棗渣中功效成分提取及綜合利用研究進展

沈柯辰，吳現華，劉 靜，張仁堂,*

（1.山東農業大學食品科學與工程學院，山東省高校食品加工技術與質量控制重點實驗室，山東 泰安 271018；2.山東土地鄉村振興集團有限公司，山東 濟南 250000）

大棗（Zizyphus jujuba Mill.）是鼠李科棗屬植物，素有“一日吃三棗，一輩子不顯老”之說[1]，大棗的營養價值和保健作用被人們所熟知。4 000 年前，大棗在中國首次種植，現在廣泛分布在南亞、黎巴嫩、印度北部、我國中西部、韓國、朝鮮、美國等36 個國家的亞熱帶和熱帶地區[2]。我國大棗產量位居全球榜首，約占全世界大棗產量的90%以上。據國家統計局數據顯示，2019 年我國大棗總產量達到746.40 萬t，而我國大棗的主產地主要在新疆維吾爾自治區、陜西、山西、河北、河南、山東[3]等地區。

近年來，越來越多的人關注大棗的加工利用，棗的深加工發展越來越快，技術越來越成熟，新產品，如棗汁、棗酒、調味品等不斷涌現。但棗生產加工后會產生大量的廢棄物——棗渣。目前，在生產過程中約有80%的棗渣被廢棄[4]。棗渣中含有大量的膳食纖維、多糖、黃酮類等功效成分，其中膳食纖維約占14%[5]、總多糖約為15.25%[6]。棗渣具有較高的再利用價值，一方面可以減少廢棄物排放、減少環境污染，另一方面還能廢物利用，添加到飼料、烘焙產品和乳制品中，研制開發棗渣食品和飼料?，F階段，對水果（如大棗等）廢渣的檢測、開發及再利用的研究較少，仍有較大的發展空間。

本文綜述了棗渣中的膳食纖維、多糖、黃酮類、棗核油等主要功效成分的提取及綜合利用研究進展，以期為棗渣中主要功效成分的提取提供思路，充分挖掘棗渣資源的再利用，提高附加值，為棗渣中主要功效成分的開發與利用提供科學依據和生產實踐參考。

1 棗渣中主要功效成分及其提取技術

1.1 膳食纖維及其提取技術

膳食纖維（Dietary fiber）最早于1972 年由Torwels等提出的，是指在植物性食物中不能被人體各種酶消化吸收的多糖類物質，被稱為“第七大營養素”[7]。有研究表明，膳食纖維能控制血糖和膽固醇升高，將體內的膽固醇迅速排出，被稱為糖尿病患者的福音[8]。棗渣中既存在水溶性膳食纖維，又含有非水溶性膳食纖維。張江寧等[9]采用超微粉碎法對棗渣進行處理，測定了棗渣的微觀結構及其理化特性，發現超微粉碎中吸風頻率越低，棗渣顆粒越小，其含有的可溶性膳食纖維比例越高。孫靜等[10]采用高溫蒸煮與酶解法結合改性棗渣中的膳食纖維，在優化的改性條件下，將得率提高至20.03%。李黎等[4]選用保加利亞菌、嗜熱鏈球菌、植物乳酸菌3 種菌復合發酵，優化提高了膳食纖維提取率。梁志宏等[11]采用堿法、酶法、發酵法和超聲輔助酶法提取膳食纖維，并對這4 種提取方法進行比較，得出最佳提取方式為超聲輔助酶法。邢珂慧等[12]將超微粉碎法與酶法相結合，改性果渣中的膳食纖維，提高了膳食纖維含量。許錫凱等[13]對化學法、物理法、酶解法、發酵法、聯合法5 種方法提取的膳食纖維進行比較，發現用多種方法相結合的方式得到的膳食纖維提取率最高，提取效果最好。

目前膳食纖維的提取方法很多，主要方法有5種，分別是：酶解法、酸堿法、發酵法、超微粉碎法、超聲輔助法。其中超微粉碎法最為常用，若采用多種方法協同提取，摸索出最適條件，將大幅度提高膳食纖維的提取率，減少試驗中膳食纖維的損耗。

