花生精深加工研究進展

張明振，張京良，叢曉飛，付慧彥，劉 霞

（1.乳山市華隆生物科技股份有限公司，山東 威海 264500；2.威海市花生精深加工技術創新中心，山東 威海 264500；3.中國海洋大學醫藥學院，山東 青島 266003；4.乳山市科學技術學會，山東 威海 264599；5.華?。ㄈ樯剑?食品工業有限公司，山東 威海 264500）

花生是我國的主要油料作物之一，據統計2021年我國花生產量達1 820 萬t，同比增長1.15%，占全球花生產量的35.95%，居世界首位。當前國內花生主要用于榨油和花生休閑食品的初加工?；ㄉ庸み^程中產生大量的花生粕、花生秧、花生殼、花生紅衣等副產物，富含蛋白、多糖、纖維等營養成分。國內對這些副產物的應用及深層開發雖有一定的研究基礎，但距產業化應用還有較大的差距。由此導致大量副產物的堆積與丟棄，造成資源的浪費與環境的污染。對當前國內花生精深加工研究進展進行綜述，總結了花生加工技術現狀與存在問題，展望了發展方向，以期為實現花生資源的綜合利用提供參考。

1 花生粕

花生粕是花生加工主要副產物，蛋白含量40%～50%，花生粕中含有蛋白質、糖類、黃酮類、三萜類等多種物質，主要用作飼料，少數用于食品，深加工不足[1]。目前，對其精深加工主要集中在提取制備花生蛋白、花生肽、花生多糖等方面[2]。

1.1 提取花生蛋白

利用花生粕制備花生蛋白是當前花生精深加工的主要方向。利用花生粕制備花生蛋白的主要工藝有超聲輔助提取[3]、浸出法[4]、堿溶酸沉[5]、醇提法[6]等，工藝技術和產業化水平都已比較成熟。

鹽溶法是利用氯化鈉溶液提取花生蛋白的一種新方法，陳勝兵等人[7]利用鹽溶法提取花生蛋白并對提取工藝進行了優化，獲得最佳提取條件為料液比1∶19，NaCl 濃度0.17 mol/L，浸提溫度58 ℃，浸提時間42 min，pH 值9.86，此條件下花生粕蛋白提取率達到39.33%。該方法原料來源范圍廣、價格廉價、可行性高。

1.1.1 花生蛋白的物理功能特性

花生蛋白包含清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白等，理化和功能特性等對后期的開發與應用有重要的影響。王穎佳等人[8]對花生蛋白及其組分乳化性質進行了研究，發現堿性條件下與花生蛋白及球蛋白組分相比，伴球蛋白的乳化活性指數更高。劉巖等人[9]對花生球蛋白和伴球蛋白的功能特性進行了深入的研究，發現花生球蛋白比伴球蛋白熱穩定性高。而伴球蛋白的乳化活性、起泡能力和熱凝膠特性都要優于花生球蛋白。Wang Q[10]研究發現花生球蛋白、伴花生球蛋白質量分數低于6%時，凝膠性差。為16%時伴花生球蛋白具有最好的膠凝性。李婷等人[11]分級提取花生清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白，并分別研究了4 種蛋白的理化、功能特性。發現球蛋白的持水性最好，清蛋白的持油性、乳化性和乳化穩定性相對較好。

雖然花生蛋白具有一定的凝膠性、乳化性等蛋白特性，但其整體蛋白特性相比大豆較差。為了進一步改善花生蛋白的特性，可對花生蛋白進行改性處理，常用的改性方法有物理法、化學法和酶法等，Zhu Y D 等人[12]利用葡萄糖酸內酯對花生蛋白溶液進行酸處理，發現至少40 min 可形成蛋白凝膠。李響等人[13]利用擠壓膨化、酶法和擠壓協同酶解3 種方法分別對花生蛋白進行改性處理，發現擠壓協同酶法處理后的花生蛋白溶解性、乳化性和起泡性顯著提高。Guo Y 等人[14]將TG 酶與高溫高壓蒸煮結合制備花生豆腐并研究其凝膠特性，發現添加0.75 mg/g 的TG 酶可明顯改善豆腐的質地，致密性增加。關家樂等人[15]通過雙螺桿擠壓機對花生蛋白進行改性生產高水分組織化花生蛋白，獲得最優擠壓工藝為擠壓溫度150 ℃，螺桿轉速260 r/min，含水量65%，喂料速度9 kg/h，冷卻溫度45 ℃。

