櫻桃加工副產(chǎn)物的研究進(jìn)展

劉 陸，周 濤，吳 澎*，喬玉雙

（1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 泰安 271018；2.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝科學(xué)與工程學(xué)院，山東 泰安 271018；3.泰安技師學(xué)院，山東 泰安 271000）

櫻桃（Prunus aviumL.）為薔薇科多年生木本植物，大抵可以分為4 個種類，即中國櫻桃、毛櫻桃、歐洲甜櫻桃以及歐洲酸櫻桃[1]。櫻桃是非呼吸躍變性水果，采后仍進(jìn)行著旺盛的呼吸作用[2]，再加上櫻桃皮薄、果肉軟爛多汁[3]，在貯藏、運(yùn)輸、銷售過程中易破損腐爛，嚴(yán)重影響銷售。所以對于果肉發(fā)生破損的櫻桃，如何降低其造成的經(jīng)濟(jì)損失值得研究。

目前市面上涌現(xiàn)的櫻桃深加工制品多以利用櫻桃果肉為主，如櫻桃汁、櫻桃果醬、櫻桃酒等，這些產(chǎn)品的加工產(chǎn)生了大量的果渣。本文就櫻桃加工過程所產(chǎn)生副產(chǎn)物中營養(yǎng)物質(zhì)的提取與利用進(jìn)行了綜述，并針對相關(guān)問題進(jìn)行了討論，旨在為今后櫻桃副產(chǎn)物資源的開發(fā)與利用提供理論依據(jù)。

1 櫻桃葉

櫻桃葉，味辛苦、性溫、無毒，具有溫胃、健脾、止血和解毒的功效，還能緩解胃寒食積、腹瀉、吐血、瘡毒等癥狀[4]。有研究發(fā)現(xiàn)櫻桃葉的水煎液不僅能治療高血壓、高血糖[5-6]、痛經(jīng)[7]等疾病，還可以制作解酒護(hù)肝茶[8]、治療慢性胃炎的中藥制劑等[9]；櫻桃葉還是一種天然的防腐劑，具有一定的抗菌能力[10]。

1.1 櫻桃葉的營養(yǎng)成分

櫻桃葉中含有豐富的多糖、黃酮類化合物[11-12]等物質(zhì)?，F(xiàn)階段已有關(guān)于櫻桃葉中多糖提取及生物活性的相關(guān)研究。植物來源的多糖類化合物有調(diào)節(jié)免疫[13]、抗腫瘤活性以及降血糖、降血脂和抗氧化等功能活性[14]。目前對于櫻桃葉中黃酮類化合物的提取方法及含量、結(jié)構(gòu)等有較多研究。植物來源的黃酮類化合物具有抗氧化、抗癌、抗炎、抗菌、抑制身體機(jī)能紊亂、治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病等作用[15-16]。

1.2 櫻桃葉功能性物質(zhì)的提取

1.2.1 櫻桃葉多糖

（1）櫻桃葉多糖的提取

植物多糖是由一個或多個單糖殘基以不同比例的α-糖苷鍵或β-糖苷鍵的形式存在的一類天然大分子化合物[17]。常見的多糖提取有熱水提取法、水提醇沉法、超濾膜分離法、酶解法、超聲波輔助提取法、微波輔助提取法等[18]。現(xiàn)階段對于櫻桃葉中多糖提取方法的研究較少，現(xiàn)見于文獻(xiàn)的只有水提醇沉法。

水提醇沉法是利用多糖的結(jié)構(gòu)特性；多糖中含有較多的羥基，而羥基遇水會形成氫鍵而使其溶出；且多糖與醇類不易形成氫鍵，加入乙醇可使多糖沉淀，因此，可利用水提醇法提取多糖。水提醇法操作簡單、成本低、污染小。劉德勝等[19]先將櫻桃葉進(jìn)行預(yù)處理，磨碎，經(jīng)石油醚、乙醇脫脂、脫色、脫雜，風(fēng)干使其呈粉末后，進(jìn)一步確定了櫻桃葉多糖的最佳提取工藝，即水浸提時間1 h，料液比1∶4，以95%的乙醇于4 ℃醇沉12 h。此條件下櫻桃葉多糖得率為29.7 mg/g。

目前對于櫻桃葉多糖產(chǎn)量化開發(fā)的瓶頸是提取方法的改進(jìn)，現(xiàn)有的提取方法很難達(dá)到產(chǎn)量化、規(guī)?；壹骖櫝杀镜?，這些是今后的關(guān)注點(diǎn)。

