南瓜子加工利用研究進展

劉戰(zhàn)霞， 賈文婷， 楊 慧， 吳洪斌， 金新文， 鄧丹丹， 吳 宏

（新疆農(nóng)墾科學院 農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，新疆 石河子 832000）

現(xiàn)代醫(yī)學研究發(fā)現(xiàn)南瓜具有多種藥用價值[1]，是控制和輔助治療糖尿病、高血壓、膽固醇等疾病的食療佳品[2-3]。 南瓜子是南瓜成熟的種子[4-5]，通過腌制和烘烤可作為零食食用，也可用于制造糖果和烘焙食品[6]。 南瓜子主要成分是蛋白質(zhì)和油[7]，此外，還含有礦物質(zhì)（特別是鉀、磷和鎂）、植物甾醇、類胡蘿卜素和生育酚等，提高了南瓜子的營養(yǎng)價值[8]。 南瓜子含油400~540 g/kg，但由于南瓜子的顏色、濃郁的香味和起泡性，用作烹調(diào)油較為局限[9]，通常用作色拉油。 近年來，南瓜子和南瓜子油因其具有降血脂、治療良性前列腺增生癥、降血壓、抗高膽固醇血癥、抗腸道寄生蟲、抗炎、鎮(zhèn)痛等功能而引起人們的關(guān)注[10]。

南瓜子仁作為一種藥食兩用的植物資源，近年來其系列產(chǎn)品的開發(fā)較多， 主要集中于南瓜子炒貨、蛋白質(zhì)產(chǎn)品、南瓜子榨油及南瓜子粕的利用等。作者綜述了幾種南瓜子系列產(chǎn)品的加工及利用現(xiàn)狀，以期為后續(xù)開發(fā)新型南瓜子食品及保健品提供理論基礎(chǔ)，為促進南瓜加工產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐，對進一步提高南瓜種植業(yè)及深加工產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟效益具有重要意義。

1 南瓜子休閑食品

南瓜自清朝后期傳入中國，至今已有兩百多年的歷史，而南瓜子從古至今多以炒食為主，炒制加工技術(shù)是南瓜子經(jīng)過干燥后進入炒制設(shè)備中進行翻炒，使其受熱均勻，溫度控制在135 ℃左右[11]，炒制后的南瓜子風味獨特。

作為休閑食品，多元化的產(chǎn)品深受消費者的喜愛，目前南瓜子類休閑食品主要有炒貨及糖果類等多種產(chǎn)品。 張珍林等生產(chǎn)了一種獨特的茶味南瓜子產(chǎn)品，得出可食南瓜子最佳配方為：以100 g 南瓜子仁為總質(zhì)量標準，原料的添加質(zhì)量分數(shù)分別為綠茶粉1.75%、南瓜子粉0.35%、魔芋粉28%、輔料復(fù)合粉7.35%， 此產(chǎn)品為南瓜子的深加工開辟了新的途徑[12]。在炒制、貯藏南瓜子過程中容易發(fā)生氧化而使其品質(zhì)劣變，同時所產(chǎn)生的有害物質(zhì)會損害消費者健康，從而影響生產(chǎn)及銷售，因此選擇合適的貯藏條件可減少炒制的南瓜子發(fā)生劣變。 馮玉超等利用化學動力學法預(yù)測了炒制南瓜子的貨架期，結(jié)果發(fā)現(xiàn)將炒制南瓜子貯藏在低溫和低氧分壓條件下，可以延長其貨架期[13]。 李冬梅等研究復(fù)合保健軟糖的最佳工藝配方，采用南瓜子、紅薯和木瓜為主要原料，生產(chǎn)出了具有南瓜子、紅薯和木瓜清香的復(fù)合保健軟糖，該產(chǎn)品健康營養(yǎng)、生產(chǎn)成本低，具有很好的市場前景[14]。 劉政等以南瓜子為原料用焙烤法制作能量棒， 最佳烘烤工藝參數(shù)為：120 ℃條件下10 min； 每條能量棒中含熱量 1 722.66 kJ， 脂肪16.40 g， 蛋白質(zhì) 12.34 g， 碳水化合物 56.26 g，鈉9.20 mg，可作為快速補充人體機能的營養(yǎng)產(chǎn)品[15]。

