大米蛋白强化软糖：理化、生物活性与感官评价

《Foods》：Rice Protein-Fortified Gummy: The Physicochemical, Bioactive and Sensory Evaluation

　　

本研究旨在开发富含完全成熟（RRP）和绿色（GRP）Khao Dawk Mali 105稻米蛋白的功能性软糖。标准配方中的水被蛋白质提取物以20%–100%的水平替代。最终蛋白质含量随着蛋白质替代水平的增加而显著增加，在GRP-100配方中达到最大值12.63 g/100 g。较高的蛋白质水平通常会降低凝胶硬度，但低替代水平（20%）显著改善了理想的质构特性，如弹性和咀嚼性。同时，中等替代水平（40%）保持了最佳的结构完整性，并在RRP组中获得了最佳的感官偏好。生物活性评估显示，GRP-100具有最高的总酚和总黄酮含量，同时具有优异的抗氧化能力（DPPH和FRAP）。此外，GRP-100获得了最高的消费者总体偏好评分（8.03）。而且，电子鼻和电子舌评估显示，GRP配方（尤其是GRP-100）表现出最强烈、最复杂的香气特征。这种浓郁的香气可能有助于掩盖与生物活性相关的苦味和涩味，形成平衡的风味，从而最大化消费者的偏好。所有配方在冷藏储存28天后均表现出良好的微生物稳定性。GRP-100在蛋白质强化、抗氧化能力和消费者总体接受度方面提供了最大的改善，而中等替代水平更好地保留了质构特性。

大米蛋白强化软糖的研究解读

一、研究背景与目的

大米是泰国的主要粮食作物和重要农业出口产品，也是全球超过50%人口的主食。大米蛋白因其氨基酸组成均衡、消化率高、低致敏性以及接近大豆蛋白的蛋白质效率比值而受到越来越多的关注。传统软糖通常以蔗糖、葡萄糖浆和明胶为主要原料，属于高糖、高热量食品。随着消费者对健康饮食的重视，市场对兼具营养与感官品质的功能性软糖需求日益增长。然而，如何在软糖基质中添加植物蛋白而不破坏其质构和风味，仍是食品研发中的关键挑战。基于此，研究人员开展了本研究，旨在利用泰国Khao Dawk Mali 105（KDML 105）稻米中提取的蛋白质开发新型蛋白强化软糖，并全面评估其理化、生物活性与感官特性。

二、研究内容与总体结论

研究人员从完全成熟（fully ripe，RR）和绿色（green，GR）两个成熟期的KDML 105稻米中提取蛋白质，分别获得RRP和GRP提取物，并以20%–100%的比例替代标准软糖配方中的水，制备多种蛋白强化软糖。结果表明，蛋白质替代显著提高了软糖的蛋白质含量，其中GRP-100配方达到最高值12.63 g/100 g。高蛋白水平普遍降低凝胶硬度，但20%的低替代水平显著改善了弹性和咀嚼性；40%的中等替代水平在RRP组中实现了最佳结构完整性和感官接受度。GRP-100还表现出最高的总酚含量、总黄酮含量以及抗氧化能力（DPPH和FRAP），并获得最高的消费者总体偏好评分（8.03）。该研究证实，绿色大米蛋白提取物可作为功能性软糖的优良植物基配料，相关成果发表于《Foods》期刊。

三、主要关键技术方法

研究人员采用酶解辅助法提取了来自泰国黎逸府的两个成熟期（绿色22–28天，完全成熟29–35天）的KDML105稻米蛋白，并以Kjeldahl法测定蛋白质含量。软糖制作以蛋白提取物按20%–100%替代配方水。评价手段包括质构仪TPA测试、流变学频率扫描、FTIR光谱分析、分光光度法测定总酚（TPC）、总黄酮（TFC）、DPPH自由基清除能力和FRAP还原力。感官评价由30名未受训练的18–45岁感官小组成员实施，采用9点喜好量表。此外，还利用电子鼻和电子舌进行香气和滋味指纹分析，并在4°C冷藏条件下进行28天微生物货架期研究。

四、研究结果

3.1 物理性质

与对照相比，RRP的添加降低了L*值，使软糖颜色变暗；而大多数GRP配方（除GRP-20外）则提高了L*值，使外观更亮。总可溶性固形物（TSS）随替代水平升高而增加，GRP-100达到41.37°Brix。pH在20%–60%替代时下降（RRP-60为3.26，GRP-60为3.15），80%–100%替代时又回升。脱水收缩（syneresis）方面，RRP-20最低（1.78%），GRP-100最高（3.12%），表明过量蛋白会降低持水性并干扰凝胶网络。

