《Innovative Food Science & Emerging Technologies》：Valorization of cocoa pod husk as a functional ingredient for the production of chocolates with functional and antioxidant properties
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可可果壳不同粒径（0.5?mm、1?mm、2?mm）及添加比例（0%、2.5%、5%）对60%可可巧克力 techno-functional properties 的影响。结果表明：0.5?mm粒径显著提升膨胀性（4.66?±?0.07?g/g）、水分保持（9.96?±?0.25?g/g）和油分保持（2.96?±?0.13?g/g）能力；5%添加量使总多酚（121.37?mg GA/100?g干样）和抗氧化能力（3.92?μM TEAC/mg干样）提高，同时增强可可风味及花果等感官特性。
Jenifer Criollo Nu?ez | Claudia Yurany Andrade Escarlante | Leonora Rodriguez Polanco
哥伦比亚农业研究公司（Agrosavia），Nataima研究中心，埃斯皮纳尔，托利马省，哥伦比亚
摘要
本研究评估了可可豆壳（CPH）在0.5毫米、1毫米和2毫米颗粒尺寸下的技术功能特性，并将其以0%、2.5%和5%的比例添加到60%的可可巧克力配方中。分析了其生化组成、抗氧化能力、总多酚含量、流变行为和感官属性。结果表明，将颗粒尺寸减小到0.5毫米显著提高了膨胀率（4.66 ± 0.07 g/g）、持水率（9.96 ± 0.25 g/g）和持油率（2.96 ± 0.13 g/g）。偏最小二乘回归分析显示，添加5% CPH的处理组具有更高的多酚含量（121.37 mg GA/100 g干样品）、更强的抗氧化能力（3.92 μM TEAC/mg干样品）、更浓郁的可可风味以及更丰富的果香、木质香、坚果香和花香，整体感官品质也更高。这些发现表明，可可豆壳作为功能性成分具有开发具有增强抗氧化和技术功能特性的巧克力的潜力。
引言
可可农业产业会产生大量副产品，如可可豆壳（CPH），其重量占可可果实的60-70%。目前CPH被视为低价值废弃物，但可将其用于生物原料，并可能带来渗滤液、温室气体排放和微生物增殖等环境问题（Delgado-Ospina等人，2021b；Nascimento等人，2025；Valencia, Tovar & Villa，2024）。然而，最近的研究表明CPH具有作为食品原料的潜力。这突显了在可持续性和循环经济背景下对其应用的研究空白（Izurieta-Castelo等人，2025；Nascimento等人，2025）。因此，有必要开展研究，评估将CPH添加到食品中的可行性，以负责任地利用这一副产品。
随着对天然成分和可持续方法制成的功能性食品需求的增长，人们开始关注将CPH作为有价值的原材料。CPH含有高水平的膳食纤维、果胶和酚类化合物，显示出其作为功能性成分的潜力。先前的研究已记录了其在食品发酵、水解和生物活性化合物提取过程中的应用，使其成为循环经济方案中的宝贵组成部分。然而，其在特定健康产品中的应用仍然有限，这表明需要进一步的研究（Vera Chang等人，2024；Delgado-Ospina, Martuscelli等人，2021；Dundur Serrano，2021；Valencia等人，2024；Tapay Mendoza, Campoverde Pillajo & Chinga Ramos，2025）。
CPH含有木质素、纤维素、半纤维素和具有功能特性的生物活性化合物，使其成为开发健康食品的宝贵成分（Benítez等人，2023；Gil Ramírez等人，2024）。多项研究表明，通过直接添加CPH或分离其功能化合物可以在保持食品感官特性的同时发挥其效果（Delgado-Ospina等人，2021；Gil Ramírez等人，2024）。除了抗菌活性外，CPH还被应用于肉类制品、烘焙食品和果胶提取（Delgado-Ospina等人，2021；Soares等人，2023；Banan & Ramos，2025）。CPH的生物活性化合物还被用于与其他成分混合的食品中，以增强其品质（Valenzuela-Cobos, Guevara-Viejó, Grijalva-Endara, Vicente-Galindo & Galindo-Villardón，2023）。然而，技术和监管障碍限制了其在食品中的应用（Yuneri & Syarifuddin，2024）。这些研究表明，CPH作为一种具有技术和健康特性的有前景的副产品具有潜力，但CPH可能含有重金属和农药等物质，对人类健康产生负面影响（Idowu, Aiyesanmi & Oyegoke，2022），因此在开发新食品时始终需要对其元素和农药成分进行评估。
