果蔬副產(chǎn)品的應(yīng)用及加工技術(shù)

李雅潔 張仁堂

隨著我國(guó)果蔬加工業(yè)的迅速發(fā)展，果蔬加工副產(chǎn)物隨之增多，廢棄物污染也越來(lái)越嚴(yán)重。果蔬加工副產(chǎn)物含有多種有效成分，對(duì)其加以有效利用可提高果蔬的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本文介紹了果蔬加工副產(chǎn)品的現(xiàn)狀，分析了果蔬加工副產(chǎn)物的主要應(yīng)用方向，最后提出了合理利用果蔬加工副產(chǎn)品的各種加工技術(shù)。

一、果蔬副產(chǎn)品加工現(xiàn)狀

水果和蔬菜由于具有高度易腐爛的特點(diǎn)，損失率一直居高不下。有研究指出，水果和蔬菜中的50%是副產(chǎn)品，包括果皮、果核、果渣、未成熟或受損的水果和蔬菜。劉松毅等對(duì)北京市某農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)的垃圾做了調(diào)研，其中大部分為果蔬垃圾，通常占垃圾總量的90%以上，其pH較低（4.46），含水量高（81.71%），還含有各種營(yíng)養(yǎng)元素，因此容易腐敗變質(zhì)。

隨著果蔬發(fā)展的規(guī)?；蜕a(chǎn)集約化，果蔬種植基地的面積和產(chǎn)量逐漸增加，果蔬副產(chǎn)物也隨之增加，若不及時(shí)進(jìn)行合理利用，不僅會(huì)造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，還會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成污染。就蔬菜渣而言，大多數(shù)屬于高纖維、低蛋白、高含水量物質(zhì)，如果處理不當(dāng)，造成堆積，在高溫雨季極易發(fā)生腐爛變質(zhì)，傳播疾病。此外，在有害微生物的作用下，還會(huì)產(chǎn)生大量的熱量和化合物，對(duì)內(nèi)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。

果蔬加工副產(chǎn)物中的活性成分眾多，主要由水、有機(jī)物質(zhì)和礦質(zhì)元素組成，包括膳食纖維、果膠、類(lèi)黃酮、脂肪酸等。表1為馬鈴薯、番茄、蘋(píng)果三種果蔬副產(chǎn)物中含有的活性成分及其含量。對(duì)果蔬的副產(chǎn)物加以回收利用，既可以有效提高現(xiàn)代農(nóng)產(chǎn)品的工業(yè)附加值，增加農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，又可以消除污染，保護(hù)環(huán)境。

二、果蔬副產(chǎn)品的應(yīng)用方向

1.環(huán)保包裝。塑料因其成本低、易于加工、方便和形式多樣，被廣泛用作食品包裝材料。但傳統(tǒng)塑料包裝材料難降解，易對(duì)環(huán)境造成污染，近年來(lái)社會(huì)各界對(duì)用環(huán)保包裝材料替代塑料包裝的呼聲不斷提高，可持續(xù)性的生物塑料材料應(yīng)運(yùn)而生。在這方面，果蔬副產(chǎn)品生產(chǎn)的生物聚合物，既可作為合成塑料聚合物的替代品，又可作為增值功能包裝膜和涂層。生物聚合物包裝膜無(wú)毒，可以延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期、降低水活性、增加抗氧化能力、延遲酶褐變，因其廉價(jià)、環(huán)保，已經(jīng)受到越來(lái)越多的關(guān)注。圖1展示了果實(shí)加工副產(chǎn)物在食品包裝中的應(yīng)用過(guò)程。

2.加工面粉。蔬果廢棄物中含有多種對(duì)人類(lèi)健康有益的成分，如膳食纖維、酚類(lèi)、花青素、類(lèi)胡蘿卜素等生物活性化合物，可以將這些副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為配料用于加工面粉。此類(lèi)面粉中含有豐富的膳食纖維和植物化學(xué)物質(zhì)，可以降低患冠心病、中風(fēng)、高血壓、糖尿病、胃腸道疾病等慢性疾病的風(fēng)險(xiǎn)。表2是六種果蔬的果渣中含有的膳食纖維及其占比。

