《Food Science & Nutrition》:Alginate-Based Encapsulation of Pistacia lentiscus (Mastic Gum) Extract and Its Application in Functional Kefir: Physicochemical, Antioxidant, and Textural Properties
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源自天然来源的 bioactive compounds(生物活性化合物)正越来越多地被引入功能性乳制品中;然而其在加工与贮藏过程中的有限稳定性可能影响其功能表现。包埋(Encapsulation)已被用作一种策略,以提升敏感 bioactive compoun
源自天然来源的 bioactive compounds(生物活性化合物)正越来越多地被引入功能性乳制品中;然而其在加工与贮藏过程中的有限稳定性可能影响其功能表现。包埋(Encapsulation)已被用作一种策略,以提升敏感 bioactive compounds 在食品基质中的稳定性与控释性能。本研究采用 alginate(海藻酸盐)包埋乳香黄连木(Pistacia lentiscus,mastic gum)提取物,并将其加入开菲尔(kefir)中,以评估游离与包埋提取物在冷藏贮藏期间对理化、抗氧化及质构特性的影响。海藻酸盐微珠的包埋效率(Encapsulation Efficiency,EE)为 78.15%,载量(Loading Capacity,LC)为 15.30%。含两种浓度游离或 alginate 包埋乳香黄连木提取物的开菲尔样品在 14 天冷藏贮藏中进行评价。总酚含量(Total Phenolic Content,TPC)与抗氧化活性分别介于 802.50 至 865.00 mg GAE/L 与 5.87 至 14.08 mM TE 之间,具体取决于配方与贮藏期。包埋配方表现出与含游离提取物配方相当的总酚含量。持水性(Water-Holding Capacity,WHC)值介于 34.96%±0.20% 至 47.10%±0.37%,而色泽与质构特性受配方与贮藏时间影响,仅在特定包埋配方的 firmness(硬度)上观察到显著差异。这些发现表明,alginate 包埋可能有助于乳香黄连木 bioactive compounds 在开菲尔中的稳定化与控释,支持开发富含植物源功能成分发酵乳制品。
研究背景方面,功能性食品因超越基础营养需求的生理益处而受到关注,其中开菲尔作为具独特微生物多样性的共生发酵乳饮料具备调节肠道菌群、抗氧化等潜力;但发酵乳基质中 bioactive compounds 的稳定性易受加工、贮藏及基质互作影响。乳香黄连木(Pistacia lentiscus)树脂含酚酸、黄酮、萜类等 phytochemicals(植物化学物),具抗氧化、抗菌、抗炎活性,但直接添加面临氧化、pH 变化、与乳蛋白互作导致生物利用度下降等问题。微包埋可形成物理屏障提升稳定性与控释,alginate(海藻酸盐)因生物相容性、钙介导离子凝胶成胶能力被用于包埋酚类与益生菌,然而乳香黄连木提取物在发酵乳中的包埋行为研究不足。该研究由此开展,旨在以 alginate 包埋该提取物并比较游离/包埋形态对开菲尔理化、抗氧化与质构的影响,论文发表于《Food Science》。
关键技术方法上,研究人员以土耳其商品 UHT 全脂牛乳、希腊希俄斯岛食品级乳香黄连木粉、波兰冻干开菲尔发酵剂构建样本体系;通过水溶液浸提制备提取物,采用 2% w/v 海藻酸钠与 NaCl 混合提取物经 21G 针头滴入 2% CaCl2 溶液离子凝胶化制珠(湿珠径 3.00±0.20 mm),以 Folin–Ciocalteu 法测 TPC 计算 EE(78.15%±0.6%)与 LC(15.3%±0.8%);SEM 观察形貌;开菲尔分对照组 C、0.1%/0.5% 游离组 FM-1/FM-2、0.1%/0.5% 包埋组 EM-1/EM-2,25℃ 发酵至 pH 4.6 后 4℃ 贮于 1/7/14 天取样;检测涵盖滴定酸度、pH、WHC、CIELab 色差 ΔE*ab、ABTS TEAC 抗氧化、TPC 及 TPA 质构(firmness、consistency、cohesiveness、work of cohesion),SPSS 单因素 ANOVA 与 Duncan 检验(p<0.05)。
研究结果部分,3.1 海藻酸盐微珠表征:跨批次 EE 78.15%±0.6%、LC 15.3%±0.8%,总酚 10.39±0.10 mg GAE/g 干固、表面酚 2.27±0.03 mg GAE/g 干固,湿径 3.00±0.20 mm,处文献 50–90% EE 典型区间,重现性好。3.2 SEM 分析:微珠近球形、表面较平滑均匀、无裂痕团聚,钙快速交联致外层致密,结构完整适合作载体。3.3 理化特性:所有组滴定酸度随 14 天冷藏上升(C 组 0.76%→0.99% LA 增幅最大),pH 缓降;含提取物组酸化略受抑;WHC 中 EM-1 第 14 天达最高 47.10%,alginate 钙交联网与酚-蛋白互作提升保水。3.4 色泽特性:L* 71.79–79.72,a* 近零,b* 正值的乳黄调;ΔE*ab 显示 EM-2 色泽变化最小(第 14 天 2.64),包埋部分缓解色素转化。3.5 抗氧化与酚含量:抗氧化活性(mM TE)C 组 5.87→7.61→6.60,FM-2 达 11.65(第 7 天),EM-2 维持 13.12–14.08 高位且波动小;TPC 802.50–865.00 mg GAE/L,包埋与游离均高于对照,但浓度加倍未成比例升高,酚-酪蛋白结合及 alginate 屏障使包埋组变异略低。3.6 质构特性:firmness 0.118–0.146 N,仅 EM-2 第 14 天显著升至 0.146 N;consistency 中 EM-1 第 7 天短暂升至 0.988 N;cohesiveness 与 work of cohesion 无显著变化,整体质构未被破坏。
讨论与结论翻译:本研究证明 alginate 包埋可作为将乳香黄连木提取物引入开菲尔的可行途径。游离与包埋提取物均较对照提升开菲尔抗氧化能力与酚类特征。色泽受配方与贮藏影响,包埋配方部分色参数变异更低。尽管包埋对选定理化与质构参数稳定性有贡献,但其相对游离提取物的优势有限且随指标与贮藏期变动。因此 alginate 包埋可代表开发富含植物源 bioactive compounds 功能性开菲尔的策略,仍需更多重复试验确认。