，我们在土耳其巴伊布尔特省附近采集了黑玫瑰果（Rosa pimpinellifolia L.）、野李子（Prunus spinosa L.）以及黑越橘、红越橘和粉越橘（Berberis vulgaris L.）的果实。采集地的海拔约为1150米，坐标为北纬40°15′23″，东经40°13′36″。
提取物的总酚含量
在所有样本中，野李子提取物的总酚含量最高，其次是粉越橘和黑玫瑰果提取物，而甜菜根和黑胡萝卜提取物的总酚含量最低（p < 0.05）（见表2）。甜菜根提取物的总酚含量会因萃取方法、分析手段以及样品形态的不同而存在较大差异。通过高效液相色谱法测定的单个酚类物质的含量在12–18.6毫克/克提取物之间，而在优化条件下，使用Folin–Ciocalteu法测得的数值则在76至227毫克GAE/克提取物之间。
结论
本研究分析了从土耳其种植的特定植物中提取的纯化植物提取物的酚类组成、抗氧化活性以及热稳定性，旨在评估其作为植物基肉类替代品天然着色剂的潜在应用价值。不同植物提取物在总酚含量、抗氧化活性以及酚类组成方面的显著差异，凸显了选择合适原材料的重要性。羟基肉桂酸衍生物和氰苷类花青素是这些提取物中的主要酚类化合物。
关于手稿准备过程中生成式人工智能及人工智能辅助技术的声明
在撰写本论文的过程中，作者使用了Consensus工具来查阅相关文献并收集科学信息。在使用该工具之后，作者对相关内容进行了仔细审查、核实和必要修改，并对最终发表的文章内容承担全部责任。
CRediT作者贡献说明
Magdalena Karama?：方法设计、实验研究。Kadriye Nur Kasapo?lu Khan：概念构思。Ryszard Amarowicz：方法设计、实验研究。Katarzyna Sulewska：方法设计、实验研究。Elif Feyza Aydar-?irin：文章撰写与修订、初稿撰写、方法设计、实验研究、数据整理、概念构思。Beraat ?Z?EL?K：项目监督、项目管理。Zehra Mertdin?：文章撰写与修订、初稿撰写、方法设计、实验研究。
资金来源
本研究得到了伊斯坦布尔技术大学的科学研究项目（BAP）项目的支持，项目编号为MGA-2023-44075。
利益冲突声明
作者声明，他们不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益关系或个人关系。
Elif Feyza Aydar-?irin|Zehra Mertdin?|Evren Demircan|Micha? Adam Janiak|Ryszard Amarowicz|Katarzyna Sulewska|Magdalena Karama?|Kadriye Nur Kasapo?lu Khan|Beraat ?z?elik
土耳其伊斯坦布尔马斯拉克，化学与冶金工程系食品工程系，邮编TR-34469，伊斯坦布尔
