苹果梨的营养价值及加工技术研究进展

范昊安，薛淑龙，杜柠，陈雨，戴静，王珍珍，沙如意，*，毛建卫，2，*

（1.浙江科技学院 生物与化学工程学院，浙江省农产品化学与生物加工技术重点实验室，浙江省农业生物资源生化制造协同创新中心，浙江杭州310023；2.浙江工业职业技术学院，浙江绍兴312000）

苹果梨（Pyrus pyrifolia cv.Pingguoli）是蔷薇科（Rosaceae）梨属果树的果实，因其果形扁圆，形似苹果而得名，多产自吉林省延边自治州，现已有近百年的栽培历史[1-2]。苹果梨可食率高，果肉细嫩清脆，汁水丰盈，酸甜适口且营养丰富，曾两度被评为全国农作物优良品种，素享有“北方梨中之秀”之美誉[3]。

苹果梨的储藏方式落后单一，一般为地窖式简易储藏或冷冻储藏，储藏量仅占总产量的3%；同时由于苹果梨在加工过程中极易发生酶促褐变，影响产品的外观品质与营养价值，故而其加工量不足总产量的10%，大部分用于应季鲜果及冻梨销售[1，4]。因此苹果梨资源深加工工艺和关键技术问题亟待解决。

通过介绍苹果梨的营养成分与功效，并综述苹果梨加工工艺技术及其产品，以期为我国苹果梨开发利用奠定理论基础，为解决苹果梨资源化利用提供新思路，同时也为其进一步精深加工提供一定的参考意义和技术支持。

1 苹果梨营养成分与功效

1.1 营养成分

苹果梨含有多种人体必不可缺的营养物质，如碳水化合物、氨基酸、多酚、磷、铁、钙、维生素C等[5-6]。苹果梨的主要营养成分如表1所示[5-8]。

表1 苹果梨的营养成分Table 1 Nutritional components of applepear

1.1.1 维生素

苹果梨富含多种维生素，如维生素A、维生素B1、维生素B2、维生素C、维生素E、维生素PP等。其中每100 g果肉中含0.01 mg胡萝卜素（维生素A前体）、0.01 mg硫胺素（维生素B1）、0.2 mg尼克酸（维生素PP）及3 mg抗坏血酸（维生素C）[9]。苹果梨所含的B族维生素与维生素C均属于水溶性维生素，其作为辅酶或辅基的组成部分在细胞代谢中具有重要的生物功效[10]。

1.1.2 矿质元素

微量元素与人体生长发育息息相关，适量摄入有利于保持健康状况[11]。苹果梨的矿质元素中的主量元素和微量元素如表2所示[6，12-13]。

表2 苹果梨主要矿质元素Table 2 Main mineral elements of applepear

陈艳秋等[12]对苹果梨果实中矿质元素含量进行测定，微量元素中铁含量最高，约占60%，其次是硼含量。张大军等[13]研究表明苹果梨汁中含有14种矿质元素，其中人体必需微量元素共8种，且铜、铁、锰、锌的含量较高。必需微量元素作为多种酶的组成成分参与核酸蛋白质的合成及免疫过程，对人体生理功能起着不可或缺的作用。

1.1.3 氨基酸

氨基酸不仅是水果的重要营养成分，同时也影响着其风味品质[14]。张大军等[13]使用氨基酸分析仪检测苹果梨鲜汁中氨基酸种类及含量，结果表明鲜汁中含有18种氨基酸，其中包括8种人体必需氨基酸（占检出总氨基酸的23.25%）及10种非必需氨基酸。苹果梨中氨基酸含量最高的是天冬氨酸，缬氨酸与谷氨酸次之。天冬氨酸和谷氨酸作为鲜味氨基酸[15]，两者含量在苹果梨中占绝对优势，赋予了苹果梨鲜香清甜的风味。同时，天冬氨酸也是机体多种氨基酸与碱基的合成前体，具有改善心肌功能，增强肝功能以及消除机体疲劳等功能[16]。

