枸杞酒發(fā)酵殘?jiān)C合利用可行性研究

黃麗梅，李銀塔，楊頂瓏，郭俊霞

1.威海海洋職業(yè)學(xué)院食品工程系（威海 264300）；2.中國科學(xué)院煙臺海岸帶研究所（煙臺 264003）；3.北京同仁堂（四川）健康藥業(yè)有限公司（成都 610000）

枸杞子為茄科枸杞屬（Lycium Linn）植物枸杞（Lycuim barbarumL.）的干燥成熟果實(shí)，屬于藥食兩用資源。作為傳統(tǒng)的名貴中藥材，在中國有幾千年的藥用歷史及食用歷史[1]。枸杞子具有養(yǎng)肝明目、補(bǔ)血潤肺等作用，將枸杞子加工成枸杞酒，因具有酒精度低、營養(yǎng)、保健等功能特征，頗受消費(fèi)者歡迎。但釀酒過程中會產(chǎn)生大量皮渣，如以發(fā)酵法進(jìn)行枸杞酒生產(chǎn)，枸杞皮渣占比20%～25%，其中很大一部分的發(fā)酵殘?jiān)貌坏接行Ю?，僅用作飼料、肥料甚至垃圾處理。

枸杞子發(fā)酵殘?jiān)泻写罅胯坭狡?、籽、果肉殘?jiān)?，失活的酵母菌體，以及枸杞子中不可溶于水和未完全溶出水的多種功效成分和營養(yǎng)成分，包括大量膳食纖維、色素、枸杞多糖[2]、甜菜堿、類胡蘿卜素[3]、黃酮類物質(zhì)[4]等，具有較高的營養(yǎng)價(jià)值。若枸杞子發(fā)酵殘?jiān)玫胶芎玫睦茫稍诒苊赓Y源浪費(fèi)的同時(shí)，減少環(huán)境污染，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。試驗(yàn)對枸杞子發(fā)酵殘?jiān)阼坭椒壑谱?、枸杞籽油生產(chǎn)和提取枸杞籽蛋白3個(gè)方面的可行性分析進(jìn)行初步探討，以期增加枸杞酒產(chǎn)業(yè)鏈附加價(jià)值，為后續(xù)產(chǎn)品線的擴(kuò)展與延伸提供支持。

1 利用枸杞子發(fā)酵殘?jiān)a(chǎn)枸杞粉

1.1 枸杞粉研究現(xiàn)狀

在中國，保健和養(yǎng)生的歷史源遠(yuǎn)流長。特別是近年來以“藥食同源”為理論生產(chǎn)的各種保健品受到消費(fèi)者青睞，保健食品成為消費(fèi)新潮流。枸杞是傳統(tǒng)的補(bǔ)益藥材，許多功效與其免疫功能相關(guān)。枸杞多糖是枸杞主要的活性成分之一，主要有調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能[5-7]、增強(qiáng)記憶力、抗氧化、抗腫瘤[8]、降血糖血脂[9-11]等功能。

近年來，市場上一些“養(yǎng)胃”“減肥”“養(yǎng)生”的營養(yǎng)代餐粉甚為流行，因其方便快捷、營養(yǎng)成分易被人體吸收，越發(fā)受消費(fèi)者追捧[12]。有學(xué)者以枸杞為原料生產(chǎn)枸杞粉的研究報(bào)道。于紅等[13]以植物乳桿菌發(fā)酵枸杞漿為研究對象，采用正交試驗(yàn)對保護(hù)劑進(jìn)行選擇和優(yōu)化，研制出富含活性益生菌的發(fā)酵枸杞粉的工藝方法。張盛貴等[14]利用枸杞汁為原料，添加14.0%蔗糖、0.2%康甜素、0.5%檸檬酸進(jìn)行調(diào)味，以噴霧干燥法制成枸杞粉。李琴等[15]將枸杞與山藥進(jìn)行復(fù)合，添加6%白砂糖、0.3%檸檬酸進(jìn)行調(diào)味，經(jīng)冷凍干燥工藝制成山藥枸杞保健速溶粉這一以酸味為主略帶甜味，具有枸杞風(fēng)味的產(chǎn)品。