（2）櫻桃葉多糖的生物活性

櫻桃葉多糖具有抗氧化性，主要表現(xiàn)在對自由基的清除作用上[20]。劉德勝等[21]以大鼠為實(shí)驗(yàn)對象，通過體外實(shí)驗(yàn)研究了櫻桃葉多糖對羥自由基、超氧負(fù)離子自由基和有機(jī)自由基的清除作用。結(jié)果表明櫻桃葉多糖對自由基的清除能力為羥自由基高于有機(jī)自由基，并遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過對超氧負(fù)離子自由基的清除能力。櫻桃葉多糖對不同類型的自由基清除效果不同，且從天然植物中提取的多糖通常毒性較低[22]，這也為定向開發(fā)具有抗氧化功效的櫻桃產(chǎn)品提供了理論依據(jù)。

1.2.2 櫻桃葉總黃酮

（1）櫻桃葉總黃酮的提取

現(xiàn)階段關(guān)于櫻桃葉總黃酮提取有超臨界CO2萃取法、超聲波輔助提取法、微波輔助提取法、有機(jī)溶劑提取法，各類方法的優(yōu)缺點(diǎn)及效果對比見表1（見下頁）。

由表1 可知，提取櫻桃葉中黃酮的最佳方法為微波輔助提取法，但微波輔助提取法在工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)受到成本限制。水提法是傳統(tǒng)的提取黃酮方法，采用水提法提取黃酮成本低且污染較小，但是此法由于提取時間的延長勢必會造成黃酮損失，從而導(dǎo)致效率較低。因此在之后的研究中可以考慮將兩種提取方法聯(lián)用，在保證提取效率的同時降低生產(chǎn)成本。

表1 櫻桃葉黃酮類化合物的提取方法Table 1 Extraction method of flavonoids in cherry leaves

（2）櫻桃葉總黃酮的生物活性

櫻桃葉黃酮具有很強(qiáng)的體外抗氧化活性。王垣芳等[25]從三個方面探究了櫻桃葉中黃酮的體外抗氧化性，證明了櫻桃葉中的黃酮對羥自由基、超氧負(fù)離子自由基的清除率分別為85.67%和72.45%，并且對羥自由基的清除能力優(yōu)于維生素C；證明了櫻桃葉黃酮對H2O2誘發(fā)小鼠紅細(xì)胞氧化溶血的抑制率強(qiáng)于維生素C，當(dāng)終質(zhì)量濃度達(dá)到30 μg/mL 時，其抑制率可達(dá)79.82%；櫻桃葉黃酮對肝脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的抑制作用與維生素C 接近，當(dāng)終質(zhì)量濃度達(dá)到30 μg/mL 時，其抑制率為75.54%。

黃酮類化合物在人體不能直接合成，只能從食品中獲得，因此如何從櫻桃葉中提取純度高、活性強(qiáng)的天然黃酮成分，并進(jìn)一步將其加工成功能型保健食品、藥品、食品添加劑等是今后關(guān)注的重點(diǎn)。

2 櫻桃核

櫻桃核具有益氣固精、健脾和胃、解毒、治療麻疹誘發(fā)的不暢等功效[31]。用櫻桃核制成的枕頭還被用來與傳統(tǒng)中藥聯(lián)用，以增加對慢性腎臟病和高血壓病人的臨床治療效果[32-33]。櫻桃核還可以被當(dāng)成原料開發(fā)天然纖維基復(fù)合材料[34]。

2.1 櫻桃核的營養(yǎng)成分

有研究表明櫻桃核的主要成分有總糖、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、維生素C 等[35]，從食品與醫(yī)藥行業(yè)的角度來看，櫻桃核的開發(fā)具有較大的潛力?？嘈尤受諒V泛存在于薔薇科屬植物中，且藥理價值豐富故被廣泛運(yùn)用與醫(yī)藥行業(yè)[36-37]，但現(xiàn)階段關(guān)于櫻桃核中蛋白、苦杏仁苷的提取研究較少。

2.2 櫻桃核蛋白質(zhì)

