芡實(shí)加工及有效成分提取研究進(jìn)展

廖樹紅，張國(guó)良,2,*，黃志煒，申雪敏，張 葉，劉新海

（1.淮陰工學(xué)院生命科學(xué)與食品工程學(xué)院，江蘇省生物質(zhì)轉(zhuǎn)化與過程集成工程實(shí)驗(yàn)室，江蘇 淮安 223003；2.淮安市鄉(xiāng)村振興研究院，江蘇 淮安 223003）

芡實(shí)（Euryale ferox Salisb.）又稱芡實(shí)米、雞頭米、菱芡等，為一年生水生蔬菜，屬于睡蓮科芡屬[1]。芡實(shí)果實(shí)含有豐富的蛋白質(zhì)，多種必需氨基酸和人體所需的礦物質(zhì)元素以及大量的多酚類等抗氧化性物質(zhì)，可藥食兩用，被譽(yù)為“水中人參”和“水中桂圓”[2-4]。芡實(shí)多生長(zhǎng)于池沼湖塘等淺水中，在東南亞國(guó)家、印度、俄羅斯、日本和朝鮮等國(guó)家均有種植[5]。我國(guó)具有悠久的芡實(shí)栽培歷史，是世界主產(chǎn)地之一[2]?！稘h書·循吏傳·龔遂》中即有使得百姓“益蓄果實(shí)菱芡”的記載，說明早在兩千多年前芡實(shí)在我國(guó)已廣為種植[6]。芡實(shí)有南、北芡之分，南芡為栽培種，種仁較大且圓整，糯性，品質(zhì)較好；北芡為野生種，種皮薄，種仁粳性，適應(yīng)性及抗逆性較強(qiáng)[2,7]。為了獲得同時(shí)具有南北芡實(shí)優(yōu)勢(shì)的品種，通過雜交育種，獲得了蘇芡雜1號(hào)、蘇芡雜2號(hào)、蘇芡雜3號(hào)、蘇芡雜4號(hào)等優(yōu)質(zhì)品種[8-9]。近年來，我國(guó)的芡實(shí)種植量也呈逐年上升趨勢(shì)，2018年僅江蘇省的種植面積就已達(dá)20 000 hm2。福建、安徽、江西和湖南等省的種植面積也較大[10]。隨著芡實(shí)栽培面積的穩(wěn)步擴(kuò)大以及人們對(duì)芡實(shí)產(chǎn)品日益漸增的青睞，芡實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景十分樂觀。為此本文對(duì)芡實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分及藥用價(jià)值、產(chǎn)后加工與保鮮技術(shù)、相關(guān)食品開發(fā)、有效成分的提取和副產(chǎn)物利用等進(jìn)行了綜述，以期為芡實(shí)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供一定的參考。

1 芡實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分及藥用價(jià)值

1.1 營(yíng)養(yǎng)成分

芡實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分有淀粉、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、氨基酸、礦物質(zhì)和維生素等（表1、表2），其中淀粉含量最高，其次是蛋白質(zhì)[11-13]。芡實(shí)蛋白質(zhì)含有豐富的必需氨基酸（其占氨基酸總量的24.6%～39.9%），包括亮氨酸、異亮氨酸、賴氨酸、蘇氨酸、纈氨酸和苯丙氨酸以及幼兒必需的組氨酸和精氨酸[14]。芡實(shí)含有人體必需的微量元素鐵(Fe)、銅(Cu)、鋅(Zn)、硒(Se)、鉬(Mo)、鉻(Cr)和碘（I）等，其中碘和硒的含量較高[15]，還含有常量元素鈉(Na)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鉀(K)和磷(P)等[16]。芡實(shí)中無機(jī)元素含量與芡實(shí)產(chǎn)地及品種有關(guān)[16]。此外，芡實(shí)富含VC、VB1、VB2、VB6和VE，其中VC和VE的含量較高[15]，同時(shí)含有豐富的酚類物質(zhì)和黃酮類物質(zhì)[5,17-18]。

表1 芡實(shí)粉中淀粉、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和粗纖維含量（干基）Table 1 Starch,protein,lipid and crude fiber content in Euryale ferox Salisb.powder(dry weight)

表2 芡實(shí)粉中氨基酸、礦物質(zhì)、維生素、酚類物質(zhì)和黃酮類物質(zhì)的含量[5,15-18]Table 2 The relative content of amino acids,minerals,vitamins,phenolsand flavonoids in Euryale ferox Salisb.powder