試驗(yàn)對枸杞子發(fā)酵殘?jiān)需坭蕉嗵呛窟M(jìn)行檢測（按藥典方法）發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵殘?jiān)需坭蕉嗵呛繛?2.61 mg/g，因此以枸杞子發(fā)酵殘?jiān)a(chǎn)枸杞粉，其營養(yǎng)價(jià)值及其可觀。由于枸杞子發(fā)酵殘?jiān)羞€原糖含量低，帶有發(fā)酵后殘留物的邪雜口感，失去枸杞子本身所具有的甜香風(fēng)味，所以在產(chǎn)品路線上需要做調(diào)整。

以果蔬為原料制成的粉劑產(chǎn)品種類十分豐富。通常均選用淀粉含量較高的原料作為主料，并添加其他原料用以增強(qiáng)產(chǎn)品營養(yǎng)、改善產(chǎn)品口感。其口味調(diào)整時(shí)，最常用使用白砂糖、蔗糖等糖類進(jìn)行調(diào)味，其調(diào)味效果明顯、口感舒適、安全性高。另外，用于改善風(fēng)味的輔料還有奶粉[16]、植脂末[17]、豆奶粉[18]等。除了所述的各類調(diào)味原料可發(fā)揮調(diào)味作用外，添加一些具有特殊風(fēng)味的食品原料也可達(dá)到調(diào)味目的。如南瓜、大棗、龍眼等還原糖較高的食品原料，將其作為調(diào)味原料與枸杞粉進(jìn)行復(fù)合，也能達(dá)到壓制異味、優(yōu)化口感的作用。因此，在枸杞粉配方調(diào)味研究中，可以選擇增添具有良好口感的食品原料以發(fā)揮主要調(diào)味作用，同時(shí)輔以一定糖類，增強(qiáng)口感，壓制異味。

1.2 枸杞粉制作工藝流程

發(fā)酵所得的枸杞子發(fā)酵殘?jiān)瑥?fù)配一定比例的水分，經(jīng)打勻漿機(jī)打漿、過濾所得的枸杞果肉采用真空冷凍干燥的方式進(jìn)行烘干，濾液采用噴霧干燥的方式進(jìn)行烘干，輔以其他調(diào)味原料進(jìn)行復(fù)配，得到枸杞粉。最大限度地保存枸杞原有的色香味形，以及枸杞中的枸杞多糖、維生素、蛋白等營養(yǎng)成分。具體的工藝流程如圖1所示。

圖1 枸杞粉生產(chǎn)工藝流程

1.3 前景展望

枸杞作為傳統(tǒng)的中藥材，其較高的醫(yī)療保健作用，逐漸被人們所了解。但由于鮮枸杞的保鮮時(shí)間短，傳統(tǒng)的烘干方法營養(yǎng)損失較大，且易造成污染，故采用新生產(chǎn)工藝方式生產(chǎn)營養(yǎng)成分損失小、安全、方便攜帶的新產(chǎn)品——枸杞粉，將越來越受到消費(fèi)者青睞。大量藥理和臨床研究表明，枸杞粉中所含的枸杞多糖具有多種功能作用，這為枸杞藥物和功能食品的開發(fā)奠定理論基礎(chǔ)。特別是隨著人們生活水平的提高，由以治病為主向防病為主的觀念轉(zhuǎn)變，為功能食品的開發(fā)帶來良好機(jī)遇。功效明確的枸杞多糖類產(chǎn)品，符合新一代功能食品的要求。

2 枸杞籽油

2.1 枸杞籽油研究現(xiàn)狀

枸杞籽是枸杞酒加工后發(fā)酵殘?jiān)械闹饕碑a(chǎn)物，占整粒的3%左右。枸杞籽中籽油的含油量為12%～17%[19]，其中含有大量不飽和脂肪酸、類胡蘿卜素、維生素E等生物活性物質(zhì)，具有抗氧化、抗疲勞、降血糖和增強(qiáng)免疫力等生理功能，是非常優(yōu)良的油料資源。此外，枸杞籽油中含有生物活性因子SOD[20]，可活化人體皮膚，增進(jìn)細(xì)胞活力，促進(jìn)新陳代謝，消除自由基，延緩皮膚衰老，減少黑色素的形成和沉積，從而達(dá)到養(yǎng)顏、祛斑、美白的功效。

