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苹果渣资源化利用研究与实践

李志西  
【摘要】: 我国是世界苹果生产第一大国,种植规模和总产量约占世界苹果总生产水平的1/3,2005年我国苹果种植面积3150.82万亩,产量达2200万t,约占世界苹果总产量的40%(FAO),2005年出口浓缩苹果汁64.85万t,占世界浓缩苹果渣贸易量的60%以上,出口创汇5亿多美元。2006年产量达2400万t~2006万t,在诸多方面都具有明显的比较优势。我国苹果的资源优势向经济优势转化的主要途径是加工浓缩苹果汁,其年产量近60万t,占世界浓缩果汁总产量和贸易量的近1/2,位居世界首位。然而,与发达国家相比,我国苹果加工业的综合利用效率还尚且很低,其中苹果渣的资源化利用问题尤为突出,在一定程度上制约着我国苹果产业的发展。本研究从我国苹果产业和农业生产实际出发,依据社会需求和自身研究条件,针对苹果渣资源现状,在苹果渣发酵保藏和饲用、苹果渣菌体蛋白饲料生产、苹果籽油生产工艺和品质评价以及苹果渣多酚制取和抗氧化性等方面开展了研究工作,得到如下结果: (1)鲜苹果渣中含有一定量的霉菌、酵母菌、极少量的放线菌和较多的细菌。发酵后,苹果渣的微生物组成菌仅有酵母菌、醋酸菌和乳酸菌。采用厌氧发酵法贮藏苹果渣不但是安全可靠的,也是有益的。发酵贮藏可使苹果渣保藏期长达12个月以上不变质;(2)发酵后的苹果渣,其蛋白质含量和热值均有较大的提高。其中,采用露地薄膜发酵方式得到的发酵苹果渣的蛋白质含量和热能值最高,分别达到7.86%和4564 Cal/g。给雏鸡饲喂添加有发酵苹果渣的试验日粮后,雏鸡生长整齐健康,成活率和饲料转化率较高。饲喂露天覆膜发酵的苹果渣效果最好;(3)苹果渣在发酵贮藏过程中,可得到15%以上的浸出液,其有机酸主要是醋酸(占有机酸总量的45.840%)和乳酸(占有机酸总量的44.746%),其次是少量的苹果酸、草酸、酒石酸和琥珀酸。发酵浸出液中含有较丰富的多酚和黄酮类物质,具有一定的抗氧化性,对小鼠具有降低血清胆固醇和甘油三酯含量以及增强耐疲劳能力等作用;(4)苹果籽油中含有亚油酸(C18:2)49.64%、油酸(C18:1)39.69%、棕榈酸(C16:0)7.09%、硬脂酸(C18:0)2.37%、花生酸(C20:0)0.91%;(5)用常规溶剂法提取苹果籽油,其出油率为18.3%;采用水酶法提取苹果籽油,其出油率为21.4%;超声波辅助法提取苹果籽油,其出油率为20.9%;(6)采用超声波提取苹果多酚的优化条件为:溶剂浓度70%(V/V),超声功率225W,超声作用时间20min,料(渣重W,g):液(甲醇体积V,mL)=1:20,提取次数2次。在此条件下,果渣多酚得率为1705mg/kg;(7)苹果渣多酚提取物对超氧阴离子(02-·)、羟自由基(·OH)和脂质过氧化均具有较强的清除或抑制能力,可明显地增强油脂的抗氧化能力。甲醇提取物对自由基清除作用最好,丙酮提取物对油脂的抗氧化作用最佳。苹果渣多酚对超氧阴离子(02-·)、羟自由基(·OH)的清除作用优于BHT;(8)高效液相色谱法检测到的酚酸分别是没食子酸、原儿茶酸、绿原酸、咖啡酸、丁香酸、香豆酸、香草酸、糅花酸等,有个别未知酚酸尚未得到定性,有待研究;(9)采用根霉菌、白地霉菌、啤酒酵母菌组合进行苹果鲜渣混菌发酵,在鲜果渣不灭菌的情况下可使发酵物料的蛋白质含量有较大幅度的增加,其优化工艺条件是:根霉菌、白地霉菌、啤酒酵母菌接种量配比为1:1:1,总接种量15%,尿素添加量2.5%,硫酸铵添加量2.5 %,发酵温度32℃,果渣和麸皮比例为85:15,物料水分≈65%,薄层发酵培养72h。发酵产物的真蛋白含量≥18%。(10)在适宜的条件下,利用黑曲霉作为干果渣的发酵菌种生产菌体蛋白饲料,可以较大幅度地提高物料的蛋白质含量,其优化条件为:干果渣与水的比例1:1;尿素添加量7%,温度30℃,在薄层通风条件下发酵7d,发酵产物的真蛋白含量≥19%;(11)在海升公司(乾县)进行了3次鲜渣厚层堆放式规模化发酵试验,发酵过程稳定,重复性强,发酵产物真蛋白含量20%。


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