目前，國內對花生蛋白改性研究有一定基礎，但實際應用及產業化不足，如在凝膠性方面，對花生蛋白分子亞基水平熱聚集及膠凝機理等方面的研究還不夠深入。也是目前花生蛋白在食品方面應用受限制的主要原因之一。

1.1.2 花生蛋白的營養特性

花生蛋白與其他植物源蛋白相比，具有易消化、氨基酸種類齊全等優點，含有人體必需的8 種氨基酸。但其氨基酸含量組成不均衡，如賴氨酸、蘇氨酸、含硫氨酸含量低[16]，從營養角度來講，花生蛋白營養是相對缺陷的，也是限制花生蛋白在食品、營養保健品等領域應用的主要原因之一。因此，當前花生蛋白在飼料及食品中的應用也大多與其他蛋白復配使用，以彌補氨基酸的不均衡。

花生蛋白與花生水解蛋白氨基酸組成見表1。

表1 花生蛋白與花生水解蛋白氨基酸組成 / mg·g-1

綜上所述，與目前使用領域廣闊的大豆蛋白相比，花生蛋白在其蛋白營養性、加工適應性上有諸多不足。要實現花生蛋白更廣范圍領域的應用，將是首先需要解決的問題，也是下一步科研主要研究的方向之一。

1.2 花生肽

花生肽是基于花生蛋白的進一步深度加工利用?；ㄉ木呖寡趸?、降血壓、抗菌、抗疲勞、抗凝血、醒酒等功能活性[17]。

截至目前，國內對花生肽的制備研究比較充分，主要有酶解法和發酵法?；ㄉ闹苽浼夹g及產業化水平已相對成熟。當前，國內對花生肽的研究主要集中在特定功能活性肽的制備研究上，即通過控制制備工藝條件的改變而獲得具有某種目標特定功能的花生肽。江晨等人[18]優化了超聲波輔助酶解制備花生抗菌肽的工藝并獲得最佳條件為底物質量分數10.9%，初始pH 值8.3，加酶量26.6 U/L，超聲波功率210 W，超聲波頻率28 kHz，反應體系溫度48 ℃，反應時間40 min。該條件下獲得的花生肽對枯草芽孢桿菌、大腸桿菌和米曲霉抑菌率顯示出良好的抗菌性。唐金鑫等人[19]則通過優化獲得了利用花生粕制備α - 淀粉酶抑制肽的最佳工藝，在超聲功率150 W 下30 min，料液比1∶20（g∶mL），酶添加量5 000 U/g，酶解時間2 h 的條件下獲得的多肽對α - 淀粉酶抑制率為50.62%。李晨等人[20]則研究制備了花生肽與鋅離子螯合物并優化了制備條件。孫曉靜等人[21]利用花生粕制備呈味肽，為拓展花生肽的應用范圍提供了理論基礎。

綜上所述，花生蛋白氨基酸的組成決定了其營養的不全面性，但特定的氨基酸序列卻使得其顯示出不同的特定生理活性。因此，特定生理活性花生肽的制備將是花生蛋白精深加工及應用方面的主要方向。

1.3 花生多糖

花生多糖是花生粕中第二大營養組分，其可溶性總糖含量為32.5%?；ㄉ嗵蔷哂性鰪娒庖吡?、抗氧化、降血壓等多種生理活性。當前花生多糖的制備方法主要有發酵法、酶法、酸堿提取法及超聲輔助提取法等方法[22]。

武金霞等人[23]利用發酵法制備提取制備花生多糖，并對其抗氧化活性進行了研究，發現0.50 g/L 花生多糖能顯著提高果蠅的總抗氧化力，延長果蠅的最高壽命。劉輝等人[24]利用酶法對花生多糖提取工藝進行了優化，獲得最佳提取條件為pH 值5.0，酶解時間6 h，料液比1∶20，加酶量為酸性蛋白酶10%，木瓜蛋白酶8%。在此條件下花生多糖提取率為10.06%。閻欲曉等人[25]利用超聲波對酶解后的花生粕進行處理，獲得的多糖提取率提高了57.47%。其他的提取方法如酸堿提取法也有較多的研究，但該方法產業化環境污染嚴重，多見于早期的研究。

