《ACS Food Science & Technology》：Effect of Agar–Agar Concentration on Structured Products Based on Carrot Peels
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本研究创新性地利用超市废弃胡萝卜皮开发可食用皮革，系统探讨琼脂浓度(AA)与胡萝卜泥(CPP)配比对产品理化特性、机械性能及生物活性成分的影响。结果表明：60g CPP/100g+2g AA/100g配方能最大化保留总酚类化合物(TPCC)、总类胡萝卜素(TCC)及抗氧化活性(FRAP/ABTS•+/ORAC)，同时真空包装显著改善质地接受度。该研究为农产品加工副产物高值化利用提供了新途径。
引言背景
全球食品系统面临严峻的粮食损失与浪费挑战。根据联合国粮农组织数据，食品损失主要发生在供应链的生产、收获、储存和加工环节，而浪费则集中于零售、餐饮和消费环节。2022年全球食品浪费量约达10.5亿吨，其中家庭浪费占人均79公斤。果蔬因易腐性成为浪费最严重的品类，其加工副产物如果皮、果渣、种子等富含生物活性化合物、膳食纤维和微量营养素，具有极高的增值利用潜力。
胡萝卜作为重要蔬菜作物，其加工副产物中果皮占比达11%，且酚类化合物含量可达内部组织的6倍。本研究首次系统探讨琼脂浓度对胡萝卜皮基可食用皮革的结构调控机制，填补了亲水胶体对产品理化特性、机械性能和感官品质影响的研究空白。
材料与方法
实验采用超市废弃胡萝卜，经消毒、去皮、蒸煮(98°C/1h)后研磨成胡萝卜泥(CPP)。通过流延成型技术制备可食用皮革，设定CPP浓度(50/60g/100g)和琼脂浓度(AA:2/3g/100g)两个变量。产品表征涵盖视觉外观、色差参数、理化指标、接触角、机械性能、微生物稳定性及酚类化合物分析。优选配方还进行了微生物检测(大肠杆菌/金黄色葡萄球菌/沙门氏菌)和感官评价(117名志愿者，9点喜好度标度)。
结果与讨论
视觉外观与色差参数
所有配方均形成连续基质，易于脱模和操作。样品表面呈现因植物纤维导致的异质性，这与胡萝卜渣中20.5%半纤维素、12.4%纤维素和5.1%木质素的纤维组成相关。色差分析显示：提高CPP浓度显著降低a值(红绿度)和b值(黄蓝度)，而AA浓度变化无显著影响。褐变指数(BI)随CPP和AA浓度增加而显著降低，归因于胡萝卜皮中酚类和类胡萝卜素的抗氧化作用。
厚度、含水量与机械性能
AA和CPP浓度增加均导致皮革厚度显著增加(0.254-0.337mm)，源于固体含量升高带来的材料异质性。含水量(8.03-8.77g/100g)无显著变化，低于文献报道的胡萝卜皮革数据(21.95g/100g)。穿刺力(PF)随AA浓度增加而显著提升(15.07-18.10N)，表明琼脂通过氢键和双螺旋结构增强聚合物网络强度。穿刺变形(PD)无显著差异(1.78-2.05%)，说明柔性得以保持。
生物活性成分与抗氧化活性
提高CPP浓度使总酚类化合物(TPCC)从188.75mg GAE/100g db显著升至250.77mg GAE/100g db，而增加AA浓度则因多糖网络限制酚类溶出导致TPCC降低。抗氧化活性(FRAP/ABTS•+/ORAC)变化趋势与TPCC一致，60g CPP/100g+2g AA/100g配方表现最优：FRAP达77.97μmol TE/100g db，ABTS•+为1018.21μmol TE/100g db，ORAC达5684.53μmol TE/100g db。
类胡萝卜素组成分析
β-胡萝卜素(5.61-6.37mg/100g db)为主要色素，其次为α-胡萝卜素(2.04-2.58mg/100g db)和叶黄素(0.36-0.43mg/100g db)。降低AA浓度有利于类胡萝卜素提取，总类胡萝卜素浓度在2g AA/100g配方中达9.34mg/100g db。色素组成与皮革橙红色泽直接相关，证实加工过程有效保留了胡萝卜特征色素。
微生物稳定性
58%相对湿度(RH)下储存120天无真菌生长，而75%和95% RH环境分别在第10天和第5天出现霉变。琼脂中的琼脂糖和琼脂胶成分在高温条件下易吸湿，为微生物繁殖创造条件。优选配方(60g CPP/100g+2g AA/100g)的微生物检测显示无致病菌污染，证明加工过程可保障产品卫生安全。
感官特性
真空包装样品在质地属性上获得显著更高评分(7.5/9分)，因真空处理促进水分蒸发形成更致密结构。其余感官属性(外观/色泽/风味/总体接受度)在包装方式间无显著差异，表明产品感官品质主要受质地影响。
结论与展望
本研究成功验证胡萝卜皮加工副产物制备可食用皮革的可行性。2g AA/100g+60g CPP/100g配方在生物活性成分保留、抗氧化活性及机械性能间达到最佳平衡。真空包装通过改善质地提升产品接受度。未来研究需重点关注风味优化、定量微生物监测及贮藏稳定性提升，推动此类增值产品向产业化应用迈进。