2 南瓜子蛋白質(zhì)及肽產(chǎn)品

南瓜子中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，其中蛋白質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為30%左右，南瓜子粕經(jīng)處理后得到的南瓜子蛋白質(zhì)粉中， 蛋白質(zhì)質(zhì)量分數(shù)可達60%以上，南瓜子蛋白質(zhì)含有人體必需的8 種氨基酸和兒童必需的氨基酸，且氨基酸質(zhì)量分數(shù)超過聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織與世界衛(wèi)生組織規(guī)定的標準。 根據(jù)已有的研究可知，南瓜子粕中不含對人體有害毒作用的物質(zhì)，沒有類似棉子粕的安全隱患，南瓜子蛋白質(zhì)具有很高的安全性，因而具有很好的開發(fā)前景。

張海龍等以亞臨界流體萃取南瓜子油后的粕為原料， 采用堿溶酸沉法制得南瓜子分離蛋白，研究南瓜子分離蛋白的溶解性、持水性、乳化性、起泡性、吸油性等功能特性。 結(jié)果表明適當?shù)卣{(diào)節(jié)pH，可顯著改善南瓜子分離蛋白的功能特性，擴大南瓜子分離蛋白在食品加工的應(yīng)用范圍[16]；張妮從南瓜子蛋白質(zhì)粉的制備開始研究，優(yōu)化南瓜子蛋白質(zhì)提取的條件， 并用糖化酶處理提高蛋白質(zhì)的純度，利用酶的作用將南瓜子蛋白質(zhì)進行適度水解，改善蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)，采用兩種酶復(fù)配優(yōu)化多肽的制備工藝，得到了具有生物活性的多肽，達到了充分利用南瓜子蛋白質(zhì)的效果和提高南瓜子蛋白質(zhì)在食品中利用率的目的[17]；孔凡等以南瓜子蛋白質(zhì)（PSPI）為原料，用堿性蛋白酶水解PSPI 得到3 種不同水解度（3%、8%、18%）的南瓜子蛋白質(zhì)，研究不同程度水解對南瓜子蛋白質(zhì)功能性質(zhì)的影響，結(jié)果表明不同程度水解對南瓜子蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)有一定的影響，可通過適度改性獲得擁有良好加工性能的南瓜子蛋白質(zhì)[18]；王麗波等通過抑菌實驗和穩(wěn)定性實驗，研究了南瓜子蛋白質(zhì)對9 種常見植物病原真菌和常見病原細菌的抑制作用， 探討了熱處理、pH、紫外照射及儲存時間對南瓜子蛋白質(zhì)抑菌穩(wěn)定性的影響[19]；王思程以冷榨法得到的南瓜子為原料，通過超聲輔助堿溶酸沉的提取方法來制備南瓜子蛋白質(zhì)，不僅建立了最優(yōu)的提取方法，而且對南瓜子蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)進行研究，同時采用轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶對南瓜子蛋白質(zhì)進行改性，目的是改善南瓜子蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)，提高南瓜子蛋白質(zhì)的利用價值，為南瓜子的精深加工奠定一定的理論基礎(chǔ)[20]。

