枸杞酒發酵殘渣綜合利用可行性研究

黃麗梅，李銀塔，楊頂瓏，郭俊霞

1.威海海洋職業學院食品工程系（威海 264300）；2.中國科學院煙臺海岸帶研究所（煙臺 264003）；3.北京同仁堂（四川）健康藥業有限公司（成都 610000）

枸杞子為茄科枸杞屬（Lycium Linn）植物枸杞（Lycuim barbarumL.）的干燥成熟果實，屬于藥食兩用資源。作為傳統的名貴中藥材，在中國有幾千年的藥用歷史及食用歷史[1]。枸杞子具有養肝明目、補血潤肺等作用，將枸杞子加工成枸杞酒，因具有酒精度低、營養、保健等功能特征，頗受消費者歡迎。但釀酒過程中會產生大量皮渣，如以發酵法進行枸杞酒生產，枸杞皮渣占比20%～25%，其中很大一部分的發酵殘渣得不到有效利用，僅用作飼料、肥料甚至垃圾處理。

枸杞子發酵殘渣中含有大量枸杞皮、籽、果肉殘渣，失活的酵母菌體，以及枸杞子中不可溶于水和未完全溶出水的多種功效成分和營養成分，包括大量膳食纖維、色素、枸杞多糖[2]、甜菜堿、類胡蘿卜素[3]、黃酮類物質[4]等，具有較高的營養價值。若枸杞子發酵殘渣得到很好的利用，可在避免資源浪費的同時，減少環境污染，增加企業經濟效益。試驗對枸杞子發酵殘渣在枸杞粉制作、枸杞籽油生產和提取枸杞籽蛋白3個方面的可行性分析進行初步探討，以期增加枸杞酒產業鏈附加價值，為后續產品線的擴展與延伸提供支持。

1 利用枸杞子發酵殘渣生產枸杞粉

1.1 枸杞粉研究現狀

在中國，保健和養生的歷史源遠流長。特別是近年來以“藥食同源”為理論生產的各種保健品受到消費者青睞，保健食品成為消費新潮流。枸杞是傳統的補益藥材，許多功效與其免疫功能相關。枸杞多糖是枸杞主要的活性成分之一，主要有調節機體免疫功能[5-7]、增強記憶力、抗氧化、抗腫瘤[8]、降血糖血脂[9-11]等功能。

近年來，市場上一些“養胃”“減肥”“養生”的營養代餐粉甚為流行，因其方便快捷、營養成分易被人體吸收，越發受消費者追捧[12]。有學者以枸杞為原料生產枸杞粉的研究報道。于紅等[13]以植物乳桿菌發酵枸杞漿為研究對象，采用正交試驗對保護劑進行選擇和優化，研制出富含活性益生菌的發酵枸杞粉的工藝方法。張盛貴等[14]利用枸杞汁為原料，添加14.0%蔗糖、0.2%康甜素、0.5%檸檬酸進行調味，以噴霧干燥法制成枸杞粉。李琴等[15]將枸杞與山藥進行復合，添加6%白砂糖、0.3%檸檬酸進行調味，經冷凍干燥工藝制成山藥枸杞保健速溶粉這一以酸味為主略帶甜味，具有枸杞風味的產品。

試驗對枸杞子發酵殘渣中枸杞多糖含量進行檢測（按藥典方法）發現，發酵殘渣中枸杞多糖含量為42.61 mg/g，因此以枸杞子發酵殘渣生產枸杞粉，其營養價值及其可觀。由于枸杞子發酵殘渣中還原糖含量低，帶有發酵后殘留物的邪雜口感，失去枸杞子本身所具有的甜香風味，所以在產品路線上需要做調整。

以果蔬為原料制成的粉劑產品種類十分豐富。通常均選用淀粉含量較高的原料作為主料，并添加其他原料用以增強產品營養、改善產品口感。其口味調整時，最常用使用白砂糖、蔗糖等糖類進行調味，其調味效果明顯、口感舒適、安全性高。另外，用于改善風味的輔料還有奶粉[16]、植脂末[17]、豆奶粉[18]等。除了所述的各類調味原料可發揮調味作用外，添加一些具有特殊風味的食品原料也可達到調味目的。如南瓜、大棗、龍眼等還原糖較高的食品原料，將其作為調味原料與枸杞粉進行復合，也能達到壓制異味、優化口感的作用。因此，在枸杞粉配方調味研究中，可以選擇增添具有良好口感的食品原料以發揮主要調味作用，同時輔以一定糖類，增強口感，壓制異味。

