"菜用佛手瓜(Sechium edule)果皮与果肉膳食纤维的干燥动力学特性及功能评价：一种新型功能性食品原料的开发"

本研究针对果蔬加工副产物资源化利用需求，以菜用佛手瓜(Sechium edule)为对象，系统研究了40-60℃热风干燥条件下果皮与果肉的干燥动力学、膳食纤维(TDF/IDF/SDF)含量及功能特性(WHC/SC/OAC)。研究发现Page和Henderson & Pabis模型能最佳拟合干燥曲线，40℃干燥保留最高TDF含量(果皮63.92 g/100 g db)，且果肉表现出优异的水合特性(WHC 19.16 g/g db)。该研究为开发高纤维功能性食品提供了理论依据。

　　

在追求健康饮食的今天，膳食纤维(Dietary Fiber, DF)因其调节肠道菌群、预防慢性疾病等功效备受关注。然而，全球每年产生的大量果蔬加工副产物中富含的膳食纤维资源却未被充分利用。菜用佛手瓜(Sechium edule (Jacq.) Sw.)作为中南美洲传统作物，其果皮常被当作废弃物处理，尽管研究表明其可能含有丰富的功能性成分。这种资源浪费与当前提倡的循环经济理念形成鲜明对比，也阻碍了新型功能性食品原料的开发。

针对这一现状，Clara María Mejía Doria团队在《Food Chemistry Advances》发表的研究，首次系统评估了佛手瓜果皮与果肉膳食纤维的干燥特性与功能价值。研究人员采用热风干燥技术，结合四种薄层干燥模型(Newton/Page/Henderson & Pabis/Midilli)，通过测定有效水分扩散系数(D_eff)、活化能(E_a)等参数，揭示了温度对纤维结构的调控规律。研究特别关注了总膳食纤维(TDF)、不溶性膳食纤维(IDF)和可溶性膳食纤维(SDF)的含量变化，以及水合能力(WHC)、膨胀特性(SC)和油吸附能力(OAC)等功能指标。

关键技术方法包括：1) 采用40/50/60℃三梯度热风干燥处理佛手瓜果皮与果肉；2) 运用AOAC 985.29/993.19标准方法测定TDF/IDF/SDF含量；3) 通过非线性回归分析比较四种干燥模型的拟合优度(R²/χ²)；4) 基于Fick第二定律计算D_eff和E_a；5) 参照标准方法测定WHC/SC/OAC等功能指标。所有实验均使用哥伦比亚Quindío地区采集的佛手瓜var. virens levis品种。

研究结果部分：

1. 1.

   干燥动力学特性

   Page和Henderson & Pabis模型以最高R²(0.9918)和最低χ²(7.13×10^-4)成为最佳拟合模型。果肉的D_eff(7.67×10^-7 m²/s)显著高于果皮，但需要更高活化能(83.92 vs 45.071 kJ/mol)，说明果肉水分迁移需要更多能量。

2. 2.

   膳食纤维组成

   40℃干燥保留最高TDF含量，果皮达63.92 g/100 g db（IDF占比96.7%），是柑橘类果皮的1.5倍。温度升高至60℃使果皮IDF损失28.6%，证实高温破坏纤维结构。

3. 3.

   功能特性

   果肉WHC(19.16 g/g db)显著优于果皮，且40℃干燥样品比60℃高31.3%。SC与OAC也呈现相似温度依赖性，果肉OAC在40℃达6.95 g/g db，显示优异的脂肪吸附潜力。

这项研究的重要意义在于：首次建立了佛手瓜膳食纤维的干燥动力学模型，为工业化生产提供精准控制参数；证实低温干燥(40℃)能最大限度保留纤维功能特性，特别是果皮作为高IDF原料的潜力；提出的"果肉高WHC-果皮高TDF"差异化利用策略，为开发调节肠道健康、降低胆固醇等功能性食品提供了新思路。研究结果不仅推动了果蔬副产物高值化利用，也为热带作物资源开发提供了科学范式。