肽是由一種或多種氨基酸連接而成的，在人體調(diào)控及代謝中起重要作用[21]。近年來，肽產(chǎn)品的開發(fā)也成為生命科學領(lǐng)域的研究熱點之一，人們研究發(fā)現(xiàn)多種功能性多肽，具有抗病毒、降血壓、調(diào)節(jié)激素及調(diào)節(jié)免疫等功能，如大豆肽、海參肽等[22]。 唐蔚等采用南瓜子蛋白質(zhì)為原料，優(yōu)化了制備條件，通過酶解制備南瓜子抗氧化肽，得出南瓜子抗氧化肽對DPPH 自由基清除率高達85.63%[23]； 周紅麗等采用中性蛋白酶酶解南瓜子粉，制備血管緊張素轉(zhuǎn)化酶（ACE） 抑制肽并優(yōu)化其工藝，ACE 抑制率可高達80%[24]。 南瓜子肽作為一種新產(chǎn)品，不僅具備一些肽獨有的生理活性，還能夠提高南瓜子蛋白質(zhì)在食品中的應(yīng)用價值[25-26]，因此采用南瓜子作為原料，研究開發(fā)肽產(chǎn)品十分有實用價值和應(yīng)用前景。

3 南瓜子油

南瓜子油不僅作為食用油，而且作為一種潛在的營養(yǎng)食品受到廣泛關(guān)注。 南瓜子富含脂肪酸（包括 ω-3、ω-6 和 ω-9 脂肪酸）、特定的甾醇、生育酚和微量營養(yǎng)素[27]。此外，南瓜子油最顯著的健康益處是預(yù)防前列腺疾病、降血壓、預(yù)防泌尿系統(tǒng)疾病、減輕糖尿病。 然而，需要有效的提取技術(shù)，以保證獲得優(yōu)質(zhì)的南瓜子油，從而發(fā)揮其保健功效。 目前，南瓜子油提取方法主要有熱榨、冷榨、溶劑萃取、水酶法、超聲波輔助提取法等[28]。

傳統(tǒng)熱榨工藝制備的南瓜子油要經(jīng)過一系列脫酸、脫色、脫膠等處理過后才可食用[29]，在120 ℃炒制過程中會使南瓜子中的天然微量物質(zhì)及營養(yǎng)成分受到破壞，因此會降低其營養(yǎng)價值。 李甄成等將熱榨方法進行改進，最終不僅減少了高溫對營養(yǎng)物質(zhì)及活性物質(zhì)的破壞，還保留了南瓜子油獨特的香味，但是該法是否提高了出油率以及在壓榨過程中是否會產(chǎn)生有害物質(zhì)，還有待進一步研究[30]。

冷榨南瓜子油由于其獨特的性質(zhì)， 在工業(yè)、食品、化妝品、醫(yī)藥等領(lǐng)域具有重要的產(chǎn)品應(yīng)用價值。國外學者Rezig 主要采用冷榨法和溶劑提取法對南瓜子油的營養(yǎng)成分和生物活性成分進行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同的提取方法及工藝對生育酚的抗氧化活性有顯著影響， 冷榨南瓜子油中生育酚含量最高，氧化穩(wěn)定性最高[31]；另有國外學者采用冷榨法制備南瓜子油，并對不同品種南瓜子油的脂肪酸含量和抗氧化性能進行了評價，結(jié)果發(fā)現(xiàn)“Miranda”品種中棕櫚酸和硬脂酸所占比例最高，隨著酚類含量的增加， 抗氧化活性成比例增加， 其中南瓜品種“Golosemianaja”和“Miranda”的南瓜子油中總酚含量最高[32]。

溶劑浸提法出油率高、機械化程度高。 唐薇等用正己烷作為提取溶劑提取南瓜子油，得出最佳工藝參數(shù)：料液比 1 g∶8 mL，超聲溫度 35 ℃，超聲時間25 min， 超聲功率 120 W， 得到最大提油率為33.35%[33]。但是溶劑浸提法也存在一些缺點：提取所使用的有機試劑易燃易爆且具有毒性，提取得到的油需要進一步精煉才可使用，還可能產(chǎn)生殘留有機溶劑等一系列食品安全問題。

