樱桃加工副产物的研究进展

刘 陆，周 涛，吴 澎*，乔玉双

（1.山东农业大学食品科学与工程学院，山东 泰安 271018；2.山东农业大学园艺科学与工程学院，山东 泰安 271018；3.泰安技师学院，山东 泰安 271000）

樱桃（Prunus aviumL.）为蔷薇科多年生木本植物，大抵可以分为4 个种类，即中国樱桃、毛樱桃、欧洲甜樱桃以及欧洲酸樱桃[1]。樱桃是非呼吸跃变性水果，采后仍进行着旺盛的呼吸作用[2]，再加上樱桃皮薄、果肉软烂多汁[3]，在贮藏、运输、销售过程中易破损腐烂，严重影响销售。所以对于果肉发生破损的樱桃，如何降低其造成的经济损失值得研究。

目前市面上涌现的樱桃深加工制品多以利用樱桃果肉为主，如樱桃汁、樱桃果酱、樱桃酒等，这些产品的加工产生了大量的果渣。本文就樱桃加工过程所产生副产物中营养物质的提取与利用进行了综述，并针对相关问题进行了讨论，旨在为今后樱桃副产物资源的开发与利用提供理论依据。

1 樱桃叶

樱桃叶，味辛苦、性温、无毒，具有温胃、健脾、止血和解毒的功效，还能缓解胃寒食积、腹泻、吐血、疮毒等症状[4]。有研究发现樱桃叶的水煎液不仅能治疗高血压、高血糖[5-6]、痛经[7]等疾病，还可以制作解酒护肝茶[8]、治疗慢性胃炎的中药制剂等[9]；樱桃叶还是一种天然的防腐剂，具有一定的抗菌能力[10]。

1.1 樱桃叶的营养成分

樱桃叶中含有丰富的多糖、黄酮类化合物[11-12]等物质。现阶段已有关于樱桃叶中多糖提取及生物活性的相关研究。植物来源的多糖类化合物有调节免疫[13]、抗肿瘤活性以及降血糖、降血脂和抗氧化等功能活性[14]。目前对于樱桃叶中黄酮类化合物的提取方法及含量、结构等有较多研究。植物来源的黄酮类化合物具有抗氧化、抗癌、抗炎、抗菌、抑制身体机能紊乱、治疗神经系统疾病等作用[15-16]。

1.2 樱桃叶功能性物质的提取

1.2.1 樱桃叶多糖

（1）樱桃叶多糖的提取

植物多糖是由一个或多个单糖残基以不同比例的α-糖苷键或β-糖苷键的形式存在的一类天然大分子化合物[17]。常见的多糖提取有热水提取法、水提醇沉法、超滤膜分离法、酶解法、超声波辅助提取法、微波辅助提取法等[18]。现阶段对于樱桃叶中多糖提取方法的研究较少，现见于文献的只有水提醇沉法。

水提醇沉法是利用多糖的结构特性；多糖中含有较多的羟基，而羟基遇水会形成氢键而使其溶出；且多糖与醇类不易形成氢键，加入乙醇可使多糖沉淀，因此，可利用水提醇法提取多糖。水提醇法操作简单、成本低、污染小。刘德胜等[19]先将樱桃叶进行预处理，磨碎，经石油醚、乙醇脱脂、脱色、脱杂，风干使其呈粉末后，进一步确定了樱桃叶多糖的最佳提取工艺，即水浸提时间1 h，料液比1∶4，以95%的乙醇于4 ℃醇沉12 h。此条件下樱桃叶多糖得率为29.7 mg/g。

目前对于樱桃叶多糖产量化开发的瓶颈是提取方法的改进，现有的提取方法很难达到产量化、规模化且兼顾成本低，这些是今后的关注点。

（2）樱桃叶多糖的生物活性

樱桃叶多糖具有抗氧化性，主要表现在对自由基的清除作用上[20]。刘德胜等[21]以大鼠为实验对象，通过体外实验研究了樱桃叶多糖对羟自由基、超氧负离子自由基和有机自由基的清除作用。结果表明樱桃叶多糖对自由基的清除能力为羟自由基高于有机自由基，并远远超过对超氧负离子自由基的清除能力。樱桃叶多糖对不同类型的自由基清除效果不同，且从天然植物中提取的多糖通常毒性较低[22]，这也为定向开发具有抗氧化功效的樱桃产品提供了理论依据。