1.2 藥用價(jià)值

芡實(shí)不僅具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，還具有藥用價(jià)值，在我國(guó)古代很多醫(yī)書和史料中都有記載?！渡褶r(nóng)本草經(jīng)》中將芡實(shí)列為上品[19]，《本草經(jīng)百種錄》、《本草綱目》等書中記載著芡實(shí)能夠健脾益腎、強(qiáng)志補(bǔ)氣、治療小便不禁、遺精、白濁、帶下，提高人體免疫能力、祛病強(qiáng)身，延年益壽[4,20]?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，芡實(shí)可作為抗糖尿病、抗高血脂、治療腎病[21-23]、抑菌[24]、美白[25]和抗癌[26]潛力的藥物有效成分的重要來源之一。芡實(shí)中所含的主要藥用成分是多糖、多酚、生育酚、倍半新木脂素、環(huán)二肽、腦苷脂、黃酮類和礦質(zhì)元素[27]。

2 芡實(shí)的產(chǎn)后加工與保鮮技術(shù)

芡實(shí)的產(chǎn)后加工與保鮮方法有干制、罐頭加工、速凍保鮮以及其他以芡實(shí)為原料的食品加工。一般要將芡實(shí)果實(shí)首先進(jìn)行原料處理，其主要過程包括去果皮、踏籽和去種皮。

2.1 原料處理

2.1.1 去果皮

果皮（外種皮）的去除方法有傳統(tǒng)的手剝、用刀剖開取種子、擠壓法及漚洗法。南芡可用前兩種方法，而北芡因有刺則常用漚洗法[28]。漚洗法省工但種子質(zhì)量差，其他方法雖質(zhì)量較好但比較費(fèi)工。為了克服傳統(tǒng)方法的局限性，研制芡實(shí)去皮設(shè)備就很有必要。目前，關(guān)于芡實(shí)去皮的裝置有能夠擊碎芡實(shí)，并將破碎剝離后的外果皮、籽粒和碎屑分離的脫粒機(jī)[29]；有設(shè)置了籽粒分級(jí)裝置，能夠解決因芡實(shí)籽粒大小不一、皮厚尺寸不一造成脫皮效率低的問題的脫粒機(jī)[30]；有將芡實(shí)的采摘及脫粒集于一體的自動(dòng)脫粒采摘船[31]；有在工作臺(tái)的一側(cè)設(shè)置了花萼夾緊固定組件，能夠自動(dòng)去除芡實(shí)果皮、果莖、果殼，無需人工操作，去殼效率高的芡實(shí)果殼去皮機(jī)[32]；有能夠有效擠開芡實(shí)外皮，降低剝芡實(shí)刺皮的勞動(dòng)強(qiáng)度，避免手部刺傷的芡實(shí)外果皮擠開設(shè)備[33]；有能夠直接將原料輸送到弧形刀刃刀片形成的剝殼位置，自動(dòng)快速地將芡實(shí)外皮剝掉的芡實(shí)剝皮機(jī)[34]；以及能夠?qū)④蛯?shí)破碎清洗，實(shí)現(xiàn)快速取籽的裝置[35]等。其中結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、能夠保證芡實(shí)外皮被有效擠開，減少芡實(shí)剝皮勞動(dòng)強(qiáng)度的芡實(shí)外皮擠開設(shè)備[33]適合用于小規(guī)模加工。而將采摘脫粒集于一體的自動(dòng)脫粒采摘船，以及能夠自動(dòng)去除果莖、果皮、果殼而實(shí)現(xiàn)取粒的芡實(shí)果殼去皮機(jī)[32]，具有作業(yè)連續(xù)性強(qiáng)、自動(dòng)化程度相對(duì)高、省時(shí)省工等特點(diǎn)，更加適用于大規(guī)模生產(chǎn)加工。

