《Applied Food Research》：Comparative evaluation of
basella alba mucilage and commercial hydrocolloids in tomato ketchup: rheology, bioactivity and microbial stability
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本研究针对传统增稠剂（卡拉胶、黄原胶、瓜尔胶）面临的价格波动和消费者对“清洁标签”天然替代品的需求，系统评估了印度菠菜（Basella alba）黏液质作为番茄酱天然稳定剂的可行性。研究发现，添加3%的黏液质能显著提升产品的流变性能、抗氧化活性、矿物含量和微生物稳定性，为开发同时具备优良质地、营养价值和延长货架期的清洁标签番茄酱提供了创新方案。
番茄酱作为广受欢迎的调味品，其特有的浓厚质地与稳定的半固态结构是消费者的重要选择标准。维持这种理想质地，并在储存过程中防止“血清分离”（水分析出），是食品工业中一个持续存在的技术挑战。目前，制造商们主要依赖卡拉胶、黄原胶、瓜尔胶等商业化亲水胶体来解决这些问题。然而，这些合成或半合成的胶体面临着双重压力：一方面，原料价格易受市场波动影响，增加了生产成本；另一方面，追求清洁、透明配料表的现代消费者，越来越希望看到他们能够识别和理解的天然成分，而非一长串化学添加剂名称。这种对“清洁标签”的渴望，催生了对天然、植物基、可持续的功能性成分的迫切需求。
在此背景下，科研人员将目光投向了未被充分利用的植物资源。Basella alba，俗称印度菠菜或落葵，在热带地区资源丰富。其叶片和茎秆在受损时会分泌出一种富含多糖的黏液质，这种黏液质已知具有出色的持水、增稠潜力，还可能带来额外的营养益处。然而，这种天然黏液质在半固态食品（如番茄酱）中的应用潜力及其与现有商业胶体的综合性能对比，仍是一片尚待探索的领域。缺乏系统性数据，阻碍了利用这一本土资源开发高品质、可持续食品的进程。
为了填补这一知识空白，一项旨在评估Basella alba黏液质作为番茄酱增稠剂的综合研究在《Applied Food Research》期刊上发表。该研究系统比较了这种新型植物黏液质与卡拉胶、黄原胶、瓜尔胶等传统胶体在番茄酱应用中的表现，全面考察了它们对产品流变性、生物活性成分、矿物含量、感官接受度及储藏期微生物稳定性的影响，以验证其作为一种同时提供稳定化、营养强化和货架期延长的多功能天然替代品的可行性。
研究者们运用了一系列关键技术方法来完成这项系统评估。首先，他们采用酶法（果胶酶）从印度菠菜中提取黏液质，并优化了提取工艺以获得最佳得率。对提取的黏液质及新鲜番茄，他们进行了详细的理化性质（如水分、蛋白质、脂肪、灰分）和功能性质（如持水性、吸油性、乳化性）表征。基于此，研究者制备了多种番茄酱配方：一个不含任何胶体的对照组，三个分别添加0.3%（w/w）的商业胶体（卡拉胶、黄原胶、瓜尔胶）的对照组，以及三个添加不同比例（1%、2%、3%）Basella alba黏液质的实验组。对所有配方的番茄酱，研究团队利用旋转粘度计分析了其流变行为，测定了其基础组分（蛋白质、水分等）、生物活性物质（总酚、总黄酮、番茄红素）和矿物质含量，并采用色度仪进行了颜色分析。感官评价由半训练型评审小组通过九点享乐标度法进行。最后，通过测定总菌落数（CFU/g），评估了所有样品在室温下储存35天期间的微生物稳定性。
3.1. 黏液质的提取
研究人员发现，采用酶法（1.5%果胶酶）提取Basella alba黏液质，其得率（14.05%）显著高于传统热水法（7.48%）。这证实了酶解能更有效地破坏植物细胞壁，释放水溶性黏液质，是一种高效可行的提取方法。
3.2. 黏液质和番茄的理化性质
分析显示，Basella alba黏液质具有较低的含水量（7.55%）和较高的蛋白质（5.62%）、灰分（7.92%）含量。更重要的是，其含有丰富的矿物质，如钙（109.63 mg/100g）、磷（69.48 mg/100g）和铁（2.15 mg/100g），以及较高的总酚（17.26 mg GAE/100g）和总黄酮（7.55 mg QE/100g）含量，并表现出显著的DPPH自由基清除能力（53.40%）。这些数据表明，黏液质不仅具有作为胶体的功能潜力，还可能为食品带来营养价值。
