荸薺皮的資源化利用技術(shù)研究進(jìn)展

倪建偉，朱芬，雷朝亮

（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院/昆蟲(chóng)資源利用與害蟲(chóng)可持續(xù)治理湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢，430070）

荸薺皮的資源化利用技術(shù)研究進(jìn)展

倪建偉，朱芬，雷朝亮

（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院/昆蟲(chóng)資源利用與害蟲(chóng)可持續(xù)治理湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢，430070）

荸薺皮是荸薺加工后剩下的廢棄物，一部分被人們用作飼料，但大部分都作為廢棄物扔掉，將這些廢棄物加以利用，對(duì)增加荸薺附加值具有重要意義。對(duì)荸薺皮的相關(guān)利用技術(shù)研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，以期為荸薺皮的資源化利用提供基礎(chǔ)資料。

荸薺皮；資源化；提取技術(shù)

荸薺，又名馬蹄，在我國(guó)南方大部分地區(qū)都有栽培。荸薺是重要的中藥材之一，據(jù)《中藥大辭典》記載，荸薺性味甘、微寒、無(wú)毒，有溫中益氣，清熱開(kāi)胃，消食化痰之功效[1]。不僅如此，荸薺還富含人體需要的多種營(yíng)養(yǎng)成分，因而是人們喜愛(ài)的果蔬兼用食品。本文對(duì)從荸薺皮中提取果膠、果醋，抗氧化及清除自由基活性物質(zhì)，天然色素及抑菌物質(zhì)等相關(guān)技術(shù)研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，以期為荸薺皮的資源化利用提供基礎(chǔ)資料。

1 提取果膠、果醋，開(kāi)發(fā)果醋飲料

詹歌等[2]的研究表明，荸薺皮中果膠的酸法提取工藝為用0.81 mol/L鹽酸，液料比19.5∶1（mL∶g），78℃處理 1.53 h，在此條件下果膠的得率達(dá)到11.76%。在制備果醋方面，以烘干后保存的荸薺皮為原料，經(jīng)過(guò)加水打漿、糊化、液化、糖化、調(diào)配后，進(jìn)行酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵，制得荸薺皮果醋。酒精發(fā)酵最佳工藝條件為發(fā)酵溫度28℃，糖度14.5%，酵母接種量4%，發(fā)酵時(shí)間4 d；醋酸發(fā)酵的最佳工藝條件為接種量12%，初始酒度7%，發(fā)酵溫度32℃，發(fā)酵時(shí)間12 d，最后得到的果醋總酸達(dá)4.6 g/dL，產(chǎn)品具有荸薺特有的清香，酸味柔和，風(fēng)味濃厚[3]。另外，以蜂蜜、荸薺皮果醋、荸薺皮提取液和白砂糖等為原料，還可開(kāi)發(fā)出荸薺皮果醋飲料，其最佳配方為荸薺皮果醋13%，蔗糖10%，蜂蜜12%，荸薺皮提取液20%，100℃殺菌5 min[4]。

2 提取抗氧化及清除自由基活性物質(zhì)

采用70%丙酮溶液提取得到的紅棕色浸膏中多酚含量為3.31%（w/w，以干物質(zhì)計(jì)），具有一定的清除DPPH自由基的能力，其清除能力與提取物濃度之間表現(xiàn)為良好的劑量-效應(yīng)關(guān)系[5]。采用DPPH自由基法、鄰苯三酚自氧化法和水楊酸法分別表征荸薺皮多糖清除DPPH自由基（DPPH·）、超氧陰離子自由基（O2-·）和羥基自由基（·OH）的能力，結(jié)果顯示，脫蛋白和未脫蛋白荸薺皮多糖均具有清除自由基的活性，但該活性明顯低于茶多酚。脫蛋白多糖清除DPPH·的能力高于未脫蛋白多糖，其清除50% DPPH·的質(zhì)量濃度（EC50）分別為50.26，76.22 mg/L，兩種多糖清除·OH和O2-·的能力相當(dāng)[6]。

3 提取黃酮類化合物

有學(xué)者報(bào)道了微波提取荸薺皮中黃酮類化合物的工藝技術(shù)。在該工藝中，影響提取結(jié)果的主次因素為乙醇體積分?jǐn)?shù)>微波時(shí)間>固液比>微波功率。最佳提取工藝為微波功率200 W，時(shí)間4 min，乙醇體積分?jǐn)?shù)50%，固液比1∶25（W∶V，g∶mL）[7]。

高山等[8]采用Box-Benhnken設(shè)計(jì)并結(jié)合響應(yīng)面分析法對(duì)荸薺皮總黃酮的提取工藝進(jìn)行了優(yōu)化，建立了影響因素與總黃酮提取量之間的函數(shù)關(guān)系，確定荸薺皮總黃酮的最佳提取條件為乙醇體積分?jǐn)?shù)33.9%、提取溫度56.8℃、固液比1∶21.7（g∶mL）、提取時(shí)間90 min。驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果表明，荸薺皮總黃酮提取量平均達(dá)12.50 mg/mL，且重現(xiàn)性好。

4 提取抑菌物質(zhì)

將不同濃度的荸薺皮提取物（EETP）和山梨酸鉀、乳酸鏈球菌素添加到保鮮面團(tuán)進(jìn)行抗菌試驗(yàn)。結(jié)果表明，EETP添加量小于0.6%時(shí)，對(duì)產(chǎn)品的色澤、氣味和組織結(jié)構(gòu)幾乎沒(méi)有影響；EETP添加量為0.6%時(shí)，保鮮面團(tuán)品質(zhì)和保質(zhì)期都為最佳[9]。

