李建强,陆利霞,熊晓辉
(南京工业大学食品与轻工学院,江苏 南京 210009)
芒果皮中功效成分应用研究进展
李建强,陆利霞,熊晓辉
(南京工业大学食品与轻工学院,江苏 南京 210009)
芒果皮作为加工副产物,在目前的企业中都是作为废弃物丢弃,对环境造成了污染还浪费了资源。综述芒果果皮中富含的膳食纤维、果胶、多酚类等功效成分。膳食纤维用于加工面制品,果胶、多酚等生产食品添加剂,芒果苷及类黄酮开发抑菌产品等。
芒果皮;膳食纤维;多酚类物质;果胶
芒果皮是芒果加工过程中的废弃物,据估计,芒果皮占鲜果重的9%~16%[1],芒果皮中富含丰富的膳食纤维、果胶、多酚类物质。如果将芒果皮进行再加工提取其中的有用物质,作为添加剂或者抗氧化剂应用到食品工业中不但可以变废为宝,创造更多的经济价值,更可以解决环境的污染和资源的浪费问题。本文主要论述了芒果皮中富含的一些有效成分,以及该成分在目前应用中的进展。
据报道[2],芒果皮中含有茶多酚、类胡萝卜素、没食子酸、酶和膳食纤维。最新也发现,芒果皮中的总膳食纤维含量达到了51.2%,还含有芒果苷、类黄酮等对病原菌有抑制作用的成分。
茶多酚(Tea Polyphenols)是茶叶中多酚类物质的总称,包括黄烷醇类、花色苷类、黄酮类、黄酮醇类和酚酸类等。其中以黄烷醇类物质(儿茶素)最为重要。茶多酚又称茶鞣或茶单宁,是形成茶叶色香味的主要成分之一,也是茶叶中有保健功能的主要成分之一。日本千叶大学山下泰德教授等科学家研究表明,茶多酚等活性物质具解毒和抗辐射作用,能有效地阻止放射性物质侵入骨髓,并可使锶90和钴60迅速排出体外,被健康及医学界誉为“辐射克星”。另外,茶多酚还具有消除有害自由基、防衰老、抗癌、杀菌抑菌和可清除烟民肺部的尼古丁等作用。
从芒果皮中提取多酚类物质,根据报道[3]的主要方法为利用丙酮等进行提取,离心收集上清,再去除溶剂而制备的混合物。在提取之前要进行清洗、干燥、破碎等前处理。考虑到溶液的毒性,在提取酚类物质时也可以通过70%的乙醇在80℃时进行提取或者用乙酸乙酯在65℃的条件下进行提取。也有通过超声波辅助法进行提取的,超声波辅助法的影响因素主要是超声波的功率、超声波处理时间和提取物的料液比。
膳食纤维亦称食物纤维。对膳食纤维,国际上相对一致的定义是,食物纤维主要包括纤维素、半纤维素、木质素、果胶等人体消化酶难以消化的大分子物质。膳食纤维具有低热量或无热量,尤其具有顺肠通便、促双歧杆菌增殖、增加饱腹感、提高免疫力等功能,根据来源不同,有些品种具降血糖、调节血脂、吸附有害金属等功效[4]。
据报道[5],利用芒果皮中的膳食纤维的方法主要是直接干燥破碎,加入到相应的食品中,既可以起到增加膳食纤维的含量,提高食品的功能性和健康性的作用,又可以增加食品的重量,降低生产成本。
从芒果皮中提取膳食纤维[6]一般是采用水浸提和Sevag法结合酶法脱蛋白、乙醇醇析提取。进行提取的一般工艺流程为对预处理过的芒果皮进行保温浸提,通过过滤、离心、蒸发浓缩、除蛋白、醇沉、透析和干燥等处理,最终提取得到膳食纤维。
提取芒果皮中的膳食纤维时可以利用提取多酚类物质后的残留物作为原料,进行处理后提取膳食纤维,如此既避免了二次污染浪费(未处理的芒果皮直接丢弃为一次浪费,提取多酚类物质后的残余物为二次浪费,利用这部分残余物提取膳食纤维可避免之),又提高了经济价值。
在芒果加工过程中作为废弃物丢弃的芒果皮中富含膳食纤维和抗氧化物,膳食纤维在国内外,均是作为超体重、肥胖、高血脂、糖尿病患者功能食品的主要配料,大量应用于面包、饼干、谷物早餐、膨化食品、油炸食品、香肠、糖果、饮料、冰淇淋等各种食品加工领域。
