欧姆加热辅助预处理龙舌兰渣以提高生物活性化合物的生物可及性

为解决龙舌兰渣（agave bagasse）因顽固纤维结构导致的生物活性成分利用率低的问题，研究人员采用欧姆加热（ohmic heating）技术，通过响应面法（RSM）优化处理条件（76.33%水分、107.53V、7.77min），显著提升酚类化合物（252%）和可溶性膳食纤维（SDF）的生物可及性，同时降低不溶性纤维（IDF）含量。该研究为龙舌兰渣的高值化利用提供了绿色技术方案，支持其在功能性食品中的应用。

　　

龙舌兰作为拉丁美洲重要的经济作物，其副产品龙舌兰渣（agave bagasse）在梅斯卡尔酒（mezcal）生产过程中大量产生，每年仅墨西哥就超过180万吨。这种富含膳食纤维和酚类化合物的废弃物因顽固的木质纤维素结构难以降解，传统处理方式不仅造成资源浪费，还引发环境问题。尽管已有研究尝试将其作为功能性食品配料（如饼干添加剂），但生物活性成分的低释放率限制了其应用潜力。

针对这一挑战，墨西哥的研究团队创新性地采用欧姆加热（ohmic heating）技术对龙舌兰渣进行预处理。这项发表在《Innovative Food Science》的研究通过中央复合设计（CCD）优化处理参数，结合INFOGEST体外消化模型，系统评估了电压、水分含量和处理时间对酚类物质和膳食纤维释放的影响。研究发现，在76.33%水分、107.53V电压和7.77分钟的最优条件下，欧姆加热使酚类生物可及性提升252%，可溶性膳食纤维（SDF）比例显著增加，同时不溶性纤维（IDF）含量降低。更值得注意的是，部分未被消化的酚类物质表现出益生元特性，可能通过促进肠道益生菌（如Lactobacillus spp.和Bifidobacterium spp.）增殖来改善宿主健康。

关键技术方法包括：1）采用响应面法（RSM）设计20组实验；2）使用欧姆加热系统调控电压（100-120V）和水分（50-70%）；3）通过Folin-Ciocalteu法测定总酚含量（TPC）；4）应用INFOGEST标准化消化模型评估生物可及性；5）酶解法量化可溶性/不溶性膳食纤维。

研究结果揭示：
• 酚类化合物与膳食纤维变化：最优条件下酚类保留率达9335.36μg GAE/g（没食子酸当量），接近未处理对照组（9434.46μg GAE/g），而极端处理条件（如高电压长时处理）导致酚类降解。
• 糖类释放机制：欧姆加热使简单糖释放量提升222%，表明其有效破坏结构性碳水化合物。
• 消化特性转化：处理后的样品中IDF向SDF转化显著，支持其作为益生元基质的潜力。

结论与讨论部分强调，欧姆加热通过电热协同效应破坏龙舌兰渣的木质素-碳水化合物复合体，释放被束缚的生物活性物质。这种技术兼具高效（短时处理）和环保（低能耗）优势，为农业副产物的循环经济模式提供新思路。尤其值得注意的是，处理后残留的难消化成分可能通过肠道菌群发酵产生短链脂肪酸（SCFAs），间接增强其健康效益。研究团队建议未来工作应聚焦于：1）欧姆加热与其他物理/酶处理联用策略；2）特定酚类（如阿魏酸）的结肠发酵动力学研究；3）终产品（如膳食补充剂）的感官优化。这项研究不仅为龙舌兰渣增值利用提供科学依据，也为其他木质纤维素类废弃物的绿色处理技术开发树立了范例。