鮮切的水果皮渣綜合利用的研究綜述

王爽，常虹，周家華，王寶剛，李文生，王云香

鮮切的水果皮渣綜合利用的研究綜述

王爽，常虹，周家華，王寶剛，李文生，王云香

（北京市農(nóng)林科學(xué)院 北京市林業(yè)果樹科學(xué)研究院，北京 100089）

對目前鮮切蘋果、西瓜、菠蘿、柑橘這4種較有代表性皮渣進(jìn)一步利用的方向和方法進(jìn)行總結(jié)，為后續(xù)鮮切皮渣的利用提供參考。通過檢索國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，對不同鮮切水果皮渣的單營養(yǎng)物質(zhì)提取或整體綜合利用方法進(jìn)行歸納和總結(jié)。鮮切水果皮渣中的營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富，可利用性極強(qiáng)，應(yīng)重視對其的加工利用，以免造成資源浪費(fèi)。系統(tǒng)列舉了蘋果、西瓜、菠蘿和柑橘這4種鮮切水果皮渣的營養(yǎng)價(jià)值、皮渣的主要成分，以及目前對4種鮮切水果皮渣含有的營養(yǎng)成分（如多酚、黃酮、果膠、多糖、膳食纖維等物質(zhì)）的提取利用和其他資源利用方式的研究成果，以期引起對鮮切皮渣資源利用的重視。

鮮切水果；蘋果皮渣；菠蘿皮渣；西瓜皮渣；柑橘皮渣；綜合利用

鮮切水果具有新鮮、方便、衛(wèi)生和營養(yǎng)豐富等特點(diǎn)，日益被大眾廣泛接受，并應(yīng)用在眾多餐飲和加工食品等各方面，具有潛在的經(jīng)濟(jì)效益和廣闊的發(fā)展空間[1]。與此同時(shí)，面對鮮切水果產(chǎn)生的多余皮渣，如何高效利用該資源也是需要解決的難題。

在我國，蘋果、菠蘿、西瓜和柑橘的產(chǎn)量和消費(fèi)量都位于世界前列，其鮮切加工產(chǎn)品在國內(nèi)的水果消費(fèi)市場也占有很大比例。蘋果皮渣產(chǎn)量約占蘋果總量的20%～30%[2]，西瓜皮渣產(chǎn)量約占西瓜的30%[3]，菠蘿皮渣產(chǎn)量約占菠蘿總量的50%[4]，柑橘皮渣約占柑橘的40%～50%[5]。鮮切水果是供消費(fèi)者直接食用或使用的輕度加工產(chǎn)品，不同于其他加工產(chǎn)品，它對原料的成熟度、含糖量和營養(yǎng)成分含量的要求高，鮮切水果的皮渣中含有營養(yǎng)成分，甚至超過果肉本身的營養(yǎng)成分，并且由于其鮮切，營養(yǎng)物質(zhì)流失極少，因此迅速進(jìn)行處理可以大大增加水果皮渣的利用價(jià)值。鮮切蘋果皮渣中含有可溶性糖、果膠、淀粉、纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、脂肪、蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)等[6]；鮮切西瓜皮渣中含有豐富的果膠、纖維素、黃酮、維生素和人體所必需的微量元素等[7]；鮮切菠蘿皮渣中含有黃酮、維生素、纖維素、淀粉、糖類、果膠、鈣、蛋白和脂肪等[8]。鮮切橘皮中含有胡蘿卜素、維生素C、維生素P、維生素E、硫胺素、核黃素、揮發(fā)油、黃酮類、果膠、色素、膳食纖維等等物質(zhì)。皮渣中的營養(yǎng)物質(zhì)含量遠(yuǎn)不止上述幾種，并且如果鮮切水果的皮渣不及時(shí)處理，很容易發(fā)生腐敗、霉變，導(dǎo)致資源浪費(fèi)。這幾種鮮切水果皮渣所含有的營養(yǎng)成分對于食療保健方面也有很大可以挖掘的潛能，曾經(jīng)有許多史書都有記載皮渣的藥用效果。隨著人們對鮮切皮渣所含營養(yǎng)價(jià)值的認(rèn)識(shí)不斷深入，以及全球?qū)τ诃h(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，世界各國也都開始重視鮮切皮渣的各種用途開發(fā)和利用，力圖做到變廢為寶，提高果實(shí)的利用效率，延長水果的加工產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)對鮮切皮渣的高值化綜合利用。

