椰子副產物精深加工及高值利用研究進展

鄧寶華，李向陽，楊建振，何 鑫，錢 春，包 琪，楊 曄，解萬翠*

（1.江蘇蘇薩食品有限公司，江蘇 泰州 225324；2.青島科技大學海洋科學與生物工程學院，山東 青島 266042）

椰子（Cocos nucifera L.）屬棕櫚科椰子屬植物，具有豐富的營養和藥用價值，在亞洲通常被稱為“生命之樹”，是一種極具開發價值的熱帶經濟作物[1]。據聯合國糧食及農業組織報告，截至2021 年，全球椰子種植面積超過0.13 億hm2，總產量達6 152.04 萬t，中國椰子種植面積約4.7 萬hm2，總產量達30.62 萬t。海南省椰子的栽培面積占我國椰子總量的99%，是海南省重要的經濟作物之一[2]。據不完全統計，椰子主要由椰棕、椰殼、椰肉和椰子水組成，常用于生產椰子汁、椰子醬、椰蓉、食用椰子油、椰墊、椰衣纖維等產品，目前我國可直接用于生產和出售的椰子產品及其主要副產物達300 多種，具有極高的社會價值和經濟價值[3]。

在椰子加工過程中產生的椰子皮、椰油和椰渣占椰子總質量的40%～60%，是椰子加工過程中的主要副產物[1-2]。椰子副產物及其加工產品味道甘甜、營養豐富，具有抗氧化、抑菌、抗炎、抗高血壓、降血脂及降膽固醇等生理功能，是高值化食品配料開發的良好來源[4-6]。近年來，隨著我國椰子加工業的迅速發展，每年約產生15 萬t 的椰子加工副產物，但大部分未經有效利用而被當做廢棄物丟棄，造成巨大的環境污染及資源浪費，不利于椰子產業的良性發展。因此，充分研究椰子副產物的生物化學特性及應用現狀，實現椰子副產物資源的高值化開發，對提高椰子產品的附加值、社會效益及經濟效益具有重要意義。本文綜述了椰子皮、椰油及椰渣等椰子副產物的開發和高值化利用現狀，同時基于椰子副產物的特性和功能，分析了椰子植物基高值化食品配料開發的應用情況，最后對椰子副產物高值化及食品配料開發領域存在的問題和未來的發展趨勢進行了總結和展望，以期為我國椰子產業的深度開發和高值化利用提供借鑒和參考。

1 椰子副產物資源的開發利用途徑

椰子副產物富含多種化學成分和植物營養素，包括木質素、纖維素、膳食纖維、多酚、維生素和黃酮物質等，常用于制備椰油、膳食纖維粉、活性炭、椰殼工藝品等食品類或日用類產品，具有非常廣闊的應用前景[2]（見圖1）。

圖1 椰子副產物高值化利用現狀Fig.1 Current status of high value utilization of coconut by-products

1.1 椰子果皮

椰子果皮是一類數量極其豐富且廉價的生物質資源，由椰殼和椰衣纖維組成，在制備生物基肥料、燃料、工藝品、強化材料結構等領域應用廣泛[7]。秦潔等[8]以廢棄椰殼為材料，采用煅燒法制備具有生物活性的椰殼生物炭材料，發現其對亞甲基藍具有較高的吸附效率，并且在磁場干預下可較好地與溶液分離，易于回收。然而，目前椰果皮主要用于制作成床墊、地毯、人造板等低附加值產品，而利用高效的預處理和組分分離等手段將椰衣纖維中的纖維素、木質素等天然高分子聚合物分離，制備高附加值產品仍處在起步階段[4,9]。

研究表明，椰子皮具有抗氧化、抑菌和消炎等生理功效，這與其富含生物堿、多酚、單寧、酚酸和黃酮等活性功能成分有關[6-7]。Arivalagan 等[10]研究發現椰衣具有較強的抗氧化活性，其酸化的80%丙酮提取物用DPPH 法測得抗氧化能力為（476±35）μmol TE/g，ABTS 法測得還原能力為（1 176±46）μmol TE/g，且富含原兒茶酸和山奈酚等酚類化合物。Kendeson 等[11]采用牛津杯法測定椰殼提取物的抑菌活性，發現其對銅綠假單胞桿菌、白色念珠菌和新型隱球菌具有較強的抑制作用。Narayanankutty等[12]從新鮮椰子皮（CTOF）和干燥椰子皮（CTOD）中制備椰子油（CTO），并測試了從CTO 中分離出的多酚在脂多糖（LPS） 刺激的巨噬細胞中的抗炎特性。結果發現，CTOF和CTOD 的預處理有效減少了LPS 刺激的巨噬細胞的細胞因子釋放，CTO 多酚的抗炎特性可能通過TLR4 信號傳導抑制介導。

