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针对玫瑰果加工废弃物未充分利用及传统工艺破坏生物活性成分的问题,研究人员开展冷榨与传统煮沸工艺对比研究,对废弃物进行热风和冷冻干燥。发现冷榨后热风干燥废弃物粉色泽、类胡萝卜素含量(27.94 μg/g)和技术功能特性最佳,为其高值化利用提供依据。
在食品加工领域,玫瑰果(Rosa spp.)作为富含膳食纤维、维生素 C、多酚和类胡萝卜素等营养与生物活性成分的蔷薇科假果,其加工过程中产生的固体废弃物常被丢弃,不仅造成资源浪费,也带来环境负担。传统玫瑰果泥制备采用煮沸工艺,高温可能导致类胡萝卜素(如 β- 胡萝卜素、番茄红素)等热敏感成分降解,而冷榨工艺作为一种温和处理方式,能否更好保留废弃物中的生物活性成分并实现其作为食品原料的高值化利用,成为亟待探索的问题。为此,国外研究机构的研究人员开展了相关研究,旨在比较冷榨(现代工艺)与煮沸(传统工艺)对玫瑰果废弃物中生物活性成分的影响,并评估不同干燥方式(热风干燥、冷冻干燥)对废弃物粉色泽、类胡萝卜素含量及技术功能特性(持水力 WHC、持油力 OHC、膨胀力 SC、溶解度)的作用,研究成果发表在《Applied Food Research》。
研究主要采用的关键技术方法包括:通过冷榨和煮沸工艺制备玫瑰果泥,收集对应的生废弃物(RW)和煮废弃物(BW);对废弃物分别进行热风干燥(40℃,24h)和冷冻干燥(-55℃,0.001mbar,72h),得到干燥生废弃物(RWd)、干燥煮废弃物(BWd)、冻干生废弃物(RWl)、冻干煮废弃物(BWl)等六种粉末;利用 CIE Lab * 色卡测量色泽参数,通过分光光度法和 HPLC-DAD 测定类胡萝卜素(极性 PC 和非极性 NP-C)含量,依据标准方法测定技术功能特性,并进行单因素方差分析(ANOVA)和 Tukey 事后检验。
3.1 色泽属性
玫瑰果本身呈红橙色(h*=0.44,C*=47.67),冷榨废弃物(RW)色泽强度低于鲜果但优于煮沸废弃物(BW),BW 因煮沸过程中色素热降解导致 ΔE*=8.92(颜色差异大)。干燥处理后,热风干燥生废弃物粉(RWd)色泽最吸引人,其 L*、a*、b * 值更接近鲜果,而冷冻干燥粉因干燥时间长可能引发非酶褐变,色泽略逊。
3.2 类胡萝卜素含量
冷榨废弃物的 PC 含量(100.97 μg β- 胡萝卜素 /g)显著高于煮沸废弃物(20.25 μg/g),热风干燥对 PC 和 NP-C 保留效果优于冷冻干燥,其中 RWd 的 NP-C 含量达 102.60 μg/g。煮沸和压榨会导致类胡萝卜素流失,尤其是 BWpl 的 PC 含量仅为 10.30 μg/g,表明温和工艺对保留成分至关重要。
3.3 个体类胡萝卜素含量
RWd 的总类胡萝卜素含量(27.94 μg/g)最高,其中 β- 胡萝卜素(21.31 μg/g)和番茄红素(4.06 μg/g)含量显著优于煮沸工艺制备的粉末。冷冻干燥对生废弃物中的叶黄素保留更优(RWl=3.65 μg/g),而煮沸工艺对各类胡萝卜素均有不同程度破坏,压榨进一步加剧了成分流失。
3.4 技术功能特性
RWd 的膨胀力(5.13 mL/g)显著高于 BWd(1.97 mL/g),可能与煮沸导致水溶性纤维流失有关;但 BWd 溶解度(91.10%)更高,归因于煮沸促进不溶性纤维转化为可溶性纤维。冷冻干燥粉持油力(OHC)优于热风干燥,而热风干燥粉综合性能均衡,兼具良好色泽和功能特性。
研究表明,冷榨工艺结合热风干燥是玫瑰果废弃物高值化利用的最优方案。该工艺不仅能最大程度保留类胡萝卜素等生物活性成分,还赋予粉末理想的色泽和技术功能特性,为其作为食品添加剂(如强化饼干、酸奶等)或营养补充剂原料提供了科学依据。此外,该研究为食品加工领域废弃物循环经济提供了新视角,通过工艺优化实现资源高效利用,有望减少食品工业废弃物排放并创造经济价值。