1.2 枸杞粉制作工藝流程

發酵所得的枸杞子發酵殘渣，復配一定比例的水分，經打勻漿機打漿、過濾所得的枸杞果肉采用真空冷凍干燥的方式進行烘干，濾液采用噴霧干燥的方式進行烘干，輔以其他調味原料進行復配，得到枸杞粉。最大限度地保存枸杞原有的色香味形，以及枸杞中的枸杞多糖、維生素、蛋白等營養成分。具體的工藝流程如圖1所示。

圖1 枸杞粉生產工藝流程

1.3 前景展望

枸杞作為傳統的中藥材，其較高的醫療保健作用，逐漸被人們所了解。但由于鮮枸杞的保鮮時間短，傳統的烘干方法營養損失較大，且易造成污染，故采用新生產工藝方式生產營養成分損失小、安全、方便攜帶的新產品——枸杞粉，將越來越受到消費者青睞。大量藥理和臨床研究表明，枸杞粉中所含的枸杞多糖具有多種功能作用，這為枸杞藥物和功能食品的開發奠定理論基礎。特別是隨著人們生活水平的提高，由以治病為主向防病為主的觀念轉變，為功能食品的開發帶來良好機遇。功效明確的枸杞多糖類產品，符合新一代功能食品的要求。

2 枸杞籽油

2.1 枸杞籽油研究現狀

枸杞籽是枸杞酒加工后發酵殘渣中的主要副產物，占整粒的3%左右。枸杞籽中籽油的含油量為12%～17%[19]，其中含有大量不飽和脂肪酸、類胡蘿卜素、維生素E等生物活性物質，具有抗氧化、抗疲勞、降血糖和增強免疫力等生理功能，是非常優良的油料資源。此外，枸杞籽油中含有生物活性因子SOD[20]，可活化人體皮膚，增進細胞活力，促進新陳代謝，消除自由基，延緩皮膚衰老，減少黑色素的形成和沉積，從而達到養顏、祛斑、美白的功效。

枸杞籽油的提取方法主要有機械壓榨法[21]、溶劑法[22-24]、水酶法[25-26]、超聲輔助提取法[27-30]、微波輔助提取法[31-33]、超臨界流體萃取法[34]、亞臨界萃取法[35]。通過對提取方法的對比分析，機械壓榨法適合含油量較大的油料作物（例如花生）的油類提取，但采用機械壓榨法，不可避免壓榨過程中機械與原料的直接接觸及機械摩擦帶來的油溫升高而影響油品品質的結果，并且機械壓榨法具有耗能大，出油率低及需要過濾等缺點，而且未見有采用直接壓榨法生產枸杞籽油的報道[36]；溶劑法因其提取時間久，生產效率低，且會存在有機溶劑殘留的問題，故不適宜以保健油類為主旨的枸杞籽油的提取；水酶法因需要采用生物酶制劑，故成本較高；超聲和微波輔助提取法，需借助超聲波與微波提取設備，設備價格昂貴，增加企業生產成本；超臨界流體萃取技術以其溫度低、安全、環保等優點，近年來被廣大研究者廣泛用于油類的提取。

張佩等[37]采用超聲波輔助超臨界CO2提取枸杞籽油工藝條件研究表明，在超聲波處理溫度60 ℃、功率300 W、時間6 min條件下，枸杞籽油的出油率可達22.35%。馬曉燕等[38]采用超臨界CO2萃取技術提取枸杞籽油，最終在萃取壓力37.8 MPa、萃取溫度38.4 ℃條件下，提取時間為41 min，枸杞籽油得油率為21.66%，其中亞油酸含量達74.37%。徐延梅等[39]利用超臨界CO2萃取枸杞籽油，并對其脂肪酸成分進行分析，結果表明，枸杞籽油中亞油酸含量最高達67.8%。Li等[40]用氣質連用的方法對枸杞籽油中脂肪酸進行檢測，共檢測出21種脂肪酸，其中亞油酸含量最高，其次為油酸和棕櫚酸。研究表明[41]，以亞油酸為主的不飽和脂肪酸能有效降低血栓環中LDL顆粒數和LDL-膽固醇濃度，提高膽固醇在體內的代謝速度，對降血脂和抗動脈粥樣硬化具有積極療效。

