椰子副产物精深加工及高值利用研究进展

邓宝华，李向阳，杨建振，何 鑫，钱 春，包 琪，杨 晔，解万翠*

（1.江苏苏萨食品有限公司，江苏 泰州 225324；2.青岛科技大学海洋科学与生物工程学院，山东 青岛 266042）

椰子（Cocos nucifera L.）属棕榈科椰子属植物，具有丰富的营养和药用价值，在亚洲通常被称为“生命之树”，是一种极具开发价值的热带经济作物[1]。据联合国粮食及农业组织报告，截至2021 年，全球椰子种植面积超过0.13 亿hm2，总产量达6 152.04 万t，中国椰子种植面积约4.7 万hm2，总产量达30.62 万t。海南省椰子的栽培面积占我国椰子总量的99%，是海南省重要的经济作物之一[2]。据不完全统计，椰子主要由椰棕、椰壳、椰肉和椰子水组成，常用于生产椰子汁、椰子酱、椰蓉、食用椰子油、椰垫、椰衣纤维等产品，目前我国可直接用于生产和出售的椰子产品及其主要副产物达300 多种，具有极高的社会价值和经济价值[3]。

在椰子加工过程中产生的椰子皮、椰油和椰渣占椰子总质量的40%～60%，是椰子加工过程中的主要副产物[1-2]。椰子副产物及其加工产品味道甘甜、营养丰富，具有抗氧化、抑菌、抗炎、抗高血压、降血脂及降胆固醇等生理功能，是高值化食品配料开发的良好来源[4-6]。近年来，随着我国椰子加工业的迅速发展，每年约产生15 万t 的椰子加工副产物，但大部分未经有效利用而被当做废弃物丢弃，造成巨大的环境污染及资源浪费，不利于椰子产业的良性发展。因此，充分研究椰子副产物的生物化学特性及应用现状，实现椰子副产物资源的高值化开发，对提高椰子产品的附加值、社会效益及经济效益具有重要意义。本文综述了椰子皮、椰油及椰渣等椰子副产物的开发和高值化利用现状，同时基于椰子副产物的特性和功能，分析了椰子植物基高值化食品配料开发的应用情况，最后对椰子副产物高值化及食品配料开发领域存在的问题和未来的发展趋势进行了总结和展望，以期为我国椰子产业的深度开发和高值化利用提供借鉴和参考。

1 椰子副产物资源的开发利用途径

椰子副产物富含多种化学成分和植物营养素，包括木质素、纤维素、膳食纤维、多酚、维生素和黄酮物质等，常用于制备椰油、膳食纤维粉、活性炭、椰壳工艺品等食品类或日用类产品，具有非常广阔的应用前景[2]（见图1）。

图1 椰子副产物高值化利用现状Fig.1 Current status of high value utilization of coconut by-products

1.1 椰子果皮

椰子果皮是一类数量极其丰富且廉价的生物质资源，由椰壳和椰衣纤维组成，在制备生物基肥料、燃料、工艺品、强化材料结构等领域应用广泛[7]。秦洁等[8]以废弃椰壳为材料，采用煅烧法制备具有生物活性的椰壳生物炭材料，发现其对亚甲基蓝具有较高的吸附效率，并且在磁场干预下可较好地与溶液分离，易于回收。然而，目前椰果皮主要用于制作成床垫、地毯、人造板等低附加值产品，而利用高效的预处理和组分分离等手段将椰衣纤维中的纤维素、木质素等天然高分子聚合物分离，制备高附加值产品仍处在起步阶段[4,9]。

研究表明，椰子皮具有抗氧化、抑菌和消炎等生理功效，这与其富含生物碱、多酚、单宁、酚酸和黄酮等活性功能成分有关[6-7]。Arivalagan 等[10]研究发现椰衣具有较强的抗氧化活性，其酸化的80%丙酮提取物用DPPH 法测得抗氧化能力为（476±35）μmol TE/g，ABTS 法测得还原能力为（1 176±46）μmol TE/g，且富含原儿茶酸和山奈酚等酚类化合物。Kendeson 等[11]采用牛津杯法测定椰壳提取物的抑菌活性，发现其对铜绿假单胞杆菌、白色念珠菌和新型隐球菌具有较强的抑制作用。Narayanankutty等[12]从新鲜椰子皮（CTOF）和干燥椰子皮（CTOD）中制备椰子油（CTO），并测试了从CTO 中分离出的多酚在脂多糖（LPS） 刺激的巨噬细胞中的抗炎特性。结果发现，CTOF和CTOD 的预处理有效减少了LPS 刺激的巨噬细胞的细胞因子释放，CTO 多酚的抗炎特性可能通过TLR4 信号传导抑制介导。

