《Food Chemistry: X》：Macromolecular and microstructural evolution of enzymatically purified banana albedo dietary fiber during ripening: Targeted valorization for functional and prebiotic applications
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酶法纯化使香蕉白色层总膳食纤维（TDF）富集了2.09倍。成熟过程使酶法纯化膳食纤维（EPDF）的相对结晶度从14.8%增加至26.3%。青熟期EPDF（MG-EPDF）表现出更高的持水力和葡萄糖/胆固醇吸附能力。黄绿期EPDF（YG-EPDF）显示出最高的发
酶法纯化使香蕉白色层总膳食纤维（TDF）富集了2.09倍。成熟过程使酶法纯化膳食纤维（EPDF）的相对结晶度从14.8%增加至26.3%。青熟期EPDF（MG-EPDF）表现出更高的持水力和葡萄糖/胆固醇吸附能力。黄绿期EPDF（YG-EPDF）显示出最高的发酵响应指标（ΔpH、可滴定酸度TTA和乙酸盐含量）。EPDF能够支持植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）和干酪乳杆菌（Lactobacillus casei）的生长。
研究背景与目的
全球农业加工产生大量副产物，其中香蕉皮约占果实总质量的35%-50%，每年产生约3600万吨废弃物，对生态环境造成压力。香蕉皮富含纤维素（7.6%-9.6%）、半纤维素（6.4%-9.4%）、木质素（6%-12%）和果胶（10%-21%）等膳食纤维（DF），被视为低成本的功能性食品原料。然而，现有研究多集中于全果皮，而针对香蕉果皮内层白色层（albedo）这一独特海绵状薄壁组织的研究十分有限。此外，传统酸碱提取法耗时费力，酶法提取则更为高效且能改善纤维功能特性。果实成熟过程会引起细胞壁多糖的结构和含量变化，但成熟度对白色层来源的酶法纯化膳食纤维（EPDF）微观结构与生理功能的影响尚不清楚。因此，本研究旨在评估三个不同成熟阶段（青熟MG、黄绿YG、全黄FY）对‘Hom Thong’香蕉（Musa acuminata，AAA群）白色层EPDF的结构、结晶度、理化性质、技术功能特性及体外生理功能的影响。
研究方法概述
研究人员将香蕉按果皮颜色和可溶性固形物（TSS）分为MG、YG、FY三个成熟阶段，手工分离白色层后，采用α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和中性蛋白酶进行顺序酶解纯化制备EPDF。利用扫描电子显微镜（SEM）观察微观形貌，傅里叶变换红外光谱（FTIR）表征官能团，X射线衍射（XRD）测定相对结晶度（RC）。通过持水力（WHC）、持油力（OHC）和溶胀力（SC）评估技术功能特性，并通过葡萄糖吸附能力（GAC）和胆固醇吸附能力（CAC）评估体外生理功能。同时，通过体外粪便发酵实验评估其益生元潜力。
研究结果
3.1. 组成分析
酶法纯化使白色层的总膳食纤维（TDF）含量显著提升，从原料的约28%提高至约59%（干重计），富集倍数达2.09倍。随着成熟度增加，TDF含量略有下降，可溶性膳食纤维（SDF）比例逐渐上升，不溶性膳食纤维（IDF）比例相应降低，表明成熟促进了细胞壁多糖的部分降解与增溶。
3.2. 理化与结构特征
SEM观察显示，MG-EPDF呈现致密、有序的片层结构，YG-EPDF表面出现孔隙和碎片，FY-EPDF结构更为松散、多孔。FTIR光谱证实所有样品均含有典型的多糖吸收峰（如~3400 cm-1的O-H伸缩振动、~2920 cm-1的C-H伸缩振动），且随成熟度增加，果胶酯化相关的1730 cm-1峰强度减弱。XRD分析表明，EPDF的RC从MG阶段的14.8%逐步升高至FY阶段的26.3%，这主要归因于非晶态组分的降解和纤维素结晶区域的相对富集。
3.3. 技术功能特性
MG-EPDF表现出最高的WHC（约8.5 g/g）和SC（约6.5 mL/g），显著高于YG和FY组，这与其更完整的纤维网络结构和更强的毛细管作用有关。OHC在各组间差异较小，但MG-EPDF仍略高。
3.4. 体外生理功能
在葡萄糖吸附能力（GAC）测试中，MG-EPDF在所有浓度梯度下均表现出最强的吸附效果。在模拟胃环境（pH 2.0）下的胆固醇吸附能力（CAC）测试中，MG-EPDF同样显著优于YG和FY组，分别高出约25%和40%。
3.5. 体外发酵与益生元活性
经72小时体外粪便发酵后，YG-EPDF组的发酵液pH值降幅最大，可滴定酸度（TTA）最高，短链脂肪酸（SCFA）尤其是乙酸产量最为丰富。此外，所有EPDF样品均能有效促进植物乳杆菌（L. plantarum）和干酪乳杆菌（L. casei）的生长，证实其具备良好的益生元潜力。
讨论与结论
研究表明，酶法纯化能够高效富集香蕉白色层中的膳食纤维。成熟度是调控EPDF结构、理化性质和功能特性的关键因素。青熟期（MG）的EPDF因其致密的纤维结构，在持水、吸附葡萄糖和胆固醇方面表现最优，适合用作食品质构改良剂或用于控制血糖血脂的功能成分。而黄绿期（YG）的EPDF由于部分结构降解，比表面积增大，更易被肠道菌群发酵利用，产生活性代谢物，因而在益生元应用方面更具优势。结论指出，通过选择不同成熟度的原料，可以定向制备具有特定功能属性的香蕉白色层膳食纤维，为其在功能性食品和保健品领域的精准化、差异化应用提供了科学依据和技术路径。
