香蕉食品中果膠的提取與生物活性生產(chǎn)

香蕉食品中果膠的提取與生物活性生產(chǎn)

香蕉是亞熱帶和亞熱帶水果的主要種類，在中國南方的糧食產(chǎn)量中有很大的提高。香蕉屬于躍變型果實(shí),難以長期保藏運(yùn)輸,隨著產(chǎn)量的增加,種植風(fēng)險劇增。因此在產(chǎn)地進(jìn)行深加工,生產(chǎn)各種香蕉食品應(yīng)運(yùn)而生,并已形成小規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化?？墒窃谏a(chǎn)香蕉食品的同時,產(chǎn)生了大量的香蕉皮(占果實(shí)重量的30%左右),大量的香蕉皮得不到及時處理,就要對環(huán)境造成污染給生產(chǎn)帶來負(fù)面的影響。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)香蕉皮中營養(yǎng)成分豐富,含有大量的果膠、低聚糖、纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等膳食纖維,還含有蛋白質(zhì)、水溶糖分、脂肪、多種維生素和多種無機(jī)鹽等營養(yǎng)成分,Ca、Mg、P、K的含量非常豐富,它可以用來制備飼料、果膠、膳食纖維等。因此香蕉皮極具有開發(fā)利用價值,對它的研究國內(nèi)外都剛剛興起。香蕉皮利用的開發(fā),既可變廢為寶保護(hù)環(huán)境,又可提高香蕉加工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。1目前的研究1.1果膠的提取工藝果膠是一種具有生理活性的多糖衍生物。果膠廣泛的存在于植物的果實(shí)、根、莖、葉中,經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),新鮮香蕉皮中的果膠含量3.5%左右。從香蕉皮中提取果膠的研究比較早,其提取方法主要是酸醇沉淀法。果膠生產(chǎn)的工藝比較復(fù)雜,關(guān)鍵在于果膠的萃取與沉淀兩步,其基本原理是利用果膠在酸性溶液中的可溶性,將果膠從植物組織中萃取出來,利用果膠不溶于乙醇等有機(jī)溶劑的性質(zhì),將果膠沉淀析出,再進(jìn)行相關(guān)的后處理工序,可得到成品果膠。其工藝過程如下:用該工藝生產(chǎn)果膠的產(chǎn)率為2.9%,果膠質(zhì)量符合GBn245-85的要求。從香蕉皮中提取果膠雖然得到了果膠,但是在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了大量的廢渣、廢液,處理不好就要對環(huán)境產(chǎn)生影響,這也是制約該項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵因素。1.2香蕉皮的利用尼日利亞Bendel大學(xué)生物系的科研人員,以香蕉皮為原料,應(yīng)用葡萄汁酵母,在含有硫酸銨的培養(yǎng)基內(nèi),生產(chǎn)出飼料添加劑——微生物菌體蛋白。因香蕉皮是一種富含能量的碳水化合物,用來生產(chǎn)微生物菌體蛋白,既能降低生產(chǎn)成本,又能解決環(huán)境問題,其產(chǎn)品在飼料添加劑市場,富有競爭力。在最佳發(fā)酵條件下,用香蕉皮生產(chǎn)微生物菌體蛋白,菌體產(chǎn)量、菌體蛋白和菌體粗蛋白分別達(dá)到4.98g/L、0.89g/L和2.90g/L。菲律賓明達(dá)蘇島大學(xué)營養(yǎng)家們,對香蕉皮的利用進(jìn)行了研究。他們先將香蕉皮切成碎片,然后在陽光下曬干,此時水分含量約為14%,再用碾子將香蕉皮碾成香蕉皮粉(BPM),將香蕉皮粉加入到新鮮肉仔雞飼料中作為一種飼料組分,進(jìn)行肉仔雞飼喂試驗(yàn),他們將45只科布羅肉仔雞分設(shè)三個重復(fù)試驗(yàn)組,每試驗(yàn)組分成5個試驗(yàn)小組,每小組3只雞,Ⅰ～Ⅴ小組香蕉皮粉的添加量分別為0%、5%、10%、15%和20%,試驗(yàn)期為42天,在前21天飼喂常規(guī)飼料,22-42天飼喂試驗(yàn)飼料,每日稱重,試驗(yàn)結(jié)果表明,飼喂10%BPM組,日增重和最后體重最高,分別為37.95克/天和1308.9克,而飼喂15%和20%BPM組,效果不理想。