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香蕉皮富含膳食纤维,但易酶促褐变限制其利用。研究人员开展香蕉皮热稳定化制备可溶性(SDF)和不可溶性膳食纤维(IDF)的研究。结果显示,90°C 15min 烫漂效果佳,热空气干燥也有益。该研究为香蕉皮膳食纤维开发提供依据。
在日常生活中,香蕉是备受欢迎的水果,然而被丢弃的香蕉皮却蕴含着巨大的价值。香蕉皮中含有丰富的膳食纤维,其含量占干物质的比例颇高,具备成为优质食品配料的潜力。但香蕉皮有个 “大麻烦”,那就是极易发生酶促褐变。这是因为香蕉皮中的多酚氧化酶(PPO)在捣乱,它会让香蕉皮颜色变深,营养成分流失,这一问题严重阻碍了香蕉皮在食品领域的广泛应用。以往针对香蕉皮酶促褐变及膳食纤维提取的研究并不完善,存在许多空白。为了攻克这些难题,来自国外的研究人员展开了深入研究,其成果发表在《Future Foods》上。
研究人员主要采用了以下几种关键技术方法:首先是不同条件的处理方法,对香蕉皮进行不同温度和时间的烫漂处理,以及采用冷冻干燥和热空气干燥等干燥方式;其次运用多种测定方法,如通过特定的酶法测定膳食纤维的含量,利用滴定法测定果胶类物质的相关指标,借助分光光度法等测定总酚含量和抗氧化能力等;还使用了扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(ATR - FTIR)等技术对样品的结构和成分进行分析 。
研究结果如下:
- 烫漂温度和时间对香蕉皮的影响:研究发现,随着烫漂温度升高和时间延长,PPO 活性降低。90°C 烫漂 15min 可使 PPO 活性降至 0.5% 以下,有效防止香蕉皮褐变。同时,烫漂能增加膳食纤维含量,90°C 时 SDF 含量增加更明显,还能提高水结合能力(WHC)和油结合能力(OBC)。虽然烫漂可能会使总酚含量(TPC)下降,但 90°C 时下降不显著,且抗氧化能力无明显变化。综合考虑,90°C、15min 的烫漂条件较为适宜。
- 成熟度、干燥方式和烫漂对香蕉皮粉(BPP)和膳食纤维浓缩物(DFC)的影响:成熟度方面,随着香蕉皮成熟度从 3 增加到 5,蛋白质、灰分、SDF 和总膳食纤维(TDF)含量上升,淀粉含量下降 93.7%。干燥方式上,热空气干燥与冷冻干燥相比,对 BPP 的纤维和淀粉组成影响不显著,但会降低蛋白质和灰分含量,减少 PPO 活性,增加褐变指数(BI);对 DFC 而言,热空气干燥可降低淀粉含量,增加 IDF 和 TDF 含量。烫漂能提高 BPP 中 SDF 和 TDF 含量,降低淀粉含量,还能改善 DFC 的组成,提高蛋白质、SDF、IDF 和 TDF 含量,降低淀粉含量。此外,通过 SEM 观察发现,成熟度、干燥方式和烫漂会影响 BPP 和 DFC 的微观结构,进而影响膳食纤维的提取。
- 成熟度、干燥方式和烫漂对 SDF 和 IDF 的影响:成熟度对 SDF 和 IDF 影响明显。SDF 方面,成熟度 5 时产量低,但半乳糖醛酸(GalA)和甲基化程度(DE)高;IDF 则相反,成熟度 5 时产量高,WHC 增加。干燥方式上,热空气干燥可提高 SDF 中 GalA 等含量,增加 IDF 产量。烫漂会使 SDF 产量降低,但纯度提高,IDF 产量增加。
- 膳食纤维组分的 ATR - FTIR 光谱分析:FTIR 光谱分析表明,不同膳食纤维组分具有不同的特征吸收峰,反映其结构差异。成熟度和处理方式会引起光谱变化,但变化不统一。例如,BPP 中与淀粉结晶相关的 922cm?1峰,在成熟度高和热空气干燥时会下降;SDF 中与果胶相关的 1733cm?1等峰,随成熟度增加而增强。
研究结论和讨论部分指出,香蕉皮的成熟度对膳食纤维的提取影响重大,成熟度高的香蕉皮能得到更高纯度和功能性的膳食纤维。热稳定化方法,如烫漂和热空气干燥,可有效提升膳食纤维的质量和产量。烫漂能有效灭活 PPO,提高 DFC 纯度和 SDF 中 GalA 含量;热空气干燥可维持 IDF 功能,提高其产量和 SDF 纯度。这些研究结果为香蕉皮膳食纤维的工业化生产提供了重要依据,有助于推动香蕉皮在食品领域的高值化利用,减少食品 waste,促进可持续食品系统的发展。未来研究可进一步探索这些方法在商业规模上的可行性,以及种植条件和采后处理对香蕉皮膳食纤维特性的影响 。