1.1.4 有机酸

有机酸作为苹果梨中酸味的主要呈味物质，可以有效调节肠道微生物，从而预防慢性疾病及结肠癌[17]。张微等[18]采用高效液相色谱法测定苹果梨果实不同发育时期的有机酸组成，结果表明苹果梨的主要有机酸为苹果酸和柠檬酸，且柠檬酸含量在成熟期达到最高。李金昶等[19]研究表明苹果梨果实中的有机酸组成以苹果酸、柠檬酸和抗坏血酸为主，辅以部分琥珀酸及酒石酸。苹果酸具有酸味柔和、口感清爽等特点，因而较高含量的苹果酸可为苹果梨带来独特的风味品质。沙守峰等[20]通过研究40个梨品种果实的有机酸组成发现不同栽培种均以苹果酸和柠檬酸为主，这一结果与苹果梨相一致。

1.1.5 多酚类物质

多酚类物质作为植物体内具有生物活性的次生代谢产物，在苹果梨中含量丰富[21]。苹果梨中主要的多酚类物质如表3所示，其中含量较高的为熊果酸与绿原酸[22-23]。苹果梨充足的多酚含量以及多样的单体酚组成使之成为植物多酚的优良来源。众多研究表明，多酚类物质主要存在于水果的果皮部位，如梨果皮[24]、石榴果皮[25]、柑橘果皮[26]、猕猴桃果皮[27]等。

表3 苹果梨主要多酚类物质Table 3 Main phenolic compounds of applepear

续表3 苹果梨主要多酚类物质Continue table 3 Main phenolic compounds of applepear

由表3可知，相较于果肉，苹果梨果皮的多酚类物质含量更高，组成更丰富，这可能是不同产生部位其生成机理不同所致[28]。

1.2 功效

苹果梨性寒味甘，具有健脾和胃、祛火清心、消痰驱热、止呕止泻、软化血管等保健功效，可用于治疗热病烦渴，对体虚、津液不足者颇有益处[5]。苹果梨的保健功效如表4所示[7]。

表4 苹果梨的保健功效Table 4 Health efficacy of applepear

1.2.1 抗氧化

植物多酚广泛存在于蔬菜、水果及药用植物中，是一种天然抗氧化剂[29]。众多研究表明，苹果梨中的酚类物质具有良好的抗氧化功效。赵金伟等[30]研究发现苹果梨酚类物质具有较好的1，1-二苯基-2-苦苯肼（1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基、羟自由基和亚硝酸根离子清除能力，且幼果中提取的酚类物质清除效果优于成熟果果皮。麻建南[22]建立DPPH-高效液相色谱-质谱联用法筛选苹果梨皮抗氧化成分，以反应后化合物峰面积的衰减率表征该物质的抗氧化能力，结果表明木犀草素-7-葡萄糖苷，3，5-二咖啡酰奎宁酸和芦丁的衰减率均大于90%，说明三者是清除DPPH自由基的主要活性成分。Ma等[31]分离纯化苹果梨果皮中的酚类物质，并通过DPPH自由基清除试验评价各组分抗氧化功效，结果表明苹果梨果皮甲醇提取物IC50为38.3 mg/mL，其中分离纯化所得的绿原酸、表儿茶素和芦丁浓度为50 μg/mL时，DPPH自由基清除率可分别达到79.4%、58.7%和63.7%。

1.2.2 抑菌

链格孢属（Alternaria sp.）是引起果蔬腐败霉变的主要致病真菌属，苹果梨贮藏后期多发的黑斑病即因其潜伏侵染所致[32]。李永才等[33]以互隔交链孢（Alternaria alternata）为指示菌对苹果梨果皮中预存抗菌物质进行分离鉴定，研究表明主要抗菌成分为棕榈酸甲酯、邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯、油酸甲酯、亚油酸甲酯和鱼鲨烯。刁春英等[34]同样以Alternaria alternata为指示菌对壳聚糖处理前后苹果梨果皮进行生物活性分析，对其主要成分分析表明，壳聚糖预处理可诱导出10种抗菌物质，其中抗菌物的主要成分为不同饱和程度的脂肪酸甲酯。

植物表皮蜡质是防止病原物侵染的首道屏障，对致病微生物识别及侵染寄主起到重要调控作用。Li等[35]研究指出苹果梨表皮蜡的化学组成随着发育成熟，由以烷烃类化合物为主逐渐转变为烷烃类与三萜类化合物共占主导地位，但不同发育时期的苹果梨表皮蜡均表现出一定的体外抗链格孢侵染能力。Yin等[36]对苹果梨表皮蜡中的活性成分及其抑菌功效分析检测，得出果蜡甲醇提取物（极性组分）主要由脂肪酸及五环三萜类化合物组成，相较于正己烷提取物（低极性组分）具有显著的抑菌作用，可有效抑制孢子萌发及菌丝体的生长。

