冻干小米基酸奶混合物作为太空食品的全面微生物稳定性评估（旨在延长其保质期）

《Sustainable Food Technology》：Comprehensive microbial stability assessment of freeze-dried millet-based yogurt mix as a space food for extended shelf-life

本研究开发了一种结合finger millet和草莓的冻干酸奶配方，通过响应面法优化成分比例，并评估其在25±2℃、60%RH条件下60天的微生物稳定性、细胞毒性和感官特性。结果表明所有样品的真菌和致病菌未检出，细胞存活率均超过94%，IC50值均大于100 μg/mL，显示良好安全性。优化配方FS7感官评分最高，为8.47±0.11，且所有样品TBC和TYMC均符合食品安全标准。该产品有望成为太空长期任务中营养稳定、易储存的食品选择。

　　本研究聚焦于开发一种适用于长期太空任务的冷冻干燥酸奶配方，结合了当地作物如指针小米（*Eleusine coracana*）和草莓（*Fragaria* × *ananassa*）。这类产品在空间食品领域具有重要价值，因为它不仅需要具备良好的保质期，还必须在营养和感官上满足宇航员的需求。冷冻干燥技术被广泛应用于太空食品的保存，因其能有效保留营养成分、风味和质地，同时显著降低水分活度，从而延长货架期。而指针小米作为一种高钙、富含膳食纤维和多种矿物质的谷物，其加入可以增强酸奶的营养价值，特别是对骨骼健康有益。草莓则以其丰富的维生素C、酚类化合物和花青素闻名，这些成分具有强大的抗氧化能力，有助于提高产品的健康价值。

本研究中，研究人员使用响应面法（RSM）对配方进行了优化，并对十个不同的酸奶样本（包括一个对照组FS0和九个变异组FS1–FS9）进行了微生物安全、细胞毒性以及感官接受度的评估。这些样本在25 ± 2 °C和60%相对湿度的条件下储存了60天，期间微生物安全性和细胞毒性均未出现显著问题。所有样本的细胞存活率均高于94%，而IC50值均超过100 μg/mL，表明这些配方在细胞毒性方面表现良好。这为未来开发安全、营养丰富的太空食品提供了坚实的基础。

从感官评估的角度来看，研究发现FS7样本最受欢迎，获得了8.47 ± 0.11的高分。该样本在风味、口感和质地方面表现出色，使得品尝者对其整体接受度较高。FS9虽然在颜色和外观方面得分最高，但其较高的风味强度可能略微影响了口感评分，从而导致整体接受度略低于FS7。这种差异反映了不同配方在感官特性上的细微变化，同时也表明通过调整配方比例可以实现更广泛的接受度。此外，FS2、FS5、FS7和FS9在整体接受度上表现出统计学上的相似性，表明即使配方有所调整，它们在实际应用中仍具有较高的可行性。

研究还对微生物数量进行了系统监测，包括总细菌数（TBC）、酵母和霉菌数（TYMC）以及病原菌如大肠杆菌（*E. coli*）和沙门氏菌（*Salmonella*）的检测。在60天的储存期内，所有样本均未检测到病原菌的生长，表明其在微生物安全方面表现良好。然而，某些样本在储存后期（如第45天和第60天）显示出细菌数量的显著增加，这可能与微生物的适应性或环境因素有关。尽管如此，研究结果表明，这种酸奶配方在一定条件下具有良好的微生物稳定性，特别是在防止霉菌生长方面表现突出。

细胞毒性评估采用MTT法进行，通过检测Vero细胞的代谢活性来判断酸奶样品的安全性。所有样品的IC50值均高于100 μg/mL，表明其在细胞毒性方面是安全的。此外，IC50值的差异可能反映了不同配方中活性成分的含量变化，例如指针小米和草莓中的多酚和抗氧化物质。这些成分在储存过程中可能部分降解，但总体上仍保持较高的细胞保护效果，从而维持了良好的安全性。

本研究的成果不仅适用于太空任务，也具有重要的现实意义。对于那些缺乏冷藏设施的偏远地区，这种冷冻干燥酸奶可以作为一种营养丰富且易于储存的食品选择。此外，随着对可持续食品系统的关注增加，这种配方的开发有助于减少食品浪费和能源消耗，同时提高食品的营养密度和功能性。

总体而言，本研究通过系统的方法评估了冷冻干燥指针小米-草莓酸奶在微生物安全、细胞毒性以及感官接受度方面的表现。其结果为未来开发适用于极端环境的食品提供了科学依据，并展示了其在太空和地球上的双重应用潜力。然而，研究也指出，细菌的增殖仍然是一个需要进一步解决的问题，尤其是在更长的储存期内。因此，未来的优化方向可能包括改进包装技术、引入天然抗菌剂或调整配方比例，以提高整体的微生物稳定性。

综上所述，本研究为太空食品的创新提供了一个新的方向，同时也为可持续食品系统的构建贡献了重要的数据支持。通过结合指针小米和草莓这两种具有丰富营养价值和良好感官特性的天然原料，研究人员成功开发出一种在60天内保持安全性和营养性的冷冻干燥酸奶配方。这种产品不仅满足了宇航员在长期任务中的营养需求，也提升了他们对食物的接受度和满意度。未来的研究可以进一步探索其在实际太空环境中的表现，并结合更多的应用需求进行改进和推广。