張婷婷
(武夷學院茶與食品學院,福建武夷山 354300)
香蕉是屬于芭蕉科芭蕉屬的一種熱帶經濟作物,在我國南方地區有大面積的栽培[1]。香蕉以其獨特的風味和營養價值深受人們的喜愛,但人們只食用其果肉,果皮則被丟棄,造成了環境污染和資源浪費,因為香蕉皮中含有豐富的營養物質。目前,我國對于香蕉皮在食品領域的利用現狀,一方面是從香蕉皮中提取營養物質,主要集中在膳食纖維、多酚和多糖3類,以及少部分對脂肪酸、類胡蘿卜、色素和多烯等其他生物活性物質的提取工藝研究;另一方面則是將香蕉皮直接應用于開發新型食品,或提高食品品質,如吸附重金屬和保鮮食品等。對香蕉皮的營養價值及目前的應用現狀進行綜述,以期為香蕉皮的綜合利用開發提供參考依據。
香蕉皮占果實質量的30%左右[2],其中含有大量的總糖,以及果膠、低聚糖、纖維素、半纖維素、木質素等膳食纖維,并含有豐富的蛋白質和脂肪,另外,Ca,Mg,Fe,Zn,P,K等礦物質的含量也較為豐富[3-4]。
膳食纖維作為人體所必需的“第七營養素”,對人體具有預防結石和肥胖、調節血糖、降血脂、防治糖尿病及心血管疾病、調節腸道菌群、潤腸通便、預防結腸癌等特殊的生理功能[5]。香蕉皮中含有大量的果膠、寡糖、纖維素、半纖維素和木質素等膳食纖維[6],是廉價優質的膳食纖維來源。
目前,我國對膳食纖維的提取方法主要有酶法、酸法和結合超聲輔助法等。鄭曉燕等人[7]采用超聲分散結合高壓蒸煮處理進行酶法提取香蕉皮中可溶性膳食纖維,提取率為20.8%。李靜[8]采用黑曲霉A020發酵制備香蕉皮可溶性膳食纖維,提取率達到12.83%。唐琳等人[9]采用超聲輔助酸水解法提取水溶性膳食纖維,提取率為17.97%。鄧紅梅等人[10]采用酸提取法從香蕉皮中提取果膠,得率為6.23%,果膠含量為82.6%。冀照君等人[11]采用超聲波輔助乙醇沉淀法提取香蕉皮果膠,得率可達到4.15%。
多酚物質具有抗癌、抗菌、抗氧化和預防心腦血管疾病等多種生理活性[12-14]。多酚提取最常用的為超聲輔助法。陳晨等人[15]采用超聲輔助法提取香蕉皮中的多酚物質,提取率為2.931%。李哲等人[16]以微波干燥的香蕉皮為原料,采用超聲波輔助提取總酚,在最優工藝條件下提取量可達36.95 mg/g(干基)。尚丹等人[17]對不同狀態的香蕉皮進行多酚物質的提取,提取量高低依次為凍結狀>新鮮狀>干粉狀。賈寶珠等人[18]采用溶劑提取法和超聲輔助法提取原花色素,超聲輔助法的提取率和原花色素純度分別為0.685%和9.57%,均優于單純的溶劑法提取。劉細祥等人[19]采用超聲波法提取香蕉皮中的單寧,單寧的提取率最高可達79.45%。王娟等人[20]采用RPHPLC法比較不同工藝對海南香蕉皮粉中原兒茶酸、兒茶素、綠原酸、咖啡酸、阿魏酸和蘆丁的提取率,結果表明多酚總含量以亞臨界萃取最高。
對香蕉皮中多糖的提取,也常結合微波技術或超聲波輔助法。朱開梅等人[21]對超聲波技術提取香蕉皮多糖的工藝進行優化,結果表明超聲波法提取率高,且工藝穩定、方法簡便。唐潔等人[22]采用微波輔助法提取香蕉皮中的粗多糖,在微波功率595 W,最優工藝參數下提取4次,粗多糖的得率為4.79%。林志超等人[23]對香蕉皮中多糖進行提取后,再采用DEAE-52色譜柱進行純化,粗多糖提取率為2.75%,其中中性多糖組分占粗多糖含量的65%,分子質量為442 068 U。王立娟等人[24]采用水提法提取香蕉皮中的粗多糖,得率為4.25%,且通過凝膠滲透色譜分析表明香蕉皮多糖的分子量分布較為集中。
目前,我國對香蕉皮中活性物質的提取研究,除了膳食纖維、多酚和多糖3類,還有少部分針對于香蕉皮中脂肪酸、類胡蘿卜、色素和多烯等物質提取的研究,亦取得了較好的提取效果[25-28],關于這些新型生理活性物質的提取工藝還有待繼續優化,是香蕉皮繼續研究開發的新方向。