3.食品抗氧化劑?？寡趸瘎┦侵改芊乐够蜓泳徥称费趸?，提高食品的穩(wěn)定性和延長(zhǎng)貯存期的食品添加劑。蘋(píng)果渣營(yíng)養(yǎng)豐畜，含有許多物理、化學(xué)物質(zhì)，可用于果泥生產(chǎn)，既避免了食物氧化，還可以保存和提高食品質(zhì)量。圖2展現(xiàn)了13個(gè)品種蘋(píng)果的抗氧化能力。

此外，石榴籽和通過(guò)花蜜沉淀獲得的沉淀物是花青素的良好來(lái)源，其抗氧化活性非常高；在Sarkar和Kaul的研究中，發(fā)現(xiàn)番茄皮的抗氧化活性和多酚總含量比番茄籽高；葡萄籽是多酚的良好來(lái)源，含有兒茶素、花青素、二苯乙烯和白藜蘆醇等，它們具有抗氧化、抗腫瘤、抗菌、抗衰老、抗肝臟毒性和抗炎等功能。圖3展示了用果蔬廢棄物生產(chǎn)的抗氧化薄膜對(duì)食品外觀的影響。

圖3：用果蔬廢棄物生產(chǎn)的抗氧化薄膜對(duì)食品外觀的影響

三、果蔬副產(chǎn)品的加工技術(shù)

1.傳統(tǒng)技術(shù)。利用傳統(tǒng)的提取方法可以從果蔬的副產(chǎn)品中獲得生物活性和增值化合物。最常用的提取方法是通過(guò)浸泡、煮沸、加熱、過(guò)濾等方法，從果蔬廢棄物中提取，由于延長(zhǎng)了加熱時(shí)間，可能會(huì)導(dǎo)致有價(jià)值的化合物發(fā)生熱分解。總的來(lái)看，傳統(tǒng)的提取方法存在加工時(shí)間長(zhǎng)、能量高、溶劑要求高、效率低等缺點(diǎn)。

2.超臨界流體技術(shù)。超臨界流體技術(shù)是從自然資源中提取生物活性化合物的有效技術(shù)，它可以克服現(xiàn)有提取技術(shù)的諸多限制，通過(guò)溶劑控制獲得具有溫度和壓力的特定生物活性化合物。當(dāng)加壓或超臨界流體進(jìn)入樣品基質(zhì)細(xì)胞時(shí)，植物細(xì)胞膜會(huì)發(fā)生擴(kuò)張和損傷，從而更好地傳質(zhì)。之后，生物活性化合物會(huì)溶解在吸收的溶劑中，將其轉(zhuǎn)移到細(xì)胞表面和溶劑中即可進(jìn)行分離。該方法的優(yōu)點(diǎn)是提取時(shí)間短、溶劑安全和環(huán)保、無(wú)溶劑殘留，適用于提取對(duì)熱敏感、非氧化或降解的化合物，如精油。

3.超聲波輔助提取技術(shù)。超聲波提取是利用超聲波產(chǎn)生的空化、振動(dòng)、粉碎、攪拌等綜合效應(yīng)，通過(guò)破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，增加溶劑通過(guò)率，提高抽提效率和縮短加工時(shí)間，達(dá)到高效、快速提取細(xì)胞有效物質(zhì)的目的。超聲波提取不會(huì)對(duì)提取物的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，不會(huì)降低生物活性，相較傳統(tǒng)的提取方法，具有速度快、提取率高、溫度低、節(jié)約溶劑等特點(diǎn)，適用于提取絕大多數(shù)的有效成分。

綜上，隨著果蔬產(chǎn)量的增加，果蔬廢棄物也在迅速增加，為了實(shí)現(xiàn)果蔬加工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，最大程度地減少浪費(fèi)，高效利用資源，必須對(duì)這些廢棄物加以合理利用。通過(guò)利用傳統(tǒng)提取技術(shù)、超臨界流體技術(shù)、超聲波輔助提取技術(shù)等，可以提取出果蔬廢棄物中的有益化合物，用于環(huán)保包裝、加工面粉、食品抗氧化劑等，既能消除農(nóng)業(yè)污染，又能變廢為寶。未來(lái)，尋找低投入、低能耗、高效能的果蔬副產(chǎn)物加工技術(shù)是企業(yè)需要重點(diǎn)關(guān)注的方向。