椰子皮中生物活性物質的提取技術主要有酸堿處理、超聲波輔助提取、微波輔助提取和高速均質提取等工藝[13]，選擇高效合適的提取工藝，對提高椰子果皮的應用價值至關重要。Arivalagan 等[10]發現溶劑酸化顯著增加了酚類化合物的提取量，其中使用酸化的溶劑比未酸化試劑提取的酚類化合物含量提高31.54%～69.54%，表明溶劑酸化是從椰衣中釋放酚類化合物的有效途徑。Rodiah 等[14]采用超聲輔助提取來提高椰衣中著色劑的得率，發現這種利用超聲波空化作用及熱效應的提取技術比浸漬提取提高1.27 倍。此外，將不同的提取技術結合，對椰殼和椰衣纖維進行同步提取是加快椰子果皮中的功能活性物質的釋放，促進椰子果皮高值化利用的有效手段。

1.2 原生態椰油

椰油是源于椰肉的植物性油脂，出油率達60%，富含酚類、月桂酸、中碳鏈脂肪酸甘油酯、維生素、阿魏酸和原兒茶素等功能活性物質，具有抑菌、消炎、抗氧化、降低膽固醇、防止動脈硬化、提高機體免疫力和預防肥胖等生理功效，是重要的保健食品和醫藥原料[5,15]。椰油具有細膩的口感和濃郁的椰香，常直接作為天然健康食物，或作為烹調油及新鮮面包的涂抹油等[16]。與其他食用油相比，原生態椰油更易消化吸收，可作人體的快速補充來源，特別適合具有消化障礙及腸胃虛弱人群使用[4]。

尹彩娜[17]通過給小鼠灌胃不同油脂和長期飼喂添加不同油脂的飼料，研究高脂情況下豬油與椰油對小鼠氧化應激及血脂代謝的影響，發現椰油能夠顯著減少機體負擔，對蛋白質、碳水化合物、脂質等的代謝耗能少，生成的脂質過氧化物較少，對血脂的影響較低。宋菲等[18]通過研究天然椰子油提取物對H2O2誘導的細胞氧化損傷的保護作用發現，天然椰子油可以抑制H2O2引起的細胞形態損傷，提高細胞存活率，還可以通過提高細胞總抗氧化能力，起到保護細胞氧化應激損傷的作用。此外，原生態椰油還可用于調節預制菜肴中的高酸度食物，并且可作為牛奶的替代品用于任何甜品制作，不僅具有獨特的椰香，也具有抗氧化、低脂和低熱量等健康功效[3]。汪金[19]以原生態椰油為原料制備零反式脂肪酸的人造奶油，制備出的人造奶油各項理化指標均達到市場平均水平，且不含反式脂肪酸，具有良好的涂抹性與細膩的口感。然而，原生態椰油在反復加熱的情況下會產生許多化合物，造成一系列健康危害，因此要避免原生態椰油的反復加熱。研究發現，椰子油還是一種重要的油脂化工原料，可用來生產脂肪酸、脂肪醇、脂肪酸甲酯、烷醇酰胺及中碳鏈脂肪酸甘油酯等高價值產品；同時，可用于化妝領域，生產潤唇膏、面膜、口紅及洗面奶等以及工業制造潤滑油、清洗劑、香皂、牙膏和沐浴露等產品[5]。

椰子油的提取方法決定了其質量、產量和營養成分的保留。目前，椰子油提取方法包括機械壓榨法、溶劑提取法和酶解法[20]。其中酶解法是一種新興的椰子油提取方法，菲律賓研究學者發現通過細菌酶來降解椰子油的細胞壁，可促進椰子油的釋放和提取，椰子油提取率比傳統椰干制作方法的高出20%[21]。李光輝等[20]對機械加工、熱處理和酶解法等不同提取方法制得的原生態椰油的理化性質進行了比較，發現酶解法提取具有最高的飽和脂肪酸含量（95.1%）和最好的氧化穩定性。然而，目前采用酶解法提取椰子油的研究有限，具體酶解條件和酶種類選擇仍需要進一步的研究和優化。此外，通過改進和結合不同的提取方法可以提高椰子油的提取效率和營養價值。