椰子皮中生物活性物质的提取技术主要有酸碱处理、超声波辅助提取、微波辅助提取和高速均质提取等工艺[13]，选择高效合适的提取工艺，对提高椰子果皮的应用价值至关重要。Arivalagan 等[10]发现溶剂酸化显著增加了酚类化合物的提取量，其中使用酸化的溶剂比未酸化试剂提取的酚类化合物含量提高31.54%～69.54%，表明溶剂酸化是从椰衣中释放酚类化合物的有效途径。Rodiah 等[14]采用超声辅助提取来提高椰衣中着色剂的得率，发现这种利用超声波空化作用及热效应的提取技术比浸渍提取提高1.27 倍。此外，将不同的提取技术结合，对椰壳和椰衣纤维进行同步提取是加快椰子果皮中的功能活性物质的释放，促进椰子果皮高值化利用的有效手段。

1.2 原生态椰油

椰油是源于椰肉的植物性油脂，出油率达60%，富含酚类、月桂酸、中碳链脂肪酸甘油酯、维生素、阿魏酸和原儿茶素等功能活性物质，具有抑菌、消炎、抗氧化、降低胆固醇、防止动脉硬化、提高机体免疫力和预防肥胖等生理功效，是重要的保健食品和医药原料[5,15]。椰油具有细腻的口感和浓郁的椰香，常直接作为天然健康食物，或作为烹调油及新鲜面包的涂抹油等[16]。与其他食用油相比，原生态椰油更易消化吸收，可作人体的快速补充来源，特别适合具有消化障碍及肠胃虚弱人群使用[4]。

尹彩娜[17]通过给小鼠灌胃不同油脂和长期饲喂添加不同油脂的饲料，研究高脂情况下猪油与椰油对小鼠氧化应激及血脂代谢的影响，发现椰油能够显著减少机体负担，对蛋白质、碳水化合物、脂质等的代谢耗能少，生成的脂质过氧化物较少，对血脂的影响较低。宋菲等[18]通过研究天然椰子油提取物对H2O2诱导的细胞氧化损伤的保护作用发现，天然椰子油可以抑制H2O2引起的细胞形态损伤，提高细胞存活率，还可以通过提高细胞总抗氧化能力，起到保护细胞氧化应激损伤的作用。此外，原生态椰油还可用于调节预制菜肴中的高酸度食物，并且可作为牛奶的替代品用于任何甜品制作，不仅具有独特的椰香，也具有抗氧化、低脂和低热量等健康功效[3]。汪金[19]以原生态椰油为原料制备零反式脂肪酸的人造奶油，制备出的人造奶油各项理化指标均达到市场平均水平，且不含反式脂肪酸，具有良好的涂抹性与细腻的口感。然而，原生态椰油在反复加热的情况下会产生许多化合物，造成一系列健康危害，因此要避免原生态椰油的反复加热。研究发现，椰子油还是一种重要的油脂化工原料，可用来生产脂肪酸、脂肪醇、脂肪酸甲酯、烷醇酰胺及中碳链脂肪酸甘油酯等高价值产品；同时，可用于化妆领域，生产润唇膏、面膜、口红及洗面奶等以及工业制造润滑油、清洗剂、香皂、牙膏和沐浴露等产品[5]。

椰子油的提取方法决定了其质量、产量和营养成分的保留。目前，椰子油提取方法包括机械压榨法、溶剂提取法和酶解法[20]。其中酶解法是一种新兴的椰子油提取方法，菲律宾研究学者发现通过细菌酶来降解椰子油的细胞壁，可促进椰子油的释放和提取，椰子油提取率比传统椰干制作方法的高出20%[21]。李光辉等[20]对机械加工、热处理和酶解法等不同提取方法制得的原生态椰油的理化性质进行了比较，发现酶解法提取具有最高的饱和脂肪酸含量（95.1%）和最好的氧化稳定性。然而，目前采用酶解法提取椰子油的研究有限，具体酶解条件和酶种类选择仍需要进一步的研究和优化。此外，通过改进和结合不同的提取方法可以提高椰子油的提取效率和营养价值。

