荸薺皮的資源化利用技術研究進展

倪建偉，朱芬，雷朝亮

（華中農業(yè)大學植物科學技術學院/昆蟲資源利用與害蟲可持續(xù)治理湖北省重點實驗室，湖北武漢，430070）

荸薺皮的資源化利用技術研究進展

倪建偉，朱芬，雷朝亮

（華中農業(yè)大學植物科學技術學院/昆蟲資源利用與害蟲可持續(xù)治理湖北省重點實驗室，湖北武漢，430070）

荸薺皮是荸薺加工后剩下的廢棄物，一部分被人們用作飼料，但大部分都作為廢棄物扔掉，將這些廢棄物加以利用，對增加荸薺附加值具有重要意義。對荸薺皮的相關利用技術研究進展進行了綜述，以期為荸薺皮的資源化利用提供基礎資料。

荸薺皮；資源化；提取技術

荸薺，又名馬蹄，在我國南方大部分地區(qū)都有栽培。荸薺是重要的中藥材之一，據《中藥大辭典》記載，荸薺性味甘、微寒、無毒，有溫中益氣，清熱開胃，消食化痰之功效[1]。不僅如此，荸薺還富含人體需要的多種營養(yǎng)成分，因而是人們喜愛的果蔬兼用食品。本文對從荸薺皮中提取果膠、果醋，抗氧化及清除自由基活性物質，天然色素及抑菌物質等相關技術研究進展進行了綜述，以期為荸薺皮的資源化利用提供基礎資料。

1 提取果膠、果醋，開發(fā)果醋飲料

詹歌等[2]的研究表明，荸薺皮中果膠的酸法提取工藝為用0.81 mol/L鹽酸，液料比19.5∶1（mL∶g），78℃處理 1.53 h，在此條件下果膠的得率達到11.76%。在制備果醋方面，以烘干后保存的荸薺皮為原料，經過加水打漿、糊化、液化、糖化、調配后，進行酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵，制得荸薺皮果醋。酒精發(fā)酵最佳工藝條件為發(fā)酵溫度28℃，糖度14.5%，酵母接種量4%，發(fā)酵時間4 d；醋酸發(fā)酵的最佳工藝條件為接種量12%，初始酒度7%，發(fā)酵溫度32℃，發(fā)酵時間12 d，最后得到的果醋總酸達4.6 g/dL，產品具有荸薺特有的清香，酸味柔和，風味濃厚[3]。另外，以蜂蜜、荸薺皮果醋、荸薺皮提取液和白砂糖等為原料，還可開發(fā)出荸薺皮果醋飲料，其最佳配方為荸薺皮果醋13%，蔗糖10%，蜂蜜12%，荸薺皮提取液20%，100℃殺菌5 min[4]。

2 提取抗氧化及清除自由基活性物質

采用70%丙酮溶液提取得到的紅棕色浸膏中多酚含量為3.31%（w/w，以干物質計），具有一定的清除DPPH自由基的能力，其清除能力與提取物濃度之間表現為良好的劑量-效應關系[5]。采用DPPH自由基法、鄰苯三酚自氧化法和水楊酸法分別表征荸薺皮多糖清除DPPH自由基（DPPH·）、超氧陰離子自由基（O2-·）和羥基自由基（·OH）的能力，結果顯示，脫蛋白和未脫蛋白荸薺皮多糖均具有清除自由基的活性，但該活性明顯低于茶多酚。脫蛋白多糖清除DPPH·的能力高于未脫蛋白多糖，其清除50% DPPH·的質量濃度（EC50）分別為50.26，76.22 mg/L，兩種多糖清除·OH和O2-·的能力相當[6]。

3 提取黃酮類化合物

有學者報道了微波提取荸薺皮中黃酮類化合物的工藝技術。在該工藝中，影響提取結果的主次因素為乙醇體積分數>微波時間>固液比>微波功率。最佳提取工藝為微波功率200 W，時間4 min，乙醇體積分數50%，固液比1∶25（W∶V，g∶mL）[7]。

高山等[8]采用Box-Benhnken設計并結合響應面分析法對荸薺皮總黃酮的提取工藝進行了優(yōu)化，建立了影響因素與總黃酮提取量之間的函數關系，確定荸薺皮總黃酮的最佳提取條件為乙醇體積分數33.9%、提取溫度56.8℃、固液比1∶21.7（g∶mL）、提取時間90 min。驗證試驗結果表明，荸薺皮總黃酮提取量平均達12.50 mg/mL，且重現性好。

4 提取抑菌物質

將不同濃度的荸薺皮提取物（EETP）和山梨酸鉀、乳酸鏈球菌素添加到保鮮面團進行抗菌試驗。結果表明，EETP添加量小于0.6%時，對產品的色澤、氣味和組織結構幾乎沒有影響；EETP添加量為0.6%時，保鮮面團品質和保質期都為最佳[9]。