2.1.2 踏籽

踏籽通常采用的方法是將脫粒的種子放在木桶或木盆中，然后穿上膠鞋將芡實(shí)的假種皮破碎，之后再將其沖洗干凈。目前對(duì)踏籽裝置的研發(fā)較少。

2.1.3 去種皮

去種皮也就是脫殼，之前一直是由人工用芡剪剪開或用牙咬開脫殼，效率低且衛(wèi)生狀況差，一個(gè)非常熟練的剝殼芡農(nóng)手嘴并用，每天(10 h計(jì))剝得的鮮芡實(shí)也只能制成1.5～2 kg干芡米[36-37]。也有一些非機(jī)械取米手段，如化學(xué)脫殼法、能量爆殼法、真空爆殼法、火燒法等，目前主要使用的方法為火燒法和能量爆殼法[28]。這兩種方法的脫殼效率比較高，缺點(diǎn)是都容易使芡實(shí)熟化。為解決這些問題，現(xiàn)已研制出多種芡實(shí)脫殼機(jī)，如孫細(xì)汗等[38]研制的芡實(shí)剝殼裝置，加工效率高、不傷芡實(shí)肉，適用于干濕芡實(shí)；呂小蓮等[39]研制的擠壓切割式芡實(shí)脫殼裝置，能夠?qū)⒆蚜Ｈ〕龊笾苯訉⑵漭斔偷较鄬?duì)應(yīng)的取籽孔內(nèi)進(jìn)行切割擠壓；顧燕等[40]研制的芡實(shí)剝殼機(jī)設(shè)置了預(yù)切口機(jī)構(gòu)和搓輥，可將芡實(shí)外殼搓裂去除外殼，提高外殼破碎率和剝殼效率；王傳代等[41]研制的芡實(shí)剝殼機(jī)構(gòu)和芡實(shí)剝殼機(jī)，其設(shè)置的凹坑與剝殼刀組合機(jī)構(gòu)解決了采用擠壓式和敲擊式導(dǎo)致芡實(shí)易碎、外形欠佳、剝殼率低等問題；張孝瓊等[42]研制的自動(dòng)分級(jí)式芡實(shí)剝殼機(jī)則可根據(jù)芡實(shí)的大小自動(dòng)選擇合適的分離機(jī)構(gòu)進(jìn)行剝殼，避免芡實(shí)受到損壞；王國(guó)金[43]研制的芡實(shí)剝殼機(jī)設(shè)置了將殼皮從芡實(shí)內(nèi)核上打落下來的打散機(jī)構(gòu)，從而保證芡實(shí)質(zhì)量；楊大春等[44]研制的芡實(shí)剝殼裝置將原料箱、剝殼裝置和出料裝置通過軌道連接起來，可實(shí)現(xiàn)芡實(shí)的持續(xù)全自動(dòng)流水線剝殼；季楓林[45]研制的自動(dòng)芡實(shí)剝殼機(jī)，可實(shí)現(xiàn)在一塊出料底板上進(jìn)行切割、沖米與出殼，其沖壓裝置中的固定刺針可避免芡實(shí)因滾動(dòng)而被壓壞；呂小蓮等[46-47]研制的新型芡實(shí)脫殼裝置和旋轉(zhuǎn)切削式芡實(shí)破殼裝置設(shè)有負(fù)壓裝置、取籽滾筒、擠壓桿、破殼刀和隔氣板，能夠解決機(jī)械脫殼效率低、質(zhì)量差、損傷率高等問題。其中以搓碾法[40]、撞擊法、擠壓法[39,45]來實(shí)現(xiàn)脫殼的機(jī)具可用于偏老的芡實(shí)，而不適用于抵御外界擠壓能力更差的嫩芡實(shí)。季楓林[45]研制的自動(dòng)芡實(shí)剝殼機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，且后續(xù)維護(hù)也較為方便，占地面積小，適合小規(guī)模加工使用，而楊大春等[44]發(fā)明的芡實(shí)剝殼裝置，可實(shí)現(xiàn)持續(xù)自動(dòng)流水線剝殼并將芡實(shí)自動(dòng)分級(jí)，可大幅度降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，更加適合大規(guī)模加工使用。如若同時(shí)需要加工成熟芡實(shí)和嫩芡實(shí)，則可選擇孫希汗等[38]研制的具有固定裝置和剝殼刀裝置的機(jī)具，該機(jī)具既適用于成熟芡實(shí)的脫殼，又符合新鮮芡米采收隨摘、趁鮮、帶濕（潮）的剝殼要求。

2.2 芡實(shí)的干制

脫殼后的芡實(shí)為鮮芡實(shí)米，將其曬干便得到芡實(shí)的干制品，通常稱為干芡米。干芡米還可被進(jìn)一步加工成芡實(shí)粉和膨化芡米[48]。

