櫻桃加工副產物的研究進展

劉 陸，周 濤，吳 澎*，喬玉雙

（1.山東農業大學食品科學與工程學院，山東 泰安 271018；2.山東農業大學園藝科學與工程學院，山東 泰安 271018；3.泰安技師學院，山東 泰安 271000）

櫻桃（Prunus aviumL.）為薔薇科多年生木本植物，大抵可以分為4 個種類，即中國櫻桃、毛櫻桃、歐洲甜櫻桃以及歐洲酸櫻桃[1]。櫻桃是非呼吸躍變性水果，采后仍進行著旺盛的呼吸作用[2]，再加上櫻桃皮薄、果肉軟爛多汁[3]，在貯藏、運輸、銷售過程中易破損腐爛，嚴重影響銷售。所以對于果肉發生破損的櫻桃，如何降低其造成的經濟損失值得研究。

目前市面上涌現的櫻桃深加工制品多以利用櫻桃果肉為主，如櫻桃汁、櫻桃果醬、櫻桃酒等，這些產品的加工產生了大量的果渣。本文就櫻桃加工過程所產生副產物中營養物質的提取與利用進行了綜述，并針對相關問題進行了討論，旨在為今后櫻桃副產物資源的開發與利用提供理論依據。

1 櫻桃葉

櫻桃葉，味辛苦、性溫、無毒，具有溫胃、健脾、止血和解毒的功效，還能緩解胃寒食積、腹瀉、吐血、瘡毒等癥狀[4]。有研究發現櫻桃葉的水煎液不僅能治療高血壓、高血糖[5-6]、痛經[7]等疾病，還可以制作解酒護肝茶[8]、治療慢性胃炎的中藥制劑等[9]；櫻桃葉還是一種天然的防腐劑，具有一定的抗菌能力[10]。

1.1 櫻桃葉的營養成分

櫻桃葉中含有豐富的多糖、黃酮類化合物[11-12]等物質。現階段已有關于櫻桃葉中多糖提取及生物活性的相關研究。植物來源的多糖類化合物有調節免疫[13]、抗腫瘤活性以及降血糖、降血脂和抗氧化等功能活性[14]。目前對于櫻桃葉中黃酮類化合物的提取方法及含量、結構等有較多研究。植物來源的黃酮類化合物具有抗氧化、抗癌、抗炎、抗菌、抑制身體機能紊亂、治療神經系統疾病等作用[15-16]。

1.2 櫻桃葉功能性物質的提取

1.2.1 櫻桃葉多糖

（1）櫻桃葉多糖的提取

植物多糖是由一個或多個單糖殘基以不同比例的α-糖苷鍵或β-糖苷鍵的形式存在的一類天然大分子化合物[17]。常見的多糖提取有熱水提取法、水提醇沉法、超濾膜分離法、酶解法、超聲波輔助提取法、微波輔助提取法等[18]。現階段對于櫻桃葉中多糖提取方法的研究較少，現見于文獻的只有水提醇沉法。

水提醇沉法是利用多糖的結構特性；多糖中含有較多的羥基，而羥基遇水會形成氫鍵而使其溶出；且多糖與醇類不易形成氫鍵，加入乙醇可使多糖沉淀，因此，可利用水提醇法提取多糖。水提醇法操作簡單、成本低、污染小。劉德勝等[19]先將櫻桃葉進行預處理，磨碎，經石油醚、乙醇脫脂、脫色、脫雜，風干使其呈粉末后，進一步確定了櫻桃葉多糖的最佳提取工藝，即水浸提時間1 h，料液比1∶4，以95%的乙醇于4 ℃醇沉12 h。此條件下櫻桃葉多糖得率為29.7 mg/g。

目前對于櫻桃葉多糖產量化開發的瓶頸是提取方法的改進，現有的提取方法很難達到產量化、規模化且兼顧成本低，這些是今后的關注點。

（2）櫻桃葉多糖的生物活性

櫻桃葉多糖具有抗氧化性，主要表現在對自由基的清除作用上[20]。劉德勝等[21]以大鼠為實驗對象，通過體外實驗研究了櫻桃葉多糖對羥自由基、超氧負離子自由基和有機自由基的清除作用。結果表明櫻桃葉多糖對自由基的清除能力為羥自由基高于有機自由基，并遠遠超過對超氧負離子自由基的清除能力。櫻桃葉多糖對不同類型的自由基清除效果不同，且從天然植物中提取的多糖通常毒性較低[22]，這也為定向開發具有抗氧化功效的櫻桃產品提供了理論依據。

