果蔬副产品的应用及加工技术

李雅洁 张仁堂

随着我国果蔬加工业的迅速发展，果蔬加工副产物随之增多，废弃物污染也越来越严重。果蔬加工副产物含有多种有效成分，对其加以有效利用可提高果蔬的经济价值。本文介绍了果蔬加工副产品的现状，分析了果蔬加工副产物的主要应用方向，最后提出了合理利用果蔬加工副产品的各种加工技术。

一、果蔬副产品加工现状

水果和蔬菜由于具有高度易腐烂的特点，损失率一直居高不下。有研究指出，水果和蔬菜中的50%是副产品，包括果皮、果核、果渣、未成熟或受损的水果和蔬菜。刘松毅等对北京市某农贸市场的垃圾做了调研，其中大部分为果蔬垃圾，通常占垃圾总量的90%以上，其pH较低（4.46），含水量高（81.71%），还含有各种营养元素，因此容易腐败变质。

随着果蔬发展的规模化和生产集约化，果蔬种植基地的面积和產量逐渐增加，果蔬副产物也随之增加，若不及时进行合理利用，不仅会造成资源的严重浪费，还会对生态环境造成污染。就蔬菜渣而言，大多数属于高纤维、低蛋白、高含水量物质，如果处理不当，造成堆积，在高温雨季极易发生腐烂变质，传播疾病。此外，在有害微生物的作用下，还会产生大量的热量和化合物，对内生态环境造成严重污染。

果蔬加工副产物中的活性成分众多，主要由水、有机物质和矿质元素组成，包括膳食纤维、果胶、类黄酮、脂肪酸等。表1为马铃薯、番茄、苹果三种果蔬副产物中含有的活性成分及其含量。对果蔬的副产物加以回收利用，既可以有效提高现代农产品的工业附加值，增加农业经济效益，又可以消除污染，保护环境。

二、果蔬副产品的应用方向

1.环保包装。塑料因其成本低、易于加工、方便和形式多样，被广泛用作食品包装材料。但传统塑料包装材料难降解，易对环境造成污染，近年来社会各界对用环保包装材料替代塑料包装的呼声不断提高，可持续性的生物塑料材料应运而生。在这方面，果蔬副产品生产的生物聚合物，既可作为合成塑料聚合物的替代品，又可作为增值功能包装膜和涂层。生物聚合物包装膜无毒，可以延长食品的保质期、降低水活性、增加抗氧化能力、延迟酶褐变，因其廉价、环保，已经受到越来越多的关注。图1展示了果实加工副产物在食品包装中的应用过程。

2.加工面粉。蔬果废弃物中含有多种对人类健康有益的成分，如膳食纤维、酚类、花青素、类胡萝卜素等生物活性化合物，可以将这些副产品转化为配料用于加工面粉。此类面粉中含有丰富的膳食纤维和植物化学物质，可以降低患冠心病、中风、高血压、糖尿病、胃肠道疾病等慢性疾病的风险。表2是六种果蔬的果渣中含有的膳食纤维及其占比。

3.食品抗氧化剂。抗氧化剂是指能防止或延缓食品氧化，提高食品的稳定性和延长贮存期的食品添加剂。苹果渣营养丰畜，含有许多物理、化学物质，可用于果泥生产，既避免了食物氧化，还可以保存和提高食品质量。图2展现了13个品种苹果的抗氧化能力。

此外，石榴籽和通过花蜜沉淀获得的沉淀物是花青素的良好来源，其抗氧化活性非常高；在Sarkar和Kaul的研究中，发现番茄皮的抗氧化活性和多酚总含量比番茄籽高；葡萄籽是多酚的良好来源，含有儿茶素、花青素、二苯乙烯和白藜芦醇等，它们具有抗氧化、抗肿瘤、抗菌、抗衰老、抗肝脏毒性和抗炎等功能。图3展示了用果蔬废弃物生产的抗氧化薄膜对食品外观的影响。

图3：用果蔬废弃物生产的抗氧化薄膜对食品外观的影响

三、果蔬副产品的加工技术

1.传统技术。利用传统的提取方法可以从果蔬的副产品中获得生物活性和增值化合物。最常用的提取方法是通过浸泡、煮沸、加热、过滤等方法，从果蔬废弃物中提取，由于延长了加热时间，可能会导致有价值的化合物发生热分解。总的来看，传统的提取方法存在加工时间长、能量高、溶剂要求高、效率低等缺点。

2.超临界流体技术。超临界流体技术是从自然资源中提取生物活性化合物的有效技术，它可以克服现有提取技术的诸多限制，通过溶剂控制获得具有温度和压力的特定生物活性化合物。当加压或超临界流体进入样品基质细胞时，植物细胞膜会发生扩张和损伤，从而更好地传质。之后，生物活性化合物会溶解在吸收的溶剂中，将其转移到细胞表面和溶剂中即可进行分离。该方法的优点是提取时间短、溶剂安全和环保、无溶剂残留，适用于提取对热敏感、非氧化或降解的化合物，如精油。

3.超声波辅助提取技术。超声波提取是利用超声波产生的空化、振动、粉碎、搅拌等综合效应，通过破坏细胞结构，增加溶剂通过率，提高抽提效率和缩短加工时间，达到高效、快速提取细胞有效物质的目的。超声波提取不会对提取物的结构产生影响，不会降低生物活性，相较传统的提取方法，具有速度快、提取率高、温度低、节约溶剂等特点，适用于提取绝大多数的有效成分。

综上，随着果蔬产量的增加，果蔬废弃物也在迅速增加，为了实现果蔬加工业的可持续发展，最大程度地减少浪费，高效利用资源，必须对这些废弃物加以合理利用。通过利用传统提取技术、超临界流体技术、超声波辅助提取技术等，可以提取出果蔬废弃物中的有益化合物，用于环保包装、加工面粉、食品抗氧化剂等，既能消除农业污染，又能变废为宝。未来，寻找低投入、低能耗、高效能的果蔬副产物加工技术是企业需要重点关注的方向。