基于循環(huán)經(jīng)濟(jì)的枇杷花綜合利用研究

沈麗華

（福建省莆田市科學(xué)技術(shù)開發(fā)服務(wù)中心 福建 莆田 351100）

枇杷是我國南方的特有水果之一，也是原產(chǎn)于我國的水果之一，在我國已有2 200多年的歷史。我國是世界上最大的枇杷主產(chǎn)國，栽培面積和產(chǎn)量占世界的2/3以上[1～2]。枇杷花量大，開花時(shí)每個(gè)花序有80～100朵，而實(shí)際形成產(chǎn)量的果實(shí)數(shù)僅占總花數(shù)的3%～5%[3]，生產(chǎn)上常會疏去60%～80%的鮮花，以提高枇杷的產(chǎn)量和質(zhì)量，疏掉的枇杷花一般棄于果園而未充分利用，造成了資源的極大浪費(fèi)[4]。

循環(huán)經(jīng)濟(jì)是對社會生產(chǎn)和再生產(chǎn)活動中的資源流動方式實(shí)施的“減量化、再利用、再循環(huán)和無害化”管理原則，將“資源—產(chǎn)品—廢物”這一傳統(tǒng)的線性物質(zhì)流動方式改造為“資源—產(chǎn)品—再生資源”物質(zhì)循環(huán)模式，以最少的資源能源消耗，取得最大的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出和最低的污染排放，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會效益的統(tǒng)一，形成可持續(xù)的生產(chǎn)和消費(fèi)模式[5]。本文應(yīng)用循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論，設(shè)計(jì)枇杷花綜合利用產(chǎn)業(yè)鏈。

1 枇杷花產(chǎn)業(yè)鏈設(shè)計(jì)與分析

枇杷花富含18種氨基酸，含有較高的鈣、鐵、鋅等營養(yǎng)元素及黃酮類和三萜類化合物。枇杷花可入肺散寒，疏風(fēng)止咳，通鼻竅，主治感冒咳嗽、鼻塞流涕、虛勞久咳、痰中帶血、頭風(fēng)等癥，民間常用于小兒肺熱咳嗽及久咳不愈患者，現(xiàn)代研究證明枇杷花中的藥用成分可開發(fā)成治療心血管疾病的藥物、減肥藥品、抗癌防癌新藥、預(yù)防AIDS的藥物及化妝品等[2]。

本文運(yùn)用循環(huán)經(jīng)濟(jì)的“減量化、再利用、再循環(huán)和無害化”原則，以枇杷花活性成分的提取為核心，以低消耗、低排放、高效率為基本特征，模仿生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)流和能量流來設(shè)計(jì)枇杷花的加工利用產(chǎn)業(yè)鏈，其構(gòu)成如圖1所示，以盡可能小的資源消耗和環(huán)境成本，獲得盡可能大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

圖1 枇杷花綜合利用圖

2 枇杷花飲料加工

2.1 枇杷花薄荷飲料。馬春華等[6]以枇杷花和薄荷為主要原料，配以白砂糖和檸檬酸2種輔料，通過正交試驗(yàn)，研制出枇杷花薄荷飲料，口感上有枇杷花的清香，兼具薄荷的清涼，又克服了傳統(tǒng)飲料添加劑多的缺點(diǎn)，減少了對飲料和環(huán)境的污染，同時(shí)生產(chǎn)后的枇杷花和薄荷渣可以作為有機(jī)廢料返用于果園，增加果園的有機(jī)質(zhì)含量。其工藝流程為：

2.2 枇杷葉花飲品。周志明[7]以枇杷葉、枇杷花為主料，金銀花、菊花、桑葉、蜂蜜為輔料，以熊果酸的提取率為主要指標(biāo)，通過單因素法，篩選出微波—乙醇提取法最佳工藝條件：微波功率480 W，乙醇濃度70%，料水比1∶30，提取時(shí)間4 min，熊果酸提取率為80%；試驗(yàn)還表明，料水比為1∶40時(shí)熊果酸提取率僅略高于料水比為l∶30，考慮到酒精回收所消耗的動力等問題，確定料水比為l∶30。該飲料的生產(chǎn)工藝為：

2.2.1 主料萃取工藝流程。枇杷葉花→粉碎→熱浸→微波處理→乙醇提取→分離→初濾→精濾→超濾→葉花提取液。

2.2.2 輔料萃取工藝流程。輔料→配制→冷浸→熱浸→萃取→分離→初濾→精濾→輔料提取液。

2.2.3 生產(chǎn)工藝流程。主、輔料提取液→調(diào)配→攪拌→三級過濾→定容→調(diào)pH值、調(diào)色→超高溫滅菌→無菌熱灌裝→燈檢→噴碼→自動套標(biāo)→裝箱。