1.2.2 櫻桃葉總黃酮

（1）櫻桃葉總黃酮的提取

現階段關于櫻桃葉總黃酮提取有超臨界CO2萃取法、超聲波輔助提取法、微波輔助提取法、有機溶劑提取法，各類方法的優缺點及效果對比見表1（見下頁）。

由表1 可知，提取櫻桃葉中黃酮的最佳方法為微波輔助提取法，但微波輔助提取法在工業上大規模生產受到成本限制。水提法是傳統的提取黃酮方法，采用水提法提取黃酮成本低且污染較小，但是此法由于提取時間的延長勢必會造成黃酮損失，從而導致效率較低。因此在之后的研究中可以考慮將兩種提取方法聯用，在保證提取效率的同時降低生產成本。

表1 櫻桃葉黃酮類化合物的提取方法Table 1 Extraction method of flavonoids in cherry leaves

（2）櫻桃葉總黃酮的生物活性

櫻桃葉黃酮具有很強的體外抗氧化活性。王垣芳等[25]從三個方面探究了櫻桃葉中黃酮的體外抗氧化性，證明了櫻桃葉中的黃酮對羥自由基、超氧負離子自由基的清除率分別為85.67%和72.45%，并且對羥自由基的清除能力優于維生素C；證明了櫻桃葉黃酮對H2O2誘發小鼠紅細胞氧化溶血的抑制率強于維生素C，當終質量濃度達到30 μg/mL 時，其抑制率可達79.82%；櫻桃葉黃酮對肝脂質過氧化反應的抑制作用與維生素C 接近，當終質量濃度達到30 μg/mL 時，其抑制率為75.54%。

黃酮類化合物在人體不能直接合成，只能從食品中獲得，因此如何從櫻桃葉中提取純度高、活性強的天然黃酮成分，并進一步將其加工成功能型保健食品、藥品、食品添加劑等是今后關注的重點。

2 櫻桃核

櫻桃核具有益氣固精、健脾和胃、解毒、治療麻疹誘發的不暢等功效[31]。用櫻桃核制成的枕頭還被用來與傳統中藥聯用，以增加對慢性腎臟病和高血壓病人的臨床治療效果[32-33]。櫻桃核還可以被當成原料開發天然纖維基復合材料[34]。

2.1 櫻桃核的營養成分

有研究表明櫻桃核的主要成分有總糖、蛋白質、脂質、維生素C 等[35]，從食品與醫藥行業的角度來看，櫻桃核的開發具有較大的潛力。苦杏仁苷廣泛存在于薔薇科屬植物中，且藥理價值豐富故被廣泛運用與醫藥行業[36-37]，但現階段關于櫻桃核中蛋白、苦杏仁苷的提取研究較少。

2.2 櫻桃核蛋白質

2.2.1 櫻桃核蛋白質的提取

蛋白質是一種復雜的含氮有機化合物，根據蛋白質的來源不同可以分為植物來源蛋白、微生物來源蛋白和動物來源蛋白。長期攝入動物來源蛋白會罹患一些疾病，如高血壓、心臟病等，但蛋白質是人體不可或缺的營養物質，植物蛋白來源廣泛，且相比于動物蛋白更容易消化吸收[38]。

不同來源的蛋白質具有不同的理化性質，所以在選擇合適的提取方法時通常需要考慮到其對蛋白質理化性質的影響。目前關于櫻桃核蛋白的提取方法有有機溶劑提取法、堿溶酸沉法[39]。

（1）堿溶酸沉法

堿溶酸沉法的原理是利用弱堿性水溶液浸泡脫脂后的目標分析物，將其中的可溶性蛋白質萃取出來，然后將一定量的鹽酸水溶液加入已溶解出的蛋白液中，調節其pH 值到蛋白質的等電點，從而使樣品中大部分蛋白質沉析下來。堿溶酸沉法提取的蛋白質易因堿液濃度過高而引起美拉德反應，從而影響蛋白質的營養價值。

冉軍艦等[40]以脫脂的櫻桃核粉為原料，采用堿溶酸沉法提取櫻桃仁中的蛋白質，通過實驗確定了櫻桃仁中蛋白質的最佳提取條件，即pH 值9.5、浸提時間40 min、溫度40 ℃、料液比1∶15，此條件下蛋白質的提取率為28.15%。Kasapolu 等[41]以酸櫻桃核為原料，用同樣的方法對櫻桃核蛋白進行提取，得到的最適提取條件為pH 值8.5、料液比1∶10、提取時間1 h，在此條件下蛋白質得率為63.8%。

