《Food and Humanity》：Enhancement of Antioxidant Properties and Gastrointestinal Stability of Instant Soup Powder through Marine Collagen Peptide Fortification
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海洋胶原蛋白肽强化显著提升方便汤粉的抗氧化活性与胃肠生物利用度，蛋白质含量增加278%，结构更致密且具有生物相容性，为开发高蛋白抗氧化功能性方便食品提供新途径。
梅努·巴布（Meenu Babu）|帕尔瓦蒂·乌尼克里希南（Parvathy Unnikrishnan）|阿诺基·钱德拉巴布·库塔姆帕兰巴特（Anokhi Chandrababu Kuttamparambath）|萨里卡·库纳特（Sarika Kunnath）|宾西·普塔纳普拉卡尔卡吉扎凯蒂尔·卡玛拉玛（Binsi Puthanpurakkalkizhakkethil Kamalamma）
印度科钦（Kochi）喀拉拉渔业与海洋研究大学（Kerala University of Fisheries and Ocean Studies），邮编682506
摘要
随着人们对便捷、营养丰富食品需求的增长，人们开始研究如何在即食食品中添加功能性成分。本研究评估了海洋胶原蛋白肽（MCP）对即食汤粉抗氧化能力和胃肠道吸收性的影响。基础汤粉（BMSP）由洋葱、玉米粉、奶粉、香料和蔬菜制成，然后添加10%（重量百分比）的MCP制成胶原蛋白肽强化汤粉（CPFSP）。强化后，产品的营养成分显著提高：蛋白质含量从3.63%增加到13.72%（增长了278%），而碳水化合物含量从82.61%降至76.22%。扫描电子显微镜观察发现，MCP强化后的颗粒结构比BMSP更紧密、更致密。傅里叶变换红外光谱分析证实了肽的添加，因为在1519-1528 cm?1处出现了特征性的酰胺II吸收峰。所有实验中，CPFSP的抗氧化活性均显著优于BMSP：DPPH自由基清除率从57.67%提高到60.68%（p < 0.001），FRAP值从0.822 mM抗坏血酸当量增加到0.913 mM（p = 0.003），ABTS自由基清除率从35.81%增加到43.05%（p < 0.001）。体外胃肠道消化实验显示，两种配方中的抗氧化活性均逐渐增强，其中CPFSP在所有消化阶段均表现出更强的活性：DPPH自由基清除率从消化前的36.07%增加到消化3小时后的60.75%（增长了68.4%），而BMSP则从28.75%增加到46.20%（增长了60.7%）。这些结果表明，MCP强化不仅提升了即食汤粉的天然抗氧化性能，还改善了其胃肠道吸收性，为开发富含蛋白质、具有抗氧化功能的便捷食品提供了有前景的方法。
引言
海洋胶原蛋白肽（MCP）是从鱼皮、鱼鳞和鱼骨中通过酶解获得的生物活性化合物。由于其分子量较低（<1500 Da）以及富含甘氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸，这些海洋生物分子具有优异的生物相容性和生物利用度，能够通过中和自由基和调节细胞氧化途径发挥抗氧化、抗炎、抗衰老和促进伤口愈合的作用（Liu等人，2024；Dierckx等人，2024；Hwang等人，2020）。MCP越来越多地应用于食品、营养保健品、制药和化妆品领域，以改善皮肤健康、关节功能和调节新陈代谢（Aguirre-Cruz等人，2020；Zdzieblik等人，2015）。此外，MCP的生产还利用了渔业副产品，符合循环生物经济的原则，将未充分利用的生物质转化为营养产品（Cao等人，2022；Xu等人，2023）。
MCP作为多功能食品成分，可以改善食品的质地、保水性和乳化性能，并提供生物活性益处（Gómez-Guillén等人，2011）。在饮料中，MCP具有优异的溶解性和稳定性，对皮肤弹性和保湿效果有临床验证的作用（Al Hajj等人，2024；Proksch等人，2014）。在乳制品系统中，富含胶原蛋白肽的酸奶表现出更强的凝胶强度、较低的析水率和保留的抗氧化活性（Ayati等人，2022；Shori等人，2013）。
尽管MCP在饮料和乳制品中的应用越来越广泛，但在干性、热加工食品中的研究仍相对有限。大多数关于肽强化的研究集中在液态和半固态产品上（Rivero-Pino等人，2023；Ali等人，2022；Sarker，2022），而这些产品的稳定性和生物利用性与脱水食品有很大差异。将海洋胶原蛋白肽添加到即食粉配方中面临技术挑战，但脱水食品系统具有显著优势，如更长的保质期、便于储存，并符合消费者对高蛋白、便捷功能食品的需求。
