《International Journal of Food Properties》：Physicochemical and in vitro functional properties of crude insoluble fiber-rich fractions from date fruit (Phoenix dactylifera L.) pomace
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本研究评估了从Barhi（软质）、Shishi（半干型）、Neghal（干型）三种单一品种椰枣果渣以及工业混合果渣（INP）中经水洗制备的粗不溶性纤维富集组分（CIFs）。研究人员对这些CIFs的得率、基本成分、结构特征、热行为、持水力和持油力、颗粒宽度增量（
本研究评估了从Barhi（软质）、Shishi（半干型）、Neghal（干型）三种单一品种椰枣果渣以及工业混合果渣（INP）中经水洗制备的粗不溶性纤维富集组分（CIFs）。研究人员对这些CIFs的得率、基本成分、结构特征、热行为、持水力和持油力、颗粒宽度增量（PWI）、甲醇提取物的自由基清除活性以及体外葡萄糖和胆固醇吸附能力进行了比较。结果表明，CIFs的得率范围为4.12%至24.01%，其中INP得率最高，Barhi最低。Neghal具有最大的粒径和最高的持油力，而INP显示出最高的PWI。来自Neghal和INP的甲醇提取物在DPPH和ABTS测定中表现出比Barhi和Shishi更强的自由基清除活性。FTIR和XRD显示其具有一般的木质纤维素特征，而SEM揭示INP表面更为破碎，EDS检测到Neghal和INP中存在Si信号。体外筛选实验表明，葡萄糖和胆固醇吸附能力因CIFs种类和测试浓度而异，在选定条件下，Neghal显示出最高值。这些结果表明，果渣来源影响了粗组分的性质。未来应采用标准化的AOAC方法确定这些组分的膳食纤维组成，并评估其在食品体系中的应用。
研究背景与意义
椰枣（Phoenix dactylifera L.）是中东和北非地区重要的经济水果作物，富含碳水化合物，包括可溶性糖和纤维。椰枣除鲜食外，常被加工成糖浆、果酱等产品，在此过程中会产生大量果渣（date fruit pomace, DFP）和种子等副产物。DFP通常被用作动物饲料或填埋处理，但其仍含有水分、残余糖分及其他有机物，不当处理易导致发酵、异味、微生物滋生等问题，造成环境和经济负担。DFP富含膳食纤维、残留糖分、蛋白质、灰分和脂肪，还可通过溶剂萃取回收酚类化合物。已有研究表明，椰枣纤维含有高比例的不溶性膳食纤维，主要是纤维素、半纤维素和木质素，这些成分与食品体系中的水结合、油脂保留及质构行为密切相关。然而，不同来源和品种的椰枣果渣性质差异显著。在可食用的Tamar阶段，椰枣通常按含水量分为软质、半干型和干型，它们在纤维组成、酚类含量和果实质地方面均有所不同，这会影响不溶物质的回收率以及干燥、研磨、洗涤和水合后组分的表现。工业果渣由于来自混合椰枣原料并经历加热、压榨和机械分离等工序，其性质可能更为独特。目前，关于从特定阿联酋椰枣品种和工业混合果渣中制备纤维富集组分的信息十分有限。因此，本研究旨在从代表软质、半干型和干型品种的Barhi、Shishi和Neghal果渣以及工业果渣（INP）中制备粗不溶性纤维富集组分（crude insoluble fiber-rich fractions, CIFs），并系统比较它们的理化、结构、热学和功能特性，为椰枣果渣的高值化利用提供科学依据。
主要技术方法
研究人员采用水洗法去除可溶性糖制备CIFs，并使用激光衍射法测量粒径分布。利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）鉴定官能团，X射线衍射（XRD）分析晶体结构，扫描电子显微镜（SEM）观察表面形貌并结合能量色散X射线光谱（EDS）进行元素分析。差示扫描量热法（DSC）用于评估热特性。此外，通过Folin-Ciocalteu法测定总酚含量（TPC），DPPH和ABTS法评估甲醇提取物的自由基清除活性，并进行了体外葡萄糖和胆固醇吸附实验。
