韋 婷 何靖柳 馮 林 王海梅 汪芷君 李茓艷 楊艷宇
(雅安職業(yè)技術(shù)學院 四川雅安 625000)
中國是世界上最大的蘋果生產(chǎn)地,總產(chǎn)量占世界的40%[1]根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù),2019—2020年度國內(nèi)蘋果產(chǎn)量達到4 242.54 萬噸,同比2018—2019年度的3 923.34 萬噸提高了8.14%。隨著蘋果產(chǎn)量的增加,蘋果汁、蘋果酒、蘋果干等加工產(chǎn)品也不斷增加,按每噸鮮果加工后會產(chǎn)生0.2~0.3 噸[2]鮮皮渣的量統(tǒng)計,我國每年會產(chǎn)生數(shù)萬噸的蘋果皮渣,但大量蘋果皮渣目前利用率卻只有30%左右[3],其余被當作垃圾處理,造成資源的浪費。因此,重視蘋果皮渣的利用,不僅能延伸蘋果產(chǎn)業(yè)鏈,增加蘋果附加值,而且能減少廢棄物產(chǎn)生,利于環(huán)保。
蘋果皮渣是蘋果經(jīng)過破碎壓榨取汁后的剩余物,主要由果皮、果核和殘余果肉組成。通常果皮果肉占96.2%,果籽占3.1%,果梗占0.7%。在鮮蘋果皮渣中水占70%以上,無氮浸出物13.7%,粗纖維3.4%,粗蛋白1.1%,粗脂肪1.2%,此外還富含礦物質(zhì)、有機酸、維生素、果膠和蘋果多酚,具有較高的開發(fā)利用價值[2]。然而由于其pH 呈酸性(3.5~4.8),非常適合微生物繁殖,若蘋果皮渣不能得到及時處理,很容易滋生大量微生物,進而腐爛變酸變臭造成環(huán)境污染。
蘋果皮渣的利用可以直接利用鮮皮渣,也可以將鮮果渣干燥成干果渣再利用。綜合文獻和市場應(yīng)用來看,目前對蘋果皮渣的利用主要體現(xiàn)在以下兩個方向:
2.1.1 提取蘋果果膠
果膠是一種親水性植物膠,分別以原果膠、果膠、果膠酸三種形態(tài)廣泛存在于高等植物的根莖葉果等部位的細胞壁中,是一種非常重要的食品添加劑,可作增稠劑、穩(wěn)定劑和乳化劑等,應(yīng)用于食品加工工業(yè)中。鮮蘋果渣中含15%~18%的果膠[4],是提取果膠的理想原料。利用蘋果皮渣提取果膠是開展較早的項目,目前提取果膠的方法有酸法、酶法、超聲波輔助法,果膠得率可達18.21%~19.65%[5~7],研究以降低成本、提高得率以及優(yōu)化品質(zhì)為目標。
2.1.2 提取蘋果多酚
蘋果多酚是蘋果在生長過程中產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物,是從蘋果皮渣中提取的天然活性物質(zhì),主要包括原花青素類、兒茶素類、二氫查耳酮類、羥基肉桂酸類、黃酮醇類、花色苷類等[8]。蘋果皮中的多酚含量是果肉的3 倍,占整個果實多酚含量的40%~50%[9],因其具有抗氧化、降血糖、降血壓、促排鉛、抗過敏等多種生物功能,可應(yīng)用于化妝品、醫(yī)藥、保健食品等行業(yè),是近年來研究的熱點。其分離提取方法主要有溶劑提取法、吸附分離法、超臨界二氧化碳萃取法[10]以及超聲波法,其中利用超聲波提取蘋果多酚的研究較多,利用二氧化碳萃取法因其工藝條件簡單,較低的萃取溫度能避免有效成分的破壞,保持其活性,同時CO2易得、無毒,未來前景也非常廣闊。
2.1.3 提取蘋果多糖