1.2.2 樱桃叶总黄酮

（1）樱桃叶总黄酮的提取

现阶段关于樱桃叶总黄酮提取有超临界CO2萃取法、超声波辅助提取法、微波辅助提取法、有机溶剂提取法，各类方法的优缺点及效果对比见表1（见下页）。

由表1 可知，提取樱桃叶中黄酮的最佳方法为微波辅助提取法，但微波辅助提取法在工业上大规模生产受到成本限制。水提法是传统的提取黄酮方法，采用水提法提取黄酮成本低且污染较小，但是此法由于提取时间的延长势必会造成黄酮损失，从而导致效率较低。因此在之后的研究中可以考虑将两种提取方法联用，在保证提取效率的同时降低生产成本。

表1 樱桃叶黄酮类化合物的提取方法Table 1 Extraction method of flavonoids in cherry leaves

（2）樱桃叶总黄酮的生物活性

樱桃叶黄酮具有很强的体外抗氧化活性。王垣芳等[25]从三个方面探究了樱桃叶中黄酮的体外抗氧化性，证明了樱桃叶中的黄酮对羟自由基、超氧负离子自由基的清除率分别为85.67%和72.45%，并且对羟自由基的清除能力优于维生素C；证明了樱桃叶黄酮对H2O2诱发小鼠红细胞氧化溶血的抑制率强于维生素C，当终质量浓度达到30 μg/mL 时，其抑制率可达79.82%；樱桃叶黄酮对肝脂质过氧化反应的抑制作用与维生素C 接近，当终质量浓度达到30 μg/mL 时，其抑制率为75.54%。

黄酮类化合物在人体不能直接合成，只能从食品中获得，因此如何从樱桃叶中提取纯度高、活性强的天然黄酮成分，并进一步将其加工成功能型保健食品、药品、食品添加剂等是今后关注的重点。

2 樱桃核

樱桃核具有益气固精、健脾和胃、解毒、治疗麻疹诱发的不畅等功效[31]。用樱桃核制成的枕头还被用来与传统中药联用，以增加对慢性肾脏病和高血压病人的临床治疗效果[32-33]。樱桃核还可以被当成原料开发天然纤维基复合材料[34]。

2.1 樱桃核的营养成分

有研究表明樱桃核的主要成分有总糖、蛋白质、脂质、维生素C 等[35]，从食品与医药行业的角度来看，樱桃核的开发具有较大的潜力。苦杏仁苷广泛存在于蔷薇科属植物中，且药理价值丰富故被广泛运用与医药行业[36-37]，但现阶段关于樱桃核中蛋白、苦杏仁苷的提取研究较少。

2.2 樱桃核蛋白质

2.2.1 樱桃核蛋白质的提取

蛋白质是一种复杂的含氮有机化合物，根据蛋白质的来源不同可以分为植物来源蛋白、微生物来源蛋白和动物来源蛋白。长期摄入动物来源蛋白会罹患一些疾病，如高血压、心脏病等，但蛋白质是人体不可或缺的营养物质，植物蛋白来源广泛，且相比于动物蛋白更容易消化吸收[38]。

不同来源的蛋白质具有不同的理化性质，所以在选择合适的提取方法时通常需要考虑到其对蛋白质理化性质的影响。目前关于樱桃核蛋白的提取方法有有机溶剂提取法、碱溶酸沉法[39]。

（1）碱溶酸沉法

碱溶酸沉法的原理是利用弱碱性水溶液浸泡脱脂后的目标分析物，将其中的可溶性蛋白质萃取出来，然后将一定量的盐酸水溶液加入已溶解出的蛋白液中，调节其pH 值到蛋白质的等电点，从而使样品中大部分蛋白质沉析下来。碱溶酸沉法提取的蛋白质易因碱液浓度过高而引起美拉德反应，从而影响蛋白质的营养价值。

冉军舰等[40]以脱脂的樱桃核粉为原料，采用碱溶酸沉法提取樱桃仁中的蛋白质，通过实验确定了樱桃仁中蛋白质的最佳提取条件，即pH 值9.5、浸提时间40 min、温度40 ℃、料液比1∶15，此条件下蛋白质的提取率为28.15%。Kasapolu 等[41]以酸樱桃核为原料，用同样的方法对樱桃核蛋白进行提取，得到的最适提取条件为pH 值8.5、料液比1∶10、提取时间1 h，在此条件下蛋白质得率为63.8%。