3.3. 亲水胶体的功能性质
对比研究显示，商业胶体（黄原胶、瓜尔胶、卡拉胶）在持水性、乳化能力等方面表现出色。Basella alba黏液质的持水性（78.86 g/g）虽略低于商业胶体，但其吸油能力（2.49 g/g）与瓜尔胶和黃原胶相当，乳化能力也表现良好。这预示着黏液质在稳定含油体系方面具有应用前景。
3.4. 番茄酱的近似组成
随着Basella alba黏液质添加量的增加（从0%到3%），番茄酱的含水量显著降低，而蛋白质和灰分含量则相应增加。这表明黏液质的加入改变了产品的基质结构，其自身的蛋白质和矿物质成分直接贡献给了最终产品。
3.5. 番茄酱的流变学性质
所有番茄酱样品均表现出假塑性流体（剪切稀化）行为。值得注意的是，添加3%黏液质的样品展现出最强的剪切稀化特性（流动指数n=0.602）和最高的稠度系数（m=11.37），其表现甚至优于仅添加0.3%的商业胶体样品。这表明在较高浓度下，黏液质能形成更密集的网络结构，提供卓越的增稠和质构调节效果。
3.6. 番茄酱中的生物活性化合物
研究发现，添加Basella alba黏液质能显著提升番茄酱的营养价值。与对照组相比，添加3%黏液质使总酚含量增加了48%（从9.45增至13.98 mg GAE/100g），总黄酮含量增加了50%（从5.02增至7.52 mg QE/100g），DPPH自由基清除活性提升了42%，番茄红素含量也增加了34%（从6.45增至8.64 mg/100g）。这种提升源于黏液质自身富含的抗氧化物质及其形成的多糖-蛋白质网络对番茄红素等热敏性成分的保护作用。
3.7. 番茄酱的矿物质分析
黏液质的添加显著提高了番茄酱的矿物质含量。例如，在3%黏液质样品中，钙含量从11.2 mg/100g增至19.3 mg/100g，钾含量从230.5 mg/100g增至274.5 mg/100g，铁和磷的含量也得到明显提升。这直接将Basella alba作为富矿物质植物的特性转化到了番茄酱产品中，实现了功能性营养强化。
3.8. 番茄酱的颜色分析
颜色测定表明，随着胶体或黏液质添加量的增加，番茄酱的亮度（L值）升高，而红度（a值）和黄度（b*值）有所下降。这意味着产品颜色会变得更浅、红色饱和度降低。这是由于添加的胶体颗粒增加了对光线的散射，稀释了番茄红素的显色强度。尽管有变化，但所有样品的颜色仍在可接受范围内。
3.9. 番茄酱的感官评价
感官评审结果显示，所有配方的番茄酱在9分制评分中均获得了6.9分以上的可接受评分。不过，随着黏液质添加量的增加，产品的颜色、风味、质地和总体可接受度评分呈现轻微但显著的下降趋势。最高评分的仍然是未添加任何胶体的对照组（总分约8.2），而添加3%黏液质的样品评分最低（约6.9-7.0）。这表明，虽然添加黏液质在技术上可行，但高浓度可能会对传统番茄酱的感官特性产生细微影响。
3.10. 番茄酱的微生物分析（总菌落计数）
微生物稳定性测试是本研究的一个关键亮点。在35天的室温储存期间，所有添加了胶体或黏液质的样品，其微生物生长速度均慢于空白对照组。特别是添加3% Basella alba黏液质的样品，其总菌落数在储存第28天时仍低于5 log CFU/g的安全限值，而对照组在第14-21天之间就已超过此限值。这表明黏液质不仅能改善质地，其形成的物理屏障和可能含有的天然抗菌成分，还能有效延长番茄酱的货架期。
综上所述，本研究得出明确结论：Basella alba（印度菠菜）黏液质是一种高效、多功能的天然食品胶体，可作为商业亲水胶体（如卡拉胶、黄原胶、瓜尔胶）的可持续替代品应用于番茄酱中。研究证实，添加黏液质，特别是浓度为3%时，能够赋予番茄酱优异的流变性能（更强的假塑性和更高的稠度），显著提升其营养价值（增加酚类、黄酮类、番茄红素和多种矿物质含量），并有效抑制微生物生长，将产品的安全储藏期延长至28天以上。
尽管较高浓度的黏液质添加会轻微影响产品的颜色饱和度和感官评分，但所有配方均保持在消费者可接受的范围内。因此，本研究强烈推荐在商业番茄酱生产中采用1-2%的Basella alba黏液质添加量，以在实现卓越功能性（质地稳定、营养强化、延长货架期）与维持良好感官品质之间取得最佳平衡。这项工作不仅为食品工业提供了一种来自丰富热带植物的新型清洁标签原料，也为利用本土生物资源进行可持续食品创新开辟了新路径，响应了全球对更健康、更天然加工食品的消费趋势。
