脱水温度对葡萄渣粉理化特性、抗氧化及抗菌性能的影响机制研究

为解决葡萄渣高水分导致的易腐败问题及生物活性成分保留难题，研究人员系统探究了35°C、50°C和65°C脱水温度对葡萄渣粉微生物污染、抗菌活性（针对Pseudomonas spp.和酵母）、抗氧化性能（ABTS/DPPH/FRAP）、理化特性（SAXS/TGA/DSC）的影响。结果表明，65°C脱水显著降低微生物负荷（如酵母从6.41降至2.95 log CFU/g），同时维持酚类物质活性（TPC 0.0017 g/100g），且纳米结构更致密（Df ≈2.9）。该研究为葡萄渣在食品包装领域的应用提供了关键工艺参数。

　　

每年全球葡萄酒产业产生超过1000万吨葡萄渣，这种富含酚酸、黄酮类、单宁等高附加值生物活性物质的副产品，却因50-60%的高水分含量极易滋生微生物而腐败。传统处理方式不仅造成资源浪费，还面临高昂的环保成本。尽管已有研究证实葡萄渣提取物在食品包装、医药等领域具有抗氧化和抗菌潜力，但如何通过脱水工艺平衡微生物控制与活性成分保留仍是行业痛点。

意大利Cantine della Bardulia酒厂合作团队在《LWT》发表的研究，首次系统评估了35°C、50°C和65°C热风脱水对Vitis vinifera葡萄渣粉功能特性的影响。通过微生物计数、抗菌动力学模型（Gompertz方程）、多方法抗氧化评估（ABTS/DPPH/FRAP/CTC/TPC），结合激光粒度分析、小角X射线散射（SAXS）和热分析（TGA/DSC），揭示了温度依赖的构效关系。

3.1 脱水温度对污染水平及抗菌活性的影响
65°C脱水使酵母存活量从6.41 log CFU/g锐减至2.95 log CFU/g，且抗菌持续时间延长：针对Pseudomonas spp.的微生物可接受限值（MAL）从11.5小时提升至72小时以上。这种效应源于高温促进结合态多酚释放，同时热稳定性单宁的抗菌活性得以保留。

3.2 脱水温度对抗氧化性能的影响
35°C样品在FRAP assay中表现突出（0.0297 Trolox eqs），因其保留更多热敏感花青素；但延长反应时间至24小时后，65°C样品展现出相当的铁离子还原能力，说明高温脱水仅延缓而非破坏活性成分释放。

3.3 葡萄渣粉的理化特性
激光粒度显示50-65°C样品更易聚集（SPAN值2.01-2.20），而35°C样品呈现单分散趋势（SPAN 3.60）。SAXS解析的纳米结构显示，高温脱水形成更紧密的分子聚集体（分形维度D_f
从2.76增至2.92）。热分析证实65°C处理显著降低吸湿性（FWI指数从4.5%降至1.1%），且玻璃化转变温度（T_g
）稳定在45-49°C，表明材料加工窗口不受影响。

该研究创新性地证明：65°C热风脱水在保证微生物安全性的前提下，通过调控纳米级分子排布和水分状态（自由水指数FWI降低50%），实现了葡萄渣活性成分的高效保留。这一发现为开发基于农业废弃物的活性包装材料提供了工艺基准——既不需要昂贵的冻干设备，又能满足食品接触材料的卫生标准。未来研究可进一步优化粉末分散工艺，以克服高温脱水导致的颗粒聚集问题，推动葡萄渣在可持续包装领域的规模化应用。