基于摘要拟定标题： 微囊化植物乳杆菌与巴兰戈什拉子胶强化燕麦乳谷物甜点的开发与表征研究

《FOOD SCIENCE AND BIOTECHNOLOGY》：Development and characterization of a functional oat milk-based cereal dessert fortified with microencapsulated Lactobacillus plantarum and Balangu Shirazi (Lallemantia royleana) gum

　　

本研究旨在开发一种以燕麦乳为基质的功能性谷物甜点，该甜点添加了微囊化的植物乳杆菌（Lactiplantibacillus plantarum）和巴兰戈什拉子胶（Balangu Shirazi gum，BSG），并评估其在冷藏贮藏期间的理化、微生物学、感官及质构稳定性。研究人员对BSG进行了表征，结果显示其为富含多糖的亲水胶体（水分6.23%，灰分7.12%，蛋白质2.08%，糖类64.71%），并具有显著的酚类物质含量（4.49%）和抗氧化活性（DPPH抑制率21.01%）。动态光散射（DLS）分析显示，稀释分散体系中存在一个占主导的胶体群体，其流体动力学直径为46.08 nm，多分散指数（PDI）为0.12 ± 0.02。该测量结果反映的是分散体系中存在的胶体物种，而非完整益生菌微囊的尺寸。在4 °C条件下贮藏21天后，复合配方表现出改善的水分保持能力和组成稳定性，并在贮藏期间维持了较高的推定乳酸菌（LAB）计数。在含益生菌的配方中，BSG浓度的增加与更高的水分保持率及更高的灰分和蛋白质含量相关。主成分分析（PCA）表明，复合配方减轻了贮藏引起的感官劣变，而质构特性则趋向于更柔软但仍可接受的结构。总体而言，BSG与微囊化植物乳杆菌的联合添加使得开发具有改善贮藏性能的稳定无乳谷物甜点成为可能。虽然本研究侧重于评估两种处理方式的联合效应，但未来分离研究仅含BSG和仅含益生菌的配方，可进一步深入了解它们各自对产品稳定性的贡献。

论文解读：基于燕麦乳的功能性谷物甜点开发——微囊化植物乳杆菌与巴兰戈什拉子胶的协同应用

一、研究背景与意义

近年来，消费者对植物基功能性食品的需求显著增长，主要源于乳糖不耐受、饮食限制以及对可持续食品体系的偏好。燕麦因其天然无乳糖且富含β-葡聚糖（β-glucan）而成为此类配方的常用原料，β-葡聚糖作为可溶性膳食纤维，具有改善血清胆固醇水平和降低心血管疾病风险的生理功能。益生菌作为功能性食品中最成熟的类别之一，其活菌数量在产品加工、贮藏及胃肠道转运过程中的维持是配方设计的关键挑战。微囊化技术已被证实能有效保护益生菌细胞免受不利环境条件的影响。巴兰戈什拉子胶（BSG）作为一种天然植物源亲水胶体，具有增稠、稳定和表面活性等特性，并表现出抗氧化和抗菌活性。然而，目前鲜有研究探索将微囊化植物乳杆菌与BSG联合应用于半固态燕麦乳谷物甜点体系中。本研究旨在填补这一空白，开发兼具益生菌功能性和结构改良作用的植物基功能性甜点，并系统评估其贮藏稳定性。

二、研究内容与主要结论

研究人员开发了一种以燕麦乳为基质的谷物甜点，配方包含玉米淀粉、蔗糖和明胶，并添加了微囊化植物乳杆菌（ATCC 1058）及不同浓度（0.60 g、1.25 g、2.50 g）的BSG。研究设置了四个处理组：F₀为对照组（不含微囊化益生菌和BSG），F₁、F₂、F₃分别含微囊化植物乳杆菌和递增浓度的BSG。所有配方在4 °C条件下贮藏21天，期间系统评估了理化特性、微生物学指标、感官品质和质构特性。

研究结果表明，BSG的添加显著影响了产品的各项性能。在理化特性方面，BSG浓度与水分保持率呈正相关，F₃（2.50 g BSG）在贮藏21天后仍保持74.0%的水分含量，显著高于F₁的68.0%。灰分和蛋白质含量也随BSG浓度增加而升高，这归因于BSG本身的矿物质和蛋白质组成。在微生物学方面，含BSG和微囊化益生菌的配方在贮藏期间维持了较高的推定乳酸菌（LAB）计数（8.20–9.90 log CFU/g），而F₃还表现出对霉菌和酵母生长的抑制作用，这可能与其较低的pH值有关。感官评价通过主成分分析（PCA）显示，贮藏时间是感官品质下降的主要驱动因素，但复合配方在贮藏后期仍优于对照组。质构分析表明，BSG浓度的增加使产品从坚硬结构向更柔软但可接受的结构转变。