2.3 芡實(shí)罐頭加工

芡實(shí)罐頭以鮮芡實(shí)為原料。其制作工藝流程為：新鮮芡實(shí)→脫殼→護(hù)色→驗(yàn)收、分級(jí)→預(yù)煮→冷卻→裝罐、注湯汁→真空封口→高壓殺菌→檢驗(yàn)→成品。即鮮芡實(shí)經(jīng)過脫殼處理后，將洗凈且完整的芡實(shí)米放入護(hù)色液中護(hù)色，再放入糖水中預(yù)煮，然后進(jìn)行裝罐、注汁，真空封口，殺菌，冷卻后裝箱。李海林等[49]發(fā)現(xiàn)：鮮芡實(shí)在0.2%檸檬酸和0.05%乳酸鈣護(hù)色液中護(hù)色20 min，護(hù)色效果較好；在90℃下預(yù)煮90 s可完全防止新鮮芡實(shí)的褐變；最佳優(yōu)化湯汁配比為0.01%EDTA、0.15%檸檬酸、0.1%異VC鈉和25%湯汁添加量；最佳殺菌條件為115℃，20 min。目前對(duì)芡實(shí)罐頭的研究較少，將芡實(shí)與其他食材結(jié)合研制成多元化即食罐頭，可能是今后的研究方向。

2.4 芡實(shí)的速凍保鮮

市面上的芡實(shí)產(chǎn)品大部分為干芡米，其口感及風(fēng)味不如鮮芡米，人們對(duì)鮮芡實(shí)的需求越來越大。2017年，僅蘇州對(duì)速凍嫩芡實(shí)米的需求就達(dá)1 500 t，而且將其定位為“高檔保健食品”[10]。目前針對(duì)芡實(shí)保鮮技術(shù)的研究還不多。李海林等[1]、夏紅等[50]在研究中說明了芡實(shí)米速凍保鮮工藝各個(gè)步驟的操作要點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)燙漂處理對(duì)多酚氧化酶活性的抑制作用效果顯著，能夠較好地保持鮮芡實(shí)米的感官品質(zhì)，芡實(shí)米采用注水包裝凍結(jié)工藝處理后，其儲(chǔ)藏保鮮期可達(dá)1年以上（常溫下剝?nèi)シN皮的鮮芡實(shí)只能保存3～4 h），且保鮮效果較好。

芡實(shí)米的速凍保鮮工藝流程一般為：原料處理→預(yù)冷→驗(yàn)收、分級(jí)→護(hù)色→預(yù)煮→冷卻→漂洗→裝袋→速凍→凍藏。預(yù)冷方法有風(fēng)冷預(yù)冷、水冷預(yù)冷、真空預(yù)冷、冰冷預(yù)冷。水冷預(yù)冷具有快速冷卻、冷卻均勻、無失水現(xiàn)象發(fā)生、設(shè)備使用簡(jiǎn)單，并且在預(yù)冷過程中可同時(shí)使用保鮮劑的優(yōu)點(diǎn)而成為常用方法[51]?？捎脟娏芑蚪莘椒ㄊ管蛯?shí)初溫降至10℃以下[1]，以防止產(chǎn)品變色[50]。在分級(jí)階段，挑選顆粒飽滿、色白形圓、有清香味、無蟲蛀、無僵粒、無粉屑的芡實(shí)米，根據(jù)大小按百粒重分級(jí)為L(zhǎng)、M、S三級(jí)[51]；可用1.5%食鹽或0.1%檸檬酸[50]或0.2%檸檬酸和0.05%乳酸鈣復(fù)合液[49]或0.05%檸檬酸和0.10%氯化鈣復(fù)合液浸泡護(hù)色[52]；護(hù)色后將其放在90～95℃沸水中熱燙1～2 min；之后立即用常溫水流進(jìn)行第1次冷卻，然后再用5～10℃的冷卻水冷卻，使其初溫降至10℃以下；撈出，用噴淋方法將其沖洗干凈；之后將其裝入不同規(guī)格的包裝袋中，再按芡實(shí)米與水質(zhì)量之比為2∶1或5∶1的比例注入清水[1,45]；采用隧道式速凍機(jī)，裝盤速凍，凍結(jié)溫度為-30℃，凍結(jié)時(shí)間為10～15 min[1]；將速凍好的產(chǎn)品立即置于-18℃的低溫庫(kù)中保存，以避免出現(xiàn)重結(jié)晶現(xiàn)象，同時(shí)凍藏期間要避免庫(kù)溫波動(dòng)，以免影響凍藏品質(zhì)[1]。目前對(duì)芡實(shí)的速凍保鮮以感官評(píng)價(jià)較多，缺乏對(duì)理化性質(zhì)的評(píng)價(jià)，也缺乏統(tǒng)一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