2.2 枸杞籽油生產工藝流程

發酵所得枸杞殘渣，復配一定比例水分，經勻漿機打漿、過濾得枸杞籽，經烘干、篩選、除雜后，粉碎，裝料于萃取罐中，經超臨界CO2萃取，得到產物枸杞籽油，具體工藝流程如圖2所示。

圖2 枸杞籽油生產工藝流程圖

2.3 前景展望

枸杞籽是枸杞的精華所在，其籽油中含有大量的人體所需生物活性物質，為開發具有緩解體力疲勞、輔助降血脂、增強人體免疫力等功效的功能性保健品提供創新研發的油料來源。通過文獻[36]對比發現，與其他果實籽相比，枸杞籽中油脂含量不高，但油脂中有效成分含量較高，尤其是以油酸-亞油酸為主的不飽和脂肪酸，是對人體具有特殊生理功效的成分，為其他果實籽油所不能及。因此，以枸杞籽為原料，采用先進技術，調整工藝參數，生產枸杞籽油產品，對枸杞加工企業來講，是開辟枸杞殘渣綜合利用的新途徑，既節約能源、減少污染，又能延長產品鏈，增加經濟和社會效益，具有很高的開發價值和廣闊的市場前景。

3 枸杞籽蛋白

3.1 枸杞籽蛋白研究現狀

枸杞作為藥食同源、功效卓著的傳統中藥材，近年來得到廣泛關注與研究，國內對枸杞營養成分的研究多集中在枸杞多糖、黃酮類、甜菜堿、枸杞籽油及維生素等方面，對枸杞蛋白及其食品功能性的研究報道較少。枸杞籽粕作為枸杞籽油生產的副產物，利用率非常低，僅用于飼料或者直接丟棄，造成環境污染和資源極大浪費。寧夏枸杞中粗蛋白含量在10.6%左右，且含有豐富的氨基酸，其中游離氨基酸占比約50%。吳玉華等[42]對枸杞籽中蛋白的功能性進行研究，結果表明，枸杞籽粕中蛋白含量達24%～30%，具有極高利用價值。楊重暉等[43]對黑果枸杞蛋白進行提取和抗衰老活性研究，結果表明在pH 7，提取時間21 h，提取次數2次，料液比17∶1（mL/g）條件下，黑果枸杞蛋白的提取率為8.62%，并且具有延緩衰老的功效。

3.2 枸杞籽蛋白提取工藝流程

以萃取枸杞籽油后的萃余物為原料，調整料液比，采用傳統的堿提酸沉法提取枸杞蛋白。具體工藝流程見圖3。

圖3 枸杞籽蛋白生產工藝流程圖

3.3 前景展望

以超臨界CO2萃取枸杞籽油后得到的枸杞籽粕為原料，提取枸杞籽蛋白，因其蛋白中蛋氨酸為第一限制氨基酸，谷氨酸含量偏高，具有較高的利用價值，以此為基礎，開發蛋白新產品或生產食品添加劑，將具有良好的市場前景，還可增加枸杞的附加值，豐富市場上枸杞產品的多元性。

4 結語

根據在實驗室的小試結果，在原料充足的情況下，按照每年生產10個月，每月生產6個批次，每批次發酵4罐（每罐12.5 t）生產規模生產，擬年生產枸杞全粉80 t、枸杞籽油22 t、枸杞籽蛋白14.5 t，預計可實現銷售收入增收1億元。數據計算：年生產枸杞全粉量=13.3×6×10×9.58%=80 t；年生產枸杞籽油量=13.3×6×10×12%×22.98%=22 t；年生產枸杞籽蛋白量=13.3×6×10×12%×15%=14.5 t。式中，13.3表示白色每批次發酵所得濕皮渣量，t；6表示每個月共生產的批次數；10表示每年共發酵的月數；9.58%表示每批次發酵所得皮（烘干后）的比率；12%表示每批次發酵所得籽（烘干后）的比率；22.98%表示全籽得油率；15%表示全籽得蛋白率。

近年來，隨著枸杞酒產量不斷增加，產生的枸杞殘渣數量不斷增加，環保壓力日益嚴重。以功能性物質提取及先進技術手段為先導，充分利用枸杞殘渣中的有效成分，不僅可以解決枸杞酒加工企業資源浪費和環境污染的難題，還可延長枸杞酒產品生產鏈，提高產品附加值，實現產品多樣化發展，增加企業經濟效益，對枸杞酒加工企業的可持續發展也具有重要意義。