3.2 基本营养成分

蛋白强化后，蛋白质含量从对照的7.17 g/100 g升至RRP-100的11.59 g/100 g和GRP-100的12.63 g/100 g。同时，总碳水化合物比例相应下降，脂质和灰分含量上升，水分略有降低。这表明蛋白提取物不仅提供蛋白质，还引入了天然脂质和矿物质成分。

3.3 机械与质构特性

TPA结果显示，除GRP-20外，大多数蛋白添加样品硬度显著低于对照（39.42 N），最低为RRP-100（15.71 N）。RRP-20具有最高的胶粘性（41.89 N）和咀嚼性（47.18 N），而GRP-100的粘性最低（?0.02）。弹性在特定替代水平下增强（RRP-20为1.17，GRP-60为1.21），但在80%替代时下降。总体而言，20%替代水平最有利于保持弹性和咀嚼性，高替代水平则产生更柔软、不粘的产品。

3.4 流变学特性

频率扫描显示，对照配方具有稳定的强弹性网络（G′约9000–11000 Pa）。GRP添加普遍降低G′，但保持tan δ<0.3，说明仍以弹性为主。RRP在60%–80%替代时呈现出明显的频率依赖性，G′在10 Hz时可超过18000 Pa，tan δ接近0.9，表明网络由物理缠结主导，并趋向粘性流动。这说明GRP更适合保持传统软糖的弹性结构，而RRP在特定浓度下可调节口感。

3.5 FTIR光谱分析

FTIR光谱显示所有样品具有相似的吸收模式，酰胺I带和酰胺II带均清晰可见，表明蛋白结构在不同处理和替代水平下基本保持稳定，仅峰强存在轻微变化，说明提取方法和蛋白含量对分子间相互作用有一定影响。

3.6 生物活性

与对照相比，蛋白强化软糖的TPC、TFC、DPPH和FRAP均显著增加。GRP-100的TPC为1099.45 mg GAE/100 g DW，TFC为486.08 mg QE/100 g DW，DPPH值为47.70 mg维生素C/100 g DW，FRAP值为192.24 mg FeSO₄/100 g DW，均为所有样品中最高。这归因于绿色稻米中富含酚酸和黄酮类化合物，酶解过程促进了结合态酚类物质的释放。

3.7 感官评价

3.7.1 消费者喜好测试

30名评价员的结果显示，所有蛋白强化样品的感官评分均高于对照（总体喜好3.96分）。在RRP组中，RRP-40得分最高（6.93分），而GRP-100获得最高总体喜好（8.03分），并在外观、颜色、香气和甜度方面均表现优异。GRP的感官接受度优于RRP，可能归因于年轻绿色大米特有的香气更有效地掩盖了植物蛋白的异味。

3.7.2 电子鼻与电子舌预测

电子鼻分析显示，GRP-100具有最强烈、最复杂的香气指纹，传感器响应值最高，表明蛋白提取物是香气前体物质的重要来源。电子舌分析则表明，蛋白添加增加了苦味、涩味和苦后味，尤其是GRP-80和GRP-100。然而，GRP-100同时表现出更高的丰富度和鲜味，结合其复杂的香气，有效掩蔽并平衡了苦涩感，从而获得最高的消费者接受度。这体现了绿色大米蛋白作为风味调节剂的潜力。

3.8 货架期

在≤4°C冷藏储存28天后，所有配方的菌落总数、酵母菌和霉菌计数均极低。第28天时菌落总数最高为GRP-100的2.66 CFU/g，酵母和霉菌最高为RRP-100的4.67 CFU/g，远低于泰国FDA和食品法典委员会规定的安全限值。产品本身的低pH环境（3.26–3.77）结合冷藏进一步抑制了微生物生长。

五、讨论与结论

本研究表明，大米蛋白提取物，尤其是绿色大米蛋白（GRP），能够显著提升软糖的营养价值和抗氧化活性，同时改善感官品质。尽管高替代水平会增加苦味和涩味，但GRP带来的复杂香气和丰富口感能够有效平衡不良风味，从而获得较高的消费者偏好。RRP-40则在成熟米蛋白组中表现出最佳综合性能。研究人员同时指出，未来需进一步评估关键营养素和生物活性化合物在体内的生物可利用性，并通过体外、体内及临床研究验证其致敏性；此外还需优化质构稳定性，并在更大范围的人群中开展消费者接受度调查。总体而言，大米蛋白作为一种低致敏的植物基原料，在功能型软糖的开发中具有广阔的应用前景。