水酶法提取被稱為“一種油料資源的全利用技術(shù)”[34-35]，這種技術(shù)的主要優(yōu)點包括：投資成本相對較低，可降低商業(yè)酶制劑的使用成本，同時具有分離獨特、有價值的植物化學物質(zhì)的可能性，滿足食品工業(yè)對綠色技術(shù)應(yīng)用的較大需求。 Konopka 等優(yōu)化了水酶法提取南瓜油的工藝（以回收率為指標），并與冷榨南瓜油的品質(zhì)做比較， 結(jié)果表明，pH、溫度、浸漬時間分別為4.7、54 ℃和15.4 h 的工藝條件下， 能最大限度地提高反應(yīng)速率且產(chǎn)油率高達72.64%[36]。水酶法提取的油脂中甾醇、生育酚和角鯊烯含量較高，且氧化穩(wěn)定性明顯提高，此方法是工業(yè)生產(chǎn)中一種很好的替代方法。 齊權(quán)采用水酶法，得到的最佳提油率可高達83.32%[37]；胡煒東等采用纖維素酶輔助提取法， 利用Box-Benhnken 建立數(shù)學模型，通過響應(yīng)面優(yōu)化分析得到最佳工藝[38]。 然而，水酶法提取也存在一些缺點和局限性，例如加工時間長，會存在化合物水解和氧化的風險，造成酶或制劑成本的增加等。

超聲波輔助提取法由于其提取效率高、能耗低等優(yōu)點， 已成為傳統(tǒng)提取方法的一種替代方法，尤其是對低相對分子質(zhì)量化合物的提取，利用超聲波從植物和種子中提取生物活性物質(zhì)，效率得到顯著提高。 有學者研究了超聲輔助提取的振幅和時間對南瓜子油理化性質(zhì)和脂肪酸組成的影響[39]。 以過氧化值、茴香胺值、氧自由基數(shù)量（Totox）和脂肪酸組成為指標，研究超聲時間和振幅對提取率、氧化穩(wěn)定性及游離脂肪酸的影響。 研究結(jié)果表明，超聲波輔助提油在不影響油品質(zhì)的前提下，提高了提油性能，縮短了提油時間。 超聲輔助提取的最佳條件為超聲時間26.34 min，振幅89.02%。 超聲輔助提取的游離脂肪酸（油酸質(zhì)量分數(shù)2.75%~4.93%）、過氧化值（3.34~9.36 mmol/kg）、茴香胺值（1.94~3.69）和氧自由基數(shù)量（6.25~12.55）均較低。 由于南瓜子油的過氧化值、茴香胺值、氧自由基數(shù)量較低，因此南瓜子油具有較高的抗氧化穩(wěn)定性。 這種提取方法被認為是一種綠色提取技術(shù)，一方面，提取過程可以減少能源消耗，允許使用替代溶劑和可再生的天然產(chǎn)品，并確保能夠得到安全和高質(zhì)量的產(chǎn)品。 另一方面，通過這種綠色提取技術(shù)，可減少或消除有害物質(zhì)的使用，使原材料的利用價值最大化，以實現(xiàn)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

南瓜子油易受環(huán)境因素的影響而發(fā)生氧化，微膠囊化是一種有潛力的方法[40]，含油微膠囊可采用噴霧干燥、冷凍干燥等多種工藝制備。 楊伊磊等用噴霧干燥法將南瓜子油進行微膠囊化，確定了南瓜子油微膠囊的工藝參數(shù)：阿拉伯膠與麥芽糊精質(zhì)量比為 1∶1，芯材與壁材質(zhì)量比為 1∶5，乳化劑質(zhì)量分數(shù)為3.5%，結(jié)果得到南瓜子油微膠囊的最大包埋率為81.05%[41]；Le 等采用噴霧干燥法對南瓜子油進行微膠囊化處理， 以穩(wěn)定貯藏過程中的油脂品質(zhì)，適宜的乳清蛋白與麥芽糊精質(zhì)量比為1∶3， 其微膠囊化效率為94.5%，得率為65.6%[42]；對于油及香氣物質(zhì)，冷凍干燥是最合適的封裝方法，有研究者通過冷凍干燥法采用D-最優(yōu)混料設(shè)計方法對冷榨南瓜子油的壁材組成進行了優(yōu)化， 包括乳清蛋白濃縮物、麥芽糊精和阿拉伯膠，考察了這些壁材之間的協(xié)同作用對水包油乳狀液流變性和物理性質(zhì)的影響，以及微膠囊的一些物理化學性質(zhì)[43]。

