葡萄皮渣在挤压膨化脆片中的高值化应用：营养强化与功能特性研究

本研究针对葡萄酒工业副产品葡萄皮渣(GS)的高值化利用问题，通过将红/白葡萄皮(GSR/GSW)以10-40%比例替代玉米粉，系统评估了挤压膨化脆片的营养成分、多酚含量(如槲皮素、杨梅酮)、淀粉消化率(SDRI)及质构特性。研究发现40%红葡萄皮添加量在保持感官接受度的同时显著提升产品膳食纤维(TDF)含量至28.10%，为功能性休闲食品开发提供工业级数据支撑。

　　

在追求健康饮食的今天，功能性休闲食品的市场需求持续增长，而葡萄酒产业每年产生的大量葡萄皮渣却面临处理难题。这些富含膳食纤维(高达60%干物质)和多酚类物质的副产品，既可能成为"变废为宝"的资源，又因处理不当造成环境负担。更棘手的是，高纤维原料在挤压膨化过程中常导致产品膨胀指数(EI)下降、质构劣化，如何平衡营养强化与感官品质成为食品工业的技术瓶颈。

针对这一系列问题，罗马尼亚斯特凡大苏切瓦大学(Stefan cel Mare University of Suceava)的研究团队在《Future Foods》发表创新性研究。他们系统探究了红/白葡萄皮(GSR/GSW)在玉米基挤压脆片中的应用潜力，通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)等先进表征手段，首次实现了40%高添加量下的产品优化，为葡萄加工副产物的规模化利用提供了完整解决方案。

研究采用单螺杆挤压机(Kompakt extruder KE 19/25)在180°C条件下制备样品，关键技术包括：1) 使用HPLC测定氨基酸和酚类物质(如p-香豆酸、迷迭香酸)；2) 通过质构仪(TVT 6700)量化脆性(5.82-6.20N/s)等参数；3) 采用体外消化模型评估淀粉消化特性；4) 65人感官小组进行90分制评价。所有实验均通过当地伦理委员会审查。

3.1 原料与混合粉特性
化学分析显示，40%GSR使混合粉蛋白质(9.53%)和脂肪(3.63%)显著提升(p < 0.05)。FTIR在2850cm^-1处的烷基特征峰强度与添加量正相关。红葡萄皮样品中甘氨酸含量是白葡萄皮的2.3倍，而白葡萄皮的L^*值(亮度)更高(67.23 vs 53.20)。

3.2 终产品特性
膨胀特性方面，40%添加量使EI从3.70降至2.68，但GSR样品表现出反常的质构强化现象——脆性从3.82N/s增至6.20N/s，这可能与红葡萄皮中可溶性纤维的润滑作用有关。多酚分析检测到181.19mg/kg槲皮素和101.63mg/kg杨梅酮，且与体积密度呈显著相关(p < 0.05)。感官评价中，40%GSR样品在硬度(78分)和脆性(82分)获得最高评分。

3.3 变量关系
主成分分析(PCA)揭示，红葡萄皮样品与多酚含量、穿刺力等参数强相关(44.99%方差)，而白葡萄皮则与水合特性(WAI)关联更密切。值得注意的是，淀粉消化率(SDRI)与膨胀指数呈负相关(r = -0.87)，表明营养强化与质构特性需要精细平衡。

这项研究突破了传统挤压膨化技术对高纤维原料的限制，首次证实40%葡萄皮添加量的可行性。特别值得注意的是，红葡萄皮因其独特的成分组合(如三取代黄酮醇)，在改善产品质构方面展现出白葡萄皮不具备的优势。从产业角度看，该研究不仅为葡萄酒副产品找到高值化出路，更建立了"成分类别-工艺参数-产品特性"的完整数据库，为功能性谷物零食的精准开发提供了新范式。研究揭示的"多酚-淀粉"相互作用机制，对未来低GI(血糖生成指数)食品设计也具有重要启示。