《ACS Food Science & Technology》:Development and Optimization of Bacuri (Platonia insignis) Synbiotic Juice with Pollen Extract: Impacts on Probiotic Viability, Bioactive Compounds, and Consumer Perception
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本研究开发了以巴库里果浆为基质、添加低聚果糖(FOS)作为Lacticaseibacillus casei载体的合生元饮料,并系统评价了添加Scaptotrigona affinis posti?a花粉提取物对益生菌存活率、酚类/黄酮含量、抗氧化活性及色泽的协同增强作用。通过响应面法优化发酵条件(47.2%果浆,pH 6.5),证实0.2%花粉提取物可显著提升益生菌活力至9.50 log CFU/mL,同时消费者调研(n=325)显示73.6%的购买意向,凸显该产品在非乳制品合生元领域的应用潜力。
花粉提取物的表征分析
Scaptotrigona affinis posti?a花粉经70%乙醇提取后,显示出丰富的生物活性成分。总酚含量达148.46 mg GAE/g,总黄酮为11.17 mg QE/g,且对ABTS和DPPH自由基的半数抑制浓度(IC50)分别为48.21 μg/mL和101.59 μg/mL,表明其强抗氧化潜力。通过高效液相色谱-质谱联用(HPLC-MS)鉴定出9种主要成分,包括槲皮素、山奈酚和异鼠李素糖苷衍生物,其中槲皮素-3-O-阿拉伯糖苷(m/z 433)和N′,N′′,N′′′-三咖啡酰亚精胺(m/z 630)等化合物可能通过缓解氧化应激增强益生菌稳定性。花粉显微分析显示Fabaceae科植物(如Anadenanthera sp.占比56.49%)为优势来源,印证了其酚类成分的植物源性特征。
发酵工艺优化与花粉提取物增效机制
采用中心复合设计(22+3中心点)优化巴库里果浆浓度(25.86%-54.14%)和初始pH(4.29-7.11),建立L. casei NRRL B-442活力的二次模型(R2=0.95)。最优条件为47.2%果浆与pH 6.5,此时益生菌存活率达9.24 log CFU/mL。添加0.2%花粉提取物后,发酵24小时活菌数进一步提升至9.50 log CFU/mL,较未添加组(9.07 log CFU/mL)显著提高,归因于多酚类物质对益生菌的膜保护作用。同时,发酵10小时即可使pH降至4.36以下,满足饮料微生物稳定性要求,避免过度酸味影响适口性。
生物活性成分与抗氧化性能动态变化
发酵过程中,酚类与黄酮含量随花粉提取物添加比例上升而递增,0.2%添加组在24小时时总酚和总黄酮分别达峰值。ABTS与DPPH法检测显示,抗氧化活性与酚类含量呈正相关,发酵可能促使乳酸菌将结合态酚类转化为游离态,增强其生物利用率。此外,花粉提取物引入的异鼠李素-3-O-鼠李糖基葡萄糖苷(m/z 623)等成分可能通过协同作用提升整体抗氧化效能。
色泽参数的发酵响应
花粉提取物显著提高果汁亮度(L值)和黄度(b值),而发酵过程进一步增加L值并降低红度(a值)与黄度。未添加提取物的果汁发酵后总色差ΔE为5.14(非常明显),而0.2%添加组ΔE降至3.0(明显),表明花粉多酚对色泽稳定性有保护作用。这种变化与pH调控下类胡萝卜素等色素的稳定性相关,符合消费者对巴库里果汁浅黄色泽的预期。
消费者感知与市场潜力分析
自由词联想结果显示,“健康性”(15.3%)和“感官特性”(13.0%)为核心认知维度。参与者将花粉提取物与“蜜蜂”“花香”等自然元素关联,并认可其健康增益。在接收产品功能描述后,43.1%的消费者表示“极度喜欢”,73.6%具有购买意向。JAR(just-about-right)尺度评价中65.5%认为色泽适中,印证了产品设计的市场适应性。值得注意的是,消费者对“非乳制品合生元选项”的提及(1.8%)反映其对植物基功能饮料的潜在需求。
结论与展望
巴库里果浆与花粉提取物的组合有效提升了合生元饮料的益生菌活力、功能性成分及抗氧化活性,且发酵工艺可控性强。消费者对健康属性与感官特性的双重认可为其商业化奠定基础。未来需深化花粉多酚与益生菌互作机制研究,并开展实体样品感官评价以优化配方。