本校營養學院食品安全學系林欣平副教授研究團隊,將果汁加工後的果渣導入康普茶發酵,同時開發具機能性特徵的發酵飲品與具抗菌性的細菌纖維素薄膜,為農產加工副產物的再利用提供新方向。這項研究成果刊登於國際期刊《International Journal of Biological Macromolecules》(影響因子8.7,高分子科學領域排名前5.7%),展現食品發酵結合生物材料開發的研究成果。
果渣是水果榨汁後留下的固體殘渣,如何透過加工與發酵提高其利用價值,是循環經濟的重要課題。團隊以康普茶(Kombucha)為研究平臺,將果渣作為共同發酵的原料,探討其對飲品成分與細菌纖維素生成的影響,希望讓同一發酵的系統兼具飲品與材料開發的價值。
康普茶是以茶與糖為原料,經細菌與酵母菌共同發酵製成的飲品,發酵過程亦可生成由微生物合成的細菌纖維素(Bacterial Cellulose, BC)。本研究以加糖紅茶分別搭配蘋果、檸檬、香蕉、奇異果及藍莓果渣進行共發酵,分析所得飲品的代謝物、香氣相關成分與抗氧化表現,並評估再生纖維素薄膜的材料特性及抑菌效果。【右圖:本校營養學院食品安全學系林欣平副教授】
研究發現,果渣種類會影響康普茶的成分與機能表現。其中,藍莓果渣組在抗氧化測試中的提升最為明顯,其ABTS及DPPH自由基清除能力分別較對照組提高63.5%與26.8%。不同果渣也會改變有機酸組成,例如香蕉果渣組的葡萄糖醛酸含量達對照組的2.28倍,奇異果果渣組的醋酸生成量則達對照組的1.95倍。此外,各組呈現不同的香氣相關化合物組成,顯示果渣選擇可作為調整發酵飲品特性的依據。
在材料開發方面,添加果渣的康普茶可作為細菌纖維素生物合成的培養基。所得再生薄膜保有纖維素的特徵結構,其微觀結構與熱性質則隨果渣種類而異。抑菌試驗顯示,部分果渣組所製得的薄膜對大腸桿菌及金黃色葡萄球菌等測試菌株的抑菌表現,較對照薄膜顯著提升,支持進一步探索其作為抗菌材料的可能性。
此研究將果渣再利用與微生物發酵串聯,在開發機能性飲品的同時,產製具抗菌性的纖維素材料,為果汁加工副產物的加值利用提供實驗依據。研究結果呈現其在活性食品包裝與傷口照護材料上的應用潛力;目前成果以成分分析、抗氧化及材料抑菌測試為主,後續仍須針對具體用途進一步驗證。(文/營養學院)【下圖:研究流程&主要成果示意圖:以不同果渣進行康普茶共發酵,分析飲品的成分與抗氧化表現並評估細菌纖維素薄膜的結構及抑菌特性】
