《JOURNAL OF FOOD SCIENCE》：A Taguchi Approach Applied to Spray Drying of Araticum Juice Using Whey Protein–Maltodextrin Mixtures and Assessment of In Vitro Gastrointestinal Release and Bioaccessibility
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喷雾干燥广泛用于生产稳定果粉，并可促进富含生物活性化合物且极易腐败原料的利用。然而，工艺条件、载体选择及进料制备是决定粉末品质、生物活性化合物稳定性与胃肠释放的关键因素。本研究以巴西塞拉多（Cerrado）原生水果巴西番石榴（Annona crassiflor
喷雾干燥广泛用于生产稳定果粉，并可促进富含生物活性化合物且极易腐败原料的利用。然而，工艺条件、载体选择及进料制备是决定粉末品质、生物活性化合物稳定性与胃肠释放的关键因素。本研究以巴西塞拉多（Cerrado）原生水果巴西番石榴（Annona crassiflora）为对象，采用麦芽糊精与乳清蛋白浓缩物（WPC）作为载体材料进行喷雾干燥。应用Taguchi L9正交阵列评估进风温度（100、125、150°C）、麦芽糊精浓度（15%、30%、45%）与WPC浓度（0.5%、5%、10%），并将机械混合或探头超声处理作为噪声因子。对粉末的技术特性、色泽、生物活性化合物含量、抗氧化响应、体外胃肠释放及生物可及性进行表征。所有粉末均表现出低水分含量（3.99%–6.87%）与水活度（0.160–0.214），以及高溶解度（71.52%–82.18%）。T5（125°C、30%麦芽糊精、10% WPC）具有最高粉末得率（30.75%）、总酚含量（1925.94 mg GAE/100 g）、总类胡萝卜素含量（64.78 mg/100 g）和抗坏血酸含量（7.09 g/100 g）。T3的ABTS自由基清除活性最高（96.16%）。体外消化后，T5的总酚化合物生物可及性（95.65%）、ABTS响应（88.55%）与抗坏血酸（95.98%）均较高。结果表明，将基于Taguchi的工艺评价、对进料制备的稳健性及麦芽糊精-WPC载体相结合，是生产具有技术稳定性并有望作为功能性食品配料应用的巴西番石榴果汁粉的有效策略。
研究背景方面，果汁果浆粉体化是提升稳定性、降低易腐性、拓展季节性原料利用的重要策略。喷雾干燥因停留时间短、可连续运行、工业可放大且所得粉末流动性与贮藏稳定性好而被广泛采用；但水果体系含可溶性糖、有机酸及热敏生物活性物质，易引发粘壁、沉积与降解，故需优化干燥条件、载体组成与进料性质。载体策略中，麦芽糊精（maltodextrin，DE 10）凭高水溶性、较高玻璃化转变温度（Tg）与降粘性常被选用；乳清蛋白浓缩物（whey protein concentrate，WPC）则提供乳化、界面与成膜特性，二者联用可互补调控释放。巴西番石榴（Annona crassiflora Mart.）为巴西塞拉多原生果，含酚类、类胡萝卜素与抗坏血酸，但易腐、季节性强、加工中活性物易损，其喷雾干燥行为尤其在与麦芽糊精-WPC联用及进料制备作为变异源时尚不清楚。为此，研究人员开展本研究，旨在以Taguchi L9设计整合进风温度、麦芽糊精与WPC浓度三控制因子（各三水平），以机械混合与探头超声（19 kHz，100 W，两段5 min）为噪声因子，评价技术特性、载体校正后生物活性物、抗氧化及体外胃肠释放与生物可及性，判断工艺稳健性。论文发表于《JOURNAL OF FOOD SCIENCE》。
主要关键技术方法上，研究人员取巴西米纳斯吉拉斯州贝洛奥里藏特成熟巴西番石榴，制汁（果浆:水=1:1，过滤）后按滤液干固形物（17.48±0.52 g/100 mL）基准添加载体，经机械混合或探头超声两种进料制备构成噪声水平，采用实验室喷雾干燥机（1.0 mm喷嘴，343 kPa，进料0.4 L/h）按Taguchi L9（9处理×2噪声×3重复运行）干燥；以真空烘箱测水分、AquaLab测水活度（aw）、旋风收粉算粉末得率、离心法测溶解度、饱和NaCl（RH≈75%）7天测吸湿性；Folin-Ciocalteu测总酚（TPC，GAE校正）、DPPH与ABTS测抗氧化、异丙醇-己烷萃取测总类胡萝卜素（TC）、HPLC-UV测抗坏血酸（AA）；CIE L*a*b*测色；按Minekus等口腔-胃-肠模拟（38°C，pH 3.0胃相、7.0肠相，各120 min）做体外消化，以肠相上清/未消化粉计算生物可及性指数；统计上用Minitab算信噪比（S/N，larger/smaller-is-better）、多元回归与ANOVA（p<0.05），消化数据用Statistica做Tukey检验。
研究结果部分，3.1粉末得率（9.41%–30.75%）回归不显著（R2=47.59%），但探头超声预处理普遍高于机械混合，T5U最高（30.75%）；表明进料分散度影响收粉，WPC成膜与麦芽糊精升Tg协同减粘壁，但得率受温度-载体-分散交互影响而非单因子。3.2溶解度（71.52%–82.18%）麦芽糊精浓度正向显著（R2=76.49%），WPC趋降、高温趋降；麦芽糊精促玻璃态亲水基质，WPC热聚集碍再水合。3.3吸湿性（18.59%–22.50%）进风温度与麦芽糊精显著负向（R2=82.06%），高温快干、麦芽糊精稀释低分子糖吸湿位。3.4总酚（862.48–1925.94 mg GAE/100 g）仅WPC显著正向（R2=64.88%），β-乳球蛋白等非共价络合酚类避氧热降解，T5最高。3.5 DPPH（22.34%–84.05%）麦芽糊精显著负向（R2=67.30%），高载体包埋降低自由基可及性而非失活。3.6 ABTS（69.46%–96.16%）温度不显、麦芽糊精与WPC均显著正向（R2=92.24%），T3最高96.16%。3.7总类胡萝卜素（17.75–64.78 mg/100 g）与抗坏血酸（2.37–7.09 g/100 g）模型不显著，T5最高（64.78 mg/100 g，7.09 g/100 g）。3.8色泽L*趋升、a*b*C*随麦芽糊精/WPC显著下降（R2≈84–88%），高蛋白多糖稀释果浆黄色调。体外胃肠释放显示T5肠相总酚、ABTS、AA生物可及性分别达95.65%、88.55%、95.98%，载体矩阵在肠相破坏后高效释放。
讨论与结论翻译部分，研究人员指出：进风温度、载体浓度与进料分散（机械混合vs探头超声）共同决定巴西番石榴果汁粉技术性能与功能表现；麦芽糊精主要通过形成高Tg玻璃态、降粘性与吸湿、提升溶解度，WPC通过界面成膜、与酚类非共价相互作用稳定生物活性物并改善颗粒完整性；中间温度125°C在干燥速率与热敏物保存间取得平衡；T5（125°C、30%麦芽糊精、10% WPC）综合最优——最高得率、TPC、TC、AA及肠后高生物可及性。将Taguchi稳健设计、噪声因子（进料制备）与麦芽糊精-WPC双载体联用，可有效转化易腐塞拉多原生果为技术稳定、生物活性保留且胃肠可释放的功能性粉体配料；该策略对原生小众果蔬粉体化及载体辅助干燥具有方法学借鉴意义。