1 鮮切蘋果加工后剩余的皮渣

1.1 蘋果皮渣營養(yǎng)成分

在我國，蘋果的栽培面積和產(chǎn)量均在世界前列，占蘋果總產(chǎn)量的65%。有學(xué)者統(tǒng)計(jì)，按照蘋果皮渣占蘋果自身質(zhì)量的30%來計(jì)算，我國每年鮮切加工后產(chǎn)生的蘋果皮渣大約有200 t。鮮切蘋果皮渣中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)和微量元素，主要成分為可溶性糖，果膠、淀粉、纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、脂肪、蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)等，是可以進(jìn)行高值化利用的新型資源。由于其pH值呈酸性，導(dǎo)致鮮切蘋果皮渣一定程度上非常適合微生物的生長繁殖，如果加工后產(chǎn)生的皮渣沒有被及時(shí)處理，很容易滋生大量微生物，進(jìn)而腐爛、變酸、變臭，同時(shí)也會(huì)對環(huán)境造成一定的污染。同時(shí)蘋果皮中還含有豐富的抗氧化成分[9]，且蘋果皮的抗氧化作用強(qiáng)于其他的水果和蔬菜。蘋果皮中還含有豐富的酚類物質(zhì)、黃酮類物質(zhì)和二十八烷醇等物質(zhì)，這些生物活性物質(zhì)可以抑制引起血壓升高的血管緊張素轉(zhuǎn)化酶，對于預(yù)防心血管疾病、冠心病等慢性疾病有效[10]，此外，對降低肺癌的發(fā)病率也有效果，其中二十八烷醇對于抗疲勞和增強(qiáng)體力有效。蘋果皮對口腔細(xì)菌的生長也有抑制作用，可以起到保護(hù)牙齒的作用，蘋果皮還可以防止黑色素生成，對皮膚有美白作用。在食品中加入加工后的蘋果皮可以增加其中的營養(yǎng)成分，對身體有益[11]。

1.2 鮮切蘋果皮渣的綜合利用

1.2.1 果膠提取

果膠是一種多糖，是植物細(xì)胞壁成分之一，多存在于植物細(xì)胞壁和細(xì)胞內(nèi)層，大量存在于柑橘、檸檬和柚子的果皮中。果膠可以作為食品添加劑，用于果凍、水果制品、甜點(diǎn)和發(fā)酵乳制品中，起到增稠、改善質(zhì)構(gòu)和穩(wěn)定等作用，此外因果膠可以幫助控制血糖和血脂，還有抗腹瀉和抗癌的功效，被用在藥品和保健食品中。果膠還被廣泛用于化妝品、紡織、煙草等領(lǐng)域。在蘋果皮渣中含有大約15%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的果膠，提取的方法也有很多。任秋慧等[12]采用酸法提取蘋果皮渣中的果膠，鹽酸調(diào)節(jié)體系pH值至1.5，溫度為100 ℃，固液比（g/mL）為1∶14，時(shí)間為2 h，在此法中的蘋果皮渣中粗果膠得率為33.12%，果膠提取率高達(dá)19.65%，提取出的果膠純度相對較高。王艷翠等[13]采用復(fù)合酶法提取果膠，實(shí)驗(yàn)所用的酶和復(fù)配方案分別是纖維素酶7%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）、木聚糖酶9%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）、酸性蛋白酶5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），酶解條件為pH值4.1、溫度54 ℃、固液比（g/mL）1∶16、時(shí)間1.3 h，此法中蘋果皮渣的粗果膠得率為40.66%，相對粗果膠得率較高。張欣萌等[14]以酸法提取蘋果果渣中的果膠提取液為原料，采用鹽析法對提取液中的果膠進(jìn)行再提取，得到果膠鹽沉淀物，然后對該沉淀物進(jìn)行脫鹽處理，即可得到果膠物質(zhì)。結(jié)果表明，在鹽析法中硫酸鋁為最佳用鹽，沉淀最佳溫度74 ℃、pH值5.0、料液比（g/mL）1∶17、保溫時(shí)間69 min為最佳工藝參數(shù)，該工藝條件下的果膠得率可達(dá)15.59%。