2.2.1 櫻桃核蛋白質(zhì)的提取

蛋白質(zhì)是一種復(fù)雜的含氮有機(jī)化合物，根據(jù)蛋白質(zhì)的來源不同可以分為植物來源蛋白、微生物來源蛋白和動物來源蛋白。長期攝入動物來源蛋白會罹患一些疾病，如高血壓、心臟病等，但蛋白質(zhì)是人體不可或缺的營養(yǎng)物質(zhì)，植物蛋白來源廣泛，且相比于動物蛋白更容易消化吸收[38]。

不同來源的蛋白質(zhì)具有不同的理化性質(zhì)，所以在選擇合適的提取方法時通常需要考慮到其對蛋白質(zhì)理化性質(zhì)的影響。目前關(guān)于櫻桃核蛋白的提取方法有有機(jī)溶劑提取法、堿溶酸沉法[39]。

（1）堿溶酸沉法

堿溶酸沉法的原理是利用弱堿性水溶液浸泡脫脂后的目標(biāo)分析物，將其中的可溶性蛋白質(zhì)萃取出來，然后將一定量的鹽酸水溶液加入已溶解出的蛋白液中，調(diào)節(jié)其pH 值到蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)，從而使樣品中大部分蛋白質(zhì)沉析下來。堿溶酸沉法提取的蛋白質(zhì)易因堿液濃度過高而引起美拉德反應(yīng)，從而影響蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值。

冉軍艦等[40]以脫脂的櫻桃核粉為原料，采用堿溶酸沉法提取櫻桃仁中的蛋白質(zhì)，通過實(shí)驗(yàn)確定了櫻桃仁中蛋白質(zhì)的最佳提取條件，即pH 值9.5、浸提時間40 min、溫度40 ℃、料液比1∶15，此條件下蛋白質(zhì)的提取率為28.15%。Kasapolu 等[41]以酸櫻桃核為原料，用同樣的方法對櫻桃核蛋白進(jìn)行提取，得到的最適提取條件為pH 值8.5、料液比1∶10、提取時間1 h，在此條件下蛋白質(zhì)得率為63.8%。

（2）有機(jī)溶劑提取法

有機(jī)溶劑法是一種常用的提取方法，此法不僅可以高效去除雜質(zhì)，且可以直接從完整的植物細(xì)胞中提取目標(biāo)蛋白質(zhì)。王春玲[42]以脫脂櫻桃仁粕為原料，研究得到最優(yōu)提取條件為浸提溫度50 ℃、浸提時間80 min、浸提2次、提取液為65%乙醇、料液比1∶7，此條件下濃縮蛋白質(zhì)的得率為73.4%。

2.2.2 櫻桃核蛋白質(zhì)的開發(fā)

（1）櫻桃核蛋白質(zhì)定量分析

不同的蛋白質(zhì)中氨基酸的構(gòu)成比例及方式不一樣，定量分析櫻桃核中蛋白質(zhì)含量有助于對櫻桃核蛋白質(zhì)的進(jìn)一步開發(fā)。王姝[43]對櫻桃核蛋白質(zhì)中氨基酸種類及構(gòu)成進(jìn)行了分析，她通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，櫻桃核中含有18 種氨基酸，包括亮氨酸、異亮氨酸、賴氨酸等在內(nèi)的8 種必需氨基酸，其中質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的是谷氨酸（6.68%）。谷氨酸作為哺乳動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)中最重要的興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，近年來在醫(yī)學(xué)上常被用來研究對于一些神經(jīng)類疾病如抑郁癥、阿茲海默癥、強(qiáng)迫癥等的治療；而在食品行業(yè)，谷氨酸則常被用來制作味精[44-46]。

（2）櫻桃蛋白質(zhì)抗氧化多肽的制備

酶法多肽是一種用生物酶催化蛋白質(zhì)降解獲得的生物活性多肽。張媛媛等[47]采用響應(yīng)面優(yōu)化超聲波輔助酶解法制備櫻桃核抗氧化多肽，并以制備的抗氧化多肽對羥自由基的清除力為評價標(biāo)準(zhǔn)，確定了酶解制備抗氧化多肽的最佳工藝為5%的櫻桃核蛋白液在超聲波功率170 W、30 ℃下預(yù)處理20 min 后，再在pH=7 條件下加入堿性蛋白酶和胃蛋白酶（1∶1）4 500 U/g 協(xié)同酶解，酶解溫度50 ℃、酶解時間120 min，在此條件下，櫻桃核酶解多肽的羥自由基清除率為51.98%。