1.3 椰渣

椰渣是从椰子肉中提取椰奶（椰子粉） 和去除脂肪（脱脂椰子粉）后获得的副产品或残留物，含有丰富的膳食纤维、蛋白质及脂质，可以促进肠道蠕动，防止便秘和肠癌，同时还可以降低血糖及胆固醇的浓度，常应用于动物饲料生产、膳食纤维制备及椰蓉产品开发等领域[22]。Sindurani 等[23]研究了椰蓉椰渣中的椰子纤维对大鼠血糖的影响，发现在饮食中加入椰子纤维会起到明显的降血糖作用。Pillai 等[24]研究了椰渣膳食纤维对1,2-二甲基肼诱导的大鼠液体过氧化的影响，发现椰子膳食纤维具有保护细胞免受氧化损伤的作用。椰子膳食纤维的功能性已经得到了普遍认可，同时膳食纤维的改性和开发更加安全优质的膳食纤维已成为椰渣高值化应用中的研究热点。

椰渣中膳食纤维的提取方法主要有物理法、化学法及生物法三种。其中物理法和化学法因得率低、设备成本高以及存在试剂残留等风险而无法得到广泛的应用。生物酶法和微生物发酵法安全无污染、膳食纤维纯度高、反应温和以及最终产品具有较高的生物活性等，已成为椰渣膳食纤维提取领域的研究重点[25]。李凤[26]为提取椰渣中的膳食纤维，采用蛋白酶和脂肪酶等分步酶解制备膳食纤维，发现在pH 8.5、温度48 ℃、蛋白酶及脂肪酶用量分别为5.5%和6.0%的条件下酶解3.5 h，能够得到产品纯度为80.3%的椰渣膳食纤维。也有研究采用酸化处理，在pH 2.0、温度50 ℃下处理2 h，提取的膳食纤维用于加工面制品、油炸制品[27]。然而，目前我国椰渣中的有益成分未被良好利用，精深加工水平较低，产品加工仍停留在原料或半成品阶段，缺乏有效的提取技术和方法。

2 椰子植物基食品配料的开发

椰子副产物含有丰富的纤维素和植物营养素等优质植物基原料，可加工成天然膳食纤维和食品调味料，同时由于椰子副产物特殊的孔隙结构，也可用作部分活性物质（如益生菌和酶制剂）等食品配料的包埋材料[4-5]。

2.1 功能性食品核心原料

椰子膳食纤维属于功能性食品配料。椰子膳食纤维作为食品配料不仅可以影响产品颜色、滋味、保水性，还可以作为稳定剂和增稠剂，对食品的结构、交联、粗度和货架期产生重要影响[25]。何金兰等[28]在传统冰淇淋制作工艺的基础上，添加椰蓉制作的天然膳食纤维发现，添加椰蓉膳食纤维的冰淇淋质地松软细腻，外观乳白色，椰香奶香协调，同时具有低脂低热量的特点。唐敏敏等[29]以椰子粉、椰子膳食纤维和卡拉胶为原料制备椰味膳食纤维营养果冻发现，添加膳食纤维的营养果冻乳白色更加明显，质构更加饱满，同时口感爽滑。目前，椰子膳食纤维主要通过代替部分淀粉的方式，制作富含膳食纤维的饼干、油炸点心、高纤维低热能面包以及挂面或快食面等面制品，具有广阔的应用前景。然而，由于膳食纤维易与机体内的有机物结合，摄入量过多会阻碍蛋白质、脂质和维生素的代谢吸收，同时会引起腹泻和胀气[29]。因此，确保天然椰子膳食纤维保持在最佳摄入量是保证其高值化配料开发和可持续发展的重要手段。

随着人们健康饮食观念的加强，膳食纤维被认为是维持消化系统健康和替代传统配料的重要组成部分，可广泛应用于制作无麸质食品、低糖、低卡食品。此外，椰子膳食纤维的广泛应用促进创新产品（椰子粉面包、椰子膳食纤维饮料、椰子膳食纤维能量棒）的开发，以及提供了椰子的天然香气、独特口感和营养元素。总体而言，椰子膳食纤维的发展结合了健康饮食和可持续发展的要求，并催生了各种创新的食品和饮食模式。