1.2.2 多酚提取

蘋果多酚是蘋果中具有苯環(huán)并結(jié)合有多個(gè)羥基化學(xué)結(jié)構(gòu)物質(zhì)的總稱，具有抗氧化、抗衰老、抗癌、預(yù)防高血壓、抗動(dòng)脈硬化等作用，被廣泛應(yīng)用在醫(yī)療、食品、化工等領(lǐng)域。蘋果多酚主要集中在果皮和果籽中，對于蘋果皮渣多酚物質(zhì)的提取、分離工作的開展很有必要。李珍等[15]研究的超聲波輔助乙醇提取蘋果皮渣多酚的最佳工藝條件為超聲時(shí)間10 min、提取溫度65 ℃、料液比（g/mL）1∶30、超聲功率503 W、提取溫度65 ℃，在此超聲提取工藝條件下，多酚的提取率達(dá)到4.53 mg/g。袁晶等[16]采用超聲波輔助復(fù)合酶法提取蘋果多酚，研究表明，該法提取蘋果多酚的復(fù)合酶中纖維素酶與果膠酶的質(zhì)量比為1∶1、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.07%、酶解時(shí)間60 min、提取溫度65 ℃、超聲時(shí)間10 min時(shí)，提取蘋果多酚的得率最高，該工藝條件下，多酚得率為1.99 mg/g。

1.2.3 制成飼料

鮮切蘋果皮渣中含有的營養(yǎng)成分并不少于果肉中的營養(yǎng)成分，用于制作飼料大大提升了飼料的營養(yǎng)含量，在動(dòng)物的飼喂過程中可以起到增加動(dòng)物質(zhì)量、提高產(chǎn)奶量和提高肉質(zhì)等作用。賀克勇等[17]以不接菌的蘋果皮渣做對照組，分別研究了混合原料與純果渣進(jìn)行氮素、pH和滅菌這3種不同影響因素的單因素試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在利用新鮮蘋果皮渣生產(chǎn)蛋白飼料時(shí)，滅菌加氮發(fā)酵、NH4NO3作為氮源、pH=5為較優(yōu)的發(fā)酵工藝。

1.2.4 制成果酒

用鮮切蘋果皮渣進(jìn)行發(fā)酵制作果酒，不僅具有蘋果獨(dú)特的香味，果香濃郁，且其中含有多種有機(jī)酸、芳香酯、維生素、氨基酸等營養(yǎng)成分。賈豐等[18]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)發(fā)酵溫度在18～19 ℃時(shí)，最終果酒的酒精度為7.5%，SO2含量小于10 mg/L，總糖、總酸、總酚和干浸出物含量分別是3.53，0.47，0.32，17.21 mg/L，符合國家標(biāo)準(zhǔn)，且此工藝條件下發(fā)酵出的果酒品質(zhì)良好，感官評價(jià)得分也較高。

1.2.5 包裝方面用途

Du等[19]在蘋果泥薄膜中添加不同濃度的蘋果皮多酚后發(fā)現(xiàn)，蘋果皮多酚的存在降低了薄膜的水蒸氣滲透性，且對薄膜拉伸性有增強(qiáng)效果，同時(shí)使薄膜顏色變暗。

2 鮮切西瓜加工后剩余的皮渣

2.1 西瓜皮渣營養(yǎng)成分

西瓜皮又稱西瓜翠衣，是西瓜的外層果皮，在許多史書中都有記載，西瓜皮性涼，味甘，無毒，入脾、胃二經(jīng)，具有清熱解暑，止渴，利小便之功效，用于防治暑熱煩渴、小便短少、水中、口舌生瘡等[20]。鮮切西瓜皮中含有許多種且含量豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，如不溶性膳食纖維、果膠、多糖、葉綠素、維生素、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、氨基酸、多糖等[21—22]。我國是西瓜生產(chǎn)大國之一，也是西瓜消費(fèi)大國之一，西瓜皮大約占整個(gè)西瓜體積的30%，即每年大約都會(huì)產(chǎn)生占西瓜總量1/3的西瓜皮被隨意丟棄在各種地方，這樣不僅會(huì)造成環(huán)境污染，也會(huì)導(dǎo)致巨大的資源浪費(fèi)，如何充分利用這些資源，使其變廢為寶，實(shí)現(xiàn)高值化利用，早已成為社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)。