2.3 櫻桃核苦杏仁苷

苦杏仁苷又名苦杏仁甙，其結(jié)構(gòu)由2 分子葡萄糖和1 分子的杏仁腈聯(lián)結(jié)而成。Feng 等[48]采用毛細(xì)電泳法測得櫻桃核中苦杏仁苷的含量約為2.045 mg/g。

2.3.1 櫻桃核苦杏仁苷的提取

目前天然植物中苦杏仁苷的提取有水提取法、乙醇提取法、超聲輔助提取法、閃式提取法和超臨界CO2流體萃取法等[49]。

關(guān)于櫻桃中苦杏仁苷提取的相關(guān)文獻(xiàn)較少，但苦杏仁苷廣泛存在于薔薇科植物的種子中。已有的關(guān)于櫻桃核中苦杏仁苷的提取常用的是乙醇提取法。苦杏仁苷易溶于水、甲醇、乙醇等溶劑，故可以利用溶劑提取法將其從植物體中提取出來[50]。陳德昌等[51]利用乙醇提法對山櫻桃核中的苦杏仁苷進(jìn)行提取，將櫻桃核樣品去殼后得到櫻桃仁，烘干、粉碎并進(jìn)行脫脂處理，將樣品粉碎后加入95%乙醇溶液進(jìn)行回流提取，過濾除雜后濃縮濾液，向得到的濃縮濾液中加入乙醚萃取可以得到淡黃色的顆粒結(jié)晶，經(jīng)過驗(yàn)證得到的結(jié)晶即為苦杏仁苷。

2.3.2 櫻桃核苦杏仁苷的生理作用

苦杏仁苷具有止咳、抗炎、鎮(zhèn)痛和抗腫瘤等許多生理作用，但其作用的機(jī)制還存在爭議（見下頁圖1）[52-53]，如對苦杏仁苷的抗癌機(jī)理還缺乏更為詳細(xì)的研究[54]，且使用苦杏仁苷類藥物治療癌癥、咳嗽、炎癥等疾病時，因其通過經(jīng)體內(nèi)代謝后生成的氫氰酸為有毒物質(zhì)，在體內(nèi)蓄積到一定程度后會對人體產(chǎn)生毒副作用，但苦杏仁苷本身無毒，理化性質(zhì)不活潑，它引起中毒的原因是由于其在酶或酸的作用下釋放出具有揮發(fā)性的氫氰酸[55]，所以在開發(fā)苦杏仁苷時應(yīng)進(jìn)一步探究去毒方式。

圖1 苦杏仁苷的生理作用Fig.1 Physiological effects of amygdalin

3 櫻桃渣

在櫻桃深加工過程中會產(chǎn)生大量的殘?jiān)?，這些殘?jiān)ㄆぴ⒐?、果梗、以及櫻桃果酒在陳釀過程中產(chǎn)生的酒泥沉淀等。櫻桃渣可以被用來制作櫻桃果醋、櫻桃白蘭地酒，不僅如此因櫻桃渣中富含豐富的蛋白質(zhì)，還可以被用來開發(fā)蛋白飼料[56]。櫻桃渣的提取物具有很強(qiáng)的抗氧化性，用櫻桃渣制成的粉末可以用于充當(dāng)天然添加劑，添加至乳制品內(nèi)以增加它的貯藏時間[57]。

3.1 櫻桃渣的營養(yǎng)成分

櫻桃渣中含有豐富的功能性成分，如天然色素、膳食纖維、多酚、有機(jī)酸等。目前已有對于櫻桃酒渣中膳食纖維提取的相關(guān)研究，膳食纖維被譽(yù)為人類“第七大營養(yǎng)素”，具有調(diào)節(jié)血糖、降血脂、促進(jìn)消化系統(tǒng)運(yùn)作等生理功能[58-59]。

3.2 櫻桃渣膳食纖維

3.2.1 櫻桃渣膳食纖維的提取

膳食纖維根據(jù)溶解性質(zhì)可將膳食纖維分為不溶性膳食纖維和水溶性膳食纖維。因水溶性膳食纖維溶解性與黏度特性優(yōu)于不溶性膳食纖維，因此，其在食品行業(yè)的運(yùn)用范圍更廣[60]。目前對于櫻桃渣膳食纖維的提取已有化學(xué)法和酶提取法。