枸杞籽油的提取方法主要有機(jī)械壓榨法[21]、溶劑法[22-24]、水酶法[25-26]、超聲輔助提取法[27-30]、微波輔助提取法[31-33]、超臨界流體萃取法[34]、亞臨界萃取法[35]。通過對提取方法的對比分析，機(jī)械壓榨法適合含油量較大的油料作物（例如花生）的油類提取，但采用機(jī)械壓榨法，不可避免壓榨過程中機(jī)械與原料的直接接觸及機(jī)械摩擦帶來的油溫升高而影響油品品質(zhì)的結(jié)果，并且機(jī)械壓榨法具有耗能大，出油率低及需要過濾等缺點(diǎn)，而且未見有采用直接壓榨法生產(chǎn)枸杞籽油的報(bào)道[36]；溶劑法因其提取時(shí)間久，生產(chǎn)效率低，且會存在有機(jī)溶劑殘留的問題，故不適宜以保健油類為主旨的枸杞籽油的提?。凰阜ㄒ蛐枰捎蒙锩钢苿?，故成本較高；超聲和微波輔助提取法，需借助超聲波與微波提取設(shè)備，設(shè)備價(jià)格昂貴，增加企業(yè)生產(chǎn)成本；超臨界流體萃取技術(shù)以其溫度低、安全、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，近年來被廣大研究者廣泛用于油類的提取。

張佩等[37]采用超聲波輔助超臨界CO2提取枸杞籽油工藝條件研究表明，在超聲波處理溫度60 ℃、功率300 W、時(shí)間6 min條件下，枸杞籽油的出油率可達(dá)22.35%。馬曉燕等[38]采用超臨界CO2萃取技術(shù)提取枸杞籽油，最終在萃取壓力37.8 MPa、萃取溫度38.4 ℃條件下，提取時(shí)間為41 min，枸杞籽油得油率為21.66%，其中亞油酸含量達(dá)74.37%。徐延梅等[39]利用超臨界CO2萃取枸杞籽油，并對其脂肪酸成分進(jìn)行分析，結(jié)果表明，枸杞籽油中亞油酸含量最高達(dá)67.8%。Li等[40]用氣質(zhì)連用的方法對枸杞籽油中脂肪酸進(jìn)行檢測，共檢測出21種脂肪酸，其中亞油酸含量最高，其次為油酸和棕櫚酸。研究表明[41]，以亞油酸為主的不飽和脂肪酸能有效降低血栓環(huán)中LDL顆粒數(shù)和LDL-膽固醇濃度，提高膽固醇在體內(nèi)的代謝速度，對降血脂和抗動脈粥樣硬化具有積極療效。

2.2 枸杞籽油生產(chǎn)工藝流程

發(fā)酵所得枸杞殘?jiān)?，?fù)配一定比例水分，經(jīng)勻漿機(jī)打漿、過濾得枸杞籽，經(jīng)烘干、篩選、除雜后，粉碎，裝料于萃取罐中，經(jīng)超臨界CO2萃取，得到產(chǎn)物枸杞籽油，具體工藝流程如圖2所示。

圖2 枸杞籽油生產(chǎn)工藝流程圖

2.3 前景展望

枸杞籽是枸杞的精華所在，其籽油中含有大量的人體所需生物活性物質(zhì)，為開發(fā)具有緩解體力疲勞、輔助降血脂、增強(qiáng)人體免疫力等功效的功能性保健品提供創(chuàng)新研發(fā)的油料來源。通過文獻(xiàn)[36]對比發(fā)現(xiàn)，與其他果實(shí)籽相比，枸杞籽中油脂含量不高，但油脂中有效成分含量較高，尤其是以油酸-亞油酸為主的不飽和脂肪酸，是對人體具有特殊生理功效的成分，為其他果實(shí)籽油所不能及。因此，以枸杞籽為原料，采用先進(jìn)技術(shù)，調(diào)整工藝參數(shù)，生產(chǎn)枸杞籽油產(chǎn)品，對枸杞加工企業(yè)來講，是開辟枸杞殘?jiān)C合利用的新途徑，既節(jié)約能源、減少污染，又能延長產(chǎn)品鏈，增加經(jīng)濟(jì)和社會效益，具有很高的開發(fā)價(jià)值和廣闊的市場前景。