香蕉皮除了用于提取其中的生物活性物質以外,在食品工業領域中還有很大的應用價值,如保鮮食品、新型食品及吸附食品中重金屬離子等產品的開發。
香蕉皮中含有的多酚類物質包括黃酮、單寧等,以及有機酸等成分,有較好的抑菌作用,多酚類物質同時還具備抗氧化作用[29-33],因此香蕉皮常被用作食品的保鮮。覃勇榮等人[34]將香蕉皮經過焚燒和粉碎2種不同處理后用水提取,制作天然食品保鮮劑,試驗證明2種水提液均有較好的抑菌效果。駱揚等人[35]將香蕉皮多酚與雙乙酸鈉以1∶3復配浸泡鮮豬肉5 min,浸泡過的鮮豬肉在27℃條件下放置,保存期能有效延長至第2天。顧采琴等人[36]將香蕉皮黃酮與丙酸以1∶1配比,浸泡鮮豬肉5 min,浸泡過的鮮豬肉在常溫下保鮮期達3 d,比對照組多2 d。駱揚等人[37]將質量分數1%的香蕉皮多糖與0.5%茶多酚復配,浸泡鹵牛肉20 min,鹵牛肉的儲存期常溫下可延長3 d。邱禮平等人[38]向香蕉皮果膠中添加助膜劑和變性淀粉,用以制備可食性果膠保鮮膜。駱揚等人[39]還將草莓浸泡在6 g/L香蕉皮果膠與4 g/L檸檬酸復配的保鮮劑中3 min,經過保鮮處理的草莓能在常溫下保存3 d,有效延長其保鮮期。
被廢棄的香焦皮中含有豐富的營養成分,因此常被繼續開發成新型食品。陳軍等人[40]通過試驗將香蕉皮開發制作成膳食纖維飲料,配方為香蕉皮原漿30%,白砂糖10%~15%,檸檬酸0.4%,穩定劑[羧甲基纖維素鈉∶黃原膠=1∶1(m/m) ]0.2%,VC 1%。飲料中除了膳食纖維,還含有蛋白質、水溶糖分、脂肪、多種維生素和多種無機鹽等營養成分。張婷婷等人[41]也對香蕉皮制備飲料作了初步探索,以香蕉皮料液比1∶1.5(g∶mL),7%的白砂糖,0.07%的CMC-Na和0.05%的VC調配出的香蕉皮飲品具有天然香蕉風味,口感上佳,質地均一穩定。李培[42]將香蕉皮經過酒精發酵和醋酸發酵制備出的果醋,能滿足人們對食醋品質和營養的需求,且風味天然、食用安全。徐云升等人[43]則采用微波干燥法將香蕉皮制備成多功能膳食纖維添加劑,安全營養,口感好。陳亞云等人[44]使用纖維素酶酶解香蕉皮制備葡萄糖,以1.67 mg/mL的Na+作為激活劑,在溫度45℃,酶量2.25%,pH值4.8條件下,酶解產率達21.3%。陳學東等人[45]將香蕉皮制備成可發酵性糖,再經生物合成谷胱甘肽,結果表明產朊假絲酵母利用香蕉皮酸解液發酵生產谷胱甘肽是可行的,還原糖和谷胱甘肽的最高得率分別為287.6 mg/g和5.4 mg/g。
香蕉皮經過適當的加工處理還可制作成重金屬吸附劑,研究表明,香蕉皮對Pb,Cr,Cd等重金屬離子均有良好的吸附作用[46]。因此,在現代食品工業中,可將香蕉皮應用于吸附飲用水中的有害重金屬,從而凈化水質。巴西圣保羅州大學的研究人員發現,切碎的香蕉皮可有效去除飲用水中有害的銅、鉛等重金屬。用香蕉皮制成的水凈化設備連續使用11次,其吸附重金屬污染的特性依然顯著。香蕉皮在水質凈化領域發揮的重要作用,同目前采用的凈化方法相比,更加環保低廉,且耐用性更好。
綜上所述,香蕉皮中依然含有豐富的營養物質,被丟棄則過于浪費。可將其中豐富的生物活性物質提取,也可直接加工成新型食品,或應用于改善食品品質,如保鮮食品和吸附食品重金屬等方面。
在我國目前對香蕉皮利用現狀的基礎上,還有待進一步的研究探索,如在提取生物活性物質方面,可繼續優化提取工藝,以提高提取率及降低提取成本,或增加可提取的生物活性物質種類;可繼續開發新型食品,開拓和豐富食品市場;在改善食品品質方面,可采用香蕉皮改性或與其他食品原料、食品添加劑互配的方法,優化香蕉皮在保鮮食品和吸附重金屬的功效,或擴大可使用的食品范圍。相信通過未來不斷的試驗探索,一定能將廢棄物——香蕉皮充分利用,更好地發揮其作用。
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