最早提取抑菌物質采用的是浸提法，浸提劑為乙酸/乙醇溶液，液固比為12∶1，浸提溫度為30～37℃，浸提時間為3～6 h，浸提1次的條件下制備的荸薺皮提取物，抑菌效果較好[10]。張全軍等[11]采用60目的荸薺皮粉碎物、65%的乙醇溶液 （料液比1∶10）、超聲波下作用45 min提取抑菌物質，發(fā)現提取物對細菌的抑制作用比苯甲酸鈉和山梨酸鉀好，但對酵母菌的抑制作用差。經GC-MS鑒定，荸薺皮中主要含有甾醇類、有機酸類、酯類和黃酮類4類活性成分。

5 提取色素

荸薺皮色素適宜做酸性飲料及食品的著色劑，還可用于醫(yī)藥保健品和化妝品的著色劑，是一種用途廣泛、易于大量提取的天然色素。郭艷華[12]研究表明，乙醇是提取荸薺皮色素的最合適試劑，最佳條件為提取劑濃度50%，提取劑pH值1.00，提取溫度60℃。另外，常用食品添加劑蔗糖、檸檬酸、淀粉、葡萄糖對荸薺皮色素沒有明顯影響，而山梨酸鉀（濃度大于3.00 mg/mL）、抗壞血酸對該色素有一定的影響。荸薺皮色素具有一定的耐氧化性，因Fe3+和Mn2+對色素穩(wěn)定性影響較大，所以不能用鐵器來儲存、運輸荸薺皮。荸薺皮在酸性條件下穩(wěn)定，堿性條件下不穩(wěn)定，耐熱性較強，但耐光性較差。

羅楊合等[13]采用超聲波輔助提取荸薺皮天然棕色素，最佳工藝條件為以50%的食用酒精為溶劑，料液比為1∶10（g∶mL），超聲頻率為20 kHz，超聲功率為80 W，70℃下超聲浸提40 min。其浸提率為22.79%，比常規(guī)浸提法提高了16.99%，且棕色素的性狀和結構未被改變。

6 提取膳食纖維

魏丹[14]用4%氫氧化鈉，于40℃處理1 h，再過40目篩，不溶性膳食纖維的提取率為84.5%，且純度達到9.1%，得率為12.31%。

[1]蔡健.荸薺的營養(yǎng)保健和加工利用[J].中國食物與營養(yǎng)，2005（2）：40-42.

[2]詹歌，周興虎，屠康，等.荸薺皮中果膠的酸法提取工藝[J].食品與生物技術學報，2010，29（6）：859-864.

[3]高志明，羅楊合，陳振林.液態(tài)表面發(fā)酵法生產荸薺皮果醋[J].中國調味品，2010，35（6）：82-85.

[4]高志明，羅楊合，陳振林，等.荸薺皮果醋飲料的開發(fā)[J].中國釀造，2010，218（5）：164-166.

[5]賈冬英，曹冬冬，姚開.荸薺皮提取物對DPPH自由基清除活性[J].天然產物研究與開發(fā)，2007，19（5）：745-747.

[6]李婕姝，賈冬英，姚開，等.荸薺皮多糖體外清除自由基活性的研究[J].氨基酸和生物資源，2008，30（4）：7-9，20.

[7]韋學豐，羅楊合，鄧年方，等.荸薺皮中黃酮類化合物的微波提取工藝[J].湖北農業(yè)科學，2009，48（4）：949-951.

[8]高山，胡平，龍世平.響應面法優(yōu)化荸薺皮總黃酮的提取工藝[J].化學與生物工程，2010，27（12）：41-44.

[9]姚曉玲，曾瑩，宋衛(wèi)江.荸薺皮提取物在保鮮面團中抗菌效果的研究[J].食品工業(yè)，2006（6）：18-20.

[10]曾瑩，向新柱.荸薺皮中抗菌物質的提取條件研究[J].食品工業(yè)，2004（3）：30-31.

[11]張全軍，王澤南，王翠，等.超聲波提取荸薺皮抑菌物質的工藝研究[J].食品與機械，2007，23（6）：59-61.

[12]郭艷華.荸薺皮色素的提取和穩(wěn)定性研究[J].食品科學，2004，25（12）：115-121.

[13]羅楊合，黃浩妍，韋飛梅，等.超聲波輔助提取荸薺皮天然棕色素的工藝研究[J].應用化工，2008，37（9）：999-1 001，1 005.

[14]魏丹.荸薺果皮膳食纖維提取工藝的研究[D].合肥：合肥工業(yè)大學，2007.

Progress of Resource Utilization Technology ofEleocharis TuberosaPeel

NI Jianwei,ZHU Fen,LEI Chaoliang
(College of Plant Science and Technology,Huazhong Agricultural University/Key Laboratory of Insect Resource Utilization and Sustainable Pest Management of Huibei Province,Wuhan 430070)

The peel ofEleocharis tuberosawas a waste remained after process.Some of the peel was used as feed,but most was thrown away.Utilizing the peel is important to increase the added value ofE.tuberosaproducts.Progress of related utilization technology ofE.tuberosa peelwas summarized,providing basic data for its resource utilization.

Eleocharis tuberosapeel;Resource;Extraction techniques

10.3865/j.issn.1001-3547.2011.16.010

國家公益性行業(yè)（農業(yè)）科研專項經費項目子課題（200903017-08）

倪建偉（1972-），男，碩士，研究方向為生物多樣性與資源利用，電話：13026306679，E-mail：hzaunjw@126.com

2011-07-11