（2）有機溶劑提取法

有機溶劑法是一種常用的提取方法，此法不僅可以高效去除雜質，且可以直接從完整的植物細胞中提取目標蛋白質。王春玲[42]以脫脂櫻桃仁粕為原料，研究得到最優提取條件為浸提溫度50 ℃、浸提時間80 min、浸提2次、提取液為65%乙醇、料液比1∶7，此條件下濃縮蛋白質的得率為73.4%。

2.2.2 櫻桃核蛋白質的開發

（1）櫻桃核蛋白質定量分析

不同的蛋白質中氨基酸的構成比例及方式不一樣，定量分析櫻桃核中蛋白質含量有助于對櫻桃核蛋白質的進一步開發。王姝[43]對櫻桃核蛋白質中氨基酸種類及構成進行了分析，她通過實驗發現，櫻桃核中含有18 種氨基酸，包括亮氨酸、異亮氨酸、賴氨酸等在內的8 種必需氨基酸，其中質量分數最高的是谷氨酸（6.68%）。谷氨酸作為哺乳動物中樞神經系統中最重要的興奮性神經遞質，近年來在醫學上常被用來研究對于一些神經類疾病如抑郁癥、阿茲海默癥、強迫癥等的治療；而在食品行業，谷氨酸則常被用來制作味精[44-46]。

（2）櫻桃蛋白質抗氧化多肽的制備

酶法多肽是一種用生物酶催化蛋白質降解獲得的生物活性多肽。張媛媛等[47]采用響應面優化超聲波輔助酶解法制備櫻桃核抗氧化多肽，并以制備的抗氧化多肽對羥自由基的清除力為評價標準，確定了酶解制備抗氧化多肽的最佳工藝為5%的櫻桃核蛋白液在超聲波功率170 W、30 ℃下預處理20 min 后，再在pH=7 條件下加入堿性蛋白酶和胃蛋白酶（1∶1）4 500 U/g 協同酶解，酶解溫度50 ℃、酶解時間120 min，在此條件下，櫻桃核酶解多肽的羥自由基清除率為51.98%。

2.3 櫻桃核苦杏仁苷

苦杏仁苷又名苦杏仁甙，其結構由2 分子葡萄糖和1 分子的杏仁腈聯結而成。Feng 等[48]采用毛細電泳法測得櫻桃核中苦杏仁苷的含量約為2.045 mg/g。

2.3.1 櫻桃核苦杏仁苷的提取

目前天然植物中苦杏仁苷的提取有水提取法、乙醇提取法、超聲輔助提取法、閃式提取法和超臨界CO2流體萃取法等[49]。

關于櫻桃中苦杏仁苷提取的相關文獻較少，但苦杏仁苷廣泛存在于薔薇科植物的種子中。已有的關于櫻桃核中苦杏仁苷的提取常用的是乙醇提取法。苦杏仁苷易溶于水、甲醇、乙醇等溶劑，故可以利用溶劑提取法將其從植物體中提取出來[50]。陳德昌等[51]利用乙醇提法對山櫻桃核中的苦杏仁苷進行提取，將櫻桃核樣品去殼后得到櫻桃仁，烘干、粉碎并進行脫脂處理，將樣品粉碎后加入95%乙醇溶液進行回流提取，過濾除雜后濃縮濾液，向得到的濃縮濾液中加入乙醚萃取可以得到淡黃色的顆粒結晶，經過驗證得到的結晶即為苦杏仁苷。

2.3.2 櫻桃核苦杏仁苷的生理作用

苦杏仁苷具有止咳、抗炎、鎮痛和抗腫瘤等許多生理作用，但其作用的機制還存在爭議（見下頁圖1）[52-53]，如對苦杏仁苷的抗癌機理還缺乏更為詳細的研究[54]，且使用苦杏仁苷類藥物治療癌癥、咳嗽、炎癥等疾病時，因其通過經體內代謝后生成的氫氰酸為有毒物質，在體內蓄積到一定程度后會對人體產生毒副作用，但苦杏仁苷本身無毒，理化性質不活潑，它引起中毒的原因是由于其在酶或酸的作用下釋放出具有揮發性的氫氰酸[55]，所以在開發苦杏仁苷時應進一步探究去毒方式。

圖1 苦杏仁苷的生理作用Fig.1 Physiological effects of amygdalin

3 櫻桃渣

在櫻桃深加工過程中會產生大量的殘渣，這些殘渣包括皮渣、果肉、果梗、以及櫻桃果酒在陳釀過程中產生的酒泥沉淀等。櫻桃渣可以被用來制作櫻桃果醋、櫻桃白蘭地酒，不僅如此因櫻桃渣中富含豐富的蛋白質，還可以被用來開發蛋白飼料[56]。櫻桃渣的提取物具有很強的抗氧化性，用櫻桃渣制成的粉末可以用于充當天然添加劑，添加至乳制品內以增加它的貯藏時間[57]。