2.2 食品风味基料

椰子副产物及其加工产品的生理功效与椰香风味也适用于食品调味料。目前，烤椰子片、椰干颗粒、椰子果醋、浓缩甜味脱脂椰奶、椰子奶酪、椰蜜、椰酒和椰子糖浆等常作为食品调味料用于食品烹饪或复配用途[25]。特别是椰渣二次榨汁后得到的椰汁，常被用来加工成料酒、蒸馏酒和果醋等食品调味料用于食品烹饪，深受人们喜爱[24-26]。研究发现，在新鲜的椰子果酒和椰子白酒中检测出丰富的有机酸和乳酸，不仅口感丰富，还具有协调的酒香和椰香[30]。椰汁白酒可作为一种调味白酒，用来调节酒精的含量和食品整体的口感和风味。目前，椰花汁酒、椰子糖浆和椰子果醋等产品已经成为许多国家必不可少的调味基料，用来赋予食物特殊的椰香和滋味[25,30]。张晨芳等[31]充分利用海南省的优势资源，在罗非鱼中通过加入椰子粉、椰蓉等副产物，制备一种冷冻调理食品，不仅引入了椰子的清甜风味，也实现了水产资源的深加工利用。由此可见，椰子副产物作为食品风味基料不仅用于传统食品的调味，还可以应用于创新食品的开发。同时作为地方和文化特色的代表，椰子在沿海地区美食文化中发挥着重要作用，已经逐步发展成为具有地域特色的美食文化。

椰子副产物作为食品风味基料在备受推崇的同时也面临着产品结构单一，保鲜、贮藏技术局限等问题。在创新食品的开发中，椰子副产物不仅可以用于传统食品的调味，还可以制作椰子酱、椰子膏和椰子奶油，用于烹饪和制作冰淇淋、酸奶和果汁等，以此开发的创新型食品可解决同质化严重问题。此外，相较于常见的冷藏、冷冻、干燥等贮藏技术，真空包装更能保持椰味产品的新鲜感和风味，但高昂的设备、包装材料成本导致产品价格过高，因此寻找满足技术要求和市场需求的保鲜技术可进一步推动椰子风味基料的发展。

2.3 食品配料稳定性载体

椰子副产物作为食品配料的稳定性载体在许多食品制造领域有着广泛的应用，主要体现在增加产品的质地、稳定性和风味，延长食品配料的保鲜期等方面[9]。例如，椰子中的天然抗氧化剂（多酚类化合物和维生素E）可以帮助抑制氧化反应，延长食品配料的保鲜期和稳定性[20]。部分具有生理活性的物质（如多酚、花青素和益生菌等），其体内利用度远低于体外起作用的浓度，因此，提高该类物质的体内生物利用度是亟待解决的难题。此外，椰子副产物由于特殊的孔隙结构和生理功效，不仅可以将多酚、花青素和益生菌等功能活性物质包埋于椰子纤维内部，使其在加工、贮存和消化过程中免受不利环境因素的影响，也可以增加产品的功能活性，改善其保健功效[32]。

蒋苏颖等[33]采用椰子油包埋植物乳杆菌CICC 20270，通过喷雾干燥法制备益生菌微胶囊，发现添加椰子油后的产品与不添加椰子油的产品相比具有更好的耐热性，同时有利于提高微胶囊在模拟胃肠液中的活菌数。王政[34]将椰衣纤维经酸碱处理后，采用共价结合法制备椰衣纤维固定化木聚糖酶，发现木聚糖酶被固定化后，保留了80%的酶活，且具有较高的热稳定性。然而，目前对椰子副产物包埋食品配料的机理研究较少，利用现代科研手段如生物活性评估、生物影像技术等研究方法，对椰子副产物的成分和功能进行深入分析和解析，将有助于了解椰子副产物的生物活性成分和潜在的功能机理。此外，通过研究和优化加工工艺，可以提高椰子副产物的使用效率和包埋效果。例如，采用适当的预处理方法，如酶解、提取和精制等，能够以增加椰子副产物的利用率和生物活性，将为带动椰子功能性食品开发发挥重要作用。

3 展望

椰子副产物的高值化利用及其食品配料的研发一直是椰子产业关注的热点。目前我国对椰子副产物的开发利用仍然停留在相对浅显的层面，下一步要做好以下工作：一是仍需结合椰子副产物相关产品的生理功效，开发更为合适的功能活性提取技术，多种提取技术结合使用，进一步保障椰子功能活性物质的有效提取；二是椰子副产物功能食品的应用与开发前景广阔，但是相关功能尚未得到充分的挖掘和利用，因此在产品开发中如何更加科学地挖掘其潜在的功能价值，以开发能够满足不同人群需求的功能性和精深加工产品将是后续产业发展的重点。