2.2 鮮切西瓜皮渣的綜合利用

2.2.1 藥用效果

鮮切西瓜皮中含有豐富的營養(yǎng)和保健成分，其中包括不溶性膳食纖維、果膠、多糖、葉綠素、維生素、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、氨基酸、多糖等物質(zhì)，且西瓜果肉和皮都具有食療保健的功效，目前西瓜皮除了被應(yīng)用于食品的眾多領(lǐng)域，還被應(yīng)用在藥物領(lǐng)域，《現(xiàn)代實(shí)用中藥》中有記載，西瓜皮可作為利尿劑，用于治療糖尿病，腎臟炎水腫和黃疸；在《本草綱目》和《飲膳正要》中也都有記載，用西瓜皮煎出的湯來代替茶飲，或者西瓜皮、冬瓜皮、天花粉水煎可以用于防治糖尿病，網(wǎng)上也有論文運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)對西瓜皮營養(yǎng)成分防治糖尿病作用機(jī)制做出了相關(guān)研究[3]，結(jié)果表明，西瓜皮防治糖尿病的作用機(jī)制與多種信號(hào)通路過程有關(guān)，同時(shí)也與細(xì)胞缺氧反應(yīng)、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、晝夜節(jié)律等多種生物學(xué)過程的調(diào)控有關(guān)，可以達(dá)到改善代謝，增加組織對胰島素的敏感性，降低心血管并發(fā)癥，增加組織對胰島素的敏感性等作用，從而發(fā)揮多成分、多靶點(diǎn)、多途徑防治糖尿病的生物學(xué)效應(yīng)[23]。這不僅僅為不同營養(yǎng)成分防治糖尿病奠定了基礎(chǔ)，還為西瓜皮的藥用價(jià)值的深入研究和開發(fā)利用提供了理論依據(jù)。

2.2.2 發(fā)酵制作飲料

鮮切西瓜皮中含有多種維生素和微量元素，還具有清熱解毒、利尿、降血壓等功效，蜂蜜中也含有維生素、礦物質(zhì)、氨基酸等多種營養(yǎng)物質(zhì)。兩者經(jīng)過發(fā)酵后，大分子的營養(yǎng)物質(zhì)可以被降解，降解后得到的小分子物質(zhì)更容易被人體吸收，發(fā)酵后的維生素和礦物質(zhì)結(jié)合后，其化學(xué)結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生改變，大大提高了原料的營養(yǎng)價(jià)值。王虹玲等[24]經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)后得出，發(fā)酵蜂蜜西瓜皮汁乳酸發(fā)酵飲料的最佳工藝：西瓜皮與水的質(zhì)量比1∶1、蜂蜜質(zhì)量分?jǐn)?shù)6%、發(fā)酵溫度42 ℃、發(fā)酵劑接種量6%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），該工藝條件下發(fā)酵得到的飲品感官評價(jià)最佳。

2.2.3 吸附重金屬

畢景望等[25]發(fā)現(xiàn)西瓜皮可以熱解制備改性西瓜皮生物炭，吸附水中的重金屬Pb(Ⅱ)，這樣不僅減少了對西瓜皮的資源浪費(fèi)，解決了環(huán)境污染問題，還使其得到了高值化利用。使用硫化銨（(NH4)2S）對其改性制備生物炭（MBC），熱解對MBC進(jìn)行核實(shí)的改性，會(huì)得到吸附效果好、成本低的處理重金屬廢水的吸附劑。劉靜娜等[26]先將西瓜皮中的不溶性膳食纖維（IDF）提取出來，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的HCl，按料液比（g/mL）1∶10混合，在80 ℃下水浴1.5 h，之后用去離子水洗濾渣至中性，對IDF進(jìn)行改性，凍干后得到HCl-IDF。與未進(jìn)行改性的西瓜皮不溶性膳食纖維對亞硝酸鹽的吸附進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)改性后的HCl-IDF對NO2?的吸附量為未改性的2倍。

2.2.4 果膠提取

郭曉蒙等[27]以新鮮西瓜皮為原料，利用混合酸（冰乙酸和體積分?jǐn)?shù)為10%鹽酸）作為酸提劑，乙醇作為沉淀劑，從西瓜皮中提取果膠。研究發(fā)現(xiàn)該法提取果膠的最佳工藝條件為提取溫度80 ℃左右、pH值2.0、提取時(shí)間70 min，此法可使果膠提取率接近10%。李金海等[28]采用超臨界二氧化碳法提取果膠，并經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)萃取時(shí)間15 min、萃取壓力8.5 MPa、萃取溫度40 ℃、CO2留量12 L/h、料液比（g/mL）1∶5、pH=2時(shí)，西瓜皮渣中的果膠萃取率高達(dá)12.1%。超臨界提取法不但提高了提取率，縮短了提取時(shí)間，而且控制簡便，節(jié)能環(huán)保。馮婉等[29]采用酸水解法提取果膠，該法提取果膠的最佳工藝條件為水解時(shí)間60 min、水解溫度85 ℃、pH=2.5、料液比（g/mL）1∶10。在該工藝條件下進(jìn)行3次提取，西瓜皮中的果膠產(chǎn)率可以達(dá)到13.3%。岳賢田[30]經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，微波條件下提取果膠的最佳工藝條件為鹽酸調(diào)節(jié)pH至1.8、料液比（g/mL）1∶20、微波輻射功率600 W、乙醇體積分?jǐn)?shù)60%，在上述條件下輻射4 min，西瓜皮渣中的果膠提取率可達(dá)到17.8%。微波輔助萃取法可以通過選擇性地加熱使西瓜皮中的果膠提取得更完全[31]。

