《Algal Research》：Optimization and integrated evaluation of nutritional, sensory, and aroma attributes in
Arthrospira platensis fortified wafer cream fillings
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本研究通过中心复合设计优化螺旋藻（4g/100g）在波浪饼干夹心中的添加，显著提升蛋白质（7.89g/100g dw）、PUFA（6.91g/100g总脂肪酸）、DHA（0.06g/100g总脂肪酸）及矿物质（钙3223.09mg/kg dw，铁289.94mg/kg dw）含量，同时保持感官接受度达89%，验证其在功能性食品中的应用潜力。
Buket ?zbal|Abuzer ?elekli|Hüseyin Bozkurt
土耳其加济安泰普大学艺术与科学学院生物系，27310，加济安泰普
摘要
本研究旨在探讨利用Arthrospira platensis（螺旋藻）增强基于脂质的威化奶油馅料的营养价值，以提高其蛋白质含量、脂质质量和矿物质成分。采用中心复合设计优化了三个加工参数：Arthrospira platensis的浓度（0–5克/100克）、混合温度（26–40摄氏度）和混合时间（6–23分钟）。通过评估营养、生化、物理和感官特性来确定最佳配方。响应变量包括蛋白质、多不饱和脂肪酸（PUFA）、二十二碳六烯酸（DHA）、矿物质、氨基酸、粘度、颜色和整体接受度。总酚含量被用作辅助抗氧化指标。
优化后的配方（每100克添加4克Arthrospira platensis，在40摄氏度下混合20分钟）显著提高了蛋白质含量（干重7.89克/100克）、PUFA含量（总脂肪酸的6.91克/100克）和DHA含量（总脂肪酸的0.06克/100克）。矿物质水平也显著增加，尤其是钙（3223.09毫克/千克干重）和铁（289.94毫克/千克干重）。与对照组相比，抗氧化能力和β-胡萝卜素含量也得到了提升。尽管颜色变得更绿，带有轻微的植物香气，但感官评估显示适度的强化并未影响消费者的接受度，接受度指数为89%。
这些发现表明，控制添加Arthrospira platensis可以显著提高基于脂质的奶油馅料的营养价值，同时保持良好的感官特性，凸显了其作为糖果类食品功能性成分的潜力。
引言
功能性食品是指除了基本营养外还能提供健康益处的产品，其全球市场的增长反映了消费者对高营养价值和天然强化食品的需求日益增加[1]。在这一背景下，微藻因其极高的营养价值和生物活性潜力而成为有前景的功能性成分[2]、[3]。
Arthrospira platensis（通常称为螺旋藻，简称AP）是一种丝状蓝细菌，具有较高的蛋白质含量（约占干重的55–70%）、均衡的氨基酸组成以及含有必需脂肪酸的脂质部分[4]。除了叶绿素外，A. platensis还是藻蓝蛋白的主要天然来源，藻蓝蛋白是一种蓝绿色的藻类色素，不仅赋予其特有的颜色，还具有抗氧化、抗炎和免疫调节作用[5]。其富含铁、钙、镁和钾等矿物质的特点进一步凸显了其作为功能性食品成分的重要性[6]。
由于这种营养和生物活性特性，Arthrospira platensis已被广泛应用于各种食品中，包括烘焙食品、意大利面、饮料和零食，据报道它可以提高蛋白质含量、抗氧化能力和微量营养素水平[7]。尽管经过强化的威化产品颜色更绿，带有轻微的植物香气，但感官评估表明适度的强化并未影响消费者的接受度。
以往关于奶油馅料功能强化的研究主要集中在植物来源的成分上，而较少涉及微藻生物质。在威化奶油系统中，已尝试将Arthrospira platensis添加到含量高达15%的混合物中，从而提高了酚类化合物和抗氧化能力，同时保持了可接受的感官特性[8]。类似地，基于脂质的奶油馅料也通过添加植物纤维和水果浓缩物来调节质地、抗氧化稳定性或香气[9]。然而，在基于脂质的半固态系统（如奶油馅料）中应用Arthrospira platensis>的研究仍然有限。奶油馅料具有较高的脂肪含量、较低的水活度，且容易发生氧化和感官劣化，但它们也为稳定亲脂性生物活性物质提供了机会。此外，威化奶油产品是广泛消费的零食类别，为营养强化提供了有效载体，无需大幅改变消费者的饮食习惯。