3 枸杞籽蛋白

3.1 枸杞籽蛋白研究現(xiàn)狀

枸杞作為藥食同源、功效卓著的傳統(tǒng)中藥材，近年來得到廣泛關(guān)注與研究，國內(nèi)對枸杞營養(yǎng)成分的研究多集中在枸杞多糖、黃酮類、甜菜堿、枸杞籽油及維生素等方面，對枸杞蛋白及其食品功能性的研究報(bào)道較少。枸杞籽粕作為枸杞籽油生產(chǎn)的副產(chǎn)物，利用率非常低，僅用于飼料或者直接丟棄，造成環(huán)境污染和資源極大浪費(fèi)。寧夏枸杞中粗蛋白含量在10.6%左右，且含有豐富的氨基酸，其中游離氨基酸占比約50%。吳玉華等[42]對枸杞籽中蛋白的功能性進(jìn)行研究，結(jié)果表明，枸杞籽粕中蛋白含量達(dá)24%～30%，具有極高利用價(jià)值。楊重暉等[43]對黑果枸杞蛋白進(jìn)行提取和抗衰老活性研究，結(jié)果表明在pH 7，提取時(shí)間21 h，提取次數(shù)2次，料液比17∶1（mL/g）條件下，黑果枸杞蛋白的提取率為8.62%，并且具有延緩衰老的功效。

3.2 枸杞籽蛋白提取工藝流程

以萃取枸杞籽油后的萃余物為原料，調(diào)整料液比，采用傳統(tǒng)的堿提酸沉法提取枸杞蛋白。具體工藝流程見圖3。

圖3 枸杞籽蛋白生產(chǎn)工藝流程圖

3.3 前景展望

以超臨界CO2萃取枸杞籽油后得到的枸杞籽粕為原料，提取枸杞籽蛋白，因其蛋白中蛋氨酸為第一限制氨基酸，谷氨酸含量偏高，具有較高的利用價(jià)值，以此為基礎(chǔ)，開發(fā)蛋白新產(chǎn)品或生產(chǎn)食品添加劑，將具有良好的市場前景，還可增加枸杞的附加值，豐富市場上枸杞產(chǎn)品的多元性。

4 結(jié)語

根據(jù)在實(shí)驗(yàn)室的小試結(jié)果，在原料充足的情況下，按照每年生產(chǎn)10個(gè)月，每月生產(chǎn)6個(gè)批次，每批次發(fā)酵4罐（每罐12.5 t）生產(chǎn)規(guī)模生產(chǎn)，擬年生產(chǎn)枸杞全粉80 t、枸杞籽油22 t、枸杞籽蛋白14.5 t，預(yù)計(jì)可實(shí)現(xiàn)銷售收入增收1億元。數(shù)據(jù)計(jì)算：年生產(chǎn)枸杞全粉量=13.3×6×10×9.58%=80 t；年生產(chǎn)枸杞籽油量=13.3×6×10×12%×22.98%=22 t；年生產(chǎn)枸杞籽蛋白量=13.3×6×10×12%×15%=14.5 t。式中，13.3表示白色每批次發(fā)酵所得濕皮渣量，t；6表示每個(gè)月共生產(chǎn)的批次數(shù)；10表示每年共發(fā)酵的月數(shù)；9.58%表示每批次發(fā)酵所得皮（烘干后）的比率；12%表示每批次發(fā)酵所得籽（烘干后）的比率；22.98%表示全籽得油率；15%表示全籽得蛋白率。

近年來，隨著枸杞酒產(chǎn)量不斷增加，產(chǎn)生的枸杞殘?jiān)鼣?shù)量不斷增加，環(huán)保壓力日益嚴(yán)重。以功能性物質(zhì)提取及先進(jìn)技術(shù)手段為先導(dǎo)，充分利用枸杞殘?jiān)械挠行С煞?，不僅可以解決枸杞酒加工企業(yè)資源浪費(fèi)和環(huán)境污染的難題，還可延長枸杞酒產(chǎn)品生產(chǎn)鏈，提高產(chǎn)品附加值，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品多樣化發(fā)展，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，對枸杞酒加工企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展也具有重要意義。