蘋果多糖是許多相同或不同的單糖以α-或β-糖苷鍵連接而成的多聚物化合物。由于絕大多數(shù)多糖不易溶于水,故在榨汁后有相當數(shù)量的多糖保留于蘋果殘渣之中,雖然經(jīng)果膠等功能性組分生產(chǎn),但是,仍有相當比例的多糖殘留于余渣中,蘋果多糖具有抗腫瘤、抗病毒、抗氧化、抗炎、消除疲勞等生物活性[11]。李錦運[12]利用超聲輔助從冷破碎蘋果皮渣中提取多糖最大提取率達9.53%。賈豐[13]測得發(fā)酵蘋果渣多糖含量達70%,經(jīng)分離純化后的含量可達92%。
2.1.4 提取其他成分
范何宸銳[14]用NaOH 純?nèi)芤杭映暡◤奶O果皮中提取熊果酸,黃慶[15]利用超聲波輔助從蘋果皮中提取黃酮,張恒濤[16]利用超臨界流體萃取技術(shù)從蘋果皮渣中提取二十八烷醇,高昌勇[17]利用乙醇超聲波輔助提取蘋果皮中的紅色素。
2.2.1 生產(chǎn)動物飼料
利用蘋果皮渣生產(chǎn)動物飼料的研究較早較多,目前的研究方向之一是將蘋果皮渣通過擠壓等方式降低含水量,然后裝填壓實封埋,成為青貯飼料[18]。更多的研究是以接種單一或混合菌種到濕蘋果渣中進行發(fā)酵,提高皮渣蛋白質(zhì)含量,再將發(fā)酵皮渣干燥后制成動物飼料[19]。和提取成分相比,將蘋果皮渣加工產(chǎn)品,尤其是生產(chǎn)動物飼料具有成本低、原料利用率高、市場廣的特點,各種飼料應(yīng)用于奶牛、山羊、肉鴨等畜禽養(yǎng)殖的研究廣泛,市場上也有蘋果皮渣豬飼料、蟹飼料等產(chǎn)品,形式多樣。
2.2.2 作為食用菌培養(yǎng)料
在分析蘋果渣理化性狀的基礎(chǔ)上,依據(jù)食用真菌可分解轉(zhuǎn)化纖維素等大分子有機物的原理,將蘋果渣與作物秸稈、麩皮、石灰等原料組成各種培養(yǎng)料,接種金針菇、平菇等不同的食用菌。選擇合適配方栽培雞腿菇時,蘋果渣的利用率超過80%[20],雞腿菇品質(zhì)良好。
2.2.3 發(fā)酵生產(chǎn)酒精、果醋
蘋果渣的碳水化合物豐富,可用于發(fā)酵生產(chǎn)酒精、果醋類產(chǎn)品,降低生產(chǎn)成本。黃蓓蓓[21]利用蘋果渣發(fā)酵生產(chǎn)的酒精可達6.72%,宋娟[22]利用蘋果渣發(fā)酵制成了總酸含量達38.27 g/L 的果醋。
2.2.4 生產(chǎn)蘋果酵素
郭俊花[1]等人利用蘋果皮生產(chǎn)酵素,得到總酸含量達3.96 g/L,SOD 活性達66.2 U/ml 的酵素產(chǎn)品,若將之施用于紅富士蘋果樹,可使蘋果各方面的品質(zhì)得到顯著提高。
蘋果皮渣的成分豐富,利用前景廣闊,吸引了眾多科研人員對其進行研究。就目前的情況來看,生產(chǎn)性應(yīng)用尤其是蘋果皮渣飼料因其較低的成本、較廣的需求,成了目前利用的主要形式,但有效成分的提取是高科技和高附加值的產(chǎn)業(yè)方向,也應(yīng)加大研發(fā)力度,降低成本,提高效率,以便于推廣。同時,因為蘋果皮渣是加工副產(chǎn)物,含水含糖高容易變質(zhì),不便于中轉(zhuǎn)再集中處理,所以應(yīng)與生產(chǎn)蘋果果汁、果干等大中型加工企業(yè)合作推進針對性的皮渣加工配套項目,充分利用皮渣等副產(chǎn)物,增加蘋果附加值,減少排污,實現(xiàn)企業(yè)與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。