從目前的研究來看，國內對花生多糖的研究并不充分，尤其是近幾年的研究相對較少，該產品一直沒有形成工業化生產，主要與現有制備方法得率低、分離純化難等有關；另一方面，對于花生多糖的功能研究相對較少，其復雜的多糖結構也導致其構效關系及功能機制缺乏進一步的研究，限制了花生多糖的產業化進程。將是未來花生多糖研究與發展所面臨的主要課題。

2 花生秧

花生秧是花生種植的主要副產物，其粗蛋白質含量、各營養成分及能量價值的降解率顯著高于水稻秸稈、玉米秸稈和小麥秸稈，且適口性好[26]。因此，飼料化利用是當前花生秧精深加工實現再次利用的主要方向，對促進禽畜營養物質吸收、調節腸道菌群等具有積極的作用[27]。屬于比較基礎的循環利用，伴隨對花生秧研究的深入，一些研究轉向對花生莖葉活性物質成分的提取上來。李磊等人[28]利用花生莖葉提取異甘草素，并通過研究證實了其對小鼠促進睡眠和提高學習記憶能力具有顯著的影響，且異甘草素無神經毒性，不會損傷小鼠的認知和記憶力。焦昆鵬等人[29]利用花生莖葉提取黃酮，并獲得其優化條件為在乙醇體積分數49%，料液比1∶10，提取溫度67 ℃條件下提取2.4 h，黃酮提取率可達（37.32±0.12） mg/g。同時對質量濃度為500 μg/mL時的花生莖葉黃酮抗氧化能力進行了研究。其對DPPH 自由基和羥自由基的清除活性分別達到了83.2%和99.9%，證實了其具有較好的抗氧化活性。鉏曉艷等人[30]則優化了利用花生莖葉提取多糖的工藝，在提取條件為NaOH 溶液濃度0.75 mol/L，料液比1∶12.00（g∶mL），反應時間3.00 h，堿提后繼續以50 kGy 劑量輻照，350 MPa 超高壓處理下，獲得的花生莖葉多糖提取率可達（6.08±0.27） %。同時證實所提取的花生莖葉多糖具有較高的抗氧化活性。另外，還有相關研究利用花生莖葉提取生物堿、降血壓等生物活性成分。

花生秧年產量巨大，無論在動物飼料應用還是在生物活性物質提取上并沒有實現花生秧的完全開發。尤其是在生物活性物質提取產業化上，還面臨著技術、設備、成本等諸多問題。未來花生秧其特有的助眠及抗氧化活性成分將是未來深加工的研究方向之一。

3 花生殼

花生殼是花生加工過程中的主要副產物之一，花生殼含有大量的粗纖維（65.7%～79.3%），少量的蛋白質（4.8%） 及其他如脂肪、淀粉、還原糖、礦物質等組分，同時含有一些如β - 谷甾醇、胡蘿卜素、多酚、木糖等生物活性成分[31]。目前，中國年產花生殼約520 萬t，當前主要應用在農業肥料、飼料、食品、復合材料及活性炭等領域，且已有一定的產業化及市場應用基礎[32]。當前國內外對花生殼的深加工研究也集中在了生物活性物質提取與應用等高附加值的開發研究上。

3.1 花生殼膳食纖維

膳食纖維被稱為人體第七大營養物質，具有降低患癌風險、調理腸胃、降低膽固醇、預防心腦血管疾病等諸多生理活性。伴隨健康飲食觀念的深入，膳食纖維也得到越來越多的關注與應用。花生殼富含纖維且價格低廉易得，是理想的膳食纖維原料來源。