2.2.5 制備西瓜皮基膜

吳賀君等[32]經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)西瓜皮漿料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55%，海藻酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.35%，甘油體積分?jǐn)?shù)為0.20%時(shí)，制得的可食性西瓜皮基膜感官品質(zhì)、厚度、抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長率、水蒸氣透過系數(shù)和氧氣透過系數(shù)等性能最佳。

3 鮮切菠蘿加工后剩余的皮渣

3.1 菠蘿皮渣營養(yǎng)成分

菠蘿皮渣占果實(shí)整體質(zhì)量的50%～60%，在制作菠蘿加工產(chǎn)品后剩下的菠蘿皮渣要比蘋果和西瓜多很多，如果不加以有效利用，也會(huì)成為嚴(yán)重的環(huán)境污染源之一。鮮切菠蘿皮渣里含有的營養(yǎng)成分也和菠蘿果肉中的營養(yǎng)成分基本相同，菠蘿皮中含有多種有機(jī)酸、糖類、氨基酸、維生素還有大量的果膠物質(zhì)，其中果膠物質(zhì)占濕質(zhì)量的1.7%，占干質(zhì)量的9.2%，這個(gè)比例已經(jīng)遠(yuǎn)超出其他蔬菜和水果中果膠[33]，在果膠提取方面十分具有可拓展研究的空間。此外鮮切菠蘿皮中還富含菠蘿酶，國外有實(shí)驗(yàn)證明，長期食用菠蘿皮可以使心腦血管和糖尿病發(fā)病率顯著降低，同時(shí)長期食用菠蘿皮還可以具有一定抗癌效果。由于鮮切菠蘿皮渣中含有的營養(yǎng)成分與果肉相當(dāng)，對于鮮切菠蘿皮渣更應(yīng)該進(jìn)行更深層次的研究，發(fā)掘鮮切菠蘿皮渣的潛在利用途徑，并且盡量多地研究出鮮切菠蘿皮渣在各個(gè)方面的用途，變廢為寶，發(fā)掘其更深層次的用途。

3.2 鮮切菠蘿皮渣的綜合應(yīng)用

3.2.1 多酚提取

胡會(huì)剛等[34]分別對比了回流法、超聲輔助法、超聲-回流間歇式提取法得出，回流法對菠蘿皮渣多酚的提取效果更好，最佳提取條件為乙醇體積分?jǐn)?shù)為60%、浸提時(shí)間2.5 h、浸提溫度70 ℃、料液比（g/mL）1∶30，在此條件下多酚提取率為0.67%，然后對比了多種萃取相，得出乙酸乙酯萃取相所得到的多酚含量最高，可以達(dá)到90.57 mg/g。唐霄等[35]采用酶法提取菠蘿皮渣中的果膠，纖維素酶濃度7.00 U/mg、pH=4.8、料液比（g/mL）1∶36、媒介溫度39 ℃、浸提時(shí)間65 min、浸提4次可使菠蘿皮渣總多酚得率達(dá)到3.71%，與理論值（3.82%）基本一致，且在該實(shí)驗(yàn)中作者還得出菠蘿皮渣多酚在溫度低于70 ℃時(shí)具有較好的穩(wěn)定性，過氧化氫對多酚具有破壞作用，避光有利于多酚穩(wěn)定。耿曉玲等[36]對超聲波輔助提取多酚的方法進(jìn)行了優(yōu)化，優(yōu)化后的最佳工藝條件為粉碎細(xì)度50目、液料料液比（g/mL）1∶35、超聲提取功率250 W、乙醇體積分?jǐn)?shù)50%、超聲提取時(shí)間55 min，該法可提取的多酚量可高達(dá)13.84 mg/g。