3 芡實(shí)食品的開發(fā)

以芡實(shí)為原料開發(fā)的食品主要分為芡實(shí)糧油制品、芡實(shí)飲品和芡實(shí)乳制品三大類。芡實(shí)的糧油制品比較多樣化，有芡實(shí)粉條[53]、不同功能的米和面粉[54-55]、芡實(shí)糕[56]、芡實(shí)餅干[57-58]、芡實(shí)方便面[59]、芡實(shí)保健粥[60]和芡實(shí)麥片[61]等?？蓪④蛯?shí)作為組分直接用于代餐粉[62]和速食沖調(diào)粉[63]中，或?qū)⑵涠嗵荹64]、蛋白[65]作為營(yíng)養(yǎng)粉等的組分；或?qū)⑵渌苄猿煞譂饪s后添加到茶油（在茶籽破碎后噴淋濃縮后的含芡實(shí)水溶性成分的營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行潤(rùn)濕、緩蘇，之后進(jìn)行蒸炒、低溫壓榨、提煉而得到成品茶油）[66]和牛肉粒中[67]，或作為輔料添加在食品中[68-72]以增加其營(yíng)養(yǎng)成分和保健功能。芡實(shí)飲品包括芡實(shí)保健飲料[73-74]、功能性固體飲料[75]、芡實(shí)果醋[76]、芡實(shí)保健茶[77]、芡實(shí)酒[78]等。芡實(shí)乳制品主要包括芡實(shí)奶粉[79]和芡實(shí)酸奶[80]。除上述制品外，芡實(shí)也可與其他原料制作成軟糖等產(chǎn)品[81]。雖然對(duì)芡實(shí)的食品加工研究較多，但在市場(chǎng)售賣的種類較少，目前常見的有芡實(shí)保健茶、芡實(shí)保健粥、芡實(shí)代餐粉、芡實(shí)酒、冷凍芡實(shí)酸奶干等[10]。

4 芡實(shí)有效成分的提取

4.1 淀粉的提取

芡實(shí)淀粉的提取與大多數(shù)的淀粉提取步驟是相同的，其基本步驟為：制備芡實(shí)全粉勻漿、離心或靜置沉淀、收集沉淀、用NaOH溶液浸泡除去蛋白質(zhì)、離心或靜置沉淀、收集沉淀、漂洗至中性、離心或靜置沉淀、收集沉淀、干燥、粉碎、過篩，即得芡實(shí)淀粉。

