蘋果渣的利用研究現狀

曲映紅，王建中

（上海海洋大學，上海 201306）

蘋果渣的利用研究現狀

曲映紅，王建中

（上海海洋大學，上海 201306）

蘋果渣是蘋果汁生產中的廢棄物，具有較高的營養和利用價值。本文綜述了蘋果渣利用的研究進展，特別是果渣中果肉的分離與神經酰胺、科羅索酸等高附加值活性成分的提取利用，以期為提高蘋果綜合利用率、開發蘋果渣的潛在價值提供參考。

蘋果渣；果肉分離；神經酰胺；科羅索酸；多酚

蘋果是世界第二大水果[1,2]，全球種植面積約500萬hm2，年總產量超過6000萬t。這些蘋果中，71%用于鮮食；20%加工成高附加值產品，其中有65%被加工成各種蘋果汁、蘋果酒、蘋果泥、蘋果醬及蘋果干制品。在蘋果汁的加工過程中，蘋果壓榨分離果汁后產生大量蘋果渣（Pomace）。在亞洲，中國每年大約500萬t蘋果用于生產蘋果汁，約產生100多萬t蘋果渣[3]；印度每年500多萬t蘋果用于生產蘋果汁，約產生130萬t蘋果渣[4]；日本每年產蘋果約78萬t，10%～20%用于加工各種蘋果產品，其中約90%加工成蘋果汁，產生蘋果渣約1.4萬t[5]。

對于大規模的蘋果汁加工業，一般蘋果渣的產量為蘋果的25%。蘋果渣目前尚無有效的利用途徑與技術，一般被傾倒到農田。由于不受控制的發酵和250～300g/kg的化學耗氧量（COD），加重了環境污染，而且蘋果渣在自然界的生物降解也需大量的生物耗氧量（BOD）[6]，因此蘋果渣的科學處理是一個普遍性需要解決的問題。蘋果渣含有大量的水分，且容易發酵，若隨意處置，將會對空氣與地下水造成污染。而且蘋果渣數量巨大，安全有效地處理蘋果渣，預防環境污染成了非常重要的課題。

1 國內蘋果渣的利用現狀

蘋果渣是新鮮蘋果經破碎壓榨提汁后的剩余物，主要由果皮、果核和殘余果肉組成，含有可溶性糖、維生素、礦物質及纖維素等豐富的營養物質，是良好的飼料資源。經測定在蘋果渣中，果皮果肉占96.2%，果籽占3.1%，果梗占0.7%，具體營養成分見表1（見下頁）。

綜合近年來各國對蘋果渣開發利用的途徑大致可以歸納如下：（1）傳統的利用：食品、飼料、肥料；（2）發酵：氫氣、甲醇、乙醇、葡萄糖、醋酸、乳酸、生物材料；（3）綜合利用：果膠、低聚果膠、高吸水材料。

由于蘋果渣水分含量高，極易發酵污染環境，蛋白質含量又低，雖然有許多開發研究報告，但國內外蘋果渣產業化利用的極少。在我國，近年來正在探討的與果蔬加工相關的國家公益行業（農業）專項共10項，其中《大宗水果加工副產物與殘次果綜合利用技術研究與示范》，以蘋果、柑橘等為代表，從食品加工、功能成分提取、資源循環利用三種途徑進行加工副產品（皮渣）綜合利用技術研究[7]，但蘋果渣的綜合利用技術尚未有突破性進展。

表1 蘋果渣的主要成分

2 蘋果渣中果肉分離的研究

蘋果渣一般是作為蘋果汁生產的副產物整體加以利用的，有研究報道果皮和果肉成分及其功能的不同[8,9]，但目前實際生產上還不能有效分離蘋果渣中的果皮和果肉。上海熙可食品科技公司已公開的發明專利敘述了從蘋果渣中分離蘋果果肉的方法[10]。壓榨后的蘋果渣在弱酸性維生素C水溶液中，富含果膠的蘋果果肉快速溶脹，變得十分松軟；蘋果皮韌性很強，果核較為堅實，二者不受維生素C水溶液的影響。據此，可將蘋果果肉與果皮、果核分離，得到蘋果果肉混懸液，用于加工蘋果果肉飲料或蘋果醬。

3 蘋果渣中的主要功能性成分

蘋果渣中的提取物主要有多酚、多糖、果膠、膳食纖維等，多酚和多糖的抗氧化性、果膠和膳食纖維對腸道的有益作用已有較多研究，神經酰胺、科羅索酸等功能性成分的研究也漸漸引起關注。