研究结果
得率与基本成分：CIFs得率在不同样品间差异显著（p < .05），介于4.12%至24.01%之间。INP得率最高，其次为Neghal、Shishi和Barhi。水分和灰分含量无显著差异。脂肪含量虽低但差异显著，Barhi最高（2.41%），INP最低（0.01%）。蛋白质含量方面，INP最高（10.91%），Neghal最低（7.22%）。这表明果渣来源显著影响得率、脂肪和蛋白质含量，而INP因其高产率、极低的脂肪和较高的蛋白质含量而最为独特。
粒径与颜色分析：Neghal的平均粒径最大（330.00 μm），而Shishi和INP较小且无显著差异。颜色参数方面，Barhi的亮度（L）最高，Neghal和INP颜色更深。Shishi的红度（a）值最高，INP的黄度（b*）值最低。这些差异与品种、成熟度褐变及加工历史有关。
结构表征：FTIR光谱显示所有CIFs具有相似的纤维型化学特征，主要谱带与纤维素、半纤维素和木质素一致。XRD图谱显示样品在21–22° 2θ区域有宽衍射峰，符合纤维素I型半结晶域的特征。INP在27.08° 2θ处有一个尖锐的额外峰，结合EDS检测到的Si信号，该峰可能与硅酸盐或其他矿物残基有关。SEM图像显示，Barhi、Shishi和Neghal表面相对致密，而INP表面更破碎，具有粗糙表面、微裂缝和更开放的结构。
热特性：DSC分析显示，所有CIFs在76至88°C之间出现一个宽的吸热峰，这与水分相关的热变化有关。峰温顺序为INP（88°C）> Neghal（83°C）> Barhi（79°C）> Shishi（76°C）。INP的最高峰温可能与其更强的水-基质相互作用或更高的蛋白质含量有关。
功能特性：Neghal的持水力（WHC，7.34 g water/g）最高，而INP的持水力最低。Neghal的持油力（OHC，4.24 g oil/g）也最高，INP最低。颗粒宽度增量（PWI）方面，INP最高（79.00%），其次为Neghal、Shishi和Barhi。研究指出，WHC和PWI衡量的是水合作用的不同方面。
抗氧化特性：INP和Neghal的甲醇提取物总酚含量（TPC）最高，分别为72.30和71.78 mg GAE/g。在DPPH和ABTS两种自由基清除实验中，INP和Neghal的清除活性均强于Barhi和Shishi，且IC50值更低，表明其自由基清除能力更强。
吸附特性：体外葡萄糖吸附实验显示，在50 mmol/L葡萄糖浓度下，Neghal的吸附能力最强（1969.29 μmol/g），其次是Barhi和INP，Shishi最低。胆固醇吸附实验在pH 2.0和7.0下进行，结果显示所有CIFs在0.3 mg/mL胆固醇浓度时吸附达到峰值。Neghal在两个pH条件下的吸附能力均为最高，其次是Barhi、INP和Shishi。
结论与展望
本研究成功地从三种阿联酋椰枣品种和工业果渣中制备了水洗CIFs，并发现得率、组成和颜色随品种和加工背景而变化。INP是最独特的样品，具有更高的回收率、更破碎的形态和额外的矿物相关XRD峰。Neghal在单品种样品中显示出最高的持油力。FTIR和XRD显示了通用的木质纤维素特征，DSC则指示了与水分相关的热事件。功能数据表明，持水、持油和颗粒膨胀并未遵循相同模式，这意味着每种组分可能适用于不同的食品用途。来自Neghal和INP的甲醇提取物在DPPH和ABTS测定中表现出比Barhi和Shishi更强的自由基清除活性。体外吸附研究表明，葡萄糖和胆固醇吸附能力因CIFs和测试浓度而异，在选定条件下Neghal显示出最高值。这些结果为筛选提供了信息，应进一步通过阳性对照、模拟消化和食品基质系统进行验证。总体而言，椰枣果渣CIFs可作为富含纤维的成分用于食品配方。未来的工作应首先使用标准化的AOAC方法测定总、不溶性和可溶性膳食纤维含量，然后在食品体系和模拟胃肠条件下进行评估。