3.1 櫻桃渣的營養成分

櫻桃渣中含有豐富的功能性成分，如天然色素、膳食纖維、多酚、有機酸等。目前已有對于櫻桃酒渣中膳食纖維提取的相關研究，膳食纖維被譽為人類“第七大營養素”，具有調節血糖、降血脂、促進消化系統運作等生理功能[58-59]。

3.2 櫻桃渣膳食纖維

3.2.1 櫻桃渣膳食纖維的提取

膳食纖維根據溶解性質可將膳食纖維分為不溶性膳食纖維和水溶性膳食纖維。因水溶性膳食纖維溶解性與黏度特性優于不溶性膳食纖維，因此，其在食品行業的運用范圍更廣[60]。目前對于櫻桃渣膳食纖維的提取已有化學法和酶提取法。

（1）化學法

化學法是將樣品預處理后，采用酸、堿等溶劑進行浸提從而得到膳食纖維的一種方法。化學法是一種較為常見的提取方法，同樣也廣泛應用在工業中提取膳食纖維，但用此法提取的纖維顏色不佳且純度較低，膳食纖維的結構易遭到破壞。張啟月等[61]以櫻桃酒渣為原料，采用化學法，用檸檬酸溶劑提取水溶性膳食纖維，得到的最佳提取工藝為料液比1∶60.8、檸檬酸溶液濃度5.2 g/100 mL、溶解溫度73 ℃、溶解時間75 min、乙醇體積分數95%、醇沉溫度4 ℃、醇沉時間12 h。

（2）酶提取法

酶提取法是利用淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、半纖維素等，水解去除樣品中的淀粉和蛋白質物質，從而使得膳食纖維游離出來的一種化學方法。酶提取法所提取的膳食纖維具有純度大、效率高的特點，但所消耗的成本較高。張啟月等[61]采用酶提取法對櫻桃酒渣中的膳食纖維進行提取，通過實驗確定了最佳提取工藝為料液比1∶20、pH值5.4、纖維素酶體積分數7%、在55 ℃酶解1 h；隨后用0.3%木瓜蛋白酶在55 ℃溫度下酶解30 min，再用體積分數為95%乙醇溶液，在4 ℃下醇沉12 h。

通過查閱資料發現，化學與酶結合法提取膳食纖維，使得提取的膳食纖維效率與品質更高，同樣也適用于工業生產。

3.2.2 櫻桃渣膳食纖維的應用

近年來對膳食纖維研究重點越來越多的放在了與人類健康的關系上，如何將加工處理過的膳食纖維添加至食品成為研究主流。目前膳食纖維在食品中的應用，主要體現在三個方面，即面食制品、流體食品和肉制品[62]。

（1）在面食制品中的應用

膳食纖維能使面團形成均勻穩定的網絡結構[63]。Xu 等[64]將從富有抗氧化性的果蔬中提取的膳食纖維添加至面包面團內，結果發現添加這種膳食纖維的面團在硬度和體積方面都有明顯的改變，可見，它對于面團的流變學特性、品質、感官等方面都起到了正面影響。

（2）在流體食品中的應用

膳食纖維具有良好的吸水性與持水性，有利于促進凝膠形成和結構穩定。Angela 等[65]將葡萄酒渣中的膳食纖維提取并添加至酸奶中，結果發現酸奶的耐貯性與營養價值上都有明顯的提高。

（3）在肉制品中的應用

肉制品添加膳食纖維，有助于提高肉制品的耐貯性和品質[66]。雷激等[67]將檸檬膳食纖維添加至午餐肉中結果發現，檸檬膳食纖維的加入可以有效降低午餐肉中亞硝酸鹽的殘留量。

目前關于櫻桃渣膳食纖維的利用較少，但對其的合理開發，可以實現變廢為寶，創造更大的經濟價值。

4 展望

近些年隨著人們對于櫻桃需求的逐步增大，櫻桃種植面積增大，產量劇增，對櫻桃的副產物的開發尤為必要，且純天然提取物制成的產品一直是熱點開發趨勢。本文對櫻桃副產物中部分功能性物質的提取與應用做出了綜述，通過梳理文獻發現存在以下不足：目前對于櫻桃副產物中功能性成分的提取是為了產生更大的經濟效益，但對于副產物往往只提取一次，如果能實現反復利用，從中多次提取功能性物質，則可以創造更大的價值；另外要實現工業化生產，現有的技術還存在一定的難度，這也需要開發更多的提取方法，可將兩種或多種方法聯用，從而達到降低生產成本的目的，這些都可作為未來對于櫻桃副產物開發與綜合利用的研究重點。