3.1 神經酰胺

神經酰胺（Ceramide）是一種廣泛存在于真核生物細胞中的信號傳導物質，作為一種鞘脂類以細胞膜的結構組成成分或胞內自由分子形式存在，它與細胞的增殖、分化、凋亡、細胞周期抑制等都有關系[11,12]。近年來相關研究發現，神經酰胺在皮膚護理中起活性因子作用，具有保濕、防護、修復損傷等重要功效[13]，無論是涂布還是口服，均有效果，因此已成為一種重要的化妝品成分。此外，神經酰胺還有提高免疫力、緩和過敏性皮炎、抗腫瘤等功效[14,15]。神經酰胺曾經主要提取自牛腦組織，但由于瘋牛病可能帶來的污染，從植物中提取神經酰胺就成為安全與經濟的途徑。神經酰胺由長鏈鞘氨醇通過酰胺鍵與脂肪酸共價結合而成，其中鞘氨醇和脂肪酸的碳鏈長度、不飽和度及羥基數目都是可變化的。蘋果渣中提取的神經酰胺結構如圖1所示。

圖1 神經酰胺結構圖

神經酰胺價格昂貴，在日本，2006年神經酰胺的市場規模已達到12～16億日元。根據公開的2004年日本北海道農業研究成果情報，農副產品中廣泛存在神經酰胺，干品的含量在0.01-0.94mg/g，其中以蘋果渣中的含量最高[16]，見圖 2。

在神經酰胺的提取工藝過程中，甾醇糖苷的存在使神經酰胺的提純變得困難，在上述試樣中含有0.01～0.87mg/g的甾醇糖苷。蘋果渣中神經酰胺與甾醇糖苷的含量比為1.09。對神經酰胺的提純而言，甾醇糖苷的含量比例越低越有利。

3.2 蘋果渣中的科羅索酸等三萜酸類化合物

科羅索酸是熊果酸的同分異構物，近代藥理學研究發現，科羅索酸通過參與和促進葡萄糖的轉運來促進細胞對葡萄糖的吸收和利用，從而起到降血糖的功效?？屏_索酸對葡萄糖轉運的興奮作用類似于胰島素，因此，科羅索酸也被稱為植物胰島素[21]。此外，科羅索酸還具有多種重要的生物活性，如抗肥胖、消炎、抗氧化應激及抗腫瘤等[18]。已有研究證明科羅索酸具有細胞毒性，能夠降低腫瘤細胞存活率，誘導腫瘤細胞凋亡[22]。在體外試驗中，科羅索酸不僅能抑制神經膠質瘤細胞與骨肉瘤細胞的增殖，對子宮癌細胞及胃癌細胞也有效。在最新的研究中，科羅索酸與抗癌藥并用，明顯提高了抗癌藥的療效[19]。

蘋果皮中富含三萜酸類化合物[17]，主要是科羅索酸、熊果酸、齊墩果酸、烏蘇酸。其中科羅索酸近年來受到高度重視。在我國，科羅索酸等三萜酸類化合物目前主要從大葉紫薇及枇杷葉中提取[18-20]。有報道說，蘋果渣是羅索酸廉價且極豐富的來源。

3.3 蘋果多酚

蘋果多酚是蘋果渣綜合利用的主要體現。國內外一般的研究認為，蘋果多酚具有抗菌、消炎、抗突變、降壓、清熱解毒、鎮靜、利尿等功效；在抗氧化、抗腫瘤、抑制脂肪酶等方面也有顯著功效；能抗衰老、增強機體的免疫力。

蘋果多酚在國內已大量生產，目前主要從未成熟蘋果中提取，因為未成熟蘋果中的多酚含量是成熟蘋果的10多倍[24]。因此，蘋果渣中多酚的提取，要與神經酰胺、科羅索酸等高價值的功效成分結合在一起做綜合利用的研究。

4 展望

蘋果渣資源豐富，成本低，用途廣，可用于生產飼料、膳食纖維，也可發酵生產檸檬酸、酒精、蘋果醋、蛋白飼料，還可用于提取果膠、天然香料等，但除飼料生產技術較為成熟外，其他應用還未達到產業化的要求[25,26]。從蘋果渣的利用現狀來說，無論是經濟上還是技術上目前的研究都是遠遠不夠的；結合蘋果渣中高附加值的功能性成分的開發，是相關研究進一步的目標。

[1]崔家升,李曉萍.世界蘋果種植概況與我國蘋果生產前景展望[J].北方果樹,2012,4∶1-3.

