张婷婷
(武夷学院茶与食品学院,福建武夷山 354300)
香蕉是属于芭蕉科芭蕉属的一种热带经济作物,在我国南方地区有大面积的栽培[1]。香蕉以其独特的风味和营养价值深受人们的喜爱,但人们只食用其果肉,果皮则被丢弃,造成了环境污染和资源浪费,因为香蕉皮中含有丰富的营养物质。目前,我国对于香蕉皮在食品领域的利用现状,一方面是从香蕉皮中提取营养物质,主要集中在膳食纤维、多酚和多糖3类,以及少部分对脂肪酸、类胡萝卜、色素和多烯等其他生物活性物质的提取工艺研究;另一方面则是将香蕉皮直接应用于开发新型食品,或提高食品品质,如吸附重金属和保鲜食品等。对香蕉皮的营养价值及目前的应用现状进行综述,以期为香蕉皮的综合利用开发提供参考依据。
香蕉皮占果实质量的30%左右[2],其中含有大量的总糖,以及果胶、低聚糖、纤维素、半纤维素、木质素等膳食纤维,并含有丰富的蛋白质和脂肪,另外,Ca,Mg,Fe,Zn,P,K等矿物质的含量也较为丰富[3-4]。
膳食纤维作为人体所必需的“第七营养素”,对人体具有预防结石和肥胖、调节血糖、降血脂、防治糖尿病及心血管疾病、调节肠道菌群、润肠通便、预防结肠癌等特殊的生理功能[5]。香蕉皮中含有大量的果胶、寡糖、纤维素、半纤维素和木质素等膳食纤维[6],是廉价优质的膳食纤维来源。
目前,我国对膳食纤维的提取方法主要有酶法、酸法和结合超声辅助法等。郑晓燕等人[7]采用超声分散结合高压蒸煮处理进行酶法提取香蕉皮中可溶性膳食纤维,提取率为20.8%。李静[8]采用黑曲霉A020发酵制备香蕉皮可溶性膳食纤维,提取率达到12.83%。唐琳等人[9]采用超声辅助酸水解法提取水溶性膳食纤维,提取率为17.97%。邓红梅等人[10]采用酸提取法从香蕉皮中提取果胶,得率为6.23%,果胶含量为82.6%。冀照君等人[11]采用超声波辅助乙醇沉淀法提取香蕉皮果胶,得率可达到4.15%。
多酚物质具有抗癌、抗菌、抗氧化和预防心脑血管疾病等多种生理活性[12-14]。多酚提取最常用的为超声辅助法。陈晨等人[15]采用超声辅助法提取香蕉皮中的多酚物质,提取率为2.931%。李哲等人[16]以微波干燥的香蕉皮为原料,采用超声波辅助提取总酚,在最优工艺条件下提取量可达36.95 mg/g(干基)。尚丹等人[17]对不同状态的香蕉皮进行多酚物质的提取,提取量高低依次为冻结状>新鲜状>干粉状。贾宝珠等人[18]采用溶剂提取法和超声辅助法提取原花色素,超声辅助法的提取率和原花色素纯度分别为0.685%和9.57%,均优于单纯的溶剂法提取。刘细祥等人[19]采用超声波法提取香蕉皮中的单宁,单宁的提取率最高可达79.45%。王娟等人[20]采用RPHPLC法比较不同工艺对海南香蕉皮粉中原儿茶酸、儿茶素、绿原酸、咖啡酸、阿魏酸和芦丁的提取率,结果表明多酚总含量以亚临界萃取最高。
对香蕉皮中多糖的提取,也常结合微波技术或超声波辅助法。朱开梅等人[21]对超声波技术提取香蕉皮多糖的工艺进行优化,结果表明超声波法提取率高,且工艺稳定、方法简便。唐洁等人[22]采用微波辅助法提取香蕉皮中的粗多糖,在微波功率595 W,最优工艺参数下提取4次,粗多糖的得率为4.79%。林志超等人[23]对香蕉皮中多糖进行提取后,再采用DEAE-52色谱柱进行纯化,粗多糖提取率为2.75%,其中中性多糖组分占粗多糖含量的65%,分子质量为442 068 U。王立娟等人[24]采用水提法提取香蕉皮中的粗多糖,得率为4.25%,且通过凝胶渗透色谱分析表明香蕉皮多糖的分子量分布较为集中。
目前,我国对香蕉皮中活性物质的提取研究,除了膳食纤维、多酚和多糖3类,还有少部分针对于香蕉皮中脂肪酸、类胡萝卜、色素和多烯等物质提取的研究,亦取得了较好的提取效果[25-28],关于这些新型生理活性物质的提取工艺还有待继续优化,是香蕉皮继续研究开发的新方向。
