《JOURNAL OF FOOD PROCESSING AND PRESERVATION》：Preliminary Evaluation of Carrier Agent Type and Concentration for Spray Drying of Citrus Kombucha: Physicochemical Properties and Bioactivity
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康普茶几乎仅以液态形式销售，这种形态限制了其货架期并增加了分销难度。因此，研究人员探讨了能否通过喷雾干燥将柑橘康普茶转化为稳定的粉末，以及载体剂的选择在多大程度上决定该粉末的性质。康普茶以济州柑橘（Citrus unshiu）为原料发酵制备，果汁分别取自全果（
康普茶几乎仅以液态形式销售，这种形态限制了其货架期并增加了分销难度。因此，研究人员探讨了能否通过喷雾干燥将柑橘康普茶转化为稳定的粉末，以及载体剂的选择在多大程度上决定该粉末的性质。康普茶以济州柑橘（Citrus unshiu）为原料发酵制备，果汁分别取自全果（含果皮）或仅取果肉。每种发酵液分别与麦芽糊精或阿拉伯胶（gum Arabic）按10%、15%或20%的比例混合，共形成12种配方，每种配方各进行一次喷雾干燥。测定了干粉得率、水分含量、水活度（water activity，aw）、水溶性指数（water solubility index，WSI）、粒径及表面形态，同时测定了2,2-二苯基-1-苦基肼（DPPH）和2,2′-联氮-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)（ABTS）自由基清除活性、总酚含量，以及脂多糖刺激的RAW 264.7巨噬细胞产生一氧化氮（NO）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和白细胞介素-6（IL-6）的情况。由于每种配方均来自单次喷雾干燥运行，三次重复测量为同一批次粉末的分析重复，因此数值以平均值±标准差报告并进行描述性比较，未作统计推断。阿拉伯胶在麦芽糊精无法成粉的浓度下仍能形成自由流动的粉末，其中10%阿拉伯胶粉末的水分含量为9.4%–10.1%，水活度不高于0.48，水溶性指数接近88%。溶解度是麦芽糊精明显占优的唯一指标：其水溶性指数为97.56%–99.13%，而阿拉伯胶粉末为87.75%–91.57%。CK-10A的干粉得率最高（47.54%），DPPH（4.20 μg/mL抗坏血酸当量）和ABTS（6.11 μg/mL抗坏血酸当量）自由基清除活性也最高，而CPK-10A的总酚含量最高（26.58 μg/mL没食子酸当量）。10%阿拉伯胶粉末的抗氧化和抗炎活性与稀释至相同浓度的液态康普茶处于同一数量级。研究未设置仅含载体剂的对照组，也未在测试浓度下测定细胞活力，因此生物活性数据表明的是一个值得继续探索的方向，而非已证实的效应。基于现有证据，10%阿拉伯胶是所筛选条件中最有前景的配方，值得开展关于配方、加工和储存稳定性的规范重复研究。
论文解读
一、研究背景与问题
功能性饮料市场持续增长，消费者日益期待饮品带来健康益处。具有抗氧化和抗炎特性的成分因其在疾病预防和维持健康方面的潜在贡献而备受关注。康普茶（kombucha）凭借其风味以及文献报道的抗氧化和抗炎活性，在这一市场中占据重要位置。康普茶由甜茶经细菌和酵母共生培养物（SCOBY）发酵而成，产生有机酸、多酚代谢物和维生素等物质。然而，该饮品几乎全部以液态形式销售，这一形态构成其主要的商业短板。已有研究跟踪了冷藏红茶康普茶在储存期间的变化，发现酚类含量和自由基清除活性持续下降，功能性品质最多只能维持4个月。