（1）化學(xué)法

化學(xué)法是將樣品預(yù)處理后，采用酸、堿等溶劑進(jìn)行浸提從而得到膳食纖維的一種方法?；瘜W(xué)法是一種較為常見的提取方法，同樣也廣泛應(yīng)用在工業(yè)中提取膳食纖維，但用此法提取的纖維顏色不佳且純度較低，膳食纖維的結(jié)構(gòu)易遭到破壞。張啟月等[61]以櫻桃酒渣為原料，采用化學(xué)法，用檸檬酸溶劑提取水溶性膳食纖維，得到的最佳提取工藝為料液比1∶60.8、檸檬酸溶液濃度5.2 g/100 mL、溶解溫度73 ℃、溶解時間75 min、乙醇體積分?jǐn)?shù)95%、醇沉溫度4 ℃、醇沉?xí)r間12 h。

（2）酶提取法

酶提取法是利用淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、半纖維素等，水解去除樣品中的淀粉和蛋白質(zhì)物質(zhì)，從而使得膳食纖維游離出來的一種化學(xué)方法。酶提取法所提取的膳食纖維具有純度大、效率高的特點(diǎn)，但所消耗的成本較高。張啟月等[61]采用酶提取法對櫻桃酒渣中的膳食纖維進(jìn)行提取，通過實(shí)驗(yàn)確定了最佳提取工藝為料液比1∶20、pH值5.4、纖維素酶體積分?jǐn)?shù)7%、在55 ℃酶解1 h；隨后用0.3%木瓜蛋白酶在55 ℃溫度下酶解30 min，再用體積分?jǐn)?shù)為95%乙醇溶液，在4 ℃下醇沉12 h。

通過查閱資料發(fā)現(xiàn)，化學(xué)與酶結(jié)合法提取膳食纖維，使得提取的膳食纖維效率與品質(zhì)更高，同樣也適用于工業(yè)生產(chǎn)。

3.2.2 櫻桃渣膳食纖維的應(yīng)用

近年來對膳食纖維研究重點(diǎn)越來越多的放在了與人類健康的關(guān)系上，如何將加工處理過的膳食纖維添加至食品成為研究主流。目前膳食纖維在食品中的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在三個方面，即面食制品、流體食品和肉制品[62]。

（1）在面食制品中的應(yīng)用

膳食纖維能使面團(tuán)形成均勻穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[63]。Xu 等[64]將從富有抗氧化性的果蔬中提取的膳食纖維添加至面包面團(tuán)內(nèi)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)添加這種膳食纖維的面團(tuán)在硬度和體積方面都有明顯的改變，可見，它對于面團(tuán)的流變學(xué)特性、品質(zhì)、感官等方面都起到了正面影響。

（2）在流體食品中的應(yīng)用

膳食纖維具有良好的吸水性與持水性，有利于促進(jìn)凝膠形成和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。Angela 等[65]將葡萄酒渣中的膳食纖維提取并添加至酸奶中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)酸奶的耐貯性與營養(yǎng)價值上都有明顯的提高。

（3）在肉制品中的應(yīng)用

肉制品添加膳食纖維，有助于提高肉制品的耐貯性和品質(zhì)[66]。雷激等[67]將檸檬膳食纖維添加至午餐肉中結(jié)果發(fā)現(xiàn)，檸檬膳食纖維的加入可以有效降低午餐肉中亞硝酸鹽的殘留量。

目前關(guān)于櫻桃渣膳食纖維的利用較少，但對其的合理開發(fā)，可以實(shí)現(xiàn)變廢為寶，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)價值。

4 展望

近些年隨著人們對于櫻桃需求的逐步增大，櫻桃種植面積增大，產(chǎn)量劇增，對櫻桃的副產(chǎn)物的開發(fā)尤為必要，且純天然提取物制成的產(chǎn)品一直是熱點(diǎn)開發(fā)趨勢。本文對櫻桃副產(chǎn)物中部分功能性物質(zhì)的提取與應(yīng)用做出了綜述，通過梳理文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)存在以下不足：目前對于櫻桃副產(chǎn)物中功能性成分的提取是為了產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益，但對于副產(chǎn)物往往只提取一次，如果能實(shí)現(xiàn)反復(fù)利用，從中多次提取功能性物質(zhì)，則可以創(chuàng)造更大的價值；另外要實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，現(xiàn)有的技術(shù)還存在一定的難度，這也需要開發(fā)更多的提取方法，可將兩種或多種方法聯(lián)用，從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的，這些都可作為未來對于櫻桃副產(chǎn)物開發(fā)與綜合利用的研究重點(diǎn)。