蘋果渣的利用研究現(xiàn)狀

曲映紅，王建中

（上海海洋大學(xué)，上海 201306）

蘋果渣的利用研究現(xiàn)狀

曲映紅，王建中

（上海海洋大學(xué)，上海 201306）

蘋果渣是蘋果汁生產(chǎn)中的廢棄物，具有較高的營養(yǎng)和利用價值。本文綜述了蘋果渣利用的研究進展，特別是果渣中果肉的分離與神經(jīng)酰胺、科羅索酸等高附加值活性成分的提取利用，以期為提高蘋果綜合利用率、開發(fā)蘋果渣的潛在價值提供參考。

蘋果渣；果肉分離；神經(jīng)酰胺；科羅索酸；多酚

蘋果是世界第二大水果[1,2]，全球種植面積約500萬hm2，年總產(chǎn)量超過6000萬t。這些蘋果中，71%用于鮮食；20%加工成高附加值產(chǎn)品，其中有65%被加工成各種蘋果汁、蘋果酒、蘋果泥、蘋果醬及蘋果干制品。在蘋果汁的加工過程中，蘋果壓榨分離果汁后產(chǎn)生大量蘋果渣（Pomace）。在亞洲，中國每年大約500萬t蘋果用于生產(chǎn)蘋果汁，約產(chǎn)生100多萬t蘋果渣[3]；印度每年500多萬t蘋果用于生產(chǎn)蘋果汁，約產(chǎn)生130萬t蘋果渣[4]；日本每年產(chǎn)蘋果約78萬t，10%～20%用于加工各種蘋果產(chǎn)品，其中約90%加工成蘋果汁，產(chǎn)生蘋果渣約1.4萬t[5]。

對于大規(guī)模的蘋果汁加工業(yè)，一般蘋果渣的產(chǎn)量為蘋果的25%。蘋果渣目前尚無有效的利用途徑與技術(shù)，一般被傾倒到農(nóng)田。由于不受控制的發(fā)酵和250～300g/kg的化學(xué)耗氧量（COD），加重了環(huán)境污染，而且蘋果渣在自然界的生物降解也需大量的生物耗氧量（BOD）[6]，因此蘋果渣的科學(xué)處理是一個普遍性需要解決的問題。蘋果渣含有大量的水分，且容易發(fā)酵，若隨意處置，將會對空氣與地下水造成污染。而且蘋果渣數(shù)量巨大，安全有效地處理蘋果渣，預(yù)防環(huán)境污染成了非常重要的課題。

1 國內(nèi)蘋果渣的利用現(xiàn)狀

蘋果渣是新鮮蘋果經(jīng)破碎壓榨提汁后的剩余物，主要由果皮、果核和殘余果肉組成，含有可溶性糖、維生素、礦物質(zhì)及纖維素等豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，是良好的飼料資源。經(jīng)測定在蘋果渣中，果皮果肉占96.2%，果籽占3.1%，果梗占0.7%，具體營養(yǎng)成分見表1（見下頁）。

綜合近年來各國對蘋果渣開發(fā)利用的途徑大致可以歸納如下：（1）傳統(tǒng)的利用：食品、飼料、肥料；（2）發(fā)酵：氫氣、甲醇、乙醇、葡萄糖、醋酸、乳酸、生物材料；（3）綜合利用：果膠、低聚果膠、高吸水材料。

由于蘋果渣水分含量高，極易發(fā)酵污染環(huán)境，蛋白質(zhì)含量又低，雖然有許多開發(fā)研究報告，但國內(nèi)外蘋果渣產(chǎn)業(yè)化利用的極少。在我國，近年來正在探討的與果蔬加工相關(guān)的國家公益行業(yè)（農(nóng)業(yè)）專項共10項，其中《大宗水果加工副產(chǎn)物與殘次果綜合利用技術(shù)研究與示范》，以蘋果、柑橘等為代表，從食品加工、功能成分提取、資源循環(huán)利用三種途徑進行加工副產(chǎn)品（皮渣）綜合利用技術(shù)研究[7]，但蘋果渣的綜合利用技術(shù)尚未有突破性進展。

表1 蘋果渣的主要成分

2 蘋果渣中果肉分離的研究

蘋果渣一般是作為蘋果汁生產(chǎn)的副產(chǎn)物整體加以利用的，有研究報道果皮和果肉成分及其功能的不同[8,9]，但目前實際生產(chǎn)上還不能有效分離蘋果渣中的果皮和果肉。上海熙可食品科技公司已公開的發(fā)明專利敘述了從蘋果渣中分離蘋果果肉的方法[10]。壓榨后的蘋果渣在弱酸性維生素C水溶液中，富含果膠的蘋果果肉快速溶脹，變得十分松軟；蘋果皮韌性很強，果核較為堅實，二者不受維生素C水溶液的影響。據(jù)此，可將蘋果果肉與果皮、果核分離，得到蘋果果肉混懸液，用于加工蘋果果肉飲料或蘋果醬。

3 蘋果渣中的主要功能性成分

蘋果渣中的提取物主要有多酚、多糖、果膠、膳食纖維等，多酚和多糖的抗氧化性、果膠和膳食纖維對腸道的有益作用已有較多研究，神經(jīng)酰胺、科羅索酸等功能性成分的研究也漸漸引起關(guān)注。

