近日，香饮所加工与工程技术研究团队在探究超声波功率对咖啡果皮可溶性膳食纤维结构和功能性质影响方面取得新进展。研究发现，超声波处理对传统法提取的咖啡果皮可溶性膳食纤维（CSDF）的粒径显著降低，且明显改善其均匀性。超声波功率为200-300 W处理提高了CSDF的结晶度，表现出较好的热稳定性。超声波处理不会改变CSDF的单糖组成，但能够引起某些单糖含量的变化，如鼠李糖和果糖。此外，超声波处理显著提高了CSDF的理化特性和功能特性，与未处理样品相比，CSDF-300W的持水性提高了62.18%，ABTS+自由基清除活性提高了34.04%。本研究为CSDF的开发利用提供理论基础，为咖啡副产物的高值化利用提供技术支撑。

      咖啡果皮（CP）是咖啡加工过程的主要副产物之一，富含多种营养成分，特别是膳食纤维。项目组前期研究发现CSDF单糖组成丰富，热稳定性较好，CP具有作为优质可溶性膳食纤维来源的潜质。为进一步提高CSDF的理化与功能特性，可开发高效的提取方式或者适宜的改性方法。超声波作为食品领域中新兴的物理加工方法，具有效率高、耗时少等优异特性。目前，超声波多应用于大豆膳食纤维的提取和改性过程中，但在不同超声波功率对于咖啡果皮性膳食纤维结构、单糖组成、理化和功能特性的研究尚未见报道。

      因此，本研究以传统方法提取的CSDF为原料，分别采用100 W、200 W、300 W、400 W和500 W的超声波功率对其进行改性，并基于多尺度法评价其结构、单糖组成、功能和理化特性，以期进一步提高其生物活性，提高咖啡果皮的利用率。结果表明，超声波处理可以明显减小CSDF的粒径范围，随着超声波功率的增强，粒径呈现先升高后降低的趋势。在超声波功率为300 W时，粒径最小且分布均匀。不同的超声波功率对单糖的种类没有影响，但随着超声波功率的增加，CSDF中鼠李糖和核糖的含量逐渐降低，100 W的超声波处理显著提高了CSDF的果糖含量。在结构方面，超声波处理显著影响了CSDF的羟基、亚甲基和羰基附近红外光谱的吸收强度，这与其中单糖含量的变化直接相关。扫描电镜结果表明，超声波处理后的CSDF呈片状结构，大小不一，表面疏松多孔有褶皱，随着超声波功率的增加，样品结构逐渐变小且分布趋于均匀。在理化和功能特性方面，200-300W的超声波处理提高了CSDF的热稳定性，但高功率的超声波（400-500W）破坏了CSDF的结晶区，降低了CSDF的结晶度和热稳定性。超声波处理显著提高了CSDF的持水性、持油性和水溶性。改性后的CSDF对葡萄糖和亚硝酸盐离子的吸附能力也显著提高。此外，在抗氧化性方面，超声波处理显著提高了CSDF的ABTS+自由基清除能力。这些发现将扩大CSDF在食品工业中的应用。

      相关研究成果以“Effects of ultrasonic treatment on the physicochemical, structural, and functional properties of soluble dietary fiber from coffee peels”发表于《Ultrasonics Sonochemistry》。中国热科院香饮所于鑫欣博士、宁夏大学联合培养硕士研究生朱珂与云南省农科院热经所胡发广研究员为共同第一作者，香饮所董文江研究员为该论文通讯作者。该研究得到云南省重大科技计划项目（202302AE090004），中国热带农业科学院国家热带农业科学中心科技创新团队项目(CATASCXTD202404)；中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（1630142022010；1630142024010）的资助。

研究工作内容缩略图

      原文链接（请点击阅读原文查看）: https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2025.107247

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