从监管角度来看，将农业副产品用于食品必须符合联合国粮食及农业组织（FAO）和世界卫生组织（WHO）制定的《食品法典》中的国际安全、可追溯性和消费者保护原则。虽然目前没有针对CPH的具体标准，但一般指南要求对任何用于人类消费的新成分的安全性、成分和标签进行评估。FAO（2019）在其行为准则中一贯提倡减少和利用食品浪费，支持将CPH的价值发挥到超越传统用途的程度。同样，欧盟的食品法规（法规（EC）第178/2002号和第1331/2008号）规定，只有经过科学评估为安全的食品才能上市。这强调了研究创新农业副产品应用的重要性。在这方面，CPH满足了技术和营养要求，同时符合关于负责任生产和高效利用的全球承诺（Belwal等人，2022；Nascimento等人，2025）。
国家监管框架鼓励按照食品安全、可持续性和循环经济的要求使用农业副产品。1997年的第3075号法令和2013年的第2674号决议规定，所有用于人类消费的成分，包括来自农业副产品的成分，都必须是安全的、高质量的且可追溯的。此外，INVIMA负责监督原材料和工艺的健康评估。国家循环经济政策（CONPES 4011，2020）鼓励利用这些副产品创造附加值、减少环境影响并提高生产部门的竞争力。
在这种背景下，人们对健康饮食的兴趣促使人们将可可壳视为一种安全的副产品，可以将其整合到食品中，改善营养价值而不影响感官品质（Izurieta-Castelo等人，2025；Ramos-Escudero, Rojas-García, Cádiz-Gurrea & Segura-Carretero，2024；Wang, Shen, Yang, Syu & Lin，2024）。因此，本研究旨在评估CPH作为功能性成分在巧克力制备中的应用，通过表征60%巧克力的物理化学和感官特性来实现这一目标。具体而言，研究目标是配制不同CPH添加量的巧克力，确定这种添加对最终产品物理化学特性的影响，并评估物理化学参数与感官参数之间的关系。
研究地点和植物材料采集
本研究在哥伦比亚乌伊拉省里维拉市进行，海拔700米，平均温度25°C，相对湿度55%。可可豆在最佳成熟状态下采集，遵循ANLAS（哥伦比亚）2014年12月3日第1466号决议授予AGROSAVIA的采集指南，并将其运输到可可加工厂的质量实验室。
CPH粉的技术功能特性
从植物来源提取的纤维的技术功能特性受物理特性（如颗粒尺寸）的影响。这些特性直接影响可可豆壳的膨胀率、持水率和持油率，因为它们会影响纤维细胞壁的物理和化学结构。控制颗粒尺寸可以增加比表面积和亲水性功能基团（–OH, –COOH）的暴露程度，从而
结论
颗粒尺寸的减小显著提升了可可豆壳（CPH）的技术功能性能，其中0.5毫米被认为是添加到巧克力中的最佳尺寸，因为它具有更好的膨胀率、持水率和持油率。这些特性支持将CPH作为可持续、低成本的功能性成分进行利用，能够提高巧克力的技术性能和营养价值。
将5%的CPH添加到60%的巧克力中
作者贡献声明
Jenifer Criollo Nu?ez：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，验证，监督，资源管理，项目管理，方法学研究，资金获取，数据分析，概念化。
Claudia Yurany Andrade Escarlante：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，验证，方法学研究，数据分析，概念化。
Leonora Rodriguez Polanco：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿。
资金支持
本研究得到了乌伊拉省科学技术创新部的支持，资金来源于该部门的一般特许权系统。
未引用的参考文献
Anton Paar, 2025a
Anton Paar, 2025b
官方分析化学家协会，1990a
官方分析化学家协会，1990b
官方分析化学家协会，1990c
官方分析化学家协会，1990d
官方分析化学家协会，1990e
哥伦比亚共和国议会，1997
国家规划部，2020
欧盟，2002
欧盟，2008
联合国粮食及农业组织，2025
哥伦比亚标准研究所
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本出版物基于Colombia农业研究公司（Agrosavia）、南哥伦比亚大学（Universidad Surcolombiana）和Servicio合作开展的“开发并验证综合作物管理和农业产业技术，以提高乌伊拉省Campoalegre、Gigante、Rivera和Algeciras地区可可生产系统的竞争力和可持续性”项目（协议2096）的结果和信息。