1.3 椰渣

椰渣是從椰子肉中提取椰奶（椰子粉） 和去除脂肪（脫脂椰子粉）后獲得的副產品或殘留物，含有豐富的膳食纖維、蛋白質及脂質，可以促進腸道蠕動，防止便秘和腸癌，同時還可以降低血糖及膽固醇的濃度，常應用于動物飼料生產、膳食纖維制備及椰蓉產品開發等領域[22]。Sindurani 等[23]研究了椰蓉椰渣中的椰子纖維對大鼠血糖的影響，發現在飲食中加入椰子纖維會起到明顯的降血糖作用。Pillai 等[24]研究了椰渣膳食纖維對1,2-二甲基肼誘導的大鼠液體過氧化的影響，發現椰子膳食纖維具有保護細胞免受氧化損傷的作用。椰子膳食纖維的功能性已經得到了普遍認可，同時膳食纖維的改性和開發更加安全優質的膳食纖維已成為椰渣高值化應用中的研究熱點。

椰渣中膳食纖維的提取方法主要有物理法、化學法及生物法三種。其中物理法和化學法因得率低、設備成本高以及存在試劑殘留等風險而無法得到廣泛的應用。生物酶法和微生物發酵法安全無污染、膳食纖維純度高、反應溫和以及最終產品具有較高的生物活性等，已成為椰渣膳食纖維提取領域的研究重點[25]。李鳳[26]為提取椰渣中的膳食纖維，采用蛋白酶和脂肪酶等分步酶解制備膳食纖維，發現在pH 8.5、溫度48 ℃、蛋白酶及脂肪酶用量分別為5.5%和6.0%的條件下酶解3.5 h，能夠得到產品純度為80.3%的椰渣膳食纖維。也有研究采用酸化處理，在pH 2.0、溫度50 ℃下處理2 h，提取的膳食纖維用于加工面制品、油炸制品[27]。然而，目前我國椰渣中的有益成分未被良好利用，精深加工水平較低，產品加工仍停留在原料或半成品階段，缺乏有效的提取技術和方法。

2 椰子植物基食品配料的開發

椰子副產物含有豐富的纖維素和植物營養素等優質植物基原料，可加工成天然膳食纖維和食品調味料，同時由于椰子副產物特殊的孔隙結構，也可用作部分活性物質（如益生菌和酶制劑）等食品配料的包埋材料[4-5]。

2.1 功能性食品核心原料

椰子膳食纖維屬于功能性食品配料。椰子膳食纖維作為食品配料不僅可以影響產品顏色、滋味、保水性，還可以作為穩定劑和增稠劑，對食品的結構、交聯、粗度和貨架期產生重要影響[25]。何金蘭等[28]在傳統冰淇淋制作工藝的基礎上，添加椰蓉制作的天然膳食纖維發現，添加椰蓉膳食纖維的冰淇淋質地松軟細膩，外觀乳白色，椰香奶香協調，同時具有低脂低熱量的特點。唐敏敏等[29]以椰子粉、椰子膳食纖維和卡拉膠為原料制備椰味膳食纖維營養果凍發現，添加膳食纖維的營養果凍乳白色更加明顯，質構更加飽滿，同時口感爽滑。目前，椰子膳食纖維主要通過代替部分淀粉的方式，制作富含膳食纖維的餅干、油炸點心、高纖維低熱能面包以及掛面或快食面等面制品，具有廣闊的應用前景。然而，由于膳食纖維易與機體內的有機物結合，攝入量過多會阻礙蛋白質、脂質和維生素的代謝吸收，同時會引起腹瀉和脹氣[29]。因此，確保天然椰子膳食纖維保持在最佳攝入量是保證其高值化配料開發和可持續發展的重要手段。

隨著人們健康飲食觀念的加強，膳食纖維被認為是維持消化系統健康和替代傳統配料的重要組成部分，可廣泛應用于制作無麩質食品、低糖、低卡食品。此外，椰子膳食纖維的廣泛應用促進創新產品（椰子粉面包、椰子膳食纖維飲料、椰子膳食纖維能量棒）的開發，以及提供了椰子的天然香氣、獨特口感和營養元素。總體而言，椰子膳食纖維的發展結合了健康飲食和可持續發展的要求，并催生了各種創新的食品和飲食模式。

