《Frontiers in Sustainable Food Systems》：Can incorporating grape pomace into bread sustainably enhance its antioxidant capacity?
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面包是全球广泛消费的主食，也是人类膳食中碳水化合物和能量的来源；然而，面包通常含有较低水平的生物活性化合物，如多酚（polyphenols）和膳食纤维（dietary fiber）。葡萄渣（grape pomace，即葡萄酒酿造后残留的果皮、种子和果肉）富含膳
面包是全球广泛消费的主食，也是人类膳食中碳水化合物和能量的来源；然而，面包通常含有较低水平的生物活性化合物，如多酚（polyphenols）和膳食纤维（dietary fiber）。葡萄渣（grape pomace，即葡萄酒酿造后残留的果皮、种子和果肉）富含膳食纤维和抗氧化物质，并在全球大量产生。将葡萄渣用作食品配料可提供一种有前景的途径，在循环经济（circular economy）和可持续生产原则支持下，为酿酒副产物增值并改善食品营养特性。本研究通过将红色（cv. Alicante Bouschet）和白色（cv. Arinto）葡萄渣制成的粉以三个水平（5、10和15% w/w）加入面包，考察面包的营养强化。面包在中试规模（pilot scale）生产，使用专业烘焙发酵和焙烤设备，并分析蛋白质、脂质、糖、膳食纤维、总酚含量（total phenolic content，TPC）、抗氧化能力（2,2-二苯基-1-苦基肼基[DPPH]和氧自由基吸收能力[ORAC]测定）、色泽、质构、pH和消费者接受度（hedonic test，喜好性测试）。在蛋白质、脂肪和纤维含量方面，对照组与15%红葡萄渣强化面包呈现相似的变化格局，其中对照面包最低，15%红葡萄渣强化面包（15Red）最高。葡萄渣强化面包增加了蛋白质、脂肪、糖、纤维和总酚化合物含量以及抗氧化能力，为增强面包抗氧化能力提供了可持续策略。葡萄渣是一种可持续的、富含多酚的面包强化配料。
研究背景与目的：面包是全球广泛消费的主食，精制小麦面包虽提供碳水化合物和能量，但多酚（polyphenols）和膳食纤维（dietary fiber）等生物活性成分水平较低。葡萄渣（grape pomace）是酿酒后残留的果皮、种子和残肉，全球产量大，富含膳食纤维和抗氧化物质；其传统利用方式附加值低，处置还可能带来环境压力。将葡萄渣用于食品体系符合循环经济（circular economy）和可持续生产原则，可为酒厂副产物增值并改善食品营养特性。已有研究报道葡萄渣可提高烘焙产品总酚含量（total phenolic content，TPC）、膳食纤维和抗氧化能力，但多数使用葡萄籽粉、葡萄皮或单一类型葡萄渣，红、白葡萄渣在同一面包配方中的直接比较仍较少；全果葡萄渣（whole grape pomace，不分离皮、籽和残肉）来自有机生产的Alicante Bouschet（红）和Arinto（白）尚未作为面包配料被评估。因此，本研究评估红、白葡萄渣粉以5%、10%和15% w/w替代小麦粉对面包营养、抗氧化、色泽、质构、pH和消费者接受度的影响，并进行相关性分析，以判断其能否作为可持续策略增强面包抗氧化能力。
关键技术方法概括：两种有机葡萄渣粉来自葡萄牙Alentejo的Herdade dos Lagos，2023年8月，品种为Alicante Bouschet（红）和Arinto（白）；全果葡萄渣经60°C干燥12 h至水分5–8%，研磨过筛至600 μm。面包中试每个配方3个独立批次，基础配方为250 g总粉、3 g盐、5 g干酵母和155 g水，以5%、10%、15% w/w葡萄渣粉替代小麦粉，设Control、5Red、10Red、15Red、5White、10White、15White；经混合、两次30°C发酵40 min、200°C烘烤30 min。分析蛋白质、脂肪、总糖、总膳食纤维、TPC、DPPH（2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl，2,2-二苯基-1-苦基肼基）、ORAC（oxygen radical absorbance capacity，氧自由基吸收能力）、CIELAB色泽、硬度、pH及28人享乐测试；每配方n=9，采用ANOVA（analysis of variance，方差分析）和Tukey检验，并计算Pearson与Spearman相关。