3 枇杷花活性成分的提取

枇杷花含醛、酸、酯等64種精油組分，并含有類胡蘿卜素、蛋白質(zhì)及黃酮類和三萜類化合物。目前枇杷花生產(chǎn)和科研上應(yīng)用較多的是黃酮類和三萜類化合物的提取[8，9]。黃酮類化合物是一類存在于多種植物中的多酚化合物，具有抗氧化和清除自由基、抗腫瘤、抗癌、抗菌和抗病毒、抗炎免疫、改善微循環(huán)、降血糖、鎮(zhèn)痛、抗過敏、抗輻射等多種藥理作用，在醫(yī)藥、食品領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景[10]。三萜類化合物則具有抗腫瘤、抗病毒、抗細(xì)菌、保肝、調(diào)節(jié)機(jī)體免疫力等廣泛的生物活性，是中藥化學(xué)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一[11]。

3.1 枇杷花中黃酮類的提取。李琪等[12]按1∶30固液比用50%乙醇浸泡30min后在40KHz、30min和75℃的條件下超聲提取出花中的黃酮，其含量約為8%(鮮花)，按枇杷最高含水量68.09%計(jì)[8]，折干花黃酮含量為2.5528‰。鄭美瑜等[3]通過對提取溫度、時(shí)間和固液比進(jìn)行正交試驗(yàn)，得到以水提法提取枇杷花中總黃酮的較佳條件：提取溫度100℃，時(shí)間3 h，固液(干花∶水)比1∶30，提取率為16%，即總黃酮含量為160 mg/g(干花)。試驗(yàn)結(jié)果也表明，隨著固液比的升高，枇杷花中總黃酮的提取率也提高，但固液比超過l∶30后，提取率上升已變緩慢。基于循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論，溶劑量過大，增加了生產(chǎn)成本和能源消耗，建議以固液比l∶30左右為宜。胡娟[10]開展了枇杷花中的有效成分提取和純化研究，比較了回流、超聲波及索氏提取3種方法對枇杷花中總黃酮得率影響，結(jié)果表明，回流提取的得率達(dá)5.584‰，大于索氏提取和超聲提取的2.153‰和3.791‰。

綜合胡娟[10]、鄭美瑜[3]和李琪[12]等的研究成果，考慮生產(chǎn)周期、生產(chǎn)成本、環(huán)境污染、廢物利用及工業(yè)化生產(chǎn)等因素，以乙醇或水的超聲提取為宜，提取后的廢棄物可作為有機(jī)廢料直接返田，改善果園土壤條件，廢水可用于果園灌溉。

3.2 枇杷花中三萜類的提取。陳建琴等[13]采用索氏提取和超聲波提取對枇杷花中的三萜類化合物的提取工藝進(jìn)行研究，結(jié)果表明，“晚鐘”枇杷用索氏提取和超聲波提取三萜類化合物的含量分別為24.1 mg/g和21.9 mg/g，“早鐘”枇杷為21.3 mg/g和17.1 mg/g，說明索氏提取法對枇杷花中的三萜類化合物的提取更徹底，但索氏提取法耗時(shí)長達(dá)8 h，耗能大，不利于節(jié)能。胡娟[10]以枇杷花總?cè)萍叭苹衔?熊果酸、齊墩果酸)的提出量為指標(biāo)，開展超聲提取與回流提取試驗(yàn)，結(jié)果表明，超聲提取與回流提取所得熊果酸、齊墩果酸的含量相當(dāng)，熊果酸、齊墩果酸含量僅差0.86%，回流提取雖然適合目前工業(yè)化生產(chǎn)工藝，但提取時(shí)間長達(dá)6 h，而且溶劑用量大、效率不高，而超聲波提取具有短時(shí)、高效、操作簡單等優(yōu)勢，是未來主要提取技術(shù)之一，綜合胡娟[10]、陳建琴等[13]的研究成果，建議用超聲提取枇杷花總?cè)?，提取溫?0℃，固液比1∶10，提取15 min，提取次數(shù)為2次。

4 結(jié)語

針對目前我國枇杷產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀，本文運(yùn)用循環(huán)經(jīng)濟(jì)的原則，變廢為寶，對枇杷花的產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)鏈設(shè)計(jì)，以枇杷花有效成分的提取為主線，構(gòu)建了從枇杷花飲料到枇杷有效成分提取的產(chǎn)業(yè)體系，基本實(shí)現(xiàn)了廢棄物的返田利用，是一種低消耗、低排放、高效率的集約型發(fā)展模式，對枇杷產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的參考價(jià)值。