芒果皮粉发现含有51.2%的总膳食纤维含量,没食子酸 96μg/g多酚,类胡萝卜素3092μg/g[7]。在国外,C.M.Ajila,K.Leelavathi,U.J.S.Prasada Rao等[8]也对饼干面团中掺入芒果皮粉对膳食纤维含量和抗氧化性做了相关性的研究。研究发现,加入芒果皮粉后小麦面粉的吸水率从60%上升到68%。当掺入20%的MPP(Mango peel powder)时的膳食纤维含量从6.5%上升至20.7%,多酚含量从0.54μg/g上升至4.50μg/g,类胡萝卜素含量从7μg/g增加至247μg/g。对加入芒果皮粉含量分别为5.0%、7.5%、10.0%、15.0%和20.0%进行感官评价,得到10.0%的添加量时使芒果风味和饼干的结合程度达到可令消费者接受的程度。
C.M.Ajila,M.Aalami,K.Leelavathi等[5]对芒果皮粉在意大利通心粉中的添加做了研究。添加7.5%芒果皮粉后通心粉总膳食纤维含量从8.6%加至17.8%,对多酚含量从0.46μg/g增加到1.80μg/g,类胡萝卜素含量从5μg/g增加到84μg/g。
果胶是高档的天然食品添加剂和保健品,在食品上作胶凝剂,增稠剂,稳定剂,悬浮剂,乳化剂,增香增效剂;在医药保健品上可显著降低血糖,血脂,减少胆固醇,疏通血管。对糖尿病、高血压、便秘,解除铅中毒都存有明显作用,并可用于化妆品,对保护皮肤,防止紫外线辐射,治疗创口,美容养颜都存一定的作用,在国内外具有很大的市场。
目前果胶的生产大多使用各种果皮,已有以柑橘皮、向日葵盘、苹果皮、香蕉皮、马铃薯渣为原料提取果胶,用芒果皮提取果胶还没有深入的研究。刘爱文,陈忻,关肖锋等[9]对从芒果皮中提取果胶做了相关的研究,为从芒果皮中提取果胶的工业生产提供了理论上的依据。研究从萃取液的pH、萃取温度、萃取时间、水质和果胶酶等方面对产率的影响,结果表明萃取液pH=2、85℃~90℃、120 min、用处理过的自来水、杀死果胶酶时产率明显提高。另外,果胶液在浓缩过程的温度和时间对果胶产量也有一定的影响,但用真空浓缩设备可以减小此影响。
Nicolai Berardinid[3]对从芒果皮中提取果胶和多酚也做了相关研究,研究通过2种途径提取果胶和多酚。在提取前都通过硫酸溶液的浸提得到芒果皮的提取物,然后通过树脂吸附,经过乙醇醇沉得到果胶,通过甲醇洗提、蒸发和冷冻干燥得到多酚物质。另一种方法是通过对芒果皮提取物直接乙醇醇沉得到果胶,对剩余物进行蒸发以便除去乙醇,然后进行树脂吸附,再进行洗脱,蒸发和冷冻干燥得到多酚物质。
芒果皮中含有芒果苷(mangiferin)、类黄酮(flavonoid)等有效成分,而这些成分均有抑菌功能。这些天然的防腐成分具有其他防腐剂不可比拟的优势,市场需求量巨大。
徐志,吴莉宇[10]对芒果皮中的提取物对食源性病原菌的作用进行了相关研究,试验证明培养基中芒果皮的85%乙醇萃取物在浓度为2 mg/mL时,常见的食品病源微生物中,沙门氏菌(NICPBP 50115-12)、金黄色葡萄球菌(MIG1.55)、大肠杆菌(ATCC8739)、大肠杆菌(MIG 1.42)不能生长,其中对大肠杆菌(MIG 1.42)的最小抑制浓度(MIC)为0.5 mg/mL;对志贺氏菌(NICPBP 51592-7)生长有抑制作用;而对乙型溶血性链球菌(NICPBP 32210)、毛霉菌(As 3.25)没有抑制作用。在相应的浓度和培养条件下,常用的食品防腐剂苯甲酸钠和山梨酸钾都未表现出上述食品病源微生物抑制活性。
华南理工大学轻工与食品学院的冯璐等[11]也对从芒果皮中提取黄色素的方法进行了比较研究,分别对溶剂法和超声波法提取黄色素进行了比较和研究,为其工业化提供了比较全面的理论参考。
覃丽俭,王强,吴莉宇等[12]研究发现芒果皮用乙醇提取后再用乙酸乙酯萃取得到的萃取物对小麦纹枯、小麦赤霉和水稻纹枯等病原菌具有很强的抑菌活性,萃取物对水稻纹枯病菌的防治效果显著,治疗作用接近对照药剂50%多菌灵WP1000倍的防效。
