荸荠皮的资源化利用技术研究进展

倪建伟，朱芬，雷朝亮

（华中农业大学植物科学技术学院/昆虫资源利用与害虫可持续治理湖北省重点实验室，湖北武汉，430070）

荸荠皮的资源化利用技术研究进展

倪建伟，朱芬，雷朝亮

（华中农业大学植物科学技术学院/昆虫资源利用与害虫可持续治理湖北省重点实验室，湖北武汉，430070）

荸荠皮是荸荠加工后剩下的废弃物，一部分被人们用作饲料，但大部分都作为废弃物扔掉，将这些废弃物加以利用，对增加荸荠附加值具有重要意义。对荸荠皮的相关利用技术研究进展进行了综述，以期为荸荠皮的资源化利用提供基础资料。

荸荠皮；资源化；提取技术

荸荠，又名马蹄，在我国南方大部分地区都有栽培。荸荠是重要的中药材之一，据《中药大辞典》记载，荸荠性味甘、微寒、无毒，有温中益气，清热开胃，消食化痰之功效[1]。不仅如此，荸荠还富含人体需要的多种营养成分，因而是人们喜爱的果蔬兼用食品。本文对从荸荠皮中提取果胶、果醋，抗氧化及清除自由基活性物质，天然色素及抑菌物质等相关技术研究进展进行了综述，以期为荸荠皮的资源化利用提供基础资料。

1 提取果胶、果醋，开发果醋饮料

詹歌等[2]的研究表明，荸荠皮中果胶的酸法提取工艺为用0.81 mol/L盐酸，液料比19.5∶1（mL∶g），78℃处理 1.53 h，在此条件下果胶的得率达到11.76%。在制备果醋方面，以烘干后保存的荸荠皮为原料，经过加水打浆、糊化、液化、糖化、调配后，进行酒精发酵和醋酸发酵，制得荸荠皮果醋。酒精发酵最佳工艺条件为发酵温度28℃，糖度14.5%，酵母接种量4%，发酵时间4 d；醋酸发酵的最佳工艺条件为接种量12%，初始酒度7%，发酵温度32℃，发酵时间12 d，最后得到的果醋总酸达4.6 g/dL，产品具有荸荠特有的清香，酸味柔和，风味浓厚[3]。另外，以蜂蜜、荸荠皮果醋、荸荠皮提取液和白砂糖等为原料，还可开发出荸荠皮果醋饮料，其最佳配方为荸荠皮果醋13%，蔗糖10%，蜂蜜12%，荸荠皮提取液20%，100℃杀菌5 min[4]。

2 提取抗氧化及清除自由基活性物质

采用70%丙酮溶液提取得到的红棕色浸膏中多酚含量为3.31%（w/w，以干物质计），具有一定的清除DPPH自由基的能力，其清除能力与提取物浓度之间表现为良好的剂量-效应关系[5]。采用DPPH自由基法、邻苯三酚自氧化法和水杨酸法分别表征荸荠皮多糖清除DPPH自由基（DPPH·）、超氧阴离子自由基（O2-·）和羟基自由基（·OH）的能力，结果显示，脱蛋白和未脱蛋白荸荠皮多糖均具有清除自由基的活性，但该活性明显低于茶多酚。脱蛋白多糖清除DPPH·的能力高于未脱蛋白多糖，其清除50% DPPH·的质量浓度（EC50）分别为50.26，76.22 mg/L，两种多糖清除·OH和O2-·的能力相当[6]。

3 提取黄酮类化合物

有学者报道了微波提取荸荠皮中黄酮类化合物的工艺技术。在该工艺中，影响提取结果的主次因素为乙醇体积分数>微波时间>固液比>微波功率。最佳提取工艺为微波功率200 W，时间4 min，乙醇体积分数50%，固液比1∶25（W∶V，g∶mL）[7]。

高山等[8]采用Box-Benhnken设计并结合响应面分析法对荸荠皮总黄酮的提取工艺进行了优化，建立了影响因素与总黄酮提取量之间的函数关系，确定荸荠皮总黄酮的最佳提取条件为乙醇体积分数33.9%、提取温度56.8℃、固液比1∶21.7（g∶mL）、提取时间90 min。验证试验结果表明，荸荠皮总黄酮提取量平均达12.50 mg/mL，且重现性好。

4 提取抑菌物质

将不同浓度的荸荠皮提取物（EETP）和山梨酸钾、乳酸链球菌素添加到保鲜面团进行抗菌试验。结果表明，EETP添加量小于0.6%时，对产品的色泽、气味和组织结构几乎没有影响；EETP添加量为0.6%时，保鲜面团品质和保质期都为最佳[9]。