尽管Arthrospira platensis在固体和水基食品中有广泛应用，但在基于脂质的半固态系统（如奶油馅料）中的应用仍然有限。奶油馅料是一种技术上具有挑战性的体系，但它们也为稳定亲脂性生物活性物质提供了可能。威化奶油产品在温和的热和机械条件下生产，适合携带热不稳定化合物（如藻蓝蛋白）。从消费者角度来看，奶油填充的威化产品适用于各个年龄段的人群，并且具有良好的视觉和质地效果，从而提高了微藻强化的可行性，而不会引起立即的感官排斥。
之前的研究主要集中在植物来源的成分上，而较少关注微藻生物质在奶油馅料中的应用。在威化奶油系统中，已尝试将角豆糖浆粉等植物成分添加到15%的比例，从而提高了酚类化合物和抗氧化能力，同时保持了可接受的感官特性[8]。尽管Arthrospira platensis>含有可测量的酚类化合物，但与许多陆地植物材料相比，它并非以酚类化合物为主。因此，其抗氧化活性主要归因于非酚类成分，如藻蓝蛋白、类胡萝卜素、生育酚和多不饱和脂肪酸。因此，酚类含量应被视为辅助抗氧化指标，而非螺旋藻基配方的核心功能属性。
材料
Arthrospira platensis粉末由Algbiotek（Hawaii Spirulina pacifica，土耳其）提供。根据供应商的分析证书，该生物质符合食品级质量标准，包括微生物安全性和重金属限制。收到后，粉末储存在密封、避光的容器中，存放在4摄氏度下直至使用。
β-胡萝卜素标准品、氨基酸标准品、Folin–Ciocalteu试剂、没食子酸、1,1-二苯基-2-picrylhydrazyl（DPPH）和2,2'-Azino-bis
Arthrospira platensis
对Arthrospira platensis生物质的全面生化分析显示其营养价值丰富。按干重计算，该生物质含有60.16克/100克蛋白质、23.00克/100克必需氨基酸、18.9%的总脂肪以及约6.36克/100克的碳水化合物。该样品中的碳水化合物含量低于通常报道的干燥螺旋藻（通常约为15–25%碳水化合物），这可能归因于其中较高的脂质和矿物质含量。
结论
本研究揭示了将Arthrospira platensis添加到富含脂质的威化奶油中的新方法。通过系统评估不同热条件和时间下的成分和感官结果，我们发现低至中等程度的Arthrospira platensis强化（≤4%）可以提高奶油馅料的营养价值，而不影响消费者的接受度。
作者贡献声明
Buket ?zbal：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、软件使用、方法学设计、实验实施、数据分析、概念构建。Abuzer ?elekli：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据验证、研究监督、方法学设计。Hüseyin Bozkurt：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据验证、研究监督、方法学设计。
同意参与
不适用。
出版同意
不适用。
知情同意声明、人类/动物权利
本研究不存在利益冲突，涉及的人类或动物权利均得到遵守。
临床试验编号
不适用。
伦理批准
本研究获得了加济安泰普大学科学与工程学院研究伦理委员会的批准（日期：2025年4月30日；编号：648529）。
代码可用性
不适用。
资助
加济安泰普大学科学研究项目执行委员会（项目编号：MF.ALT.21.10）和土耳其科学技术研究委员会（TüB?TAK，项目编号：123O895）支持了本研究。
利益冲突声明
作者声明没有利益冲突，对本文讨论的任何产品或概念没有商业或专利利益。
致谢
感谢土耳其高等教育委员会（Y?K）为Buket ?zbal提供的100/2000博士奖学金，以及加济安泰普大学科学研究项目执行委员会（项目编号：MF.ALT.21.10）的支持。作者还感谢土耳其科学技术研究委员会（TüB?TAK，项目编号：123O895）的支持。