以单宁为主体的酚类物质对微生物具有广谱抗性，苹果梨富含的酚类物质使其具有良好的抑菌功效。赵金伟等[23]提取纯化苹果梨中的酚类物质，并通过滤纸片法测定其抑菌活性，结果显示：10 mg/mL酚类提取物对沙门氏菌和金黄色葡萄球菌均有一定的抑制作用。

1.2.3 护肝

苹果、梨等水果中含有大量的多酚类、三萜类、多糖类等活性成分，可有效防治肝纤维化以及氧化性肝损伤[37-40]。麻建南[22]通过建立四氯化碳诱导小鼠急性肝损伤模型对苹果梨果皮的保肝作用进行研究，结果表明苹果梨果皮的乙醇提取物可明显抑制血清中丙氨酸转氨酶和天冬氨酸转氨酶水平上升，修复改善肝细胞变性及坏死，并通过提高小鼠体内胆汁酸含量以预防保护肝细胞损伤。

2 苹果梨加工

目前苹果梨已开发加工的产品形式主要有：苹果梨罐头、苹果梨脆片、苹果梨汁、苹果梨酒、苹果梨果醋等，根据其加工方式可分为物理加工和生物加工两类。常见的苹果梨加工产品及工艺流程如表5所示。

表5 苹果梨加工产品的工艺流程Table 5 Process flows of applepear processed products

2.1 物理加工

传统物理加工技术广泛运用于食品生产中，主要采用加热、高压、剪切力等手段钝酶、杀菌，从而降低食品中的有害因子，并在一定程度上维持食品的营养结构及天然风味，延长其贮藏期[50]。

杨晓兰等[41]研究开发苹果梨罐头的加工工艺，工艺条件为使用1%盐水对果块护色处理，而后将果块沸水预煮10 min后置于冷水中冷却，最后以80℃，25%糖水装罐封盖，该工艺制得的苹果梨罐头色泽风味俱佳。

韩苗苗等[42]通过常温油炸法加工苹果梨，并进一步优化苹果梨脆片加工工艺，所得最佳工艺条件为：切片厚度2.5 mm，用含0.6%柠檬酸和0.6%D-异抗坏血酸钠护色溶液浸泡15 min，漂烫处理15 s，20%糖液真空浸糖30 min，60℃下烘干4.0 h，油炸温度和时间分别为180℃、6 s。在此工艺下制得的产品外形平整，色泽为黄白色，口感酥脆，有苹果梨的果香味，含油量为2.43%，含糖量为57.5%。

崔福顺等[9]以新鲜苹果梨为主要原料，运用正交试验设计对苹果梨果冻的加工工艺进行研究，结果表明40%苹果梨汁，0.03%柠檬酸，16%白砂糖，5%明胶的工艺参数可研制出色泽均匀、组织状态良好、口感细腻、酸甜适宜的苹果梨果冻。

目前，苹果梨物理加工技术尚处在传统食品物理加工水平，仍存在着在加工效率、产品得率、产品活性、能源消耗等关键指标上难以提升的问题[51]。利用声、光、电、磁、力等物理学方法改进苹果梨传统物理加工工艺，将会是今后的一个更高效、节能的发展方向。

2.2 生物加工

生物加工是改善并提升苹果梨营养价值、保健功效和加工性能的重要加工技术。苹果梨的生物加工方法主要包括酶处理及微生物发酵，这两种生物加工技术的日益发展为苹果梨的高值化利用开辟了新的方向。

2.2.1 苹果梨饴糖

苹果梨作为功能性食品原料制备饴糖不仅可以代替甜味剂添加在糕点、果酱中，而且有助于补脾益气、缓急止痛、润肺止咳[52]。崔泰花等[53]将大米糊化后添加苹果梨果肉，制作苹果梨饴糖，通过研究分析其理化特性及感官评价确定苹果梨的最佳添加量为40%。在此添加比例下，苹果梨饴糖pH值适宜，符合饴糖类标准，总固形物、还原糖含量最高，分别为93.49%和37.62%，综合感官评价嗜好度最佳。饴糖制备工艺通过合理利用苹果梨等原料液化、糖化过程中发生的美拉德反应及酶促褐变，进而化弊为利，形成理想的棕黄色色泽，为解决苹果梨加工过程中易褐变问题提供新思路。