最早提取抑菌物質(zhì)采用的是浸提法，浸提劑為乙酸/乙醇溶液，液固比為12∶1，浸提溫度為30～37℃，浸提時(shí)間為3～6 h，浸提1次的條件下制備的荸薺皮提取物，抑菌效果較好[10]。張全軍等[11]采用60目的荸薺皮粉碎物、65%的乙醇溶液 （料液比1∶10）、超聲波下作用45 min提取抑菌物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)提取物對(duì)細(xì)菌的抑制作用比苯甲酸鈉和山梨酸鉀好，但對(duì)酵母菌的抑制作用差。經(jīng)GC-MS鑒定，荸薺皮中主要含有甾醇類、有機(jī)酸類、酯類和黃酮類4類活性成分。

5 提取色素

荸薺皮色素適宜做酸性飲料及食品的著色劑，還可用于醫(yī)藥保健品和化妝品的著色劑，是一種用途廣泛、易于大量提取的天然色素。郭艷華[12]研究表明，乙醇是提取荸薺皮色素的最合適試劑，最佳條件為提取劑濃度50%，提取劑pH值1.00，提取溫度60℃。另外，常用食品添加劑蔗糖、檸檬酸、淀粉、葡萄糖對(duì)荸薺皮色素沒(méi)有明顯影響，而山梨酸鉀（濃度大于3.00 mg/mL）、抗壞血酸對(duì)該色素有一定的影響。荸薺皮色素具有一定的耐氧化性，因Fe3+和Mn2+對(duì)色素穩(wěn)定性影響較大，所以不能用鐵器來(lái)儲(chǔ)存、運(yùn)輸荸薺皮。荸薺皮在酸性條件下穩(wěn)定，堿性條件下不穩(wěn)定，耐熱性較強(qiáng)，但耐光性較差。

羅楊合等[13]采用超聲波輔助提取荸薺皮天然棕色素，最佳工藝條件為以50%的食用酒精為溶劑，料液比為1∶10（g∶mL），超聲頻率為20 kHz，超聲功率為80 W，70℃下超聲浸提40 min。其浸提率為22.79%，比常規(guī)浸提法提高了16.99%，且棕色素的性狀和結(jié)構(gòu)未被改變。

6 提取膳食纖維

魏丹[14]用4%氫氧化鈉，于40℃處理1 h，再過(guò)40目篩，不溶性膳食纖維的提取率為84.5%，且純度達(dá)到9.1%，得率為12.31%。

[1]蔡健.荸薺的營(yíng)養(yǎng)保健和加工利用[J].中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng)，2005（2）：40-42.

[2]詹歌，周興虎，屠康，等.荸薺皮中果膠的酸法提取工藝[J].食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào)，2010，29（6）：859-864.

[3]高志明，羅楊合，陳振林.液態(tài)表面發(fā)酵法生產(chǎn)荸薺皮果醋[J].中國(guó)調(diào)味品，2010，35（6）：82-85.

[4]高志明，羅楊合，陳振林，等.荸薺皮果醋飲料的開(kāi)發(fā)[J].中國(guó)釀造，2010，218（5）：164-166.

[5]賈冬英，曹冬冬，姚開(kāi).荸薺皮提取物對(duì)DPPH自由基清除活性[J].天然產(chǎn)物研究與開(kāi)發(fā)，2007，19（5）：745-747.

[6]李婕姝，賈冬英，姚開(kāi)，等.荸薺皮多糖體外清除自由基活性的研究[J].氨基酸和生物資源，2008，30（4）：7-9，20.

[7]韋學(xué)豐，羅楊合，鄧年方，等.荸薺皮中黃酮類化合物的微波提取工藝[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，48（4）：949-951.

[8]高山，胡平，龍世平.響應(yīng)面法優(yōu)化荸薺皮總黃酮的提取工藝[J].化學(xué)與生物工程，2010，27（12）：41-44.

[9]姚曉玲，曾瑩，宋衛(wèi)江.荸薺皮提取物在保鮮面團(tuán)中抗菌效果的研究[J].食品工業(yè)，2006（6）：18-20.

[10]曾瑩，向新柱.荸薺皮中抗菌物質(zhì)的提取條件研究[J].食品工業(yè)，2004（3）：30-31.

[11]張全軍，王澤南，王翠，等.超聲波提取荸薺皮抑菌物質(zhì)的工藝研究[J].食品與機(jī)械，2007，23（6）：59-61.

[12]郭艷華.荸薺皮色素的提取和穩(wěn)定性研究[J].食品科學(xué)，2004，25（12）：115-121.

[13]羅楊合，黃浩妍，韋飛梅，等.超聲波輔助提取荸薺皮天然棕色素的工藝研究[J].應(yīng)用化工，2008，37（9）：999-1 001，1 005.

[14]魏丹.荸薺果皮膳食纖維提取工藝的研究[D].合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2007.

Progress of Resource Utilization Technology ofEleocharis TuberosaPeel

NI Jianwei,ZHU Fen,LEI Chaoliang
(College of Plant Science and Technology,Huazhong Agricultural University/Key Laboratory of Insect Resource Utilization and Sustainable Pest Management of Huibei Province,Wuhan 430070)

The peel ofEleocharis tuberosawas a waste remained after process.Some of the peel was used as feed,but most was thrown away.Utilizing the peel is important to increase the added value ofE.tuberosaproducts.Progress of related utilization technology ofE.tuberosa peelwas summarized,providing basic data for its resource utilization.

Eleocharis tuberosapeel;Resource;Extraction techniques

10.3865/j.issn.1001-3547.2011.16.010

國(guó)家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目子課題（200903017-08）

倪建偉（1972-），男，碩士，研究方向?yàn)樯锒鄻有耘c資源利用，電話：13026306679，E-mail：hzaunjw@126.com

2011-07-11