研究结果：
3.1 蛋白质、脂肪、总糖和总膳食纤维：经面包化学组成分析，葡萄渣显著改变营养组成；蛋白质、脂肪和纤维随添加增加而升高，15Red最高（蛋白质5.50%、脂肪0.35%、纤维10.45%，对照分别为4.40%、0.05%、4.46%）；糖含量依葡萄渣类型而异，红渣面包较低（5Red 0.53%、10Red 0.57%低于对照0.73%），白渣面包升高至15White 1.13%。
3.2 总酚含量、DPPH活性与ORAC：经TPC、DPPH和ORAC测定，对照面包三项指标均最低；15Red总酚和ORAC最高（156.8 mg GAE/100 g、2537.7 μmol TE/100 g），10White的DPPH活性最高（196.2 μmol TE/100 g）；红渣面包呈5Red<10Red<15Red的剂量依赖趋势。
3.3 色泽分析：经CIELAB测定外壳和瓤的L*、a*、b*及ΔE，红渣显著降低亮度L*和黄度b*，15Red瓤L*降至29.18、b*降至0.31，总色差较大；白渣对外壳L*无显著影响，瓤变暗程度较轻。
3.4 质构分析与pH：经穿刺硬度测定和pH直接测定，硬度随添加增加，15Red最高（33.5 N），对照最低（10.0 N）；pH随添加下降，对照最高（5.86），15Red最低（4.3），红渣酸化作用强于白渣。
3.5 感官评价：经28名未训练评价员9点享乐测试（对照未纳入），5%配方得分最高，尤其5Red在多数感官属性上表现最佳；10%配方居中；15%配方得分最低，表明高添加水平降低消费者接受度。
3.6 相关系数：经Pearson和Spearman相关分析，ORAC与总酚强正相关（r=0.87，ρ=0.83），DPPH与总酚正相关（r=0.52，ρ=0.52）；纤维与ORAC、总酚正相关；硬度与总酚、ORAC正相关；pH与总酚、ORAC和硬度强负相关（如总酚r=?0.93，ρ=?0.95）；瓤L*与总酚、ORAC负相关，说明抗氧化水平较高者颜色较深、pH较低。
讨论总结：讨论认为葡萄渣可作为多功能配料，但其效应取决于添加剂量和葡萄渣类型；营养富集与剂量相关，红渣对纤维、蛋白质和脂肪的提升更明显；抗氧化增强与酚类含量一致，红渣面包总酚和ORAC更高，原文将其归因于红渣酚类在面包基质中保留和/或可提取性更好，而白渣面包DPPH更高与白渣粉自身DPPH较高一致；色泽变暗、黄度降低与酚类色素有关；硬度增加与高纤维和酚类干扰面筋网络及水分分布有关；pH降低与有机酸和酚酸有关；高添加导致感官接受度下降，5%红渣在营养富集和感官质量之间呈现最佳平衡。相关性分析支持纤维、脂肪和抗氧化参数与硬度及深色相关，低pH与高抗氧化水平相关。
研究结论翻译：葡萄渣强化面包提高了面包的蛋白质、脂肪、糖、纤维、总酚化合物含量和抗氧化能力。以红色（Alicante Bouschet）和白色（Arinto）品种葡萄渣粉强化面包显示，抗氧化增强明显依赖葡萄渣添加百分比，对照面包在总酚含量、DPPH活性和ORAC方面始终表现最低。所得结果清楚表明，葡萄渣加入面包的水平/百分比和葡萄渣类型（红与白）必须同时考虑。对照与15%红葡萄渣强化面包在蛋白质、脂肪和纤维含量方面呈现相似格局，其中对照显著较低，15%红葡萄渣配方显著高于其余样品。葡萄渣面包富集通常使面包变深，但白葡萄渣对外壳亮度无显著影响。5%红葡萄渣似乎在富集与感官质量之间提供最佳平衡，而15%强化对面包感官特性产生不利影响。除营养益处外，将全果葡萄渣（果皮、种子和果肉）用作食品配料可为目前多用于低值途径的大量酿酒副产物增值，支持循环经济和可持续生产原则。本研究未评估经济方面，但该方法可能有助于降低酒厂副产物管理成本并为烘焙行业创造新的增值产品，尚需专门技术经济分析确认。未来研究应关注单体酚类化合物鉴定及其烘烤稳定性、生物可及性、强化面包货架期、配方与加工优化（如吸水率和粒径）以减轻高添加水平对质构和风味的影响，并在工业规模及更大消费者评价小组中验证。总体而言，全果葡萄渣是一种可持续、富含多酚的面包强化配料，可增强面包抗氧化能力，并对葡萄酒产区烘焙坊和酒厂具有潜在实际应用价值。