2.2.2 苹果梨汁

苹果梨汁是苹果梨加工研究最为关键的一部分，将苹果梨经加工制成果汁后，不仅可以解决苹果梨资源浪费的局面，还可以提高苹果梨产品的附加值[54]。由于苹果梨果实的细胞壁中含有大量的果胶、纤维素等物质，难以通过机械手段破碎，故而酶解法在苹果梨汁加工中具有广阔前景。

李梁等[43]以西藏产苹果梨为原料，经复合酶处理提高苹果梨出汁率，结果显示在酶解温度48℃条件下，使用0.07 g/100 g的果胶酶和0.11 g/100 g的纤维素酶酶解82 min可使苹果梨出汁率达到87.6%。

张先等[44]利用果胶酶酶解法和明胶-单宁法相结合使苹果梨汁澄清透明，并通过调配澄清果汁进一步研制苹果梨澄清饮料。结果表明，其最优处理条件为：加酶量0.05%，酶解时间1 h，酶解pH4.4，明胶使用量0.02%，单宁使用量0.03%，室温（25℃）反应4 h，可制得透光率达98%以上的苹果梨汁。通过正交试验所得最佳配方为：果汁添加量20%，蔗糖8%，葡萄糖3%，柠檬酸0.04%，苹果酸0.08%，由此得到的产品澄清透明，酸甜适口，果香味突出。

2.2.3 苹果梨果醋

苹果梨中的碳水化合物以还原糖为主，可直接用于酒精发酵和醋酸发酵。根据原料转化率高这一特点，开发酿造苹果梨果醋产品，以果代粮，为苹果梨开发利用提供一条合理的解决途径。

薛桂新[45]利用液态表面发酵法酿造苹果梨果醋，结果表明AS1.41号醋酸菌种具有发酵适应性，适宜液态静置发酵制苹果梨果醋；通过正交试验进一步优化所得醋酸发酵条件为：酒精度6%，糖度7°Brix，接种量10%，该条件下果醋最大醋酸含量为7.08%，达到国家一级醋的标准（5%）。

金艳梅等[55]以低聚木糖和苹果梨为主要原料，发酵研制功能性低聚木糖苹果梨醋饮料，并通过正交试验探讨合理配方及加工技术。结果表明，以色香味为指标生产苹果梨醋饮料的最佳工艺条件为：苹果梨醋酸发酵液40%，醋母8%，酒母1%，低聚木糖0.12%，该工艺所得低聚木糖苹果梨醋饮料口味纯正，风味浓郁，营养丰富，具有降三高、控制体重、预防心血管疾病等功能。

2.2.4 苹果梨发酵饮料

发酵饮料中含有大量的乳酸菌、醋酸菌等益生菌，能改善食品的风味，品质和营养价值，并具有调节肠道菌群平衡、抗肿瘤、延缓衰老等重要的生理保健作用[56]。因此，筛选适用于苹果梨汁的优质发酵剂以此开发新型发酵饮料产品具有广阔的市场和应用前景[57]。

余蕾等[8]将鲜牛乳和苹果梨汁3∶1（体积比）混合，接种乳酸菌混合发酵剂进行乳酸发酵，通过二次通用旋转组合试验得出最佳配方为：水50%，白砂糖8%，稳定剂（羧甲基纤维素钠∶明胶=1∶1）0.25%，调配而成的乳酸菌饮料呈淡乳白色，口感细腻，风味纯正，具有苹果梨和发酵乳的混合香味。

李正英等[46]通过研究苹果梨汁醋酸发酵过程中总酸和总酯的变化确定其最佳醋酸发酵期为4 d，并以香味与口感为指标对直接醋酸发酵后的苹果梨汁进行调配。结果表明，优化的最佳配方为：醋酸发酵苹果梨汁∶水=3∶1（体积比），加糖量10%，调配制得的苹果梨醋酸发酵饮料香味浓郁，酸甜爽口。

2.2.5 苹果梨果酒

果酒因其水果的典型性和丰富的营养价值，对调节人体肠道系统，促进消化，软化血管，防治动脉硬化具有重要的保健意义[58]。苹果梨果大肉脆，含汁量高，适宜加工果酒等产品，所以加工苹果梨果酒可以有效降低酿酒成本，提高利润，开拓苹果梨深加工新途径。