2.2 食品風味基料

椰子副產物及其加工產品的生理功效與椰香風味也適用于食品調味料。目前，烤椰子片、椰干顆粒、椰子果醋、濃縮甜味脫脂椰奶、椰子奶酪、椰蜜、椰酒和椰子糖漿等常作為食品調味料用于食品烹飪或復配用途[25]。特別是椰渣二次榨汁后得到的椰汁，常被用來加工成料酒、蒸餾酒和果醋等食品調味料用于食品烹飪，深受人們喜愛[24-26]。研究發現，在新鮮的椰子果酒和椰子白酒中檢測出豐富的有機酸和乳酸，不僅口感豐富，還具有協調的酒香和椰香[30]。椰汁白酒可作為一種調味白酒，用來調節酒精的含量和食品整體的口感和風味。目前，椰花汁酒、椰子糖漿和椰子果醋等產品已經成為許多國家必不可少的調味基料，用來賦予食物特殊的椰香和滋味[25,30]。張晨芳等[31]充分利用海南省的優勢資源，在羅非魚中通過加入椰子粉、椰蓉等副產物，制備一種冷凍調理食品，不僅引入了椰子的清甜風味，也實現了水產資源的深加工利用。由此可見，椰子副產物作為食品風味基料不僅用于傳統食品的調味，還可以應用于創新食品的開發。同時作為地方和文化特色的代表，椰子在沿海地區美食文化中發揮著重要作用，已經逐步發展成為具有地域特色的美食文化。

椰子副產物作為食品風味基料在備受推崇的同時也面臨著產品結構單一，保鮮、貯藏技術局限等問題。在創新食品的開發中，椰子副產物不僅可以用于傳統食品的調味，還可以制作椰子醬、椰子膏和椰子奶油，用于烹飪和制作冰淇淋、酸奶和果汁等，以此開發的創新型食品可解決同質化嚴重問題。此外，相較于常見的冷藏、冷凍、干燥等貯藏技術，真空包裝更能保持椰味產品的新鮮感和風味，但高昂的設備、包裝材料成本導致產品價格過高，因此尋找滿足技術要求和市場需求的保鮮技術可進一步推動椰子風味基料的發展。

2.3 食品配料穩定性載體

椰子副產物作為食品配料的穩定性載體在許多食品制造領域有著廣泛的應用，主要體現在增加產品的質地、穩定性和風味，延長食品配料的保鮮期等方面[9]。例如，椰子中的天然抗氧化劑（多酚類化合物和維生素E）可以幫助抑制氧化反應，延長食品配料的保鮮期和穩定性[20]。部分具有生理活性的物質（如多酚、花青素和益生菌等），其體內利用度遠低于體外起作用的濃度，因此，提高該類物質的體內生物利用度是亟待解決的難題。此外，椰子副產物由于特殊的孔隙結構和生理功效，不僅可以將多酚、花青素和益生菌等功能活性物質包埋于椰子纖維內部，使其在加工、貯存和消化過程中免受不利環境因素的影響，也可以增加產品的功能活性，改善其保健功效[32]。

蔣蘇穎等[33]采用椰子油包埋植物乳桿菌CICC 20270，通過噴霧干燥法制備益生菌微膠囊，發現添加椰子油后的產品與不添加椰子油的產品相比具有更好的耐熱性，同時有利于提高微膠囊在模擬胃腸液中的活菌數。王政[34]將椰衣纖維經酸堿處理后，采用共價結合法制備椰衣纖維固定化木聚糖酶，發現木聚糖酶被固定化后，保留了80%的酶活，且具有較高的熱穩定性。然而，目前對椰子副產物包埋食品配料的機理研究較少，利用現代科研手段如生物活性評估、生物影像技術等研究方法，對椰子副產物的成分和功能進行深入分析和解析，將有助于了解椰子副產物的生物活性成分和潛在的功能機理。此外，通過研究和優化加工工藝，可以提高椰子副產物的使用效率和包埋效果。例如，采用適當的預處理方法，如酶解、提取和精制等，能夠以增加椰子副產物的利用率和生物活性，將為帶動椰子功能性食品開發發揮重要作用。

3 展望

椰子副產物的高值化利用及其食品配料的研發一直是椰子產業關注的熱點。目前我國對椰子副產物的開發利用仍然停留在相對淺顯的層面，下一步要做好以下工作：一是仍需結合椰子副產物相關產品的生理功效，開發更為合適的功能活性提取技術，多種提取技術結合使用，進一步保障椰子功能活性物質的有效提取；二是椰子副產物功能食品的應用與開發前景廣闊，但是相關功能尚未得到充分的挖掘和利用，因此在產品開發中如何更加科學地挖掘其潛在的功能價值，以開發能夠滿足不同人群需求的功能性和精深加工產品將是后續產業發展的重點。