果渣作为可持续食品配料的技术功能性探索：一种工艺功能性方法

《Applied Food Research》：Exploring the potential of fruit pomaces as sustainable food ingredients: a techno-functional approach

　　

水果加工产生大量富含膳食纤维和生物活性化合物但仍未被充分利用的副产品如果渣，其技术功能性决定其在食品基质中的性能，但工业原态果渣的该技术功能性鲜见表征，限制了其高值化利用。本研究评估了直接来自工业加工的苹果、橙子和酿酒葡萄果渣粉的理化及技术功能性，并考察了研磨减粒（1、0.5和0.25 mm筛网孔径）的影响。果渣类型对技术功能性的影响强于研磨程度，主要取决于原料间的组成差异。苹果果渣粉表现出最高的吸湿性（24.2%）、溶解度（61.6%）、堆积密度及最佳流动性（Carr指数7.6%），提示其适用于干粉混合物和即食配方。橙子果渣粉显示出高持水力（5.0 g/g）、膨胀能力和低最低凝胶化浓度（13.9%），表明其具有强水合和结构形成潜力。相比之下，酿酒葡萄果渣粉具有最高的不溶性膳食纤维（木质素42.7 g/100g）和持水力（高达6 g/g），但流动性差且溶解度低（11.6%），反映其在食品基质中主要呈现结构性行为。增加研磨程度通常会减小粒径、降低流动性，并在某些情况下增加吸湿性，这可能影响粉末在储存期间的稳定性。这些结果为选择果渣粉的适合应用提供了相关信息，并支持将农工副产品高值化为可持续食品配料。

水果加工产业在果汁或油脂提取过程中产生大量被称为果渣或marc的固体残留物，包括果皮、种子、果肉和果梗，这些副产品既造成经济负担也带来环境挑战。苹果、葡萄和橙子果渣是其中产量最大的代表，尽管富含多酚、膳食纤维等功能成分，却大多被当作废物处理，导致温室气体排放和生态足迹增加。近年虽有研究关注其营养活性，但将这些工业副产物真正转化为可持续食品配料，亟需理解其技术功能性——即决定其在食品基质中行为与性能的关键属性。此前研究多聚焦于营养组成或特定加工处理的影响，而对直接取自工业加工的果渣原态技术功能性，以及研磨粒径调控对其功能表现的系统评估仍存在明显不足。

研究人员开展了针对苹果、橙子及酿酒葡萄三种工业果渣粉的研究，考察不同研磨程度（1 mm、0.5 mm、0.25 mm）对其理化和技术功能性的影响，旨在为果渣粉的食品应用选择提供依据，支持农工副产品的高值化利用。该研究发表于《Applied Food Research》。

研究所用关键技术方法包括：样本来源于乌拉圭蒙得维的亚工业榨汁生产的鲜橙和苹果果渣，以及卡内洛内斯酒庄的丹娜（Tannat）酿酒葡萄果渣；采用激光衍射法测定粒径分布，基于粉末流变仪测定堆积密度、Carr指数和安息角评价粉体流动性；通过饱和盐溶液平衡法测定吸湿性，采用沉降法测定润湿性，经加热离心后干燥称重测定溶解度指数，通过静置溶胀法测定膨胀能力，离心分离法测定持水力，以及系列浓度加热-冷却倒置法测定最低凝胶化浓度。

研究结果部分：

组成与纤维特性：三种果渣粉均具有高膳食纤维含量，其中酿酒葡萄果渣最高（63.9 g/100g干基）。木质素含量依次为酿酒葡萄（42.71 g/100g）>苹果（13.94 g/100g）>橙子（6.65 g/100g），而水溶性和乙醇萃取物含量呈现相反趋势。苹果和橙子果渣的高水萃取物与其富含果胶和单糖（果糖、葡萄糖）相关，酿酒葡萄果渣则因富含脂质和疏水性多酚而具有更高乙醇萃取物。

水分含量与水活度（_aw）：苹果果渣_aw最低（0.21–0.23），表明其水分以牢固结合态为主；橙子和酿酒葡萄果渣_aw较高。随粒径减小，橙子和酿酒葡萄果渣_aw降低，可能与更多羟基暴露及水结合位点增加有关，而苹果果渣_aw变化不明显。

粒径分布：苹果果渣1 mm与0.5 mm研磨粉体 separately 的粒径几乎无差异，提示其高碳水化合物结构易在初次研磨中即被粉碎；酿酒葡萄果渣呈现双峰分布，反映其种子、皮、果肉等不同组分对研磨的抗性差异。0.25 mm细研磨使三种果渣粉粒径均显著减小、分布均一化。

流动特性：苹果果渣粉堆积密度最高，流动性最佳（Carr指数7.6%–16.6%，属"优秀"至"良好"级）；酿酒葡萄果渣粉流动性最差（21.3%–37.5%，"差"至"极差"级），橙子果渣粉居中。减小粒径通常降低流动性，因比表面积增大增强颗粒间内聚力；酿酒葡萄果渣即使粒径较大仍流动性差，可能与其表面油脂形成液桥有关。

水合相关技术功能性：吸湿性和溶解度均以苹果果渣粉最高（24.2%和61.6%），酿酒葡萄果渣最低（3.4%–5.6%和10.3%–13.4%）。减小粒径增加橙子和葡萄果渣吸湿性，但对苹果果渣影响相反。润湿性方面，仅橙子1 mm和0.5 mm粉能在120秒内完成润湿，其余均为非润湿性。持水力以酿酒葡萄果渣最高（3.8–6.0 g/g），苹果果渣最低（约2.0 g/g）。膨胀能力和凝胶化特性显示，酿酒葡萄果渣膨胀能力最低（3.2–4.8 mL/g）、最低凝胶化浓度最高（≥22%），而苹果和橙子果渣在14%–16%浓度即可凝胶。

实际应用方面，苹果果渣粉因高吸湿性、高溶解度和优异流动性，适用于即饮饮品粉剂和干性营养预混料；橙子果渣粉因高持水力、高膨胀能力和低凝胶化浓度，适合作为烘焙制品、面团体系及植物基模拟物中的结构化和保湿纤维；酿酒葡萄果渣粉因高不溶性膳食纤维含量和结构性行为，可用于饼干、烘焙零食及挤压膨化产品，但其较差流动性限制了需精确计量或气动输送工艺中的应用。

结论部分总结：直接来自工业加工的水果果渣粉表现出显著差异的技术功能性，主要由果渣类型和组成决定，而非研磨程度。苹果果渣粉具有最高溶解度、吸湿性、堆积密度和最佳流动性，适用于粉末即食配方；橙子果渣粉表现出强水合功能性，包括高膨胀能力和低凝胶化浓度，提示其在水合和保湿应用中的高潜力；酿酒葡萄果渣粉则以高不溶性膳食纤维含量和持水力为特征，但流动性差、溶解度低，在食品基质中主要呈现结构性行为。粒径减小通常会降低流动性并在某些情况下增加吸湿性，这可能通过促进结块影响粉末储存稳定性。这些结果强调了在针对特定食品应用和加工条件选择果渣粉时，同时考虑组成和粒径的重要性，总体支持将水果加工副产物高值化为可持续功能性食品配料。