4.2 蛋白質(zhì)的提取

目前，對(duì)芡實(shí)蛋白的提取方法主要有堿法、超聲波輔助法、微波輔助法和復(fù)合生物酶法等。周香云[82]采用鹽溶堿提酸沉法（含有亞硫酸鈉的水溶液浸泡提?。┰诹弦罕?∶10(g/mL)，25℃條件下振蕩4 h提取芡實(shí)分離蛋白，其純度可達(dá)89.92%（干基）。李湘利等[83]在堿溶酸沉法基礎(chǔ)上加以微波輔助提取，確定芡實(shí)蛋白的最佳提取條件為：料液比1∶50(g/mL)，pH 11.5，溫度40℃，微波時(shí)間10 min，微波功率400 W；此條件下，蛋白提取率達(dá)61.45%，所提蛋白質(zhì)純度為81.5%?？梢娢⒉ㄝo助可縮短芡實(shí)蛋白提取時(shí)間，蛋白質(zhì)純度下降可能是由于溶劑用量越大，溶解的雜質(zhì)越多而造成的。譚五豐等[84]采用響應(yīng)面法優(yōu)化酶法提取芡實(shí)蛋白時(shí)，發(fā)現(xiàn)酶添加量、酶解溫度以及酶解pH 3個(gè)因素中酶解pH對(duì)芡實(shí)蛋白提取率的影響最大，并確定料液比為1∶20(g/mL)，酶解時(shí)間2 h，pH 5.0，酶（復(fù)合植物水解酶）添加量0.35%，酶解溫度49℃為較佳提取條件，此條件下芡實(shí)總蛋白平均提取率達(dá)80.38%，但文獻(xiàn)未給出蛋白質(zhì)的純度。酶的加入在縮短蛋白提取時(shí)間的同時(shí)也使提取率得到了一定的提高。張曉云等[85]利用超聲波輔助堿法對(duì)芡實(shí)蛋白的提取工藝進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)在超聲功率800 W，工作時(shí)間2 s，間歇時(shí)間4 s，超聲波輔助提取20 min時(shí)，芡實(shí)蛋白提取量是未超聲處理的2倍多，且不需浸提處理。超聲輔助不但可以提高芡實(shí)蛋白的提取量，還可減少提取工序而節(jié)省時(shí)間。黎衛(wèi)[14]采用響應(yīng)面法對(duì)芡實(shí)蛋白各組分的提取工藝進(jìn)行優(yōu)化發(fā)現(xiàn)：在料液比1∶12.6（g/mL），溫度53℃，時(shí)間1.74h，NaCl濃度6.9 g/L的最佳工藝條件下，芡實(shí)球蛋白的提取率為82.29%，純度可達(dá)85.31%（干基）；在料液比1∶10.3（g/mL），溫度51℃，時(shí)間2.2 h，堿濃度4.5 g/L的最佳工藝條件下，芡實(shí)谷蛋白的提取率為84.25%，純度可達(dá)90.60%（干基）；在料液比1∶12（g/mL），溫度45.47℃，時(shí)間2.05 h的最佳工藝條件下，芡實(shí)清蛋白的提取率為81.09%，純度可達(dá)85.75%（干基）。

蛋白質(zhì)傳統(tǒng)堿法提取技術(shù)雖然比較成熟，但耗費(fèi)堿液多，耗時(shí)較長(zhǎng)，蛋白質(zhì)提取率低，且易造成蛋白質(zhì)的水解和結(jié)構(gòu)破壞。與傳統(tǒng)的提取方法相比，微波輔助法所需設(shè)備簡(jiǎn)單、能夠大幅度縮短提取時(shí)間,提高效率，節(jié)約成本；超聲波輔助法可以有效克服浸提時(shí)間長(zhǎng)、浸出溫度高、蛋白質(zhì)因受熱而變性、雜質(zhì)浸出多等缺陷；復(fù)合生物酶法則可在溫和的條件下達(dá)到提高蛋白質(zhì)提取率和最大限度保持蛋白質(zhì)生物活性的目的。目前，對(duì)于芡實(shí)蛋白提取工藝的研究主要集中在芡實(shí)蛋白的超聲輔助提取以及復(fù)合酶法提取，而對(duì)于芡實(shí)蛋白組分提取分離的研究較少。