喷雾干燥是将液态食品转化为可在低水分条件下包装、储存和运输的粉末的成熟途径。但富含糖类的物料如康普茶很少能单独成功干燥，需要在雾化前添加载体剂。载体剂可减少干燥过程中功能性化合物的损失，并决定成品粉末的得率、流动性和溶解性。麦芽糊精（maltodextrin）通常是首选：其溶解性好、保持进料粘度低、对生物活性化合物保护合理。阿拉伯胶（gum Arabic）成本更高但乳化性能和封装效率更优。两种载体剂对特定物料孰优孰劣无法抽象判断，需要逐案比较。
柑橘是韩国济州岛的标志性作物，富含维生素C、A、E、B族维生素、黄酮类化合物、酚类化合物和类胡萝卜素，支持免疫功能与心血管健康。通常被丢弃的果皮承载了其中大部分活性；果皮提取物具有强自由基清除能力，是明确的资源化利用候选对象。已有报道指出，柑橘发酵康普茶的抗氧化活性约为传统康普茶的三倍，并能通过增加磷酸化ERK表达抑制EJ膀胱癌细胞增殖。然而，此类发酵液在喷雾干燥过程中的行为，以及载体剂如何塑造所得粉末的性质，此前尚无文献描述。
二、研究内容与结论概述
研究人员以济州柑橘（Citrus unshiu）为原料，分别用全果（含果皮）榨汁和去皮果肉榨汁制备两种果汁，各自发酵制成柑橘康普茶。每种发酵液分别与麦芽糊精或阿拉伯胶按10%、15%、20%三种浓度混合，共12种配方，各进行一次喷雾干燥。测定了干粉得率、水分含量、水活度、水溶性指数、粒径和表面形态，以及DPPH和ABTS自由基清除活性、总酚含量，并测定了脂多糖刺激的RAW 264.7巨噬细胞产生NO、TNF-α和IL-6的情况。研究将复水后的粉末与稀释至相同浓度的液态康普茶进行比较，以确定干燥后保留了多少活性。
研究得出以下主要结论：阿拉伯胶在麦芽糊精无法成粉的浓度下仍能形成自由流动的粉末；10%阿拉伯胶配方CK-10A获得最高干粉得率47.54%；所有粉末的水分含量不超过10.1%、水活度不超过0.48，处于喷雾干燥食品粉末普遍接受的储存行为范围内；麦芽糊精粉末在溶解度上全面优于阿拉伯胶粉末（97.56%–99.13%对87.75%–91.57%）；10%阿拉伯胶粉末在DPPH、ABTS和总酚含量三项抗氧化指标上均为最高，且其抗氧化和抗炎活性与稀释至相同浓度的液态康普茶处于同一数量级。研究将10%阿拉伯胶确定为所筛选条件中最有前景的配方，但明确强调这并非经过优化或验证的最终配方。
三、主要关键技术方法
本研究为筛选性设计而非优化研究。每种配方仅制备一次，在相同加工参数下喷雾干燥（进风温度150°C，抽气速率100%，泵速30%，Büchi B-290型实验室喷雾干燥器）。样品编码规则为：CPK表示含果皮柑橘康普茶，CK表示不含果皮的柑橘康普茶，M和A分别表示麦芽糊精和阿拉伯胶，10、15、20表示载体剂浓度百分比。发酵采用黑茶浸提液添加蔗糖和柑橘汁，接种Gluconobacter oxydans、Komagataeibacter xylinus和Komagataeibacter medellinensis三种菌株（1:1:1比例）及纤维素菌膜，26°C发酵15天。理化分析包括烘箱干燥法测水分、水活度仪测aw、Anderson改良法测水溶性指数、激光衍射法测粒径、扫描电子显微镜观察表面形态。生物活性测定包括DPPH和ABTS自由基清除法、Folin-Ciocalteu法测总酚含量、试剂盒法测NO，以及酶联免疫吸附法测TNF-α和IL-6。所有数据为同一批次粉末的分析重复，以平均值±标准差描述性报告，未作统计推断。
四、研究结果
3.1 形态特征。 20%麦芽糊精、15%或20%阿拉伯胶制成的粉末细腻均匀，质地松散；15%麦芽糊精或10%阿拉伯胶粉末有轻微结块，轻压即散；10%麦芽糊精粉末粒径不规则，大量物料固结成块，是最不理想的形态。
3.2 干粉得率。 在相同干燥条件下，阿拉伯胶在多数配对中得率更高。最高得率来自10%阿拉伯胶：CK-10A为47.54%，CPK-10A为41.60%；最低得率来自10%麦芽糊精：CK-10M为11.90%，CPK-10M为12.04%。每个数值仅来自单次运行，差异作为数值报告而非统计检验。