3.2.2 發(fā)酵制備相應(yīng)產(chǎn)物

鮮切菠蘿皮可以用來發(fā)酵制備沼氣，且發(fā)酵后的物質(zhì)可以用作家禽家畜和魚類的飼料，還可以用來發(fā)酵乙醇、酚類抗氧化劑和檸檬酸，此外還可以用來制備不同飲品，首先是鮮切菠蘿皮被用來釀制低度菠蘿果酒[37]，帶果香，酒度適中，口感較好；還可以用來制備白蘭地，不僅具有典型的白蘭地風(fēng)格，還帶有濃郁的果香，制成的白蘭地色香味俱全，可與煙臺(tái)白蘭地媲美；鮮切菠蘿皮還被用來釀制果醋，制成后的菠蘿果醋不僅菠蘿香氣濃郁，酸味也恰到好處，而且還有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)和礦物質(zhì)，無論是作為普通調(diào)味醋還是用來配置具有食療保健作用的飲料都是上好的選擇，菠蘿皮還可以被用來制作果凍和乳酸飲料等具有獨(dú)特風(fēng)味的食物。陳間美等[38]將菠蘿皮渣干燥進(jìn)行粉碎成干粉后再加入其他配料制成固體發(fā)酵培養(yǎng)基，綠色木霉與產(chǎn)脘假絲酵母體積比1∶1混合菌種、接種量10%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）、料液比1∶3、發(fā)酵溫度30 ℃、發(fā)酵時(shí)間96 h，在該工藝條件下進(jìn)行發(fā)酵，菠蘿皮渣發(fā)酵得到的蛋白飼料產(chǎn)物的粗蛋白質(zhì)含量最高，氣味也比較好。李佳宸等[39]研究發(fā)現(xiàn)，菠蘿皮渣經(jīng)過干燥并粉碎后用水浸泡后，再進(jìn)行粉碎制漿，加入纖維素酶，調(diào)節(jié)糖度為18白利度，酵母質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%，在24 ℃下用酒精發(fā)酵6 d，醋酸菌的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.12%，在29 ℃下發(fā)酵4 d，即可得到優(yōu)質(zhì)的菠蘿果醋。南竹等[40]通過響應(yīng)面法對乳酸菌發(fā)酵菠蘿皮渣制備菠蘿皮渣酵素進(jìn)行工藝優(yōu)化，以蛋白酶活性作為指標(biāo)，得到的最佳工藝條件為酵母菌接種量0.3%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），在23 ℃下發(fā)酵16.5 h。按照該工藝制得的菠蘿皮渣酵素的色澤、口感和香氣均具有較高品質(zhì)。林麗靜等[41]采用發(fā)酵法制備菠蘿皮渣膳食纖維，經(jīng)過正交實(shí)驗(yàn)最后確定最佳發(fā)酵工藝條件為保加利亞乳酸桿菌與嗜熱鏈球菌體積配比為1∶1、接種量4.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）、發(fā)酵溫度43 ℃、發(fā)酵時(shí)間24 h，采用該工藝條件植被的膳食纖維作為食品添加劑食用，同時(shí)也保持了菠蘿獨(dú)特的果香氣味。

3.2.3 膳食纖維提取

杭瑜瑜等[42]采用纖維素酶法提取菠蘿皮渣中的水溶性膳食纖維，研究發(fā)現(xiàn)，該法的最佳工藝條件為料液比（g/mL）1∶23，纖維素酶質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.22%，在51 ℃下酶解1.94 h。該工藝條件下提取得到的可溶性膳食纖維各方面理化性質(zhì)（持水力、持油力、溶脹性等）較好。

3.2.4 多糖提取

秦紫瓊等[43]利用木瓜蛋白酶提取菠蘿皮渣中的多糖。通過多次實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)面試驗(yàn)，最終確定當(dāng)木瓜蛋白酶質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.29%，料液比（g/mL）1∶16，酶解pH6.37，酶解時(shí)間3.24 h時(shí)，菠蘿皮渣多糖提取工藝條件為最優(yōu)，此時(shí)多糖提取率達(dá)到4.89%。杭瑜瑜等[44]用響應(yīng)面法對熱水浸提提取菠蘿皮渣中多糖的方法進(jìn)行了優(yōu)化，結(jié)果表明料液比（g/mL）1∶20、在86 ℃下提取20 min為最佳提取條件，此時(shí)多糖提取率為1.5903%。此法不僅減少能源消耗，而且大大縮短了提取時(shí)間。

