蔬菜果皮资源化利用：佛手瓜与黄瓜皮制备可食用皮革的工艺特性及贮藏稳定性研究

本研究针对果蔬加工副产物高值化利用难题，创新性地以佛手瓜皮(CHPP)和黄瓜皮(CCPP)为原料，通过流延成型技术开发富含生物活性物质的可食用皮革(pestils)。研究发现高浓度CHPP配方(80 g/100g)具有更优机械性能(穿刺力14.33N)，贮藏过程中水分吸收促进酚类物质释放，ABTS●+抗氧化活性提升90%，为可持续健康零食开发提供新思路。

　　

在全球食品浪费问题日益严峻的背景下，果蔬加工副产物的高值化利用成为可持续发展的重要课题。佛手瓜(Sechium edule)和黄瓜(Cucumis sativus)作为高水分含量(89-96%)蔬菜，其果皮富含纤维、酚类化合物等生物活性物质，但常被作为废弃物处理。传统加工方式难以有效保留这些营养成分，而可食用皮革(pestils)技术为蔬菜副产物的增值利用提供了新途径。这种通过干燥蔬菜浆料制成的柔性片状产品，不仅具有类似皮革的质地，还能较好地保留原料中的功能成分，符合当前市场对植物基健康零食的需求。

为系统评估蔬菜果皮制备可食用皮革的可行性，来自圣保罗大学动物科学与食品工程学院的Giovana de Menezes Rodrigues团队开展了深入研究。研究采用流延成型(tape casting)技术，设置不同浓度的佛手瓜皮浆(CHPP:60-80 g/100g)和黄瓜皮浆(CCPP:40-60 g/100g)配方，固定添加2 g/100g琼脂(agar-agar)，在50°C下干燥9小时制备样品。通过扫描电镜(SEM)观察微观结构，质构仪测定机械性能，并在加速条件(35°C，68%RH)下进行40天贮藏实验，系统评估了水分含量、色泽参数(L、a、b^*)、总酚含量(TPC)和抗氧化活性(FRAP/ABTS^●+/ORAC)等指标的变化规律。

3.1 外观与微观结构

电镜观察显示所有配方均形成连续但异质的基质，表面可见植物纤维分布。高浓度CHPP样品呈现更致密的聚合物网络结构，这与佛手瓜皮富含的非淀粉多糖(如果胶)和琼脂的相互作用有关。内部结构显示紧密的基质中嵌有少量不溶性琼脂颗粒，这种特殊结构为后续的功能成分缓释提供了基础。

3.2 厚度与机械性能

CHPP皮革表现出显著更优的机械性能，80CHPP配方厚度达0.229mm，穿刺力14.33N，穿刺变形1.47%，均显著高于CCPP样品。这种差异源于佛手瓜皮特有的复合碳水化合物组成，包括半乳糖醛酸等成分与琼脂形成的协同增效作用。值得注意的是，所有配方在贮藏期间水分含量增加3-4倍，但机械完整性保持良好。

3.3 贮藏稳定性

在加速贮藏实验中，CHPP皮革的褐变指数(BI)增加25%，伴随总酚含量提升55%(80CHPP达226.98 mg GAE/100g)，ABTS^●+清除能力增长51%。这种"表观劣变但功能增强"的现象，可能与水分诱导的基质重构促进结合态酚类释放，以及美拉德反应产生新抗氧化物质有关。相反，CCPP皮革表现出更好的色泽稳定性，60CCPP的BI降低21%，这归因于黄瓜皮中的天然抗氧化剂延缓了褐变反应。

3.3.3 生物活性物质变化

ORAC法测定显示，80CHPP的抗氧化活性在贮藏后增长71%(4770 μmol TE/100g)，显著高于CCPP样品。这种时间依赖性的活性增强，可能与琼脂三维网络在湿热条件下的构象转变有关——其单双螺旋结构的动态变化促进了包埋组分的释放。研究还发现，高浓度果皮配方始终表现出更优的功能特性，80CHPP的FRAP值(24.48 μmol TE/100g)比低浓度样品高18.5%。

该研究创新性地证实蔬菜果皮可作为优质可食用皮革原料，其中佛手瓜皮配方展现出更优的机械性能和功能特性，而黄瓜皮配方则具有更好的色泽稳定性。贮藏过程中观察到的"水分增加-基质重构-活性释放"现象，为理解植物基食品贮藏期间品质演变提供了新视角。研究成果不仅为减少果蔬加工浪费提供了可行方案，开发的低添加量(仅2%琼脂)、高生物活性产品也符合清洁标签食品发展趋势。未来研究可针对不同应用场景，通过优化包装材料和贮藏条件进一步延长产品货架期，推动这项技术在食品工业中的实际应用。