4 南瓜子粉

南瓜子粉沖調(diào)飲品風味獨特，食用方便，改變了南瓜子產(chǎn)品單一的局面，是一種具有廣闊市場的新型食品。 王英杰以南瓜子粉為主要原料，得出最優(yōu)配比，配制出南瓜子粉混合沖調(diào)飲品[44]；王澤南等研究了南瓜子粉加工工藝，用包埋劑包裹南瓜子仁中的油脂，解決了南瓜子漿中蛋白質(zhì)和脂肪的分層問題，得到了理想的南瓜子成粉[45]；國外有研究者將南瓜子粕粉與普通白面粉混合烘烤制作餅干，得到具有特殊風味的南瓜子餅干，并研究發(fā)現(xiàn)南瓜子粕粉不僅起到了酥油的作用，還可代替小麥粉，降低餅干中脂肪和糖的含量，因此可利用南瓜子粕粉生產(chǎn)出更利于人們健康的南瓜子餅干[46]；也有研究者在小麥粉中添加南瓜子制品（生南瓜粉、烘烤南瓜粉、發(fā)芽南瓜濃縮蛋白、發(fā)酵南瓜濃縮蛋白和南瓜分離蛋白），通過面包皮色、面包屑色、塊狀結(jié)構(gòu)、風味和整體感官性質(zhì)進行評估。 結(jié)果表明，生南瓜粉、烘烤南瓜粉、發(fā)芽南瓜濃縮蛋白、發(fā)酵南瓜濃縮蛋白和南瓜分離蛋白的添加質(zhì)量分數(shù)分別可達15%、17%、19%和21%，并且添加南瓜子蛋白質(zhì)能夠有效提高蛋白質(zhì)的體外消化率[47]。 Bia?ek 研究了用南瓜子粉部分替代小麥粉對兒童松餅品質(zhì)指標的影響，從松餅中提取脂質(zhì)，測定脂肪酸組成、過氧化值等指標，隨著南瓜子粉含量的增加，松餅的營養(yǎng)價值得到提高，71%的孩子對含有南瓜子粉質(zhì)量分數(shù)33%的松餅評價較高[48]；Subbaiah 等探討了胺化南瓜子粉作為吸附劑在食品中的應(yīng)用，通過間歇吸附實驗，考察了pH、染料初始濃度、接觸時間和溫度對吸附性能的影響，結(jié)果表明，pH、染料初始濃度、接觸時間和溫度對吸附性能都有較大影響，采用紅外光譜和掃描電子顯微鏡對南瓜子粉進行分析，結(jié)果表明， 胺化南瓜子粉表面存在氨基和羧基官能團，胺化南瓜子粉具有不規(guī)則的多孔表面，并通過脫附實驗，探討了吸附劑再生的可行性，解吸效率為93.5%，胺化南瓜子粉是一種很有潛力的吸附劑[49]。

