胡萝卜渣粒径、乳脂含量及稳定剂水平对强化型乳饮料特性及储存稳定性的影响机制研究

为解决食品废弃物资源化利用及功能性乳制品开发问题，研究人员系统探究了胡萝卜渣(CP)粒径(57/83/138 μm)、添加量(1.5%/3% w/w)、乳脂含量(0%/1.5% w/w)与瓜尔胶(0.1%/0.2% w/w)对乳饮料理化特性及储存稳定性的影响。研究发现含脱脂乳、0.2%瓜尔胶及57/138 μm CP的配方具有最佳稳定性，pH、可溶性固形物(TSS)和类胡萝卜素(TCC)在4°C储存8天无显著变化，为开发低脂高纤维功能性乳品提供了新思路。

　　

全球每年约17%的废弃物来自食品加工副产品，预计到205年这一数字将翻倍。胡萝卜榨汁后的残渣(CP)富含膳食纤维(40-75%干重)和类胡萝卜素，但传统处理方式导致资源浪费和环境污染。与此同时，乳制品作为重要营养载体却缺乏膳食纤维等健康成分。如何将农业副产品转化为高附加值功能性原料，成为食品科学领域亟待解决的问题。

伊朗伊斯法罕理工大学的研究团队在《Applied Food Research》发表论文，创新性地将CP作为膳食纤维源和脂肪替代物应用于乳饮料体系。研究通过振动筛分获得57/83/138 μm三种粒径CP粉末，系统分析其功能特性；采用全因子实验设计24种配方，结合流变仪、分光光度计等设备评估了粒径、CP浓度、乳脂含量和瓜尔胶水平对产品理化性质的影响；最终筛选出最优配方进行8天冷藏稳定性测试。

粒径对CP特性的影响

研究发现减小粒径会显著降低水/油保持能力(WHC从13.86%降至8.55%，OHC从3.41%降至2.90%)，但增加堆积密度(0.58→0.63 g/mL)，这与小颗粒结构损伤相关。138 μm颗粒的亮度值(L=73.92)显著高于57 μm颗粒(64.93)，而红/黄度(a/b^*)随粒径减小而增加，这对产品色泽调控具有指导意义。

配方优化与特性分析

含3% CP的样品总可溶性固形物(TSS)达12.6°Brix，显著高于1.5% CP样品(9.2°Brix)。表观粘度测试显示，57 μm小颗粒配方粘度最高(105 cP)，比对照(16 cP)提升5.6倍。相稳定性实验证实，0.2%瓜尔胶使沉淀率降低50%，其稳定机制涉及粘度提升和静电排斥作用。值得注意的是，1.5%乳脂样品的稳定性反而不如脱脂样品，推测与脂肪-纤维复合物形成致密沉淀有关。

储存稳定性表现

优选配方(0%乳脂+0.2%瓜尔胶+57/138 μm CP)在8天冷藏中表现出色：pH(6.21-6.36)和TSS(9.8-11.6°Brix)无显著波动；浊度仅轻微下降(Δ<0.1)；类胡萝卜素保留率达88%。其中含3% CP(57 μm)的T₈样品 carotenoid含量保持35.33→30.66 mg β-carotene/L，显著优于低浓度配方。

该研究开创性地构建了CP在乳体系中的"粒径-功能特性-产品稳定性"关系模型，证实57 μm CP与0.2%瓜尔胶组合可实现营养强化与质构改良的双重目标。相比传统全脂乳(3%脂肪)，优化配方不仅降低50%脂肪含量，还额外提供15.43%粗纤维和0.86 mg/g类胡萝卜素。从可持续发展角度看，每吨CP利用可减少约0.5立方米 landfill空间，为农产品加工废弃物高值化利用提供了示范。未来研究可进一步优化感官特性，并探索CP与其他植物基配料的协同效应。