薛桂新[47]以苹果梨为原料，研究发酵温度、初始糖度和NaHSO3加入量对苹果梨果酒的影响。正交试验结果表明，将苹果梨发酵液初始糖度调整为20%，并添加60 mg/kg NaHSO3，于20℃密封发酵，产品感官品质最佳。

孟祥敏等[48]以冰苹果梨为原料，采用响应面法优化设计，以酒精度为指标，研究pH值、发酵温度、酵母添加量对发酵酒工艺的影响。结果表明，最佳发酵工艺条件为pH3.8，发酵温度20℃，酵母添加量0.5g/L，此条件下冰苹果梨发酵酒的酒精度为12.4%vol。

朴银子[49]以去皮苹果梨和带皮苹果梨为原料进行发酵，经蒸馏得到苹果梨白兰地，通过比较其理化指标和感官评定结果，确定最适发酵条件为：原料为带皮苹果梨，发酵菌为Femivin酵母，发酵温度为18℃，抑制酶促褐变处理为添加0.075%抗坏血酸。对苹果梨白兰地原酒、自然陈酿3个月的苹果梨白兰地和高温处理后陈酿3个月的苹果梨白兰地的挥发性成分进行分析及感官评价，研究表明苹果梨白兰地原酒以醇类化合物为主，陈酿后由于醇类化合物与酸类化合物发生酯化反应，苹果梨白兰地中的酯类化合物共增多13种，相对含量也增加18.64%，占挥发性成分的主要比重；通过陈酿过程苹果梨白兰地的色泽由白色变为淡金色，口感由辛辣转为醇厚柔和。

3 展望

目前，国内外有关苹果梨的基础研究数量较多，主要集中于对矿质元素、有机酸、多酚类物质等营养成分的分析检测，但对其活性功效的评价仍不够全面，有待进一步加强完善。因此科研人员应着力于研究苹果梨及其加工产品的生物活性，通过细胞模型等体外试验明确其中的构效关系，并进一步建立秀丽隐杆线虫、黑腹果蝇等模式生物模型，研究其体内生理功效，揭示相应的活性作用机制，以期为苹果梨的精深加工奠定夯实理论基础。

近年来，传统物理加工技术已无法满足日益增长的市场需求，苹果梨产品加工工艺由原先的初级加工形式，持续向着生物加工方向革新转变。酶处理作为典型的生物加工技术，可以大幅度降低加工温度，从而避免苹果梨中营养成分被过多破坏，越来越受到消费者及加工企业的关注与青睐。然而，苹果梨传统物理加工及酶处理加工过程中均存在极易发生酶促褐变的问题，现工艺多通过添加抗坏血酸、柠檬酸等抗氧化剂以控制褐变。这一手段虽然在很大程度上能缓解苹果梨加工产品色泽加深所引起的感官不良和品质下降，但是护色剂自身成本问题仍亟待解决。为更好地解决上述难题，研发天然经济的苹果梨加工方式，实现苹果梨的高值化利用，今后可从以下两方面进一步深入探究：

1）现代食品物理加工技术是一类利用声学、电学、光学等物理学方法改进传统加工过程的新技术。通过在苹果梨生物加工过程中引入非热物理加工技术（电场、磁场和超高压等），不仅可以利用物理场预处理实现杀菌钝酶，从而抑制酶促褐变，还可以显著缩短加工时间，提高产品得率及其活性。

2）以苹果梨为原料，采用现代新型的生物发酵技术研制微生物发酵产品，仍是现阶段苹果梨精深加工产业的首要发展方向。微生物发酵技术可以有效延长苹果梨鲜果的货架期，并通过其次级代谢产物控制产品加工过程中的酶促褐变。酵素产业作为大健康战略背景下的新兴产业，极具发展潜力及市场前景，必将成为未来苹果梨发酵产品的一大发展趋势。酵素发酵工艺可以最大程度保持苹果梨原有的营养成分，并通过益生菌代谢产生特有的活性成分，进而提高多酚、有机酸、氨基酸等功能性成分所占比例，增强抗氧化、抗肿瘤、降三高、消炎抑菌、解酒护肝等保健功效。