海洋胶原蛋白肽在饮料和乳制品系统中表现出良好的性能，具有优异的溶解性、稳定性和生物活性。研究表明，MCP能够有效提升皮肤的弹性和保湿效果（Al Hajj等人，2024；Proksch等人，2014），或在酸奶系统中增强凝胶强度、降低析水率并提高抗氧化性能（Ayati等人，2022；Shori等人，2013）。然而，关于MCP在干性和热加工食品中的稳定性和生物利用性的研究仍不足。了解这些因素非常重要，因为生物活性化合物需要在加工和消化过程中保持活性才能在体内发挥作用。这一知识空白阻碍了MCP在便捷食品和保质期长功能食品领域的广泛应用。
即食汤粉是MCP强化的理想目标，因为它们受到全球消费者的欢迎，适合现代快节奏的生活。然而，大多数商业即食汤粉在营养成分上不平衡，通常含有大量碳水化合物和钠，而蛋白质和抗氧化剂含量较低（Fernández-Lopez等人，2020；van Buren等人，2019）。随着消费者对富含蛋白质、清洁标签的功能食品的兴趣增加（Daszkiewicz等人，2022；Karelakis等人，2020），这种营养不足的问题愈发突出。即食汤粉作为强化系统具有诸多优势：低水分含量使其具有较长的保质期和微生物稳定性；简单的强化工艺可实现成分的均匀分布；其复杂的组成（碳水化合物、脂质和蛋白质）可以在加工和储存过程中保护敏感的生物活性基团（González Montiel等人，2024；Th?y等人，2023）。此外，用海洋环境中提取的生物活性化合物强化即食汤粉既能满足消费者对营养的需求，又能实现渔业副产品的增值利用，减少海洋废弃物，同时生产出额外的营养产品（Cao等人，2022；Shahidi和Saeid，2025）。
本研究旨在填补现有知识空白，通过开发和全面定义一种添加了海洋胶原蛋白肽的即食汤粉，特别关注其在生理条件下的抗氧化活性和胃肠道稳定性。确定10%（重量百分比）的强化剂量是通过初步优化实验来平衡多个重要因素：足够的蛋白质强化效果、理想的粉末性能（流动性、复原性）、感官接受度和商业可行性。研究采用了综合方法，包括营养成分分析、形态学表征（扫描电子显微镜）、光谱验证（傅里叶变换红外光谱）、功能活性测试（DPPH、FRAP、ABTS抗氧化测试）以及体外胃肠道消化模型，以评估抗氧化活性的稳定性和消化过程中的生物利用性。这项深入研究将为开发高蛋白、富含抗氧化剂的便捷食品提供新的见解，这些食品在加工和消化过程中具有稳定的性能，从而为市场推出营养丰富、具有生理意义和可持续性的即食食品奠定基础。
海洋胶原蛋白肽（分子量范围：127-1302 Da，主要峰值为127-901 Da）购自印度古吉拉特邦的Amar Aquatic公司。洋葱、玉米粉、奶粉、香料（大蒜、生姜、黑胡椒）、盐、糖、抗坏血酸和氢化植物油均从印度科钦的当地市场采购。所有用于分析的化学品均为分析级：2,2-二苯基-1-吡啶基肼（DPPH）、2,4,6-三吡啶-s-三嗪（TPTZ）。
海洋胶原蛋白肽的添加显著改变了汤粉的营养成分（表1，图2）。蛋白质含量从BMSP的3.63 ± 0.25%增加到CPFSP的13.72 ± 0.89%（p < 0.001），增长了278%。这表明MCP作为蛋白质强化成分的有效性，通过其富含甘氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸的独特氨基酸谱型提高了蛋白质的数量和质量（Liu等人，2024）。
本研究证实，10%的海洋胶原蛋白肽强化显著提升了即食汤粉的多项性能。蛋白质含量从3.63%增加到13.72%，增长了278%，碳水化合物与蛋白质的比例从22.8:1变为5.6:1。扫描电子显微镜的形态学观察显示，强化样品的颗粒结构更紧密、更致密，表明其物理整合性得到提升。
作者声明，本研究在研究、作者身份及文章发表过程中未接受任何公共、商业或非营利性机构的财务支持。
(A.O.A.C, 2023; Fernández-López等人，2020; Kim等人，2018; Li等人，2022; Lim等人，2019; Rajabimashhadi等人，2023; Santos Filipe等人，2024; Wang等人，2020)
梅努·巴布（Meenu Babu）：撰写初稿、数据可视化、软件使用、方法设计、实验实施、数据分析。
宾西·普塔纳普拉卡尔卡吉扎凯蒂尔·卡玛拉玛（Binsi Puthanpurakkalkizhakkethil Kamalamma）：数据可视化、结果验证、资源协调。
萨里卡·库纳特（Sarika Kunnath）：结果验证、数据分析、数据管理。
阿诺基·钱德拉巴布·库塔姆帕兰巴特（Anokhi Chandrababu Kuttamparambath）：结果验证、资源协调。
帕尔瓦蒂·乌尼克里希南（Parvathy Unnikrishnan）：撰写修订稿、监督工作、项目管理、概念构思。
作者声明没有需要披露的非财务利益冲突。
作者感谢ICAR-CIFT的主任和鱼类加工部门全体工作人员，以及KUFOS（Panangad）在研究过程中的支持。