3.2.5 黃酮提取

徐方祥等[45]對微波輔助水相提取黃酮的工藝進(jìn)行了研究，并用正交實(shí)驗(yàn)法對該方法進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果表明最佳提取工藝為乙醇體積分?jǐn)?shù)60%、微波功率464 W、料液比（g/mL）1∶40，該工藝條件下黃酮得率達(dá)到5.34%。

3.2.6 制備復(fù)合包裝材料

羅蘇芹[46]以菠蘿皮渣為原料，提取纖維素后通過不同方法（硫酸水解法、過硫酸銨氧化法和酶解法）制得了菠蘿皮渣纖維素納米晶（PPCNC），并通過系列研究發(fā)現(xiàn)由硫酸水解法制得的S-PPCNC穩(wěn)定性最佳，得率相對高，且其制備的納米纖維素膜的拉伸強(qiáng)度最大。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的S-PPCNC與殼聚糖和茶多酚通過溶液共混法制備出的復(fù)合膜透明度較好，水蒸氣阻隔性能增強(qiáng)。還可以與海藻酸鈉混合，通過CaCl2溶液浴方法制備復(fù)合膜，當(dāng)S-PPCNC質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%時(shí)，復(fù)合膜拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大。

4 鮮切柑橘加工后剩余的皮渣

4.1 柑橘皮渣營養(yǎng)成分

新鮮橘皮中的營養(yǎng)成分含量非常多，如胡蘿卜素、維生素C、維生素P、維生素E、硫胺素、核黃素、揮發(fā)油、黃酮類、果膠、色素、膳食纖維等物質(zhì)，在現(xiàn)代藥理研究中認(rèn)為其胡蘿卜素、維生素C、維生素P的含量高于這些物質(zhì)在果肉中的含量。其中揮發(fā)油對消化道有刺激作用，增加胃液分泌，促進(jìn)腸胃蠕動(dòng)，健胃祛風(fēng)。黃酮可以擴(kuò)張冠狀動(dòng)脈，增加冠狀動(dòng)脈血流量。維生素P經(jīng)過提取加工，制成藥后對血管硬化有顯著療效。橘皮中還含有具有升壓作用的辛弗林和N-甲基酪胺。此外，橘皮還有消炎、抗?jié)?、抑菌和利膽等效果?/p>

4.2 鮮切柑橘皮渣的綜合利用

4.2.1 黃酮提取

李瑤瑤等[47]以柑橘皮渣為原料，將柑橘皮渣烘干粉碎，用石油醚進(jìn)行預(yù)處理后采用70%（體積分?jǐn)?shù)）乙醇提取4 h，經(jīng)過濃縮干燥后，提取率高達(dá)80%。

4.2.2 發(fā)酵制備相應(yīng)產(chǎn)物

鮮切柑橘皮渣中含有豐富的碳水化合物、脂肪、維生素、氨基酸和礦物營養(yǎng)成分，經(jīng)過加工和發(fā)酵等工序可制成飼料，研究表明橘皮制作的膳食飼料可以提高鯛魚的生長速度和抗氧化活性[48]。鮮切柑橘皮渣還可以用來發(fā)酵制作飲料，制成的飲料充滿了柑橘香氣，還富含營養(yǎng)。也可以利用酵母發(fā)酵生產(chǎn)乙醇。李佳瑤等[49]對柑橘皮渣進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵得到高蛋白飼料的工藝進(jìn)行了研究，將綠色木霉、康寧木霉和枯草芽孢桿菌混合，接種在9 g干燥粉碎后的柑橘皮渣和1 g麩皮混合作為固體發(fā)酵底物上進(jìn)行發(fā)酵，加入0.15 g尿素、0.3 g硫酸銨、0.06 g磷酸二氫鉀、0.0075 g硫酸鎂和14 mL水，在30 ℃下培養(yǎng)72 h。該發(fā)酵工藝條件可保證發(fā)酵后得到的單細(xì)胞蛋白飼料蛋白質(zhì)含量進(jìn)一步提高，且能更大程度地降解纖維素。夏家?guī)沎50]以4種對柑橘皮渣堆肥效果影響顯著的因素進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，得出的堆肥最佳工藝參數(shù)為原料含水率55%、碳氮比25、石灰投加量10 g/kg（皮渣）、加菌量3%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），在此工藝下得到的堆肥總養(yǎng)分含量最高。