3.3 理化性质与颗粒形态。 水分含量随载体剂浓度升高而降低，水活度呈相同趋势；同浓度下麦芽糊精粉末含水量更低、水活度更低。所有粉末水分不超过10.1%、水活度不超过0.48。麦芽糊精粉末水溶性指数为97.56%–99.13%，阿拉伯胶粉末为87.75%–91.57%，麦芽糊精全面更优。粒径随载体剂浓度升高而减小，同浓度下阿拉伯胶粉末更细。形成自由流动粉末的六个样品粒径为9.11–18.66 μm；CPK-15M、CPK-10A和CK-10A因结块测得293.80–465.17 μm的大直径，反映的是团聚体而非单个干燥液滴。扫描电镜显示麦芽糊精粉末多为光滑球形颗粒，阿拉伯胶粉末呈现明显的塌陷凹陷形态，与阿拉伯胶高分子的刚性骨架限制壳层粘弹性变形、干燥时内压下降导致壳层内凹的机制一致。
3.4 抗氧化活性。 DPPH和ABTS自由基清除活性及总酚含量均在较低载体剂浓度下更高，阿拉伯胶粉末全程优于麦芽糊精粉末。CK-10A和CPK-10A在三项指标中均为最高，且超过同浓度液态样品。但研究未设置仅含载体剂的对照组，而阿拉伯胶本身含酚类化合物并具有可测的DPPH清除活性和还原力，因此载体自身的贡献无法排除。
3.5 NO产生。 在12.5 mg/mL浓度下，CPK-10A和CK-10A处理的巨噬细胞NO浓度低于同浓度液态样品，CPK-15A和CK-15A与液态样品接近，表观活性随载体剂浓度升高而下降。由于未在测试浓度下测定细胞活力，较低的NO浓度无法与存活细胞减少区分，结果仅为指示性。
3.6 细胞因子产生。 TNF-α和IL-6的变化模式与NO一致：CPK-10A和CK-10A的细胞因子浓度低于对应液态样品，CPK-15A和CK-15A与之相当，同样随载体剂浓度升高而下降。细胞毒性未在12.5 mg/mL下测定，较低的细胞因子浓度无法与存活细胞数减少区分，报告为指示性而非已证实的抗炎活性。
五、讨论与结论
阿拉伯胶粉末、尤其是10%浓度的粉末，具有更高的抗氧化值和更明显的NO、TNF-α、IL-6抑制表现。文献中的可能机制包括：阿拉伯胶的阿拉伯半乳聚糖-蛋白质网络在干燥过程中围绕酚类化合物形成致密基质以屏蔽热降解；阿拉伯胶自身携带酚类基团，其含量与DPPH、ORAC、FRAP和CUPRAC等测定中的抗氧化活性相关；康普茶酚类化合物被报道通过调节NF-κB和MAPK信号通路，在巨噬细胞中下调TNF-α和IL-6转录及iNOS介导的NO产生。但本研究未检测分子或基因表达终点，也未测定细胞毒性，这些通路仅作为背景引用。
研究结论翻译如下：阿拉伯胶在麦芽糊精无法成粉的浓度下仍能从柑橘康普茶形成稳定粉末，10%阿拉伯胶获得本研究最高干粉得率（47.54%），水分含量和水活度处于喷雾干燥食品粉末普遍接受的范围之内（分别不超过10.1%和0.48%）。阿拉伯胶粉末、尤其是10%浓度的粉末，具有更高的抗氧化值，并表现出比麦芽糊精对应物更强的NO、TNF-α和IL-6抑制表现，水平与稀释后的液态康普茶大致相当。麦芽糊精保留了一个明确优势：其粉末在所有测试浓度下溶解度更高。研究人员将10%阿拉伯胶作为所筛选条件中最有前景的配方提出，而非作为经过优化或验证的配方。每种配方均来自单次发酵和干燥批次并以分析重复方式分析，未设置仅含载体剂的对照组，生物活性数据在单一浓度下于体外采集且未测定细胞活力。因此所报告的差异为趋势性发现，阿拉伯胶自身在抗氧化和抗炎响应中的贡献比例仍未解决。在将该粉末视为功能性食品配料之前，需要在独立重复的发酵和干燥批次中确认现有趋势；补充载体剂空白对照和溶剂对照、剂量-反应评价及化合物水平分析；在更宽的浓度范围内测试更多载体剂及其组合；通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线衍射（XRD）等技术表征载体-生物活性物相互作用；在不同温度和湿度条件下建立储存稳定性；并验证实验室规模行为能否在中小试和工业规模干燥中重现。感官可接受性和在真实食品基质中的表现也需另行证明。