香蕉皮除了用于提取其中的生物活性物质以外,在食品工业领域中还有很大的应用价值,如保鲜食品、新型食品及吸附食品中重金属离子等产品的开发。
香蕉皮中含有的多酚类物质包括黄酮、单宁等,以及有机酸等成分,有较好的抑菌作用,多酚类物质同时还具备抗氧化作用[29-33],因此香蕉皮常被用作食品的保鲜。覃勇荣等人[34]将香蕉皮经过焚烧和粉碎2种不同处理后用水提取,制作天然食品保鲜剂,试验证明2种水提液均有较好的抑菌效果。骆扬等人[35]将香蕉皮多酚与双乙酸钠以1∶3复配浸泡鲜猪肉5 min,浸泡过的鲜猪肉在27℃条件下放置,保存期能有效延长至第2天。顾采琴等人[36]将香蕉皮黄酮与丙酸以1∶1配比,浸泡鲜猪肉5 min,浸泡过的鲜猪肉在常温下保鲜期达3 d,比对照组多2 d。骆扬等人[37]将质量分数1%的香蕉皮多糖与0.5%茶多酚复配,浸泡卤牛肉20 min,卤牛肉的储存期常温下可延长3 d。邱礼平等人[38]向香蕉皮果胶中添加助膜剂和变性淀粉,用以制备可食性果胶保鲜膜。骆扬等人[39]还将草莓浸泡在6 g/L香蕉皮果胶与4 g/L柠檬酸复配的保鲜剂中3 min,经过保鲜处理的草莓能在常温下保存3 d,有效延长其保鲜期。
被废弃的香焦皮中含有丰富的营养成分,因此常被继续开发成新型食品。陈军等人[40]通过试验将香蕉皮开发制作成膳食纤维饮料,配方为香蕉皮原浆30%,白砂糖10%~15%,柠檬酸0.4%,稳定剂[羧甲基纤维素钠∶黄原胶=1∶1(m/m) ]0.2%,VC 1%。饮料中除了膳食纤维,还含有蛋白质、水溶糖分、脂肪、多种维生素和多种无机盐等营养成分。张婷婷等人[41]也对香蕉皮制备饮料作了初步探索,以香蕉皮料液比1∶1.5(g∶mL),7%的白砂糖,0.07%的CMC-Na和0.05%的VC调配出的香蕉皮饮品具有天然香蕉风味,口感上佳,质地均一稳定。李培[42]将香蕉皮经过酒精发酵和醋酸发酵制备出的果醋,能满足人们对食醋品质和营养的需求,且风味天然、食用安全。徐云升等人[43]则采用微波干燥法将香蕉皮制备成多功能膳食纤维添加剂,安全营养,口感好。陈亚云等人[44]使用纤维素酶酶解香蕉皮制备葡萄糖,以1.67 mg/mL的Na+作为激活剂,在温度45℃,酶量2.25%,pH值4.8条件下,酶解产率达21.3%。陈学东等人[45]将香蕉皮制备成可发酵性糖,再经生物合成谷胱甘肽,结果表明产朊假丝酵母利用香蕉皮酸解液发酵生产谷胱甘肽是可行的,还原糖和谷胱甘肽的最高得率分别为287.6 mg/g和5.4 mg/g。
香蕉皮经过适当的加工处理还可制作成重金属吸附剂,研究表明,香蕉皮对Pb,Cr,Cd等重金属离子均有良好的吸附作用[46]。因此,在现代食品工业中,可将香蕉皮应用于吸附饮用水中的有害重金属,从而净化水质。巴西圣保罗州大学的研究人员发现,切碎的香蕉皮可有效去除饮用水中有害的铜、铅等重金属。用香蕉皮制成的水净化设备连续使用11次,其吸附重金属污染的特性依然显著。香蕉皮在水质净化领域发挥的重要作用,同目前采用的净化方法相比,更加环保低廉,且耐用性更好。
综上所述,香蕉皮中依然含有丰富的营养物质,被丢弃则过于浪费。可将其中丰富的生物活性物质提取,也可直接加工成新型食品,或应用于改善食品品质,如保鲜食品和吸附食品重金属等方面。
在我国目前对香蕉皮利用现状的基础上,还有待进一步的研究探索,如在提取生物活性物质方面,可继续优化提取工艺,以提高提取率及降低提取成本,或增加可提取的生物活性物质种类;可继续开发新型食品,开拓和丰富食品市场;在改善食品品质方面,可采用香蕉皮改性或与其他食品原料、食品添加剂互配的方法,优化香蕉皮在保鲜食品和吸附重金属的功效,或扩大可使用的食品范围。相信通过未来不断的试验探索,一定能将废弃物——香蕉皮充分利用,更好地发挥其作用。
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