5 南瓜子殼

南瓜子殼約占南瓜子質(zhì)量分數(shù)的60%，南瓜子殼中有大量膳食纖維，功能特性良好，具有緩解糖尿病患者和高血壓患者病情的作用，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)加工中南瓜子殼多被遺棄，造成資源浪費。 近年來，國內(nèi)學者對葵花子殼、秸稈、蘋果渣等原料纖維素提取的研究較廣泛， 但對南瓜子殼纖維素相關(guān)研究較少。 張珍林以南瓜子殼為原材料，研究了南瓜子殼膳食纖維餅干， 最優(yōu)加工參數(shù)：300 ℃下烘烤3~5 min，南瓜子殼粉4%、含糖量25%、含水量12%、含油量30%（均為質(zhì)量分數(shù)）， 結(jié)果顯示產(chǎn)品狀態(tài)完整，不易形成碎渣[50]；魏登等以南瓜子殼為原料，采用硫酸水解法制備南瓜子殼納米纖維素，以南瓜子殼纖維素提取率為指標，以酸解溫度、硫酸質(zhì)量分數(shù)、酸解時間和料液比為單因素，考察各因素對南瓜子殼納米纖維素提取的影響，在此基礎(chǔ)上設(shè)計正交實驗優(yōu)化南瓜子殼納米纖維素提取的最佳工藝，結(jié)果表明：酸解溫度45 ℃，硫酸質(zhì)量分數(shù)62%，酸解時間 110 min，料液比 12 g∶1 mL 時，南瓜子殼納米纖維素提取率為30.10%[51]。

活性炭在化學、制藥和食品工業(yè)中起著重要的作用[52]，近年來，已有從南瓜子殼中制備低成本活性炭的研究。Demiral 等以南瓜子殼等農(nóng)林廢棄物為原料，ZnCl2為活化劑制備活性炭，并探討了活性炭的孔結(jié)構(gòu)、表面化學性和吸附性能等性質(zhì)，根據(jù)實驗結(jié)果，南瓜子殼是生產(chǎn)活性炭的合適原料[53]；該團隊還以南瓜子殼為原料，H3PO4為活化劑制備活性炭，研究了浸漬速率和活化溫度的影響， 實驗結(jié)果表明，活化溫度和浸漬速率對活性炭的孔結(jié)構(gòu)有顯著影響，南瓜子殼是工業(yè)化生產(chǎn)活性炭的可替代原料[54]。

6 展 望

國外市場上，南瓜子主要作為果仁產(chǎn)品的加工原料，消費需求的變化對整個南瓜子產(chǎn)業(yè)有較大影響。 而在國內(nèi)，南瓜子加工則以炒貨為主，加工技術(shù)簡單，產(chǎn)品附加值較低，并且產(chǎn)品類別單一，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展不均衡，產(chǎn)業(yè)鏈短，南瓜子深加工產(chǎn)品少，技術(shù)薄弱， 大量南瓜副產(chǎn)物無利用的問題越來越嚴重。 在南瓜中，南瓜子與南瓜皮肉質(zhì)量比為1∶9，新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團每年100 多萬噸富有營養(yǎng)的南瓜果肉沒有得到有效利用[55]，僅少部分用于飼料，大部分直接丟棄于田地中，不僅導致資源浪費，同時還造成了嚴重的環(huán)境污染。 目前，南瓜粉產(chǎn)品尚處于開發(fā)利用的起步階段，其產(chǎn)品的品質(zhì)評價方法和標準尚未統(tǒng)一，涉及的評價指標亦不夠全面，沒有從感官、理化、營養(yǎng)與功能、貯藏與安全性等方面建立較為完善的南瓜粉品質(zhì)評價體系， 對南瓜粉結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與功能的關(guān)系還需不斷明晰。

隨著消費者保健意識的增強，人們對藥食同源性食品的開發(fā)利用不斷深化。 目前，市面上已有了一些新型南瓜營養(yǎng)健康食品，例如加工工藝較為簡單的南瓜子油產(chǎn)品、 中等深度加工的南瓜子精華素，以及高端的南瓜子肽等產(chǎn)品[56]。 因此，不斷開發(fā)新的加工技術(shù)，使其物盡其用，對拓展南瓜子產(chǎn)品市場，并實現(xiàn)南瓜子原料資源的充分利用均有重要意義， 今后可將研究重點放在南瓜子的藥理作用、保健功效及臨床應(yīng)用等方面，為開發(fā)南瓜子保健產(chǎn)品奠定理論基礎(chǔ)。 南瓜子將在藥品、食品及保健品領(lǐng)域具有廣泛的發(fā)展空間和應(yīng)用前景。