4.2.3 柚皮苷提取

柚皮苷是一種二氫黃酮類化合物，主要存在于柑橘類水果的外層果皮中，它具有抗氧化[51]、降血脂和抗癌[52]等作用。柚皮苷還被作為飼料添加劑添加到禽畜飼料中，起到改善肉質(zhì)、減少應(yīng)激、調(diào)控代謝等功能[53]。王敬等[54]通過單因素試驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)得到了乙醇提取和超聲波輔助提取柚皮苷的最佳工藝參數(shù)。乙醇提取法的最優(yōu)工藝參數(shù)為料液比（g/mL）145、乙醇體積分?jǐn)?shù)65%、在80 ℃下提取3.5 h，該方法下柚皮苷提取率為15.09 mg/g。超聲波輔助提取法的最優(yōu)工藝參數(shù)為乙醇體積分?jǐn)?shù)70%、料液比（g/mL）160、超聲波頻率500 W、在80 ℃下提取90 min，此時(shí)柚皮苷的提取量達(dá)到24.15 mg/g。

4.2.4 鮮切柑橘皮渣其他用途

鮮切柑橘皮中含有豐富的香精油，被提取出來可作為食品香精、化妝品香精和香水配料的優(yōu)質(zhì)原料[55]。鮮切柑橘皮渣還可以作為碳源，用來制備成本低、吸附性能優(yōu)良的碳納米材料，并且可將其利用在果樹農(nóng)藥殘留檢測。

4.2.5 包裝方面用途

Behrokh Shams等[56]研究發(fā)現(xiàn)，向抗菌和可生物降解乳清蛋白分離劑（WPI-）明膠納米復(fù)合物中加入21%（體積分?jǐn)?shù)）天然橙皮提取物（OPE）可使WPI薄膜產(chǎn)生最佳的抗菌、力學(xué)和物理性能。

5 結(jié)語

鮮切水果皮渣的可利用性很強(qiáng)，雖然現(xiàn)階段已經(jīng)有越來越多的用途被發(fā)掘出來，但是還有更多的可能性在等待探索。有效利用鮮切皮渣是對環(huán)境保護(hù)的貢獻(xiàn)，皮渣的高效、高值化利用更是對科學(xué)研究的貢獻(xiàn)。隨著我國綜合利用市場的迅速發(fā)展，產(chǎn)能迅速擴(kuò)張，國家政策對于鮮切水果皮渣的綜合利用產(chǎn)業(yè)也正在向著高新技術(shù)產(chǎn)品的方向飛速發(fā)展，同時(shí)各行各業(yè)對于鮮切水果皮渣的綜合利用市場的關(guān)注也越來越密切，這也使得在鮮切水果皮渣的綜合利用區(qū)域市場研究需求愈發(fā)增大。今后，隨著對鮮切皮渣的利用研究和技術(shù)發(fā)展，會(huì)產(chǎn)生更大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)化效益。在利用鮮切皮渣的基礎(chǔ)上，進(jìn)行大規(guī)模市場化利用需要大量的時(shí)間和技術(shù)支持。

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Research Review on Comprehensive Utilization of Fresh-Cut Fruit Pomace

WANG Shuang,CHANG Hong, ZHOU Jia-hua, WANG Bao-gang, LI Wen-sheng, WANG Yun-xiang

(Beijing Academy of Forestry and Pomology Sciences, Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Beijing 100089, China)

The work aims to summarize the current directions and methodological studies on the further utilization of four representative fruit pomace of fresh-cut apple, watermelon, pineapple and citrus, and to provide references for the subsequent utilization of fresh-cut pomace. By searching the related literature at home and abroad, the methods of single nutrient extraction or overall comprehensive utilization of different fresh-cut fruit pomace were summarized. The residue nutrient contents in fresh-cut fruit pomace were rich and highly available, so attention should be paid to processing and utilization to avoid wasting resources. The nutritional value and main components of pomace of four fresh-cut fruits such as apple, watermelon, pineapple and citrus are systematically listed, and the research results on the extraction and utilization of nutrients (such as polyphenols, flavonoids, pectin, polysaccharides, dietary fiber and other resources) contained in the pomace of four fresh-cut fruits are introduced, in order to attract attention to the utilization of fresh-cut pomace resources.KEY WORDS: fresh-cut fruit;apple pomace; pineapple pomace; watermelon pomace; citrus pomace; comprehensive utilization

TS201.1

A

1001-3563(2022)01-0106-09

10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.014

2021-04-16

北京市農(nóng)林科學(xué)院青年基金（QNJJ201921）

王爽（1998—），女，實(shí)習(xí)研究員，主要研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工和貯藏。

常虹（1983—），女，助理研究員，主要研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工和貯藏。