4.3 多糖的提取

趙建國(guó)等[86]采用超聲波輔助法提取芡實(shí)多糖的最佳條件為：超聲溫度55℃，超聲提取時(shí)間40 min，料液比1∶15（g/mL），此條件下多糖得率為4.65%。謝燕娟等[87]篩選的最佳提取條件為：超聲時(shí)間20 min，超聲溫度60℃，水提料液比1∶35（g/mL），水提時(shí)間5 h，水提溫度80℃，此條件下多糖得率為10.05%。超聲時(shí)間過長(zhǎng)可能會(huì)引起芡實(shí)多糖的降解。宋晶等[88]研究發(fā)現(xiàn)于45℃下超聲波振蕩提取芡實(shí)多糖，不僅方法簡(jiǎn)單，提取率高，而且解決了芡實(shí)中淀粉、蛋白等物質(zhì)的干擾問題。盧美娟等[89]在超聲輔助的條件下加入了酶，發(fā)現(xiàn)最佳提取條件為：纖維素酶1.5%，果膠酶1.0%，酶解溫度35℃，復(fù)合酶處理80 min，料液比1∶10，超聲溫度60℃，超聲時(shí)間1.5 h，此條件下多糖得率為12.38%。而在去除酶解時(shí)間時(shí)最佳提取條件為：纖維素酶2.5%，果膠酶2.0%，料液比1∶10（g/mL），超聲時(shí)間1h，超聲溫度60℃，芡實(shí)多糖的提取率為4.617%[90]。由此可見，酶解時(shí)間的長(zhǎng)短會(huì)影響酶的用量，且對(duì)芡實(shí)多糖提取量的影響較大。董基等[91]單獨(dú)使用纖維素酶時(shí)發(fā)現(xiàn)：在酶解溫度55℃，酶解時(shí)間3 h，加酶量3.0%，溶液pH 4.0的條件下，多糖的提取率最高，為2.45%。而將纖維素酶換為α-淀粉酶，加以微波輔助時(shí)最佳提取條件則為：α-淀粉酶0.5%，酶解溫度82℃，酶解時(shí)間20 min，微波功率600 W，微波時(shí)間4.5min，此條件下芡實(shí)多糖的提取率為3.205%[92]?？梢娢⒉ㄝo助可減少酶的用量，而酶的種類可能會(huì)影響芡實(shí)多糖的提取率。趙翾等[93]研究認(rèn)為，芡實(shí)多糖的最佳提取條件為：浸提溫度92℃，浸提時(shí)間6 h，乙醇體積分?jǐn)?shù)85%，料液比1∶26（g/mL），此條件下得率為6.2%。劉洋等[94]研究認(rèn)為芡實(shí)皮渣多糖最佳提取工藝為：料液比1∶40（g/mL），浸提溫度55℃，浸提40 min，醇沉濃度80%，提取3次，此時(shí)提取率可達(dá)45.94%，純度82.67%。由此可見，不同的提取劑及輔助條件下的最優(yōu)提取參數(shù)是不同的，且對(duì)提取率也有影響，芡實(shí)不同部位多糖提取的最佳條件存在差異。以上說明超聲波輔助、微波輔助及酶輔助均有助于芡實(shí)多糖的提取，其中超聲輔助酶法對(duì)芡實(shí)米中的多糖提取效果相對(duì)較好。

4.4 多酚類化合物的提取

多酚類化合物具有抗氧化、促消化、降血脂、降血壓、防癌等作用，對(duì)人體的健康具有重要意義。胡曉瀟[95]應(yīng)用水提和醇提兩種方法提取芡實(shí)肉和芡實(shí)殼中的多酚，發(fā)現(xiàn)芡實(shí)殼水提物中的多酚含量較高（提取率可達(dá)9.19%）。Liu等[96]研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用超聲波輔助法提取芡實(shí)殼酚類化合物時(shí)，提取時(shí)間、乙醇濃度、原料與乙醇水溶液比例（料液比）對(duì)多酚提取率有顯著影響，在提取時(shí)間21 min、乙醇濃度52%、料液比1∶32（g/mL）時(shí)，提取率最高（15.69%）。張汆等[97]利用浸提法提取芡實(shí)（芡實(shí)肉）中的多酚，分別用不同濃度的甲醇、乙醇和丙酮水溶液在不同條件下提取，發(fā)現(xiàn)最優(yōu)提取條件為：pH 1.49、溶劑為50%丙酮、料液比1∶15（g/mL）、水浴溫度40℃、水浴時(shí)間1 h、提取次數(shù)3次，提取總酚含量為0.261 mg/g。郭志輝[98]利用超聲輔助法提取芡實(shí)肉和芡實(shí)殼中多酚的最佳提取條件為：料液比1∶59（g/mL），超聲時(shí)間51 min，提取溫度50℃，丙酮體積分?jǐn)?shù)48%，并且芡實(shí)殼中的多酚提取率可達(dá)12.76%，高于芡實(shí)肉的多酚提取率。陳蓉等[99]采用響應(yīng)面設(shè)計(jì)和超聲法提取芡實(shí)種皮多酚的最佳工藝條件為：丙酮濃度57%，料液比1∶57（g/mL），超聲時(shí)間23 min，芡實(shí)種皮多酚提取含量為113.30 mg/g。以上研究說明芡實(shí)中不同部位的多酚含量是不一樣的，表現(xiàn)為芡實(shí)殼＞芡實(shí)皮＞芡實(shí)肉，并且發(fā)現(xiàn)超聲波有助于芡實(shí)多酚的提取[95-96]。