1.2 多糖及其提取技術

多糖，又稱多聚糖，為紅棗中重要的功效成分，是一種醛糖或酮糖組成的化合物[14]。多糖具有抗氧化、抗腫瘤、保護肝臟、降血糖、改善胃腸道等多種活性作用[15-16]。劉佳樂等[17]比較了熱水浸提法、超聲提取法、酶解提取法3 種不同提取方法對紅棗多糖提取率的影響，結果表明，超聲提取法的棗多糖提取率最高，其次是酶解提取法和熱水浸提法。馬寶珠等[18]通過優化醇提工藝，將棗渣中多糖及低聚糖含量提高了18.06個百分點。Lin 等[19]采用堿提法提取了棗渣中的酸性多糖。曹澤虹等[20]優化了水提法提取棗中多糖的條件，使和田駿棗多糖提取率達到45.86%。林夕夢[21]采用堿提法提取棗渣中的多糖，測得粗多糖得率為3.3%，水提多糖的得率一般為5%～10%。研究表明，酶法、微波提取法和超聲提取法提取多糖的得率均較高，但微波提取法和超聲提取法的生產成本較高，而微波法、超高壓法和亞臨界法的提取時間短，效率高[22]。

紅棗多糖的提取工藝較為完善，但其提取過程中仍有一定的問題亟待解決，如在提取過程中粗多糖與蛋白質、色素等雜質共存，在去除雜質的同時會損失部分多糖等[23]。目前，有關紅棗多糖的研究較多，方法成熟，但對棗渣多糖提取工藝研究的報道較少，其后續的分離、純化、結構鑒定等更是寥寥無幾，因此有待進行深入研究。

1.3 黃酮類物質及其提取技術

黃酮類物質是天然存在于植物中的一類有機化合物，由2 個中央三碳鏈相互連接的一系列C6-C3-C6化合物，有研究表明黃酮類物質有預防心腦血管疾病、降低膽固醇、抗氧化、清除自由基等作用[15]。黃酮類物質在棗渣中大量存在，含量在297.2～764.6 mg/100 g之間[24]。黃酮中較為常見的提取方法主要有5 種，分別為超聲輔助法、醇提法、酶提法、有機溶劑法、微波提取法。何新益等[25]采用超聲輔助法和乙醇法相結合提高了棗渣中的黃酮類物質提取率。陳蘭等[26]研究了超聲法提取棗中黃酮類物質，并采用正交試驗優化了棗核中總黃酮的提取工藝，即：提取溫度60 ℃，料液比1∶50（g/mL），超聲功率305 W。李蕊蕊等[27]同樣采用乙醇超聲提取法提取了60 個品種棗核中的總黃酮，并測定其含量，研究結果顯示，臨猗辣椒棗核的總黃酮含量最高，這為后續研究提供了參考。薛曉芳等[28]采用NaNO3-Al(NO3)3-NaOH 比色法比較了酸棗、過渡（中間）類型和栽培棗3 類種質5 個品種的6 個不同器官（果實、果皮、果肉、葉片、花、種仁）的總黃酮含量，其中酸棗的果實、果肉和葉片中總黃酮含量最高，不同器官中種仁的總黃酮含量最高，為14.39 mg/g。

目前，超聲輔助法提取黃酮類物質最常用，提取所耗時間短、提取方法簡單、設備使用簡便，在企業中的應用最廣泛。采用兩種或多種提取方法相結合，如醇提法與超聲輔助法相結合的提取方法也較為常見，其比單一使用某一種提取方法的提取率高。

1.4 棗核油及其制備

李時珍編撰的《本草綱目》中有對棗核的記載，棗核直接燃燒后磨成粉，可作為良藥，可見其醫用價值[29]。棗核可提取制備棗核油以提高其利用價值，且其中含有較多的黃酮類物質和多酚類物質，具有保護血管、預防心腦血管疾病、降低膽固醇、抗氧化、抗腫瘤、安神等作用[29]，有較高的研究價值。Zhang 等[30]研究了21 個品種棗的脂肪酸含量，研究結果發現：ω-3與ω-6 脂肪酸含量較為平衡，說明棗具有較高的營養價值。蘭蓉等[31]對比了超聲波提取、溶劑浸提法、索氏抽提法3 種不同提取方法對沙棗籽油的影響，結果表明：超聲提取法得到的沙棗籽油中不飽和脂肪酸含量最高，索氏提取法的油提取率最高。張仁堂等[32]采用溶劑浸提法提取了8 種棗核油，同時應用GC-MS技術測定了各脂肪酸組成及其含量，結果表明：秤砣棗核油中不飽和脂肪酸含量高至84.55%，灘棗、雞心棗和北櫻棗的棗核油含量均在78.39%以上。劉文韜等[33]采用索氏抽提法提取棗核油，并研究了冬棗核油中的脂肪酸組成及其抗氧化能力，結果顯示：冬棗核含油量為6.7%，且油中含有脂肪酸11種、不皂化物14 種、生育酚3 種和生育三烯酚2 種。雖然棗核油含量較其他油料作物低，但其含有豐富的不飽和脂肪酸，可與其他植物油進行復合，作為功能性食品使用。