芒果果皮中还含有许多营养成分和风味物质,并可提供膳食纤维,经过加工可制成一种药食兼用的休闲食品。据报道[13],有的企业用芒果皮经过加工制成九制芒果皮的休闲食品,该产品具有较大的销售市场。加工后的产品质量指标为水15.8%;可溶性固形物26.7%;总糖23.6%;总酸0.32%;食盐7.8%。
王维民[6]对从芒果皮中提取多糖进行了研究,研究了料液比、温度和时间等因素对多糖提取率的影响,试验结果表明料液比和温度是影响多糖提取率的主要因素,确定的最佳提取工艺条件为:料液比1∶5、温度90℃、时间2 h。在最佳提取工艺时,芒果皮中粗多糖提取率高达3.5382%。
研究发现[14]芒果皮中含有7%的总多酚和13%的糖醛酸。李琳[15]对芒果皮提取物的抗氧化活性做了相关的研究,研究发现芒果皮粗提取液的抗氧化活性大于VC的抗氧化活性,而且粗提取液的浓度越高抗氧化能力越强。除此以外芒果皮粗提取液具有很强的清除氧自由基的能力且芒果皮清除O·的能力强于其清除OH·的能力。如果对芒果皮的提取液进行浓缩得到易储存的粉剂或者膏体,将具有十分广阔的市场。
经黄敏琪[16]研究证明芒果皮提取物能够明显延长小鼠氨水气雾和二氧化硫引咳潜伏期,减少咳嗽次数,增加小鼠气管酚红排泌量,抑制二甲苯致小鼠耳廓肿胀。表明其有止咳作用,并有促进气管分泌,稀化浓痰,化痰、祛痰作用,还有抗炎作用。提取物中的有效成分为芒果苷。
研究表明芒果皮中还富含多酚物质[17-18],具有良好的抗氧化能力,可以起到保健和治疗作用,可用于开发保健类食品。
芒果皮中含有丰富的治疗和保健成分,具有很高的开发价值,实现芒果果皮的综合利用不仅可以提高它的经济价值,使我们的日常生活更加健康,还可以变废为宝,成功的解决芒果制品加工废弃物的污染问题。现在芒果皮在果胶生产、面制食品方面等有了初步的应用,但是这些应用还处于相对初级的层面上,在功效成分的应用多样化和深层领域的开发还没有取得多少进展,没有完全挖掘出芒果果皮的经济以及科研价值,例如将芒果果皮中的抗菌和抗氧化成分应用于食品工业。因此,芒果果皮的综合利用问题值得更进一步的研究。
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Progress of Application of Functional Components in Mango Peel
LI Jian-qiang,LU Li-xia,XIONG Xiao-hui
(College of Food Science and Light Industry,Nanjing University of Technology,Nanjing 210009,Jiangsu,China)
The mango peel is the waste of the mango process and pollutes the environment.The paper reviewed functional components including rich dietary fiber,pectin and pllyphenol in mango peel and their application.Dietary fiber was processed for flour products,pectin and polyphenol compounds for food additives,and mangiferin and flavonoids for preservatives.
mango peel;dietary fiber;polyphenol;pectin
李建强(1987—),男(汉),硕士研究生,研究方向:食品微生物检测。
2011-03-02