酶法制備是制備花生殼膳食纖維的一種常用的制備方法，王磊等人[33]利用蒸汽爆破與酶解耦合（SEE）制備花生殼可溶性膳食纖維，在壓力為0.6 MPa，保壓時間4 min，加酶量4.0%，酶解時間8 min，溫度50 ℃，pH 值4.0 條件下可溶性膳食纖維提取率達到34.5%。王瑞等人[34]通過酶解法，在pH 值6.0，溫度60 ℃條件下，酶解時間180 min，花生殼膳食纖維提取得率為74.82%。于濱[35]則通過發酵利用綠色木霉降解花生殼制備膳食纖維，在溫度 33 ℃下，接種量設定5.3%，發酵時間127 h，獲得可溶性膳食纖維含量達19.49%。

當前利用花生殼制備膳食纖維的方法還有水提法、酸法、超聲輔助法提取等[36]，但各種提取方法獲得的提取率、純度還有待進一步提升，對未來在食品、保健品及藥品中應用至關重要。隨著工業生產效率及工業生產環境要求的不斷提升，高效、環保的酶法在花生殼制備膳食纖維領域將會得到更多的重視與發展。

3.2 花生殼多酚

多酚是一種天然的抗氧化劑，具有清除自由基、延緩衰老、預防心腦血管疾病等多種生理活性?；ㄉ鷼ぶ泻胸S富的多酚類活性成分，成熟的花生殼中的含量為3.34%～7.13%[37]。楊慧等人[38]利用超高壓技術提取花生殼多酚，并獲得最佳工藝條件為乙醇體積分數70%，料液比1∶28，超高壓壓力320 MPa，提取時間7.2 min，在此條件下多酚得率為4.283%。劉志祥等人[39]以花生殼為原料，采用纖維素酶，利用響應面法，對酶輔助提取花生殼多酚類化合物的工藝進行優化。獲得最佳提取工藝為pH 值5.2，加酶量8.8 mg/g，酶解溫度51 ℃，酶解時間2.4 h，在此工藝條件下多酚提取量為6.887 mg/g。研究發現，花生殼多酚具有突出的抗氧化活性，其對1,1 - 二聯苯基- 2 - 苦肼自由基（DPPH·）、羥自由基（·OH）、超氧陰離子自由基（O2-·） 清除率要顯著高于茶多酚[40]，是一種理想的天然抗氧化劑。未來在食品、醫藥行業將會有廣泛的應用。因此，提高產業化水平、降低生產成本是實現產業及市場應用所亟需解決的問題。

3.3 花生殼木糖

木糖具有低熱、穩定等特性，并具有調節腸道菌群、提高免疫力、促進鈣吸收等生理活性。當前在利用花生殼制備木糖方面，已有初步的研究，制備方法大都以酸法或堿法水解為主。

李明華等人[41]以酸水解法利用花生殼制備木糖，獲得最佳制備工藝條件為花生殼粒度40 目，硫酸質量分數為2.1%，水解溫度為121.5 ℃，水解時間為5 h，在此條件下木糖產率達10.12%。許曉燕等人[42]以花生殼為原料，在以堿法提取木糖后對其進行酶解制備低聚木糖，確定了最佳酶解條件為50 ℃，pH值4.8，加酶量2%，攪拌速度80 r/min，反應時間24 h，低聚木糖得率達到81.2%。武秋穎[43]提取制備花生木糖后通過薄層層析（TLC）、紅外光譜和核磁共振氫譜3 種分析手段相結合，對花生殼木聚糖糖基組成和糖鏈結構進行了研究，結果表明，花生殼木聚糖是以吡喃型β - 糖苷鍵連接木糖為主鏈，含有阿拉伯糖側鏈、葡萄糖醛酸側鏈和乙?；鶄孺湹木厶?。并酶解制備低聚木糖，通過凝膠層析純化分析，得到水解液主要成分為木二糖和木三糖，木二糖純化得率為45%，木三糖純化得率為13%。

當前對花生殼木糖的制備研究相對較少，對其結構研究也有待進一步深入，但當前研究已經證實了利用花生殼制備木糖的可行性，伴隨技術研究的推進，利用花生殼制備木糖也是花生殼實現高附加值綜合利用的方向之一。