索氏提取法是最常用的油脂提取方法，該方法提取率較高、設備簡單，但提取時間較長，可用于提取率研究試驗中；超聲波提取法提取的不飽和脂肪酸含量最高，該方法提取簡便，現階段較為常用；超臨界CO2萃取法適用于植物油脂的提取，其提取率高，可用于企業批量生產。

2 棗渣綜合利用研究進展

2.1 棗渣在飼料中的應用

目前，棗粉添加至飼料中的研究較多，而棗渣在飼料中的應用較少。童鑫等[34]充分應用具有產酸作用的嗜酸乳桿菌與具有發酵作用的酵母菌，將二者結合對棗渣進行處理，提高了棗渣中的營養物質含量。溫旭杰等[35]將棗渣添加至飼料中喂養肉牛，結果表明：棗渣添加量占日糧干物質6%時的效果最好，有益于改善肉牛的健康狀況，提高生產性能。研究表明，飼喂豬、牛、羊等肉用畜禽飼料中棗渣添加量在5%～10%為宜[5]。

目前，有關棗渣以何種形態及何種方式添加、添加的比例、添加后的作用、添加后的影響等方面研究尚少，可參考棗粉在飼料中的應用進行研究。

2.2 棗渣在面制品中的應用

石聚領等[36]研究發現，饅頭制作過程中添加12.5%棗渣，再經過65 min 發酵，其醒發效果最好。張江寧等[37]將棗渣磨成粉后，按一定比例添加其他物質后制成有獨特風味和口感的面條。劉紫韞等[38]將靈武長棗棗渣添加至面粉中制成吐司面包，試驗結果表明：棗渣添加量在15%時吐司面包品質最好；試驗還對發酵過程的工藝條件進行了優化，在酵母添加量1.4%、揉面時間15 min、發酵時間105 min 時發酵效果最好。張蘋蘋等[39]在面粉中添加靈武長棗渣粉，制成膳食纖維含量為9.21%且感官品質較高的餅干，研究中發現，在棗渣添加量20%時的餅干感官品質最佳。

棗渣中的膳食纖維可添加至烘焙產品中以增加膳食纖維總量，膳食纖維的吸水性較強，可降低面團的持水性能，合理添加可有效改善面團質地，提高產品品質。棗渣中的多糖可改善烘焙產品的風味和色澤，提高其口感，但棗渣中不含面筋蛋白，在制作過程中的添加量應適宜。

2.3 棗渣在乳制品中的應用

由于棗渣具有獨特的香味，且其中的膳食纖維和多糖含量高，利于發酵，因此可將其應用于乳制品生產中。崔國庭等[40]的研究結果表明：在酸奶制作過程中，添加適量的紅棗多糖，不僅能夠調節其酸度和口感，還能在一定程度上延長其儲藏期限。使用棗渣多糖代替紅棗多糖有待進一步研究開發。棗渣在乳制品中的應用可參考葡萄渣，樊柳[41]活化了葡萄渣中的膳食纖維，提高了水溶性膳食纖維含量，將其添加至酸奶制品中，豐富了酸奶的風味。李鳳英等[42]采用酸法提取葡萄皮中的膳食纖維，并將其添加至飲料中制成飲品。

通過不同的方法提取棗渣中的功效物質，將其應用在食品中可大幅度改善食品的質地、色澤、風味，兼顧安全與營養，減少了資源浪費；其應用于飼料中，提高了飼料的營養，保證了安全性。

3 存在問題及展望

棗渣中含有大量的功效物質，且具有廣泛的研究應用價值。目前，在研究中存在的問題主要有以下幾點：一是現階段對棗渣的開發研究利用較少，可供企業參考的不多，不能物盡其用；二是不同加工過程產生的棗渣中存在其他雜質；三是棗渣中存在的功效物質較多，不同組分的分離純化工藝繁瑣。因此，加深對棗渣的研究開發，提高其應用，減少浪費仍是今后研究的重點。隨著棗渣中功效成分的提取及綜合利用的深入研究，將更大程度地實現紅棗資源的開發利用，拉動紅棗產業鏈條，增加其附加值，促進紅棗產業健康快速發展，助力鄉村振興。