最早提取抑菌物质采用的是浸提法，浸提剂为乙酸/乙醇溶液，液固比为12∶1，浸提温度为30～37℃，浸提时间为3～6 h，浸提1次的条件下制备的荸荠皮提取物，抑菌效果较好[10]。张全军等[11]采用60目的荸荠皮粉碎物、65%的乙醇溶液 （料液比1∶10）、超声波下作用45 min提取抑菌物质，发现提取物对细菌的抑制作用比苯甲酸钠和山梨酸钾好，但对酵母菌的抑制作用差。经GC-MS鉴定，荸荠皮中主要含有甾醇类、有机酸类、酯类和黄酮类4类活性成分。

5 提取色素

荸荠皮色素适宜做酸性饮料及食品的着色剂，还可用于医药保健品和化妆品的着色剂，是一种用途广泛、易于大量提取的天然色素。郭艳华[12]研究表明，乙醇是提取荸荠皮色素的最合适试剂，最佳条件为提取剂浓度50%，提取剂pH值1.00，提取温度60℃。另外，常用食品添加剂蔗糖、柠檬酸、淀粉、葡萄糖对荸荠皮色素没有明显影响，而山梨酸钾（浓度大于3.00 mg/mL）、抗坏血酸对该色素有一定的影响。荸荠皮色素具有一定的耐氧化性，因Fe3+和Mn2+对色素稳定性影响较大，所以不能用铁器来储存、运输荸荠皮。荸荠皮在酸性条件下稳定，碱性条件下不稳定，耐热性较强，但耐光性较差。

罗杨合等[13]采用超声波辅助提取荸荠皮天然棕色素，最佳工艺条件为以50%的食用酒精为溶剂，料液比为1∶10（g∶mL），超声频率为20 kHz，超声功率为80 W，70℃下超声浸提40 min。其浸提率为22.79%，比常规浸提法提高了16.99%，且棕色素的性状和结构未被改变。

6 提取膳食纤维

魏丹[14]用4%氢氧化钠，于40℃处理1 h，再过40目筛，不溶性膳食纤维的提取率为84.5%，且纯度达到9.1%，得率为12.31%。

[1]蔡健.荸荠的营养保健和加工利用[J].中国食物与营养，2005（2）：40-42.

[2]詹歌，周兴虎，屠康，等.荸荠皮中果胶的酸法提取工艺[J].食品与生物技术学报，2010，29（6）：859-864.

[3]高志明，罗杨合，陈振林.液态表面发酵法生产荸荠皮果醋[J].中国调味品，2010，35（6）：82-85.

[4]高志明，罗杨合，陈振林，等.荸荠皮果醋饮料的开发[J].中国酿造，2010，218（5）：164-166.

[5]贾冬英，曹冬冬，姚开.荸荠皮提取物对DPPH自由基清除活性[J].天然产物研究与开发，2007，19（5）：745-747.

[6]李婕姝，贾冬英，姚开，等.荸荠皮多糖体外清除自由基活性的研究[J].氨基酸和生物资源，2008，30（4）：7-9，20.

[7]韦学丰，罗杨合，邓年方，等.荸荠皮中黄酮类化合物的微波提取工艺[J].湖北农业科学，2009，48（4）：949-951.

[8]高山，胡平，龙世平.响应面法优化荸荠皮总黄酮的提取工艺[J].化学与生物工程，2010，27（12）：41-44.

[9]姚晓玲，曾莹，宋卫江.荸荠皮提取物在保鲜面团中抗菌效果的研究[J].食品工业，2006（6）：18-20.

[10]曾莹，向新柱.荸荠皮中抗菌物质的提取条件研究[J].食品工业，2004（3）：30-31.

[11]张全军，王泽南，王翠，等.超声波提取荸荠皮抑菌物质的工艺研究[J].食品与机械，2007，23（6）：59-61.

[12]郭艳华.荸荠皮色素的提取和稳定性研究[J].食品科学，2004，25（12）：115-121.

[13]罗杨合，黄浩妍，韦飞梅，等.超声波辅助提取荸荠皮天然棕色素的工艺研究[J].应用化工，2008，37（9）：999-1 001，1 005.

[14]魏丹.荸荠果皮膳食纤维提取工艺的研究[D].合肥：合肥工业大学，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

国家公益性行业（农业）科研专项经费项目子课题（200903017-08）

倪建伟（1972-），男，硕士，研究方向为生物多样性与资源利用，电话：13026306679，E-mail：hzaunjw@126.com

2011-07-11