三、关键技术方法

本研究采用的主要技术方法包括：热水中提取法制备BSG；乳液-外部离子凝胶化技术制备微囊化植物乳杆菌，以海藻酸钠为壁材、氯化钙为交联剂；动态光散射（DLS）测定胶体粒径分布；DPPH自由基清除法评估抗氧化活性；凯氏定氮法测定蛋白质含量；Mojonnier乙醚萃取法测定脂肪含量；质构剖面分析（TPA）评估硬度、黏附性、内聚性、弹性等参数；MRS琼脂平板计数法评估推定LAB数量；以及主成分分析（PCA）对感官和质构数据进行多变量统计分析。感官评价由28名半 trained 评价员（22–40岁）组成的评价小组完成。

四、研究结果分析

BSG化学组成表征： BSG被表征为富含多糖的亲水胶体，含水6.23%、灰分7.12%、蛋白质2.08%、糖类64.71%，酚类物质含量4.49 mg GAE/g，DPPH自由基清除活性为21.01%，表明其兼具结构形成和生物活性功能。

胶体粒径分布： DLS分析显示分散体系中优势胶体群体的流体动力学直径为46.08 nm，占总体积的80.10%，PDI为0.12 ± 0.02，表明粒径分布较窄。该测量反映的是稀释分散体系中的胶体物种，而非完整微囊的尺寸。

pH与酸度变化： 贮藏期间所有配方pH值逐渐下降，但BSG含量越高，酸化程度越明显。第21天时，F₀的pH为5.60，而F₃降至约3.90；可滴定酸度从F₀的0.16%增至F₃的0.35%，呈现明显的剂量依赖性响应。

水分含量： 贮藏期间水分逐渐下降，但高BSG浓度配方表现出更好的水分保持能力。第21天时，F₁、F₂、F₃的水分含量分别为68.0%、70.0%和74.0%，反映了BSG多糖网络对水分的固定作用。

灰分与蛋白质含量： 灰分含量随BSG浓度增加而升高，第1天时F₃达1.15%，贮藏期间略有下降。蛋白质含量同样呈浓度依赖性增加，F₃在第1天为2.95%，贮藏期间保持相对稳定。

脂肪含量： 复合配方的脂肪含量略高于对照组，第1天时F₀为0.40%，F₃为0.75%，贮藏期间保持相对稳定。

微生物动态： 含BSG和微囊化益生菌的配方在21天贮藏期内维持了高水平的推定LAB计数（8.20–9.90 log CFU/g），而F₃在贮藏后期表现出较低的霉菌和酵母数量（1.45 log CFU/g），可能与其较低的pH环境有关。

感官特性： PCA分析显示前两个主成分解释了97.33%的总方差。贮藏时间是感官品质下降的主要驱动因素，但复合配方在贮藏后期仍优于对照组，表明BSG和微囊化益生菌的联合添加能够缓解感官劣变。

质构特性： PCA分析显示前两个主成分解释了94.56%的总方差。F₀表现出较高的硬度、胶黏性和咀嚼性，而F₃质地最柔软，表明BSG浓度的增加使产品结构向更柔软的方向转变。

五、讨论与结论

本研究表明，BSG与微囊化植物乳杆菌的联合添加能够开发出具有改善贮藏性能的稳定无乳谷物甜点。BSG作为多糖丰富的亲水胶体，不仅发挥结构形成作用，还通过其水结合能力、矿物质和蛋白质贡献以及可能的抗菌活性，多方面提升了产品的整体品质。微囊化技术有效保护了益生菌在加工和贮藏过程中的存活率。然而，由于研究设计侧重于评估两种处理的联合效应，BSG和益生菌各自的独立贡献尚需进一步研究。未来分离研究仅含BSG和仅含益生菌的配方，将有助于阐明各自对产品稳定性的具体作用机制。总体而言，本研究为下一代植物基功能性甜点的开发提供了科学依据，并拓展了对BSG在益生菌食品体系中应用潜力的认识。