（2）有机溶剂提取法

有机溶剂法是一种常用的提取方法，此法不仅可以高效去除杂质，且可以直接从完整的植物细胞中提取目标蛋白质。王春玲[42]以脱脂樱桃仁粕为原料，研究得到最优提取条件为浸提温度50 ℃、浸提时间80 min、浸提2次、提取液为65%乙醇、料液比1∶7，此条件下浓缩蛋白质的得率为73.4%。

2.2.2 樱桃核蛋白质的开发

（1）樱桃核蛋白质定量分析

不同的蛋白质中氨基酸的构成比例及方式不一样，定量分析樱桃核中蛋白质含量有助于对樱桃核蛋白质的进一步开发。王姝[43]对樱桃核蛋白质中氨基酸种类及构成进行了分析，她通过实验发现，樱桃核中含有18 种氨基酸，包括亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸等在内的8 种必需氨基酸，其中质量分数最高的是谷氨酸（6.68%）。谷氨酸作为哺乳动物中枢神经系统中最重要的兴奋性神经递质，近年来在医学上常被用来研究对于一些神经类疾病如抑郁症、阿兹海默症、强迫症等的治疗；而在食品行业，谷氨酸则常被用来制作味精[44-46]。

（2）樱桃蛋白质抗氧化多肽的制备

酶法多肽是一种用生物酶催化蛋白质降解获得的生物活性多肽。张媛媛等[47]采用响应面优化超声波辅助酶解法制备樱桃核抗氧化多肽，并以制备的抗氧化多肽对羟自由基的清除力为评价标准，确定了酶解制备抗氧化多肽的最佳工艺为5%的樱桃核蛋白液在超声波功率170 W、30 ℃下预处理20 min 后，再在pH=7 条件下加入碱性蛋白酶和胃蛋白酶（1∶1）4 500 U/g 协同酶解，酶解温度50 ℃、酶解时间120 min，在此条件下，樱桃核酶解多肽的羟自由基清除率为51.98%。

2.3 樱桃核苦杏仁苷

苦杏仁苷又名苦杏仁甙，其结构由2 分子葡萄糖和1 分子的杏仁腈联结而成。Feng 等[48]采用毛细电泳法测得樱桃核中苦杏仁苷的含量约为2.045 mg/g。

2.3.1 樱桃核苦杏仁苷的提取

目前天然植物中苦杏仁苷的提取有水提取法、乙醇提取法、超声辅助提取法、闪式提取法和超临界CO2流体萃取法等[49]。

关于樱桃中苦杏仁苷提取的相关文献较少，但苦杏仁苷广泛存在于蔷薇科植物的种子中。已有的关于樱桃核中苦杏仁苷的提取常用的是乙醇提取法。苦杏仁苷易溶于水、甲醇、乙醇等溶剂，故可以利用溶剂提取法将其从植物体中提取出来[50]。陈德昌等[51]利用乙醇提法对山樱桃核中的苦杏仁苷进行提取，将樱桃核样品去壳后得到樱桃仁，烘干、粉碎并进行脱脂处理，将样品粉碎后加入95%乙醇溶液进行回流提取，过滤除杂后浓缩滤液，向得到的浓缩滤液中加入乙醚萃取可以得到淡黄色的颗粒结晶，经过验证得到的结晶即为苦杏仁苷。

2.3.2 樱桃核苦杏仁苷的生理作用

苦杏仁苷具有止咳、抗炎、镇痛和抗肿瘤等许多生理作用，但其作用的机制还存在争议（见下页图1）[52-53]，如对苦杏仁苷的抗癌机理还缺乏更为详细的研究[54]，且使用苦杏仁苷类药物治疗癌症、咳嗽、炎症等疾病时，因其通过经体内代谢后生成的氢氰酸为有毒物质，在体内蓄积到一定程度后会对人体产生毒副作用，但苦杏仁苷本身无毒，理化性质不活泼，它引起中毒的原因是由于其在酶或酸的作用下释放出具有挥发性的氢氰酸[55]，所以在开发苦杏仁苷时应进一步探究去毒方式。

图1 苦杏仁苷的生理作用Fig.1 Physiological effects of amygdalin

3 樱桃渣

在樱桃深加工过程中会产生大量的残渣，这些残渣包括皮渣、果肉、果梗、以及樱桃果酒在陈酿过程中产生的酒泥沉淀等。樱桃渣可以被用来制作樱桃果醋、樱桃白兰地酒，不仅如此因樱桃渣中富含丰富的蛋白质，还可以被用来开发蛋白饲料[56]。樱桃渣的提取物具有很强的抗氧化性，用樱桃渣制成的粉末可以用于充当天然添加剂，添加至乳制品内以增加它的贮藏时间[57]。