4.5 生育酚的提取

芡實(shí)生育酚（維生素E）的提取工藝研究報(bào)道較少。王紅等[100]采用Box-Behnken響應(yīng)面設(shè)計(jì)優(yōu)化芡實(shí)中總維生素E的提取工藝，分別研究了回流、索氏、超聲3種提取方法以及石油醚、無水乙醇、80%乙醇、乙酸乙酯、正丁醇、丙酮等6種提取溶劑對(duì)芡實(shí)維生素E提取的影響，發(fā)現(xiàn)芡實(shí)中維生素E的最佳提取工藝參數(shù)為：以無水乙醇為溶劑，提取時(shí)間80 min，提取次數(shù)3次，超聲功率240 W，粉碎度0.18 mm，在此條件下，總維生素E提取量可達(dá)2.153 mg/g（干重），此量約為麻子籽中維生素E含量的2倍,并且所得α-生育酚的活性較強(qiáng)。此外，Row等[101]利用甲醇萃取干燥的芡實(shí)粉末，洗脫后得到兩種新的生育酚三聚體。

5 芡實(shí)副產(chǎn)物加工

一般對(duì)芡實(shí)副產(chǎn)物的利用很少，通常作為廢物被丟棄。但芡實(shí)種皮中富含單寧類物質(zhì)以及其他多酚類物質(zhì)，其中單寧類物質(zhì)含量可達(dá)16.14%（干重）。目前，已證實(shí)芡實(shí)種皮符合作為栲膠原料的標(biāo)準(zhǔn)，可作為天然植物栲膠的來源[99,102]。芡實(shí)殼除少部分被用作飼料外，大部分常常被直接丟棄，這造成了大量的資源浪費(fèi)。芡實(shí)殼中含有大量的棕色色素，可作為天然染料的來源，用于真絲織物的染色[103]。芡實(shí)殼提取物中富含鈣和鐵元素[104]，其所含多酚成分如鞣花酸（11.51 mg/g）[105]、蘆?。?1.56 mg/g）[106]、沒食子酸、綠原酸、兒茶素等具有很好的抑菌活性和抗氧化性[107-108]，可用于肉制品中以防止脂質(zhì)的氧化[109]。同時(shí)，芡實(shí)殼也可作為提取三萜類系化合物以及制備活性炭的原料[110-111]。芡實(shí)的花梗和葉柄以及果皮可作為制備活性多糖的原料[112]，而葉片可作為花青素的潛在來源[113]。

6 芡實(shí)采后存在的問題與展望

芡實(shí)采收期較長(zhǎng)，可持續(xù)30～60 d，為保證芡實(shí)品質(zhì)需分批收獲，目前芡實(shí)的采收仍屬于勞動(dòng)密集型方式。若使用機(jī)械設(shè)備采收，由于缺少能夠進(jìn)行分批收獲的機(jī)械設(shè)備，只能在芡實(shí)基本成熟時(shí)一次性采收，收獲的大部分為老米，不符合速凍保鮮（嫩米）對(duì)芡米的要求，故只能加工成干米。此外，目前芡實(shí)主要以干芡米的形式在市場(chǎng)上流通，采收期后鮮芡實(shí)的供應(yīng)較少，不能滿足人們對(duì)新鮮食材的需求。還有，對(duì)于芡實(shí)物化特性與加工品質(zhì)之間的關(guān)系以及特定功能性食品的研究較少，芡實(shí)的精深加工研究不多，在市場(chǎng)上銷售的芡實(shí)產(chǎn)品種類少，且產(chǎn)品的附加值不高。

作為一種藥食同源的食材，芡實(shí)具有廣闊的市場(chǎng)前景。因此，為了突破“種植容易加工難”的瓶頸，需要積極研發(fā)能夠進(jìn)行分批采收的設(shè)備，開發(fā)采摘、去果皮、踏籽、脫殼、清洗和分級(jí)集于一體并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的裝置，以及能夠進(jìn)一步提高去皮脫殼效率、脫殼質(zhì)量，降低損傷率的裝置。在未來的研究中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)鮮芡實(shí)保鮮技術(shù)的研究，可以嘗試采用物理保鮮中的輻射保鮮技術(shù)、電離保鮮技術(shù)、熱處理保鮮技術(shù)，化學(xué)保鮮中的化學(xué)保鮮劑處理法以及生物保鮮法等。此外，還應(yīng)加強(qiáng)芡實(shí)的精深加工研究，進(jìn)一步挖掘芡實(shí)的應(yīng)用價(jià)值，大力開拓芡實(shí)加工副產(chǎn)物的綜合利用，變廢為寶，在減少污染的同時(shí)提高芡實(shí)產(chǎn)品的附加值。