3.4 花生殼白藜蘆醇

白藜蘆醇是在植物中發現的一種芪類活性物質，是天然的植物抗毒素之一，具有抗氧化、保護肝臟、抑制癌細胞增殖等生物活性。研究發現，在花生根、莖、花、果殼、種衣等均含白藜蘆醇，其中花生殼含量可達0.299 6 g/kg[44]。

孫慧等人[45]利用醇提法提取白藜蘆醇，并獲得最佳工藝為乙醇體積分數62%，提取溫度41 ℃，提取時間91 min，料液比1∶20（g∶mL）。韋金雙等人[46]利用花生殼提取制備白藜蘆醇后，對其對DPPH 自由基、羥自由基和超氧自由基的清除能力及還原能力進行了研究，發現花生殼白藜蘆醇具有顯著的體外抗氧化活性，且其對小鼠具有常壓耐氧作用。高強等人[47]采用超聲輔助提取花生殼中白藜蘆醇后研究了人工胃腸液對白藜蘆醇活性的影響，發現白藜蘆醇在胃液不降解而在腸液中降解。

當前國內白藜蘆醇的提取制備主要集中在虎杖和葡萄等植物中，而花生殼資源充足、成本低，因此利用花生殼制備白藜蘆醇未來空間廣闊，但要實現產業化首先需要攻關解決的是花生殼白藜蘆醇高效制備及分離純化關鍵技術。

目前，也有相關的研究利用花生殼提取花生素、菲汀、花青素等其他活性物質，在國內花生殼生物活性物質提取研究方面已有一定的基礎，但在產業產業化與市場應用方面還不夠成熟，與設備技術要求、產業化技術水平、加工生產成本及市場應用有關。因此，加深對花生殼活性物質制備產業化關鍵技術攻關研究，推進產業化進程，對實現花生殼綜合利用、提高產品附加值至關重要。

4 花生紅衣

花生紅衣是花生加工過程主要副產物之一，當前少數用作動物飼料及制藥外，大部分被丟棄，造成資源的浪費和環境污染?；ㄉt衣中含有大量的原花青素，其具有顯著的抗氧化、抗癌、改善血糖水平、抑菌等生物活性[48]。

呂筱等人[49]以花生紅衣為原料提取原花青素，并對工藝進行了優化，獲得最佳工藝為乙醇體積分數70%，超聲溫度30 ℃，超聲時間17.5 min，提取次數3 次，料液比1∶16（g∶mL），得率為（7.82±0.02） %。并證實其具有顯著的抗氧化活性。黃武等人[50]對花生原花青素純化工藝進行了研究，得出最優純化條件，大孔樹脂最佳型號為D4020，得出最佳純化條件為上樣流速1 mL/min，上樣質量濃度1.5 mg/mL，洗脫液為40%乙醇，洗脫流速1 mL/min，最終所得花青素純度達（97.35±1.58） %。為提高原花青素得率，胡江波等人[51]利用超聲輔助纖維素酶法提取花生紅衣原花青素，并獲得最優條件為纖維素酶添加量0.3%，料液比1∶20（g∶mL），提取時間40 min，提取溫度55 ℃，在此條件下原花青素得率為10.97%。并通過研究證實其具有較強的自由基清除能力。

花生紅衣原花青素是良好的功能食品、保健食品原料，應用前景廣闊。當前我國對原花青素的研究主要集中于葡萄籽。與葡萄籽相比，花生紅衣提取的原花青素具有更優的功能特性。當前對于花生紅衣原花青素的結構、功能活性機理、量效構效關系、安全性評價等方面研究尚不充分，致使市場應用較少，將是下一步的主要研究及發展方向。

5 結語

綜上所述，我國對花生綜合開發利用上有一定的基礎，如在花生蛋白、花生肽開發上，已經實現了一定規模的產業化與市場化。但在花生秧、花生殼、花生紅衣等開發利用上，雖有相關的研究，但在應用化研究及產業化實現上還有相當長的路要走。花生作為我國的主要油料作物之一，每年所產生的大量的加工副產物是寶貴的資源，因此對花生進行深加工研究，推進深加工產業進程，實現傳統花生加工廢棄物循環利用，打造綠色低碳花生產業，對帶動花生種植的增收、促進鄉村振興的發展具有重要的意義。