3.1 樱桃渣的营养成分

樱桃渣中含有丰富的功能性成分，如天然色素、膳食纤维、多酚、有机酸等。目前已有对于樱桃酒渣中膳食纤维提取的相关研究，膳食纤维被誉为人类“第七大营养素”，具有调节血糖、降血脂、促进消化系统运作等生理功能[58-59]。

3.2 樱桃渣膳食纤维

3.2.1 樱桃渣膳食纤维的提取

膳食纤维根据溶解性质可将膳食纤维分为不溶性膳食纤维和水溶性膳食纤维。因水溶性膳食纤维溶解性与黏度特性优于不溶性膳食纤维，因此，其在食品行业的运用范围更广[60]。目前对于樱桃渣膳食纤维的提取已有化学法和酶提取法。

（1）化学法

化学法是将样品预处理后，采用酸、碱等溶剂进行浸提从而得到膳食纤维的一种方法。化学法是一种较为常见的提取方法，同样也广泛应用在工业中提取膳食纤维，但用此法提取的纤维颜色不佳且纯度较低，膳食纤维的结构易遭到破坏。张启月等[61]以樱桃酒渣为原料，采用化学法，用柠檬酸溶剂提取水溶性膳食纤维，得到的最佳提取工艺为料液比1∶60.8、柠檬酸溶液浓度5.2 g/100 mL、溶解温度73 ℃、溶解时间75 min、乙醇体积分数95%、醇沉温度4 ℃、醇沉时间12 h。

（2）酶提取法

酶提取法是利用淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、半纤维素等，水解去除样品中的淀粉和蛋白质物质，从而使得膳食纤维游离出来的一种化学方法。酶提取法所提取的膳食纤维具有纯度大、效率高的特点，但所消耗的成本较高。张启月等[61]采用酶提取法对樱桃酒渣中的膳食纤维进行提取，通过实验确定了最佳提取工艺为料液比1∶20、pH值5.4、纤维素酶体积分数7%、在55 ℃酶解1 h；随后用0.3%木瓜蛋白酶在55 ℃温度下酶解30 min，再用体积分数为95%乙醇溶液，在4 ℃下醇沉12 h。

通过查阅资料发现，化学与酶结合法提取膳食纤维，使得提取的膳食纤维效率与品质更高，同样也适用于工业生产。

3.2.2 樱桃渣膳食纤维的应用

近年来对膳食纤维研究重点越来越多的放在了与人类健康的关系上，如何将加工处理过的膳食纤维添加至食品成为研究主流。目前膳食纤维在食品中的应用，主要体现在三个方面，即面食制品、流体食品和肉制品[62]。

（1）在面食制品中的应用

膳食纤维能使面团形成均匀稳定的网络结构[63]。Xu 等[64]将从富有抗氧化性的果蔬中提取的膳食纤维添加至面包面团内，结果发现添加这种膳食纤维的面团在硬度和体积方面都有明显的改变，可见，它对于面团的流变学特性、品质、感官等方面都起到了正面影响。

（2）在流体食品中的应用

膳食纤维具有良好的吸水性与持水性，有利于促进凝胶形成和结构稳定。Angela 等[65]将葡萄酒渣中的膳食纤维提取并添加至酸奶中，结果发现酸奶的耐贮性与营养价值上都有明显的提高。

（3）在肉制品中的应用

肉制品添加膳食纤维，有助于提高肉制品的耐贮性和品质[66]。雷激等[67]将柠檬膳食纤维添加至午餐肉中结果发现，柠檬膳食纤维的加入可以有效降低午餐肉中亚硝酸盐的残留量。

目前关于樱桃渣膳食纤维的利用较少，但对其的合理开发，可以实现变废为宝，创造更大的经济价值。

4 展望

近些年随着人们对于樱桃需求的逐步增大，樱桃种植面积增大，产量剧增，对樱桃的副产物的开发尤为必要，且纯天然提取物制成的产品一直是热点开发趋势。本文对樱桃副产物中部分功能性物质的提取与应用做出了综述，通过梳理文献发现存在以下不足：目前对于樱桃副产物中功能性成分的提取是为了产生更大的经济效益，但对于副产物往往只提取一次，如果能实现反复利用，从中多次提取功能性物质，则可以创造更大的价值；另外要实现工业化生产，现有的技术还存在一定的难度，这也需要开发更多的提取方法，可将两种或多种方法联用，从而达到降低生产成本的目的，这些都可作为未来对于樱桃副产物开发与综合利用的研究重点。