3.1 神經(jīng)酰胺

神經(jīng)酰胺（Ceramide）是一種廣泛存在于真核生物細胞中的信號傳導(dǎo)物質(zhì)，作為一種鞘脂類以細胞膜的結(jié)構(gòu)組成成分或胞內(nèi)自由分子形式存在，它與細胞的增殖、分化、凋亡、細胞周期抑制等都有關(guān)系[11,12]。近年來相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)酰胺在皮膚護理中起活性因子作用，具有保濕、防護、修復(fù)損傷等重要功效[13]，無論是涂布還是口服，均有效果，因此已成為一種重要的化妝品成分。此外，神經(jīng)酰胺還有提高免疫力、緩和過敏性皮炎、抗腫瘤等功效[14,15]。神經(jīng)酰胺曾經(jīng)主要提取自牛腦組織，但由于瘋牛病可能帶來的污染，從植物中提取神經(jīng)酰胺就成為安全與經(jīng)濟的途徑。神經(jīng)酰胺由長鏈鞘氨醇通過酰胺鍵與脂肪酸共價結(jié)合而成，其中鞘氨醇和脂肪酸的碳鏈長度、不飽和度及羥基數(shù)目都是可變化的。蘋果渣中提取的神經(jīng)酰胺結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 神經(jīng)酰胺結(jié)構(gòu)圖

神經(jīng)酰胺價格昂貴，在日本，2006年神經(jīng)酰胺的市場規(guī)模已達到12～16億日元。根據(jù)公開的2004年日本北海道農(nóng)業(yè)研究成果情報，農(nóng)副產(chǎn)品中廣泛存在神經(jīng)酰胺，干品的含量在0.01-0.94mg/g，其中以蘋果渣中的含量最高[16]，見圖 2。

在神經(jīng)酰胺的提取工藝過程中，甾醇糖苷的存在使神經(jīng)酰胺的提純變得困難，在上述試樣中含有0.01～0.87mg/g的甾醇糖苷。蘋果渣中神經(jīng)酰胺與甾醇糖苷的含量比為1.09。對神經(jīng)酰胺的提純而言，甾醇糖苷的含量比例越低越有利。

3.2 蘋果渣中的科羅索酸等三萜酸類化合物

科羅索酸是熊果酸的同分異構(gòu)物，近代藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，科羅索酸通過參與和促進葡萄糖的轉(zhuǎn)運來促進細胞對葡萄糖的吸收和利用，從而起到降血糖的功效?？屏_索酸對葡萄糖轉(zhuǎn)運的興奮作用類似于胰島素，因此，科羅索酸也被稱為植物胰島素[21]。此外，科羅索酸還具有多種重要的生物活性，如抗肥胖、消炎、抗氧化應(yīng)激及抗腫瘤等[18]。已有研究證明科羅索酸具有細胞毒性，能夠降低腫瘤細胞存活率，誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡[22]。在體外試驗中，科羅索酸不僅能抑制神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞與骨肉瘤細胞的增殖，對子宮癌細胞及胃癌細胞也有效。在最新的研究中，科羅索酸與抗癌藥并用，明顯提高了抗癌藥的療效[19]。

蘋果皮中富含三萜酸類化合物[17]，主要是科羅索酸、熊果酸、齊墩果酸、烏蘇酸。其中科羅索酸近年來受到高度重視。在我國，科羅索酸等三萜酸類化合物目前主要從大葉紫薇及枇杷葉中提取[18-20]。有報道說，蘋果渣是羅索酸廉價且極豐富的來源。

3.3 蘋果多酚

蘋果多酚是蘋果渣綜合利用的主要體現(xiàn)。國內(nèi)外一般的研究認(rèn)為，蘋果多酚具有抗菌、消炎、抗突變、降壓、清熱解毒、鎮(zhèn)靜、利尿等功效；在抗氧化、抗腫瘤、抑制脂肪酶等方面也有顯著功效；能抗衰老、增強機體的免疫力。

蘋果多酚在國內(nèi)已大量生產(chǎn)，目前主要從未成熟蘋果中提取，因為未成熟蘋果中的多酚含量是成熟蘋果的10多倍[24]。因此，蘋果渣中多酚的提取，要與神經(jīng)酰胺、科羅索酸等高價值的功效成分結(jié)合在一起做綜合利用的研究。

4 展望

蘋果渣資源豐富，成本低，用途廣，可用于生產(chǎn)飼料、膳食纖維，也可發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸、酒精、蘋果醋、蛋白飼料，還可用于提取果膠、天然香料等，但除飼料生產(chǎn)技術(shù)較為成熟外，其他應(yīng)用還未達到產(chǎn)業(yè)化的要求[25,26]。從蘋果渣的利用現(xiàn)狀來說，無論是經(jīng)濟上還是技術(shù)上目前的研究都是遠遠不夠的；結(jié)合蘋果渣中高附加值的功能性成分的開發(fā)，是相關(guān)研究進一步的目標(biāo)。

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Utilization Research of Apple Pomace

QUYing-hong,WANGJian-zhong
(Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China)

Apple pomace is the waste in the production of apple juice,and it has a lot of nutrition and utilization value.This paper reviewd the research progress on the use of apple pomace,especially the separation of pulp and the exploitation of high value-added active ingredients such as ceramide,corosolic acid,etc.The research in this article would will provide a useful reference to improve the utilization ratio of apple and develop the potential value of apple pomace.

Apple pomace;separation of pulp;ceramide;corosolic acid;polyphenol

TS255.3

A

1008-1038(2017)11-0011-04

10.19590/j.cnki.1008-1038.2017.11.003

2017-07-19

曲映紅（1969—），女，副教授，研究方向為食品科學(xué)與工程