20%BPM組最后體重僅為1195.5克,這可能是飼料中BPM含量較高而使日糧中粗蛋白質(zhì)水平較低所致,此外,雞只的飼料消耗量,隨著BPM水平升高而升高,這主要是隨著日糧中BPM含量增高,飼料營養(yǎng)水平降低引起的。21-42日肉仔雞飼料攝入量,每只雞試驗(yàn)期飼料攝入量,對照組和20%BPM組分別為2143.8克和2397.7克。飼料轉(zhuǎn)化率,10%BPM組顯著高于15%、20%BPM組(P<0.01),而0%,5%和10%BPM組間差異不顯著,最高飼料轉(zhuǎn)化率為3:1,最低飼料轉(zhuǎn)化率為3.73:1,因此,飼料加入10%BPM最為理想。1.3ph值對吸附量的影響國外用廉價的香蕉皮和桔子來處理含有重金屬的污水,在含有Cu2+,Co2+,Ni2+,Zn2+,和Pb2+污水中,其金屬離子的濃度在5-25mg/L的范圍內(nèi)可在30℃的條件下進(jìn)行吸附。在相同的吸附條件下,吸附金屬離子的量有所不同,其所順序是:Pb2+>Ni2+>Zn2+>Cu2+>Co2+。吸收金屬離子的總量與污水的PH值有關(guān),PH值增加了吸附量隨之增加,其相關(guān)性可以通過實(shí)驗(yàn)得到證實(shí)。在生產(chǎn)纖維素的廢水中應(yīng)用香蕉皮吸附Pb2+,在PH值為5.5時,每克香蕉皮吸附量可達(dá)7.97mg/。因此香蕉皮在污水的處理上也有很強(qiáng)的競爭力。2在開發(fā)中的應(yīng)用研究2.1香蕉皮的制備經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)香蕉皮中含有大量的果膠、低聚糖、纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等膳食纖維,還含有蛋白質(zhì)、脂肪、無機(jī)鹽等其他營養(yǎng)物質(zhì),因此它可以用來制備多功能膳食纖維的食品添加劑。把香蕉皮制成多功能膳食纖維的食品添加劑,既可變廢為寶保護(hù)環(huán)境,又可為人們的保健提供廉價的膳食纖維,并能提高香蕉加工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。新鮮香蕉皮→熱水洗凈→離心甩干→微波干燥→粗粉碎→精粉碎→過篩→產(chǎn)品。①香蕉皮的選擇,選擇新鮮、外表沒有褐變的香蕉皮。②將香蕉皮置入90～100℃的熱水中沖洗5min。③取出香蕉皮,用離心機(jī)甩干,除出去表面水分。④取出甩干后的香蕉皮,用表面皿盛取,置入微波爐內(nèi)干燥3～4min。⑤把干燥好的香蕉皮先進(jìn)行粗粉碎,然后再進(jìn)行精粉碎。⑥將粉碎后的粉末用20目的標(biāo)準(zhǔn)篩過篩,通過篩的粉末即為產(chǎn)品,未過篩的再與下批進(jìn)行粉碎。該多功能膳食纖維添加劑除了含有大量的膳食纖維,還含有蛋白質(zhì)(1.8%)、水溶糖分(0.53%)、脂肪(0.59%)多種維生素和多種無機(jī)鹽等營養(yǎng)成分,Ca、Mg、P、K的含量非常豐富。因?yàn)楸痉椒ㄔ谥苽溥^程中香蕉皮中的營養(yǎng)成分基本沒有損失,克服了在膳食纖維提取過程中蛋白質(zhì)、糖分、多種維生素和多種無機(jī)鹽等營養(yǎng)成分大量損失的缺點(diǎn)。因而該產(chǎn)品可以作為多功能膳食纖維的食品添加劑來使用。2.2膳食纖維的提取香蕉皮的主要成分是膳食纖維,另外還含有粗蛋白、脂肪、糖類以及鉀、鈣、鐵等十多種無機(jī)元素,適合用于提取香蕉皮膳食纖維的方法有堿法和酶法,堿法的工藝過程主要是先用淀粉酶將淀粉及水溶性糖類物質(zhì)分解,其次用堿分解蛋白類物質(zhì),再加入適量的酸進(jìn)行中和,干燥后即可得到總的膳食纖維;酶法主要是經(jīng)過兩次酶解分解掉淀粉等糖類物質(zhì)和蛋白質(zhì)類物質(zhì),用過濾方法分離水不溶性膳食纖維和水溶性膳食纖維,水溶性膳食纖維再用乙醇沉淀的方法獲得。這樣可以分別得到水溶性膳食纖維和水不溶性膳食纖維。而且,酶法所得產(chǎn)品要比堿法具有很大的優(yōu)勢。從香蕉皮提取膳食纖維,既可提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,又可改善環(huán)境狀況,實(shí)現(xiàn)變廢為寶。2.3沼氣的使用香蕉皮也可與香蕉加工廠的廢水一起作為生產(chǎn)沼氣的原料,生產(chǎn)的沼氣可作為食品加工廠鍋爐燃料,沼氣渣又可作為種植