[2]馮娟娟,劉軍弟,霍學喜.世界主要落葉水果主產國生產與貿易預測分析[J].北方園藝,2014,4∶195-202.

[3]楊杰,沙立勛,辛力.2012-2013年中國蘋果市場調研分析[J].落葉果樹,2013,45(3)∶01-05.

[4]Manoj mahawar.Utility ofapple pomace as a substrate for various products∶A review[J].Food and Bioproducts Processing,2012,90∶597-605.

[5]Kaushal NK.Effect of stages of apple pomace collection and treatment on physio-chemical and sensory Qualities of pomace leather[J].J.Food Sci.Technol.,2002,39(4)∶388-393.

[6]單楊.果蔬貯藏與加工學科的現狀與發展 [A].2012-2013食品科學技術學科發展報告 [R].北京∶中國科學技術出版社,2014∶152-166.

[7]王巖,裴世春,王存堂,等.蘋果果皮、果肉多酚含量測定及抗氧化能力研究[J].食品研究與開發,2015,36(15)∶135-140.

[8]李潔,郭玉蓉,賈豐,等.蘋果果皮和果肉多糖的組成及抗氧化活性比較[J].食品與發酵工業,2016,42(7)∶1-3,27.

[9]朱演銘,王磊,唐征,等.蘋果壓榨后蘋果果肉的分離方法及果肉的應用[J].中國,2014,01(10)∶22-25.

[10]COLOMBINI M.Membrane channels formed by ceramide[J].Handb Exp Pharmacol,2013,15(1)∶109-126．

[11]HANNUN Y A．Functions of ceramide in coordinating cellular responses tostress[J].Science,1996,274∶1855-1859．

[12]Kessner D,Ruettinger A,Kiselev MA,et al.Properties of ceramides and their impact on the stratum corneum structure.Part 2∶stratum corneum lipid model systems[J].Skin Pharmacol Physiol,2008,21(2)∶58-74．

[13]Futerman AH,Riezman H.The ins and outs of sphingolipid synthesis[J].Trends Cell Biol,2005,15(6)∶312-8.

[14]Henry B,Ziobro R,Becker K,et al.Acid sphingomyelinase[J].Handb Exp Pharmacol,2013,(215)∶77-88.

[15]Xiangjiu He,Rui Hai liu.Triterpenoids isolated from apples have potent antiproliferative activity and may be partially responsible for apples anticancer activity[J],J.Agric.Food Chem.,2007,55∶4366-4370.

[16]Lee MK,Ahn Y M,Lee K R,et al.Development of a validated liquid chromatographic method for the quality control of Prunellae Spica∶Determination of triterpenic acids[J].Analytica Chimica Acta,2009,633(2)∶271-277.

[17]李海艷,凌昌全.科羅索酸的研究進展[J].中華中醫藥學刊,2011,29(11)∶2422-2423.

[18]Kim YK,Yoon SK,Ryu SY.Cytotoxic triterpenes from stem bark of Physocarpus intetmedius[J].Planta Med,2000,66(5)∶485-486．

[19]林國榮,沈高揚,吳錦程.大孔吸附樹脂分離枇杷葉科羅索酸的研究[J].中國農學通報,2014,30(28)∶133-138.

[20]林江瀟,黃娟,袁玲,等.枇杷葉中科羅素酸的分離純化及其抗腫瘤活性研究[J].海峽藥學,2014,26(8)∶25-28.

[21]乜蘭春,孫建設.蘋果果實酚類物質含量與果實苦澀關系的研究[J].園藝學報,2005,32(5)∶778-782.

[22]石勇.蘋果渣的開發利用[J].農產品加工,2011,9∶30.

[23]馬艷萍,馬惠玲,徐娟.蘋果渣研究新進展[J].西北林學院學報,2006,21(5)∶160-164.

Utilization Research of Apple Pomace

QUYing-hong,WANGJian-zhong
(Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China)

Apple pomace is the waste in the production of apple juice,and it has a lot of nutrition and utilization value.This paper reviewd the research progress on the use of apple pomace,especially the separation of pulp and the exploitation of high value-added active ingredients such as ceramide,corosolic acid,etc.The research in this article would will provide a useful reference to improve the utilization ratio of apple and develop the potential value of apple pomace.

Apple pomace;separation of pulp;ceramide;corosolic acid;polyphenol

TS255.3

A

1008-1038(2017)11-0011-04

10.19590/j.cnki.1008-1038.2017.11.003

2017-07-19

曲映紅（1969—），女，副教授，研究方向為食品科學與工程